SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Strumenti e metodi per la messa in quadro, la calibrazione e il posizionamento degli elementi strutturali delle CNC.
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Zebrauno
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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da Zebrauno » mercoledì 13 ottobre 2010, 18:07

Ero sicuro che l'argomento fosse fondamentale, infatti ho pure proposto di fare una sezione dedicata, per lasciare ogni singolo problema nel suo topic, da sviluppare insieme.
Mi sono reso conto di quanto fosse importante appena ho iniziato a studiare i tastatori 3D ed i sistemi di calibrazione nello spazio....soprattutto quando dopo un paio di verifiche (usando il mio tastatore) su altre macchine ho fatto notare a qualcuno che stava lavorando con errori di geometria sulle corse anche di mm!
Tutto e' nato quando ho chiesto alcune lavorazioni in waterjet su alluminio, e poi in fresatura su lastre di lexan, che a lavoro ultimato dopo una verifica dimensionale ben fatta risultavano fuori quadro (figurarsi nello spazio cosa sarebbe successo) di alcuni mm su un metro.
Questa e' la realta', ci sono centinaia di macchine (soprattutto a 3 assi) che lavorano senza alcuna taratura geometrica, e se sono con motori pp spesso non hanno nemmeno coerenza dimensionale (impartisci 1 metro e si spostano di 980mm, cose dell'altro mondo).
Lasciamo i casi estremi, dovuti anche alla non curanza degli operatori, e proviamo a capire cosa e' lecito attendersi da un sistema comune a 3 assi.
(chi usa centri di lavoro di norma sa già  come calibrare la macchina e farla verificare)


La prima cosa che ritengo si debba avere e' un'ottima squadra a 90°, possibilmente rettificata, di misure paragonabili al piano di lavoro.
Da farsi realizzare assolutamente, se vi manca, o da creare sfruttando alcuni principi geometrici.
Molto meglio se e' rettificata pure su una faccia della L, in modo da poterla usare pure come riferimento su dei cubetti Johnson o altri riferimenti paralleli realizzati con stretta tolleranza.

Convenzioni che useremo da ora in avanti:
- l'asse X e' quello lungo il quale si muove il castello Z, a sinistra (-X) e destra (+X)
- l'asse Y descrive l'avanzamento del ponte (gantry) in avanti (+Y) e indietro (-Y) (se il ponte e' fisso ci riferiamo al piano mobile).
- l'asse Z e' relativo al mandrino in discesa (-Z) o in salita (+Z)

Visto che l'insieme diventa estremamente complesso, a causa dei gradi di liberta', ci conviene iniziare dalla struttura del piano XY. (segue...)

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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da Slapman83 » mercoledì 13 ottobre 2010, 19:53

Dagliene Zebra!
Ti seguiamo partecipi =D>
La ricerca della perfezione è nemica del bene! Ma è bello provarci...

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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da Fabietto » mercoledì 13 ottobre 2010, 21:23

E una bolla centesimale no?
Ciao

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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da Zebrauno » mercoledì 13 ottobre 2010, 22:21

Giusto, se la macchina ha un costo tale da giustificarlo e' utilissima la livella quadra in ghisa, cosi' la si usa per le verticali senza altri accoppiamenti.
Quelle certificate secondo le DIN 877 costano circa 1€ per ogni mm di lunghezza, e risolvono 2 cents al metro.

Veniamo al nostro piano XY.
Come sempre chiedo la partecipazione dei veterani della meccanica, nel mentre cerchero' di identificare quali verifiche geometriche devono essere soddisfatte.

