Projekt CNC Plasmaskärare

Robot, CNC, Pneumatik, Hydraulik, mm
Användarvisningsbild
tecno
Inlägg: 27248
Blev medlem: 6 september 2004, 17:34:45
Skype: tecnobs
Ort: Sparreholm, Södermanland N 59° 4.134', E 16° 49.743'
Kontakt:

Inlägg av tecno »

Visst kan man begär en 'special-invoice' men det händer att tullen begär in betalnings handlingar för att styrka summan, fråga varför jag vet det :(
marmander
Inlägg: 73
Blev medlem: 10 december 2008, 15:04:56
Ort: Torestorp

Inlägg av marmander »

Fräsen skrev:http://www.kelinginc.net/ServoMotor.html

I ditt fall blir nog servo billigare. För att få ut motsvarande effekter ur stegmotorer så krävs stora drivsteg och motorer, det kostar skjortan och halva byxbenet.

En väl skärmad encoderkabel borde inte vara något problem.
Nu blir jag ännu mer osäker, priset borde väl vara till stegmotorernas fördel?

Man får ju ett komplett kit med 3x 3Nm stegmotorer, drivsteg, nätagg och breakout board för ca 290 pund.

Såg nu att Torchmate använder 1,86Nm nema 23 stegmotorer till sina mindre plasmasystem (dubbla på X).
http://www.torchmate.com/industrial/electronics.htm
Läser man vad dom skriver så verkar stegmotorer lämpligare än servon, men det lär väl vara vinklat till deras fördel, samtidigt som man kan läsa att deras dyrare och större maskin har servosystem...

Inte längre säker på om servon är den bästa lösningen längre. Kom gärna med fler anledningar till att välja den ena eller den andra lösningen.

Har inte heller fått riktigt klarhet i om stegmotorernas gång skulle vara mer ojämn än med servon och om det skulle märkas på resultatet.

Skulle behöva handla prylarna före nyår, så får jag tillbaka momsen snabbare ;)

Tack på förhand!
H.O
Inlägg: 5913
Blev medlem: 19 mars 2007, 10:11:27
Ort: Ronneby

Inlägg av H.O »

Stegmotorer är relativt enkla att implementera, ingen tuning eller nått sånt men man MÅSTE vara säker på att dom är kraftiga nog annars riskerar man att tappa steg etc. Att folk underdimensionerar stegmotorer är antagligen anledningen till deras rykte att dom är opåliltliga och tappar steg här och där - vilket naturligtvis inte är fallet.

En servo-motor måste självklart också vara dimensionerad korrekt men den "tål" att överbelastas kortvarigt utan att den stallar eller tappar "steg". Däremot så ÄR den krångligare att implementera, med encoder signaler som är känsliga för störningar, PID parameterar etc.

Vridmomentet hos en stegmotor är först hyffsat konstant vid låga varv (se datablad för respektive motor) sedan avtar det relativt linjärt med ökande varvtal. En servo-motor däremot har princip konstant moment över hela varvtalsområdet. Stegisen avger alltså (i princip) konstant effekt medans servo-motorns uteffekt ökar med ökande varvtal.

Du nämner 10000mm/min i matning, om du kör med kuggstång och ett drev med diameter 25mm så behöver drevet bara snurra 127varv/min. För att utnyttja en servo-motors fulla effekt här behöver den åtminstånde snurra med 80% av sitt märkvarvtal vilket betyder att du behöver ett utväxlingsförhållande på ca 1:20 (för en 3000rpm motor).

Om nu motorn avger ett konstant moment på 1Nm och du växlar ner den med 1:20 så har du 20Nm på utgående axel, minus förluster, så säg 15Nm. Drevet har en radie på 12.5mm vilket ger dig en linjär kraft på 20/0,0125=1600N minus förluster i kuggstång etc. Motorn klarar dessutom att ge mångdubbelt det undet korta perioder för acceleration etc och vad jag förstår från plasma-skärare så behövs det hög acceleration när man skär tunn plått etc.

Servo-motorn blir hyffsat billig, drivsteget behöver inte vara speciellt kraftigt men växellådan kostar nog en del pengar. Problemet som jag ser det är om du ska TVÅ motorer på en axel - det blir nog inte det enklast med servon, överväg i så fall att koppla ihop dreven på båda sidor med en axel och driv axeln med EN motor.

