3*3*0,5m cnc XYZ

Robot, CNC, Pneumatik, Hydraulik, mm
DAP
Inlägg: 749
Blev medlem: 26 april 2009, 18:12:29
Ort: Kristianstad

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av DAP »

Behöver du planetväxlar så har jag 3 stycken fina wittenstein växlar som är 20:1.
Mycket fina prylar och lagom storlek för ett sånt här projekt.
Speciellt om du skall köra kuggstång vilket jag skulle rekommendera.

Har precis driftsatt en sån här maskin åt en kund där jag bytte styrsystem till ett nytt Siemens 808d.
Där kör vi dubbla motorer till X rörelsen.

Kör du även med planetväxlar så kan du förmodligen gå ner i motorstorleken.
Vi hade servomotorer på ca 4Nm och planetväxel på 20:1 och då hade vi en bredd på ca 4meter på portalen och mycket vikt.

Lycka till med projektet.
H.O
Inlägg: 5684
Blev medlem: 19 mars 2007, 10:11:27
Ort: Ronneby

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av H.O »

Låt oss säga att du använder kuggstången som Meduza länkade till tidigare och att du använder det drev som säljaren säger sig kunna tillhandahålla (visst var det 24 kugg). Låt oss också anta att du vill ha dina 30m/min (det tycker jag låter rimligt på en maskin som är 3m lång) och en linjär kraft på 1000N (för att fräsa med) samt att det går åt 200N för att portalen skall röra på sig (1200N totalt).

Om vi sedan knappar in de siffrorna i Mekanex beräkningsformulär för kuggstångsdrift framgår att det går åt 28.8Nm och 200rpm för att uppnå detta, en effekt på 600W.

Om vi då tar de fina 20:1 planetväxlarna så måste vi ha 4000rpm på inkommande axel, inget för stegmotorer men definitivt i området för en servo-motor, om verkningsgraden på växeln är 80% skulle motorn behöva kunna ge 28.8/20/0.8=1.8Nm, alltså en effekt på 750W.

Här har vi inte räknat med accelerationsmoment men om du inte ska accelerera i flera G så borde effektreserven i motorn räcka till.

Om du i stället vill köra med stegmotor så är en utväxling på 20:1 utesluten. 3:1 till 4:1 är lämpligare för att hålla motorns varvtal någorlunda inom momentkurvan. Notera att en stegmotor med 12Nm hållmoment inte nödvändigtvis är "bättre" än en med 8Nm hållmoment (om de drivs från samma drivsteg och samma matningspänning), titta på hur mycket moment du "har kvar" vid ett visst varvtal.

4:1 utväxling med 90% verkningsgrad. Då måste din stegmotor kunna ge 28.8/4/0.9=8Nm vid 800rpm (en effekt på 670W). Det är nog tufft att hitta en stegmotordrift som klarar det. Om du driver portalen på bägge sidor så hjälps såklart motorerna åt men jag tror knappast att det är 50/50 under alla driftförhållanden. Känslan är att du är i utkanten av vad som går att åstadkomma med stegmotorer - men jag har haft fel förr :-)
Användarvisningsbild
ViktorSigg
Inlägg: 376
Blev medlem: 11 januari 2015, 17:33:50
Ort: Eskilstuna-Ludvika

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av ViktorSigg »

Jag tror också på det H.O skrev. Dock kanske jag kan hålla med om att mitt rekommenderade värde på 30m/min kan vara onödigt fort om man aldrig har haft en fräs förut. 20m/min är också ganska bra fart, om man jämför med att lägga 3-4ggr så mycket för att få servomotorer istället. Med det sagt så finns det servokit på ebay och liknande på runt 700 watt för inte så blodiga pengar, och servon har ju en annan fördel också. DE ÄR TYSTA! Jag blir tokig av ljudet från stegmotorer, men det är nog mest ett lyxproblem antar jag.. :D

