[Progetto] Carrello Asse Y

[Angolopiatto]

Quoto al 100% "dusar", solo che lo farei di alluminio, magari con un diametro esterno leggermente più "generoso" oppure, sempre in alluminio ma unirei i due ponti con un profilato ad U che non viene interessato dalle forze centrifughe (come è per l'asse), dove collocare un cuscinetto ermetico in zona mediana che faccia da supporto all'asse... lo fanno con alcune automobili per comunicare il moto al differenziale, applicando anche due giunti cardani.... medita su questo aspetto

f.sco

[kylotron]

Ragazzi.... mi trovo "bloccato".....

Premesso che la struttura degli assi XYZ che sto progettato è da considerarsi INDIPENDENTE dalla struttura portante della macchina... nel senso che non ho ancora ben definito quale sia l'altezza del ponte rispetto alla base e questo perché l'asse Z forse scende a "cavallo" dell'asse X... pertanto si ha la testa sotto al ponte X... e considerando che la testa prevista è una 2 assi che occupa oltre 30 cm... di fatto per avere spazio utile devo avere il piano degli assi XY ad almeno 1 metro di altezza... Ma questo lo vedrà in seguito!


Tornando alla struttura degli assi....

l'Asse Y cosi' come l'ho disegnato mi piace. Da un lato abbiamo il motore, dall'altro un portacuscinetto... ed un albero di trasmissione (da dimensionare) che li collega. La variante "elettronica" è montare 2 motori (uno per lato) da sincronizzare... oppure montarne uno centrale (per bilanciare i pesi) con 2 portacuscinetti... Ma a parte questi "dettagli" (che però implicano scelte differenti per l'asse X), il carrello mi piace. E' semplice e funzionale (credo).


l'Asse X è un casino. Abbiamo un albero di trasmissione che passa da parte a parte. Nel caso di un albero "pieno" il diametro deve essere come minimo 12mm d'acciaio. Se uso un tubo forse devo salire a 20... ad ogni modo per un cuscinetto e per avere spazio sufficiente per il movimento, devo avere uno spazio "vuoto" di almeno 40 mm da parte a parte (diciamo 40 mm di larghezza per 60 di altezza).

Per la struttura portante pensavo a diverse soluzioni.

La più semplice, ma per nulla economica, è una trave in alluminio 80x160, come minimo, che però non ha "vuoti" sufficienti per l'albero di trasmissione dei carrelli dell'asse Y. Potrei spostare in basso tale trave, ma cosi' facendo perdo altri 200 mm di spazio.

soluzione_trave.png

La soluzione più complessa è invece quella, credo, più economica, ovvero realizzare una trave da zero. In questo caso ci sono diverse soluzioni possibili.... quelle che mi vengono in mente sono:

1) pannelli di lamiera alleggeriti al laser, piegati ai bordi e bullonati tra loro. In questo caso le fiancate sarebbero comunque anche le guide piegate a 45°
2) lamiera piegata ad U o qualcosa del genere... rifinita in qualche modo... con le guide bullonate sulle fiancate.
3) tubolare a sezione rettangolare o anche tonda... con fori realizzati al laser sulle fiancate per l'applicazione di "cravatte" per il fissaggio delle guide.

In quest'ultimo caso il materiale del tubo potrebbe essere alluminio... magari con diametro esterno dal 150-200 mm... ma quale spessore?


Insomma... non so come continuare

Idee?

[dusar]

secondo me dovresti eliminare l'asse di trasmissione e mettere i motori anche dall'altra parte, è più semplice sincronizzarli elettricamente che meccanicamente in questo caso!

[Cerbero1]

Salve..li ho usati anche io quei cuscinetti a v...a lungo andare lasciano il solco perchè la macchina lavorando agisce proprio su quei cuscinetti...cerca di ritornare sulle guide hiwin o sulle supportate...è un piccolo consiglio.