Med en stegmotor så skulle en enkel rem-transmision på 1:2 eller 1:3 mellan motor och drev göra att motorn får jobba med varvtal mellan 0 och 400rpm. För att få samma linjära kraft som med servot behöver motorn då avge 5Nm vid 400rpm.

Titta på lite olika motorer och räkna på moment etc. Hur mycket kommer din portal att väga? Hur fort behöver den komma upp i 10000mm/min, får det ta 1s eller 0.1s? Hur mycket förluster är det i en drivning med kuggstång?

Med ett modernt drivsteg så går en stegmotor väldigt mjukt och fint även på låga varv så DET borde inte vara några problem.

Spontat känns som att antingen eller skulle fungera i ditt fall men att ett "styvt" servo-system ger dig mångdubbel acceleration jämfört med stegmotorer.

/Henrik.

PS. OTDTools verkar ha ett gäng mindre DC-servon till hyffsat pris. Dom saknar encoder men det går ju bra att montera själv.
marmander
Inlägg: 73
Blev medlem: 10 december 2008, 15:04:56
Ort: Torestorp

Inlägg av marmander »

H.O.

Tack för svaret.

Tanken är att köra med en lagrad axel rakt genom portalen och ha kuggremdrivning på var sida om den. Så endast en motor krävs för den. Matning på 20000mm/min skulle vara önskvärt för att få lite snabb förflyttning.

För tillfället har jag tänkt använda mig av aluminiumprofilsystem likt din egen fräs, om det inte är allt för dyrt. Nackdelen att använda aluminium är väl att värmeutvidgningen är annan än kuggstång, gejdrar etc. men frågan är om det spelar någon roll?
Om jag gör det så bör inte portalen väga mer än max 10kg med z- och x-motor monterade. Tycker det är lite svårt att uppskatta friktionen och hur snabb acceleration som krävs, därav problemet att få fram lämpligt moment.

Motionctrls. har servomotorer som "bara" varvar 2100rpm och ger 2,7Nm kontinuerligt. Då borde man klara sig utan växellåda och kuggremdrift med 1:7,5 utväxling med 25mm kugghjul. med en kraft på 1620Nm minus förluster då.

IDG Tools servomotorer var ju billiga, frågan är var man hittar lämpliga encoders och om det är värt att köpa en motor med högre vartal, lägre moment och behöva montera en växellåda.

Till Z-axeln var jag inne på att använda en mindre stegmotor eftersom den inte alls kräver så mycket kraft.

/Simon
H.O
Inlägg: 5913
Blev medlem: 19 mars 2007, 10:11:27
Ort: Ronneby

Inlägg av H.O »

Alu-profiler är väl inte direkt billigt men det är "prisvärt" eftersom det går snabbt att konstruera med det. Tänk på att tillkommer rätt mycket i form av T-muttrar och special-förbindningar etc och det är inte billigt.

Jag förstår att det är svårt att uppskatta vikter och accelerationer osv men tidigare nämnde du att du även vill kunna fräsa med den här portal-maskinen, i så fall måste du bygga den MYCKET stabilare, med betoning på MYCKET. (Om du inte ska fjutt-köra med en dremmel alltså).

Stål utvidgar sig ca hälften så mycket som aluminium, 1.2mm vs 2.3mm/m/100°. Om maskinen står i ett tempererat utrymme så borde det inte vara några större problem. Jag menar om du har 18° på vintern och 28° på sommaren så blir det 0.11mm/m skillnad i utvidgning.

Jag tror inte du kommer att kunna göra en remtransmission på 1:7.5 i ett steg, skillnaden mellan remhjulen är helt enkelt för stor. Så ska du gå den vägen får det nog bli minst två steg.

Jag har själv haft en del problem med encodrar på sistone, USDigital är populära men dom har total-vägrat att fungera för mig så jag kan inte rekomendera dom, till slut köpte jag nya från Renco encoders och dom fungerar klockrent. Kolla Renco's hemsida, annars finns det billiga på EBAY. Till en plasma-maskin skulle jag definitivt rekomendera differentiella signaler ur störningssynpunkt.