Plus att det är ju egentligen bara en av axlarna (portalaxeln) som behöver ha så pass stora grejjer. Så att köra servon kanske inte är så dumt iallafall. Ett servopaket på ca 700W har jag för mig gick på
sisådär 3500 - 4000:-. Med en budget på ca 70' (om jag minns rätt) så blir det ca 1/6 del på drivprylarna. Lägg till växellådor och kuggstång så hamnar man på säg 20'. Fortfarande ganska bra "ratio" kalkylmässigt, då drivsystemet är det sista man ska tumma på enligt min mening. :)

Säg som budget:
*20,000 = drivsystem
*12,000 = linjärskenor
*3,000 = spindel + spindeldrivare (2.2 kW vattenkyld)
*10,000 = balkar och basmateriel
*10,000 = elskåp och tillbehör (kabel, kabelkedja, plåtskåpet etc.)
*Resterande = oväntade utgifter & verktyg

Verkar inte det vara en ganska rimlig fördelning?

ATC spindel kan vara utanför din budget då dessa går loss på 20 - 25 loppor om man inte har tur och hittar en begagnad eller liknande. Alternativt så köper man in spindeln sist så vet man hur mycket av budgeten som finns kvar, kanske blir mer än man trodde.
DAP
Inlägg: 749
Blev medlem: 26 april 2009, 18:12:29
Ort: Kristianstad

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av DAP »

H.O skrev:Låt oss säga att du använder kuggstången som Meduza länkade till tidigare och att du använder det drev som säljaren säger sig kunna tillhandahålla (visst var det 24 kugg). Låt oss också anta att du vill ha dina 30m/min (det tycker jag låter rimligt på en maskin som är 3m lång) och en linjär kraft på 1000N (för att fräsa med) samt att det går åt 200N för att portalen skall röra på sig (1200N totalt).

Om vi sedan knappar in de siffrorna i Mekanex beräkningsformulär för kuggstångsdrift framgår att det går åt 28.8Nm och 200rpm för att uppnå detta, en effekt på 600W.

Om vi då tar de fina 20:1 planetväxlarna så måste vi ha 4000rpm på inkommande axel, inget för stegmotorer men definitivt i området för en servo-motor, om verkningsgraden på växeln är 80% skulle motorn behöva kunna ge 28.8/20/0.8=1.8Nm, alltså en effekt på 750W
Hur räknade du fram 1.8Nm?
Samt att det kommer behövas 2 motorer till en så bred portal.
Får ej ihop hur 1.8Nm blir 750watt heller?

Kolla bifogad bild.
Vi körde 400watts motorer på den maskinen och det går fint. Dock går den bara i 15m/min men motorerna har grym marginal.
Det man ej får glömma är accelerationen och decelerationen som suger en del men där är servo system bra.
Det jag bifogade kan ge en peak på 300% för att klara såna förhållanden.
Men en 400watts motor ger 1.9Nm kontinuerligt moment. Såna kan du köra med.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Glattnos
Inlägg: 2972
Blev medlem: 29 oktober 2009, 20:01:18

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av Glattnos »

Jag tror att det är svårt att bygga en så stor maskin för 50 000:- om inte man snålar in på i princip allt. Så inga servon utan stegmotorer är det nog som gäller. Sen skulle nog jag försöka vara kreativ med linjär-lagren och istället köra kullagrade hjul på balk eller rör(mät med ett spänt snöre och slipa rakt med vinkelslip och sandpapper limmat på rak stålbit). Kravet på noggrannheten var väll någon mm?

Nog kan man köra med riktiga linjärlager, servon mm men då bör ju allt göras riktigt rejält om det ska vara värt det, och då kostar det nog rätt mycket mer än 50 000:-
cncbonde
Inlägg: 77
Blev medlem: 15 augusti 2017, 22:36:32

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av cncbonde »

Vill först tacka alla DAP, H.O, ViktorSigg, Glattnos fantastiskt kul med alla som vill hjälpa till.
Budget på 50 k är inget absolut men det jag känner mig bekväm med för tillfället, om detta inte går så får jag tänka om och utvärdera det hela.

