Dags för nästa etapp på min Opti BF20L

[perra_e]

Det har varit mycket funderingar på hur jag skall göra med utbyggnad av framförallt y-axeln. Man hinner få en väldigt massa idéer och det skenar gärna iväg!!! Jag har väl kommit fram till ett par grundläggande saker i alla fall.

1. Jag får inte plats med en lite större maskin i källaren så befintligt utrymme skall användas.
2. Jag skall försöka göra y-axeln's slag så långt som möjligt. Min 220mm som befintlig kulskruv klarar och max runt 300mm som utrymmet klarar.
3. Få en så bra tolerans på maskinen som möjligt. Skulle gärna kunna fräsa hållare för lager t.ex i framtiden.

Har precis börjat kika på Fusion 360 och börjar väl få lite kläm på det hela.
En första skiss där man ser principen för hur jag tänkte lösa ett större arbetsområde på y-axeln med bibehållet arbetsområde på x-axeln http://a360.co/1FTQFwl

[perra_e]

Principen med skissen ovan är hämtad från CNC Vikings maskin. Tanken är att en bredare y-axel som ger stabilitet åt x-axeln i ytterlägena. Orginalfoten är bara ca 120mm bred i överkanten så det blir rätt stor belastning på lagren när bordet är i sitt ytterläge.

CNC Vikings maskin:

[tecno]

När du nu skissar på att göra i stort sett allt nytt är det då inte läge att göra Z pelaren bredare på samma gång.
Kopplingen bas/pelare blir ju fortfarande den svagaste länken.

Mina två....

[perra_e]

Helt rätt. Den skall absolut bli bredare om jag går på denna linjen. Håller på att känna mig för än så länge.

Har t.o.m funderat på om man skulle sälja den gamla maskinen, men det kostar troligen minst lika mycket att göra nya delar som jag får för den gamla tomma maskien är jag rädd. Speciellt om jag kan återanvända bordet med T-spår vilket jag nog kan då det är skapligt med gods i det.

--Per

[perra_e]

Snabb komplettering med sidostycke för att visa intention. Har inte funderat något på infästningar o.d. utan bara "utseende" så här långt. Det borde nog göras med en fyrkantsprofil eller en T-profil för att få mer stabilitet bakåt framåt också på Z-pelaren.

Man kan ju också fylla z-pelaren med betong eller epoxygranit om man vill.

[tecno]

Förläng botten plattan och infoga ett liknande stöd baktill pelaren, då har du ju 3 stagningar.

[perra_e]

Denna uppstagning av på Z-axeln blir ju klart bättre. Svetsar man ihop trekantspelarna och sedan bultar fast dem i Z-pelaren + ram så borde det stadga upp en del. Jag ser inget bättre sätt i alla fall med det utrymme som jag har tillgång till. Kanske dags att börja räkna lite på vad det kommer kosta och se om det är genomförbart, men jag hoppas det. Inte mycket kvar av orginalmaskinen, men jag tror ändå inte jag tjänar på att sälja och sedan försöka göra T-spårsbord + hyffsat rak stomme. Skall bara fundera färdigt på om jag vill ha ett lite bredare bord eller om detta räcker.

[tecno]

Ja det ser klart mycket stabilare ut.

Om du skulle göra helt nytt Z dvs skippa original pelaren och få bredare Z så skulle ju det hela bli än starkare.



Men allt har ju sin gräns, kostnader och plats för maskinen mm.
Bara mina två....