Nej, motorn på Z behöver nog inte vara speciellt kraftig, särskillt inte om du kör med kulskruv där. Kanske är lämpligt att ta en trapets-stång där istället, det blir billigare och till en plasma behöver du inte precisionen som en kulskruv ger.

En en gång, det går att köra en plasma-skärare i en portafräs men troligen inte att sätta en fräs-spindel i en maskin konstruerad för plasma. Om du SKA fräsa (också) med den här maskinen så snackar vi helt andra grejer. Räkna med en portal som väger MINST 50kg, du behöver MYCKET kraftigare stomme och MYCKET kraftigare linjärkomponenter.

/Henrik.
marmander
Inlägg: 73
Blev medlem: 10 december 2008, 15:04:56
Ort: Torestorp

Inlägg av marmander »

Ok,

Jag skall skicka prisförfrågan angående alu-profilerna. T-spårsmuttar bör inte bli speciellt dyra, eller? I så fall tillverkar jag egna. Konsoler och beslag ritar jag själv och får dom laserskurna (blir inte dyrt pga. goda kontakter).

Att växla ned 7,5ggr blir nog väl tufft i ett steg kanske, skrymmande blir det i så fall.

Nu lutar det återigen mot kraftiga stegmotorer, dels. pga. sin enkelhel och dels pga. att man slipper växellåda, samtidigt som det verkar lättare att komma igång med.

Torchmate som tillverkar lättare cnc-system som motsvarar ungefär det jag är ute efter, dom använder som sagt stegmotorer.

Med motsvarande portalstorlek, kuggstångsdrift och remdrivt med 3,4:1utväxling och dubbla 1,86Nm stegisar så kommer dom (enligt deras hemsida) upp i ca 8-9000mm/min snabbmatning.

Om jag nu skaffar motor till X-axeln med 12Nm och växlar ned till 2:1, så bör jag rimligtvis kunna komma upp i nästan dubbla matningshastigheten och kunna accelerera portalen nästan dubbelt så snabbt.

Till Y borde det räcka med halva momentet, men eftersom priset inte skiljer mer än ca 15 pund så är det kanske lika bra att köra lika stor motor där?

Jag tänkte använda kuggstång även till Z så undviker jag eventuella slitageproblem i bästa mån. 3Nm Nema 23 och direktdrift, 240N minus förluster med 25mm drev (bör finnas mindre också) låter det vettigt?

Så till fräsningen.

I första hand var tanken att köra den som ren plasmaskärare, men så blir man inspirerad av alla projekt där man fräser både trä och aluminium med relativt klent byggda maskiner. Det är den typen av fräsning jag tänkte mig.

Jag har en fin äldre metallfräs som får sköta dom tyngre jobben, tänkte konvertera den, men eftersom den har så fina egenskaper som snabbmatning på alla axlar, lätt att jobba med, borrpinol mm, så vill jag nog inte konvertera den.

MVH/
Simon
H.O
Inlägg: 5913
Blev medlem: 19 mars 2007, 10:11:27
Ort: Ronneby

Inlägg av H.O »

Du måste titta på momentkurvan på stegmotorn i fråga, vilken drivspänning du ska välja oss. En motor på 12Nm är startk som f-n när den står still men momentet avtar fort och för att få den upp den i hög hastighet krävs det hög spänning för att övervinna induktansen i lindningen.

Om du har en motor på 6Nm så betyder inte det faktum att du byter till en 12Nm motor att du kan köra dubbelt så fort eller får dubbelt så mycket kraft vid en viss hastighet. Rotorn i en stor motor väger också mer vilket gör att den är "tyngre" acclelerera så det är inte säkert att du kan accelerera snabbare bara för att du hänger dit en kraftigare motor. Allt hänger ihop, moment, varvtal, drivspänning osv.

En T-spår mutter kostar väl inte så mycket men det går åt några stycken, det var mest det jag menade. Man tittar på kostnaden för profilerna och tycker OK, det var inte SÅ farligt men sen när man lägger till resten, 10:-/st för muttrarna, 20:-/st för kraft-muttrar, 150:- för et vinkelbeslag osv osv så sticket det iväg. Kan du fä grejer skurna billigt så är det ju kanon.
marmander
Inlägg: 73
Blev medlem: 10 december 2008, 15:04:56
Ort: Torestorp

Inlägg av marmander »

Henrik,

Jo, jag är medveten om det, dom har inte momentkurvorna tillgängliga på motionctrls. hemsida, men jag har kollat på bergan.se.