[pierpaolo]

ciao kylotron ho effettuato le tue stesse intenzioni nel mio progetto al plasma che trovi qua https://www.cncitalia.net/forum/viewtopi ... 25&t=61056
e devo dirti che sono molto soddisfatto... stai attento al peso dell'asse che sceglierai per portare i rinvii dall'altra parte perché sarà importantissimo per le inerzie. io ho utilizzato come te piastre tagliate al laser da 3mm e il rinvio l'ho fatto in inox spessore 15 millimetri per 1... leggero e bello rigido... per ora le prove effettuate hanno dato gli esiti sperati e voluti, vero è però che il mio sistema è per un cnc "a sforzi zero" in quanto non si tratta di una fresatrice...
anch'io ho utilizzato un pignone mobile da tenere in tensione con un galoppino per evitare backlash e far si che il pignone sia sempre in presa...
purtroppo per il tuo utilizzo la cremagliera non è che sia proprio precisissima ma se è il sistema che vuoi adottare è sicuramente veloce, economico e di facile installazione...

cmq dai un occhiata e se posso esserti di aiuto ben venga...
ciao
Pier

[kylotron]

Grazie Cerbero1, ho quei cuscinetti (della VXB.com ) sulla piccola CNC e per ora non danno problemi. Se lasciano il solco la motivazione più ovvia che mi viene in mente è che il materiale usato per le guide è troppo "morbido". Io ho usato un acciaio estremamente duro... consigliatomi da chi ha usato un sistema simile (ma con spessore di 150 mm) per una macchina industriale che pesa alcune decine di quintali... (ovviamente è tutto rapportato). E dopo alcuni anni di utilizzo pesante non da ancora segni di "usura".

pierpaolo, guardo subito.
Premetto che ho ridisegnato quasi completamente i carrelli e tutto il resto... perché mi sono accorto che le misure, per come lo stavo facendo, erano troppo "ostiche" (troppi decimali). Ora è molto più lineare e preciso. Tutta lamiera da 4 mm con guide da 6 mm.

Qui le immagini aggiornate lato motore:

Carrello_Asse-Y_motore.png

Carrello_Asse-Y_motore-2.png

...e lato cuscinetto:

Carrello_Asse-Y_cuscinetto.png

Il lato cuscinetto è perfettamente identico a quello "motore". Cambia solo il motore con un portacuscinetto che è fatto identico alla flangia del motore Nema 23 d 4 Nm che intendo usare.


Per quanto riguarda la cremagliera, la precisione deriva anche dal tipo di cremagliera. Nei disegni è normale. Nella realtà non lo è... ma non mi ricordo come si chiama... comunque ha i denti "obliqui"...

La lavorazione che intendo fare con tale macchina è per lo più su materiali morbidi... e al massimo legno. La fresa dovrà funzionare al 70-80% su polistirolo e resine... Ma il tutto prevede l'uso anche del laser (a diodo o a fibra) e l'intera macchina verrebbe chiusa (in tal caso) all'interno di una struttura chiusa e opaca per evitare problemi (con eventuali telecamere o vetri speciali al fine di evitare che il laser possa nuocere a chi guarda) e con un sistema di aspirazione dal basso...


Il vero problema, però, è l'asse X... dove scorre la testa con l'asse Z.
Sulla Y sono 2 carrelli distanziati e rigidamente interconnessi. La presenza dell'interconnessione (che poi sarebbe l'asse X) non consente rotazioni dei carrelli intorno all'asse longitudinale Y.
Per l'asse X è diverso. C'è un solo carrello, con l'asse Z che può esercitare "notevole" sforzo... pertanto tale carrello tenderà a ruotare intorno all'asse longitudinale X... Dovrò prevedere sicuramente più ruote... e metterle in modo tale da annullare qualsiasi eventuale spinta rotativa.

Le guide hiwin sono sicuramente migliori... più precise e tutto... ma costano un botto e farebbero quintuplicare il costo dell'intera macchina.
Staremo a vedere!

Vado a guardare la tua macchina...

[kylotron]

Sto setacciando ebay alla ricerca di una soluzione con le guide Hiwin...

Stavo pensando che, magari, potrei montare 1 sola guida hiwin hgh25 lunghe 1500 mm per lato sull'asse Y, con 2 carrelli al costo 185+185 euro.
Poi montare 2 guide hiwin hgh20 lunghe 2000 mm sull'asse X, al costo 150+150 euro.
E infine predisporre l'asse Z con 2 guide hiwin hgh15 lunghe 1000 mm, al costo (su ebay) di circa 77 euro.

Per quelle da 15 devo vedere quanto costano tramite un amico che ce l'ha in magazzino... per le altre devo valutare.

Così l'intera "guideria" mi costerebbe 824 euro + spese di spedizione!