Gli assi delle guide (sia a ricircolo che a barre, sia montate di lato che di piatto, o rovesciate) dovranno appartenere ad un piano.
Quindi verifica del parallelismo quardandole ortogonalmente al piano, e coincidenza assiale guardandole di profilo.
Questo e' molto importante: se manca la coincidenza assiale il ponte si muovera' descrivendo una rigata, dunque nello spazio lo spostamento della fresa su tutto il piano XY descrivera' una serie di linee parallele (al gantry) che avranno una variazione di quota ai lati, graduale, e allineata alle guide.
(immagine e schema in DXF allegati)

E' chiaro che se le guide non sono parallele, nella vista dall'alto, si notera' subito poiche' il ponte non riuscira' a muoversi con attrito costante (ecco perche' e' importante verificare facendolo scorrere libero, a mano) ma questo non produrra' evidenti errori nello spazio (in realta' lo fa, piegando le spalle e facendo alzare la parte centrale del gantry, per via del momento flettente che nasce).

Nello schema notate che le guide sono parallele, sono rettilinee, ma di lato non hanno coincidenza assiale e risultano quindi ruotate rispetto ad un centro.
Questo e' il primo errore, il piu' comune, ed il piu' grave che una cnc possa avere.
Se ogni spalla poggia su 2 cuscinetti ben distanziati la divergenza assiale produrra' un ostacolo all'avanzamento del gantry, e sara' identificata appena superato il gioco permesso dai carrelli (molto ridotto se a ricircolo o manicotti precaricati), ma se la divergenza restera' entro pochi decimi su tutta la lunghezza sara' molto difficile rilevarla.

Anche l'eventuale auto-rettifica del piano operata dal mandrino riprodurra' esattamente la stessa superficie rigata :!:

La famosa livella di precisione centesimale potrebbe facilitare moltissimo la verifica di questo errore, posandola direttamente sulle guide.
Anche il piano di riscontro, abbinato alla squadra a cappello, puo' aiutare nel rendere parallele le guide.
(ogni angolo della base deve avere due facce allo stesso livello che "baciano" il piano di riscontro, in caso di profilati e' utilissimo, e in seguito si potra' verificare la distanza delle guide con il bordo della faccia su cui poggiano)

Una cosa che non misurera' sara' la flessione che una guida laterale, o una barra non supportata, potra' avere quando e' soggetta al peso del gantry (o ad una fresatura pesante).
Qui si rimedia incassando le basi delle guide laterali, anche di pochi mm, o aumentando il momento d'inerzia del profilo che sostiene le guide poggiate (o rovesciate) in modo ridurne la flessione verticale.

Se il perimetro che sostiene il banco, o la sua forma, non avessero angoli perfettamente a 90° nel piano XY questo non causerebbe problemi, a patto che siano rispettate le condizioni enunciate sulle guide e che questi angoli non varino mai, nemmeno quando il mandrino lavora ad un estremo dell'asse X.
In tal caso possiamo sfruttare elementi di controvento, ovvero capaci di contrastare le torsioni del quadrilatero vincolando le sue diagonali.
Un piano di lavoro in lastra unica, vincolato su almeno 2 lati della base, e' un'ottima struttura di controvento.


Per ora mi fermo, e aspetto altri suggerimenti da voi.
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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da Fabietto » giovedì 14 ottobre 2010, 20:58

Quoto appieno quanto hai scritto Zebrauno il mio suggerimento della bolla centesimale è stato fatto in quanto una bolla centesimale da 200 mm con costruzione a struttura quadrata DIN 877 in germania costa 90 € circa, e se uno di noi si costruisce una macchina da 500 mm di corsa avrà  bisogno di un piano di riscontro di circa 700 mm per controllare la planarità  e mi metto nei panni di chi non conosce o non può avere a disposizione una officina amica.
Parto sempre dal presupposto che stiamo parlando di macchine costruite per hobby e quindi meno si spende meglio è.
Una ulteriore domanda dici nel tuo messaggio che se anche la struttura di base non fosse perfettamente a 90 gradi non potrebbe far lavorare male l'asse x?
Ciao

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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da Zebrauno » venerdì 15 ottobre 2010, 8:36

A condizione che sia verificata l'appartenenza al piano delle guide e che siano parallele, con le verifiche scritte sopra, e' cosi'...il piano XY puo' avere difetti costruttivi negli angoli di base (guardato in pianta) quindi e' tollerabile che per qualche errore nell'inclinazione di taglio delle travi di testa la figura creata risulti un parallelogramma (non un trapezio, perche' non verifica il parallelismo delle guide).