Större motor, lägre utväxling. Läste även på Allmotion att man inte skall överskrida motors eget tröghetsmoment i den del som skall styras med mer än 5- max 10ggr (givetvis blir det större om man använder utväxling).

ok, 10kr/st var ju rätt saftigt, men kan dom så saltar dom... Får se vad offerten landar på.

/Simon
marmander
Inlägg: 73
Blev medlem: 10 december 2008, 15:04:56
Ort: Torestorp

Re: Projekt CNC Plasmaskärare

Inlägg av marmander »

Hej igen, nu har jag fått gjort lite.

Förutom att jag råkat krossa min handled/arm, så har jag beställt lite från Motionctrls.

1x FL86STH80-4208A-H (4,5Nm)
1x FL86STH65-2808A-H (3,3Nm)
1x FL42STH47-1204 (0,45Nm)
2x MSD542 (max 50V 4,2A)
1xMSD980 (max 90V 7,8A)
1xPSU407 (40v 7A)
1xPSU705 (75V 5A)
1x Breakout board

Med dessa stegmotorer så kommer det finnas kraft så det blir över om jag räknat hyffsat rätt :)

X och Y blir kuggremdrivna med 15mm rem. 20mm Kulskenstyrningar skall användas till alla axlar. Z blir driven av en 10x3 trapetzgänga.

Alu-profilerna kommer köpas från Alucon. Fästbeslagen är caddade och redo att skickas för laserskärning. Det som återstår är designen av själva rastret och vattenbadet, är inte helt säker på hur jag skall lösa det på smidigaste och bästa sätt...

Nu till Lite frågor:

Är det någon här som provat mach3 till plasma?

Har ni i så fall kört med styrning av brännarhöjd (THC)?

Går det köra Z precis som med en cnc-fräs? dvs. nolla brännaren mot plåten och höja den det antal mm som är lämpligt.

Vad är det för typ av insignaler som krävs för att få mach3 att reglera brännarhöjden? Borde väl inte vara så svårt att göra en krets för det? Spänningsdelning för att få en varierande spänning i med lagom amplitud (bågspänningen skall ligga på ca 105-120V) och sedan en AD-omvandlare för att få det digitalt, plus skyddselektronik mm?

Som vanligt tacksam för svar och tips!

//SM
Användarvisningsbild
tecno
Inlägg: 27248
Blev medlem: 6 september 2004, 17:34:45
Skype: tecnobs
Ort: Sparreholm, Södermanland N 59° 4.134', E 16° 49.743'
Kontakt:

Re: Projekt CNC Plasmaskärare

Inlägg av tecno »

Själv kör jag inte plasma.

Mach3 + THC + Sheetcam är en ypperlig kombination.
Många är det som kör med Toms THC och är nöjda.

Läs mer på Mach Forum och Yahoo samt CNCZone
H.O
Inlägg: 5913
Blev medlem: 19 mars 2007, 10:11:27
Ort: Ronneby

Re: Projekt CNC Plasmaskärare

Inlägg av H.O »

Hej,
Jag har ingen personlig erfarenhet av Mach3 i en plasma-applikation men jag vet lite hur det fungerar....

THC i Mach3 funkar genom att man via två digitala ingångar ber Mach3 köra Z upp eller ner. I princip har du en spänningsdelare vars utsignal matar en fönsterkomparator. Så länge bågspänningen är inom "fönstret" sker ingenting men om den går utanför (pga av att munstycket kommer för nära eller för långt ifrån) så skickas "kör upp" eller "kör ner" kommando till Mach3 via de två ingångarna. I övrigt fungerar Z-axeln precis som vanligt.