Det blir lite svårt för mig att hänga med i svängarna men jag försöker med lite följdfrågor.

DAP: det vore intressant med en kort beskrivning hur den maskinen va byggd och vad för materiel som användes. vad är det för växlar du har och vad ska det va för motorer till dessa?

H.O: förstår jag det rätt så klävs det 1000N för att driva verktyget genom materialet 200 N för motståndet för att driva bommen och accelerationen mm försummbar. hur räknar man fram 1000N för att driva verktyget?
Mekanex är det ett program som man lätt förstår och kan man ladda ner det någonstans?

ViktorSigg: ditt förslag lät överkomligt har du någon bra länk till passande motorer på tex ebay? mycket balkar, basmaterial och elskåp har jag, min tanke va dock att köpa in en aluboom för att sänka vikten ca 2-4000 kr

Glattnos: flera andra verkar av uppfattning att det skulle räcka eller i alla fall nästan räcka om man kompromissar lite. Du får gärna utveckla lite.
Glattnos
Inlägg: 2972
Blev medlem: 29 oktober 2009, 20:01:18

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av Glattnos »

Om du kollar på denna: http://elektronikforumet.com/forum/view ... 11&t=84584 så förstår du principen. Man kan bygga med stålhjul som går på rör eller balkar. Konstruktionen är väldigt enkel på den maskinen men ändå förvånansvärt bra precision. Jag menar förstås inte att man ska bygga precis så utan jag menar att man kan förstora upp konceptet :)

Det är inte alls lika bra som riktiga skenstyrningar men mycket billigare och beroende på vad man ska göra.

Jag vet inte om du redan skrivit det men lite mer exakt vad är det du ska fräsa?
cncbonde
Inlägg: 77
Blev medlem: 15 augusti 2017, 22:36:32

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av cncbonde »

Glattnos: det är inom möbeltillverkning främst och div prototyptillverkning 99% trä skulle jag gissa på.
mitt krav på 3*3m är ganska absolut tyvärr.

Jag har ställt frågan innan men vad gör det för skillnad för övriga delar i fräsen om x-axen "bara" behöver hantera 70 kg i stället för 190 ?
Glattnos
Inlägg: 2972
Blev medlem: 29 oktober 2009, 20:01:18

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av Glattnos »

Men "möbeltillverkning och prototyper" säger inte så mycket. Vad är det mest krävande du kommer att fräsa? 100mm djupt med en 50mm fräs eller ska du planfräsa 3x3m skivor med en 500mm fräs?

70kg eller 190kg spelar roll för accelerationen eller med andra ord hur seg den blir när den kör ett hörn(90 grader riktningsändring). Delarna spelar det nog inte så stor roll för, du ska ha delar som tål det du ska göra med stor marginal.
H.O
Inlägg: 5684
Blev medlem: 19 mars 2007, 10:11:27
Ort: Ronneby

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av H.O »

Hur räknade du fram 1.8Nm?
Vi räknade ut att det behövs 28.8Nm på drevet för att få en linjär kraft på 1200N med kuggstång modul 2 och drev med 24 kugg. Utväxlingen på dina växlar var 20:1 och verkningsgraden i växeln 80% (gissade jag). Så 28.8/20=1.44Nm, 1.44Nm/0.8 = 1.8Nm
Samt att det kommer behövas 2 motorer till en så bred portal.
Absolut, men som jag skrev så tror jag inte att det är så enkelt att man kan anta att de delar 50/50. När verktyget är i centrum på axeln kanske, men när verktyget är närmast den ena eller andra sidan så inbillar jag mig att drivmotorn på den sidan får dra ett tyngre lass än den andra så jag skulle vilja ha lite marginal.
Får ej ihop hur 1.8Nm blir 750watt heller?
Vi vet att drevet måste snurra 200rpm för att uppnå de önskade 30m/min så motorn måste därför snurra 4000rpm Om motorn skall ge 1.8Nm vid 4000rpm så är det 750W: 1.8Nm * 4000RPM / 9550 = 753.9W

Och 750W är alltså den totala effekten, om du sätter dubbla motorer måste såklart inte båda vara på 750W men jag tror som sagt inte att de alltid delar 50/50 så...
Kolla bifogad bild.
Jag ser det, men antingen så ljuger tabellen eller så ger motorn inte 3000rpm och 1.9Nm - samtidigt - för det motsvarar ~600W och inte 400W.