[perra_e]

Jo, jag har kommit på att man kan förbättra i det oändliga, men någon stans här känns det som att gränsen går för vad jag mäktar med om man räknar in alla faktorer som plats tyng ekonomi osv. Måste bara kolla in lite mer noggrant med höjd på maskinen och hur jag skall fixa servofäste för x-axeln. Jag har 1:3 i utväxling idag och det blir ett rätt stort tandhjul som skall in under det rörliga bordet. I värsta fall åker jag på dubbla tandremmar, eller om man kan gå ner i utväxling. Alternativt om man kan ha en mer fintandad rem än HTD5. Utredningsarbetet fortsätter

[perra_e]

Får nog plats med 36 tänders tandhjul på x-axeln och 18 på servot.
Encoder 4000 pulser / varv
Stigning på skruven 5mm
Det ger 16 pulser från encodern per / 0.01mm.
Max vrid på Servo 1,6Nm med befintlig strömförsörjning.
Max moment på skruven 3,2 Nm (- förluster). Borde väl räcka med skenor ??? X-Axeln blir inte så tung.

edit: Skall surfa runt lite på formler för att beräkna erforderligt vrid.
--Per

[H.O]

Med 5mm stigning och 80% verkningsgrad så får du i princip 1000N linjär kraft för varje Nm du stoppar in i skruven, så 3.2kN (och det är en hel del) men kom ihåg att max moment är just det. Det går inte att plocka ut max moment speciellt länge utan att överhetta motorn.

EDIT: 80% förutsätter ju kulskruvar, har du original trapetsskruv så blir det betydligt sämre, men då är antagligen stigningen lägre vilket gynnar dig.

[perra_e]

Tack för den informationen!
Japp, kulskruvar och linjärskenor är det som gäller.
En snabb kalkyl för maximal kraft för acceleration ger följande:

Högsta snabbmatningshastighet = 5000mm/min = 0,083 m/s
Om tid för att uppnå 0,083 m/s är 0,1s blir acceleration = 0,83 m/s2
Kraft för att accelerera 100kg -> 83N
Baserat på det så räcker kraften utan problem för att accelerera bordet. Sen tillkommer kraften för matningen när man fräser.

Motorerna är specade att klara 0,66Nm kontinuerligt och det ger ju kontinuerlig kraft på axeln på ca 1300N då.
Har letat rätt mycket på nätet men inte hittat något hur stora krafter det handlar om. Någon som vet?

Kan ju också konstatera att jag klarar 4000mm/min med gejdrar och 1:3 utväxling, så med linjärlager skall ju 1:2 inte vara några som helst problem. Gejdrarna ger väl mest problem vid acceleration. Skulle vara trevligt om man t.o.m kunde köra 1:1 utväxling. Då går det nog minska höjden på bordet ytterligare.

[perra_e]

För egen dokumentation så hittade jag lite exempel. http://www.sciencedirect.com/science/ar ... 611300054X

Detta exempel maxar på 80N.

Cutting forces were measured during full slot milling Titanium alloy TC4 at different feed rates

Kod: Markera allt

Tool geometry.
DT Tool diameter (mm) 10 
H Overhang length (mm) 38 
L Tool length (mm) 75 
N Number of teeth 4 
β Helix angle (°) 30 

4.3. Cutting force simulation of linear milling
Cutting force simulation with the proposed method for linear milling process was carried out. The cutter and workpiece material used here are the same as the above. The spindle speed is 2000 rpm, federate is 320 mm/min, the radial cutting depth is 5 mm and 1 mm in axial cutting depth

[Andax]

Intressant artikel. Och kul att följa din väg. Ang fräskrafter såg jag en youtube-video för ett år sedan om en fräs som mätte de faktiska krafterna i realtid och reglerade matningen utifrån dessa. på så vis kunde de minimera slitage och värme. Fast eftersom det verkar vara så pass bra samstämmighet mellan simulerade värden och mätvärden enl artikeln du länkade till så borde man kunna göra den optimeringen off-line i CAM-beredningen.

[swapper]

High speed machining gör ungefär det, verktygsbanorna beräknas för att hela tiden ge konstant skärkraft och ta bort "plötsliga" krafthöjningar.
Hastigheten är dock konstant och verktygsbanan är ändrad för att uppnå samma sak. Sen finns det ofta val för att innerhörn och annat skall hanteras annorlunda.

Vad är det för servomoter som skall användas på axlarna (kan ha missat i tråden)