Om du i Mach3 går till Config->Ports & Pins och välker input-signals så hittar du THC On, THC Up och THC Down en bit ner i listan. Det är alltså dessa du använder. Det är alltså ingen direkt regler-loop i Mach3 utan bara "kör upp"/"kör ner". Det trixiga, gissar jag, är att filtrera bågspänningen tillräckligt för att få en "fin" spänning att mata komparatorn med.
marmander
Inlägg: 73
Blev medlem: 10 december 2008, 15:04:56
Ort: Torestorp

Re: Projekt CNC Plasmaskärare

Inlägg av marmander »

Ok, då är jag med lite bättre :)

Toms MP3000 kostar 900dollar med sheetcam och mach3, känns svettigt.. Fanns ju massa funktioner och så, men man borde kunna göra en mycket simplare lösning som ändå fungerar. Låter som en vanlig industriregulator skulle klara jobbet utmärkt :) Finns ofta med 0-10V insignal och reglerar oftast genom att stega upp och ner genom två reläutgångar.

Får aktivera någon mer kunnig inom området för att designa filter mm. Enligt Pär på SPT så skulle man kunna köra med en enkel spänningsdelning och använda ett relä eller dylikt för att slå av spänningen under HF-tändningen, eller så kanske en transientskyddskrets kan göra jobbet?

Om jag förstår det rätt så är det inte hela världen att köra utan THC så länge plåten är lite tjockare.
marmander
Inlägg: 73
Blev medlem: 10 december 2008, 15:04:56
Ort: Torestorp

Re: Projekt CNC Plasmaskärare

Inlägg av marmander »

Techno, H.O och andra mach 3 gurus:

Jag håller på att kolla efter delar ditt styrdatorn just nu. Pga. dess smidighet är jag inne på en mini-itx eller ev. micro-atx. På så sätt kan jag få in alla styrkort, dataprylar mm i en industrisäker kapsling som inte tar upp hela garaget.

Tyvärr så är det oftast/alltid integrerat grafikkort i dessa, varför ställer det till det för mach3? om det inte funkar, räcker det då att sätta in ett separat grafikkort och avaktivera det integrerade i BIOS?

Har kollat på dessa kort på komplett:
http://www.komplett.se/k/ki.aspx?sku=35 ... roductTabs
http://www.komplett.se/k/ki.aspx?sku=36 ... roductTabs

Mini-itx:en har snabbare processor och är mindre, men har inga pci-platser.. :humm:

Har sökt en del på forumet, men inte hittat någon tråd med denna typ av styrdatorer... Har ni några tips på liknande datorer som kan funka klockrent till detta?

MVH/
SM
H.O
Inlägg: 5913
Blev medlem: 19 mars 2007, 10:11:27
Ort: Ronneby

Re: Projekt CNC Plasmaskärare

Inlägg av H.O »

Problemet med integrerad grafik gäller dom moderkort där RAM-minnet delas mellan grafik-processorn och resten av systemet. Jag kör själv med ett MSI mikro-ATX kort med integrerad grafik och det fungerar bra men vill man vara så säker som möjligt så är rådet att undvika integrerad grafik. Och ja, fungerar det inte så räcker det att avaktivera i BIOS och stoppa i ett "vanligt" grafik-kort.

ITX-korten är coola och har du pengar och tid att labba så för all del, testa! (Det mest troliga är att det fungerar) Med vill du lira lite säkrare så gå på något mer "main-stream". Ett mikroATX kort med plats för externt grafik-kort så är risken för bakslag minimal.

Hur fort har du tänkt att köra Mach3? Minimikravet är 1GHz CPU men ska du köra på högre frekvenser så lönar det sig big-time att ha en snabbare CPU.
marmander
Inlägg: 73
Blev medlem: 10 december 2008, 15:04:56
Ort: Torestorp

Re: Projekt CNC Plasmaskärare

Inlägg av marmander »

H.O skrev:...
Ok, ännu ett bra svar :)

vad gäller mach3, så är min kunskap= 0, jag har inte ens köpt programmet än :oops: (lär mig snabbt, så det löser sig nog snart). Jag förmodar att det blir ganska höga frekvenser om man kör många microsteg och snabba matningar mm, när börjar det bli begränsat frekvensmässigt?

1,6GHz, räcker det till att utnyttja systemet maximalt? eller gäller; mer processor => mer prestanda?

Ett par frågor till; är det värt att lägga 2000-2500kr extra för att få en 15"-17"pekskärm? Räcker det med 10" eller bör man ha 15-17"?
Skriv svar