EDIT: Med det sagt så är det inte så sannolikt att man på maskinen i fråga behöver max fart och max kraft samtidigt. Max fart är ju för snabbtransport och då går det ju inte åt så mycket moment - något som underlättar situationen för en lösning med stegmotorer något (om man nu överväger det).

Jag tvivlar inte på att den maskinen du satte dubbla 400W-motorer på fungerar alldeles utmärkt men kom ihåg att om hastigheten skall dubblas med bibehållet moment så krävs det dubbla effekten. Maskinen du pratar om gör 15m/min, uträkningarna siktar på det dubbla så... Vad gäller acceleration/retardation så nämnde jag också att effektreserven (de 3x du nämner) i motorn borde räcka för det. Vilket du ju också bekräftar :tumupp:

Vi bör också komma ihåg, att det är inte sannolikt att vi behöver max fart OCH max moment samtidigt vilket underlättar för den stackars stegmotorn - om man nu bestämmer sig för en sådan istället för servo.
H.O: förstår jag det rätt så klävs det 1000N för att driva verktyget genom materialet 200 N för motståndet för att driva bommen och accelerationen mm försummbar. hur räknar man fram 1000N för att driva verktyget?
Mekanex är det ett program som man lätt förstår och kan man ladda ner det någonstans?
Alltså, jag vet inte om det krävs 1000N för att trycka verktyget genom materialet men det känns som en trevlig siffra. 200N är en ren gissning, jag tänker om man krokar en fiskevåg i portalen och drar i den för hand, visar fiskevågen 20kg då när portalen rör på sig? Känns rimligt om man har schysta linjärskenor etc men ALLT är gissningar, uppskattningar och spekulationer.

Accelerations-/retardationsmoment är ingalunda försumbart men en servomotor kan kortvarigt ge flera gånger mer moment än den kan kontinuerligt, så jag räknar med att "vi" utnyttjar det.
cncbonde
Inlägg: 77
Blev medlem: 15 augusti 2017, 22:36:32

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av cncbonde »

jag vet inte vad man kan förvänta sig men en 20mm pinfräs eller en 50 mm planfräs vore kul att kunna använda vilken kraft som krävs för att köra detta vet tag dock inte.
cncbonde
Inlägg: 77
Blev medlem: 15 augusti 2017, 22:36:32

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av cncbonde »

Det verkar va vanligast med 3000 rpm när jag kollar
är denna en motor som skulle passa bra?
http://www.ebay.com/itm/750W-0-75KW-AC- ... SwwzhZULhk
krävs det 2 motorer även till y?
vad för motor ska man ha till z?
cncbonde
Inlägg: 77
Blev medlem: 15 augusti 2017, 22:36:32

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av cncbonde »

En till fråga vad är ett Hybird servo ?
cncbonde
Inlägg: 77
Blev medlem: 15 augusti 2017, 22:36:32

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av cncbonde »

hur svårt är det att få denna att bli en fräs?
https://www.blocket.se/skaraborg/ABB_Ro ... ?ca=15&w=3
Användarvisningsbild
Meduza
EF Sponsor
Inlägg: 10718
Blev medlem: 30 april 2005, 22:48:05
Ort: Ekerö, Stockholm
Kontakt:

Re: 3*3*0,5m cnc XYZ

Inlägg av Meduza »

"Hybridservo" är oftast en stegmotor med en encoder som körs i closed-loop, dvs lite bättre än stegmotor då du kan ligga och köra närmare gränserna utan att oroa dig för att tappa steg, men du får inte högvarvsprestandan av en "riktig" servomotor.
Skriv svar