Questo e' facilmente dimostrabile, l'importante nell'assemblaggio e' che le travi parallele tra loro siano montate con le facce concordi.
Esempio.
Ho una lastra da cui ricavo 4 piatti, due laterali e due di testa, e ho scritto con il pennarello le misure di ogni piatto direttamente sulla lastra.

Durante il montaggio i lati dei piatti con le scritte devono guardare sempre nella stessa direzione. Quindi avro' una trave di testa con le scritte visibili da fuori, e l'altra no. Idem per quelle laterali.

Spero sia chiaro altrimenti possiamo fare uno schema immaginando un grave errore nell'inclinazione di taglio, per dimostrare che questo non compromette il parallelismo delle facce, a coppie.

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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da Fabietto » venerdì 15 ottobre 2010, 13:04

Chiarissimo.
Ciao

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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da tigullio » venerdì 15 ottobre 2010, 20:37

Carissimo Zebra, ti seguo e seguiro' in questo ottimo lavoro, ma sai, come si dice....."quando dai una mano...poi vuoi anche il braccio !!! ".
Una cosa favolosa sarebbe quella di far vedere dal vero questi meccanismi di "taratura",permettimi la parola, facendoli vedere su di una foto reale di una macchina standard con programma di grafica od altro.
In ogni caso mi accontento dei .dxf.
Buon lavoro e grazie.

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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da Zebrauno » venerdì 15 ottobre 2010, 20:44

Tra poco avremo una sezione dedicata, per dividere ogni quesito e dare piu' visibilita' anche per il futuro. Ho estremamente bisogno del vostro aiuto per non tralasciare nulla, e per imparare qualche trucco 8)

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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da matiacorradi » martedì 19 ottobre 2010, 21:41

se volete un consiglio la bolla centesimale ci vuole per forza.! Altrimenti non si può parlare di bolla. Per caso mi sono imbattuto in un utensiliere di modena che vende a prezzi modici prodotti di qualità  media ma che per un lavoro a livello hobbistico vanno più che bene e provati devo dire che vanno anche meglio di altri in certi casi. Ora non ricordo il nome ma se vi interessa ve lo recupero . Io sono abituato ad operare su macchine professionali ma credo che sicuramente come già  detto sia importantissimo il basamento . Quindi prima di pensare a come fissare le cose dobbiamo pensare su cosa le fissiamo . E se questo basamento ci da anche la possibilità  di gestire leggermente gli errori di parallelismo ecc ecc credo che si possano gestire le guide nel migliore dei modi. Mi avete fatto venire la voglia di costruirmi un piccolo cnc :-)

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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da tornitore2 » mercoledì 24 novembre 2010, 20:10

Potrebbe essere utile anche il libro "Machine tool reconditioning"?
Non parla di moderne cnc, ma di come ricondizionare e riportare ai corretti rapporti geometrici macchine utensili usurate.
Quindi sistemi di misura e verifica a iosa, tutto con attrezzature del secolo scorso.

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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da Zebrauno » mercoledì 24 novembre 2010, 22:15

Grazie per il consiglio, lo cerchero' appena possibile in biblioteca 8)

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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da Ryosaeba » venerdì 26 novembre 2010, 23:20

io avrei iniziato con la tracciatura dei pezzi come primo argomento :))))))))))))))))
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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da Zebrauno » sabato 27 novembre 2010, 11:01

Ryo, a te l'onore...inizia tu il topic :D

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Re: SETUP GEOMETRICO (Fase I - Raccolta Info)

Messaggio da Ryosaeba » sabato 27 novembre 2010, 17:07

Zebrauno ha scritto:Ryo, a te l'onore...inizia tu il topic :D
brrrrrr freddo oggi è?? :-" :-" :-"
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