Però risolverei subito e senza troppi "impicci"

[cima96]

Te lo dico senza mezzi termini, il sistema rocchetto-cremagliera, puleggia è totalmente inadeguato, hai a sostenere il tutto una piattina di lamiera non nervata da 3-4mm tagliata al laser, il perno se ruota nel foro manca di cuscinetto, altrimenti se lo saldi non sarà mai ortognonale con la piastra e tantomeno con la cremagliera, durante il funzionamento il rocchetto tende a fuggire dalla cremagliera per via della geometria della dentatura e mi dirai: poco male glielo tiene premuto contro la cinghia e anche questo non va bene perchè il contatto tra due dentature deve avvenire sulla primitiva e non a fondo vano/testa dente pena affidabilità e surriscaldamento.
Quando sei in lavorazione le accelerazioni degli organi e gli sforzi ti fanno imbarcare in sostanza, quella staffa che porta il rocchetto e la puleggia, per tutti i versi rischiando anche il deragliamento. Non vedo poi cuscinetti sul perno del rocchetto, tieni conto che a striscio acciaio-acciaio il tutto dura poco e lavora male (non mi dilungo sul perchè), hai detto che vuoi farci un laser/3d printer e son macchine che viaggiano veloci. Con questa configurazione ripeto, durano poco e lavorano male.

[kylotron]

Beh... il mio progetto è comunque parziale... ma sul fatto che la cremagliera non supporti elevate velocità ti sbagli.
Ho lavorato su macchine che pesavano quintali con piano di lavoro 6000x2800 con una Z di 500 e lavorava su cremagliera. E in quanto a velocità, precisione e ripetibilità era impressionante!

Comunque grazie per i consigli... vedrò di sistemare

[cima96]

No, la cremagliera le velocità le sopporta eccome, è il sostegno del rocchetto che lo vedo precario, piuttosto ci vedrei bene una piastra di alluminio da 10-15mm con su un paio di cuscinetti oppurtunamente distanziati.
Naturalmente irrobustisci anche la bandella su cui è incernierata la staffa del rocchetto, altrimenti non risolvi nulla, ad esempio io invece di fare due orecchie (da una parte c'è avvitata la staffa del rocchetto e dall'altra c'è quella piega con l'asola per la barra filettata, farei una piastra unica con un foro al centro delle dovute dimensioni appunto per far passare la puleggia e il rocchetto.
In questo modo quando hai fatto le tue regolazioni serri la staffa a pacco con il corpo del carrello e contribuisci a irrgidirlo andando peraltro a scaricare la vite di tensionamento che a flessione sarebbe meglio che non lavorasse.

Immagine.jpg

Ti ho fatto un disegnino al volo di come potresti fare la parte sotto del carrello su cui incernierare la staffa, ovviamente va migliorato, bisogna sagomare bene i fori, studiare le pieghe di irrigidimento ecc... Inoltre secondo me il gruppo rocchetto-puleggia lo devi registrare, quindi fissarlo e bona lì (come già detto il rocchetto non deve essere spinto sulla cremagliera ma deve lavorare alla, seppur piaccola, ma giusta distanza), poi il tensionamento della cinghia lo puoi fare spostando il motore. Come vedi la pieghettina con l'asola per la vite di tensionamento la puoi sostituire con un blocchetto di alluminio avvitato.

[kylotron]

Arieccomi ai carrelli dell'asse Y.

Li ho completamente ridisegnati... anche perché dovevano "combaciare" con il ponte....

Carrello_Y.png

Alcuni particolari sono semplificati, come il tendicinghia... dove c'è essenzialmente un bullone ed una rotella dotata di cuscinetti.

Però teoricamente va bene. E' tutto bullonato e simmetrico

La trasmissione con il motore può essere fatta sia com motore laterare, sia con motore centrale sul ponte.


Che ne pensate?

[kylotron]

Per irrobustire il ponte pensavo ad una soluzione semplice, come questa....:

Carrello_Y_Def1.jpg

Ma alla fine, pensandoci bene, per l'intero ponte con i carrelli dell'asse Y e la colonna dell'asse Z, tutto rigorosamente tagliato al laser, piegato e bullonato, servono circa 400-450 bulloni (tra 6 e 8 mm).
Forse... mi tocca trovare una soluzione diversa!

[cima96]

Molto meglio ma c'è ancora un difettuccio che cade all'occhio, il tendicinghia così è fatto a rovescio di come dovrebbe essere fatto. Mi spiego meglio, la "rotella" che spinge sulla cinghia non deve "allargarla" ma "stringerla", come hai fatto tu se la macchina viaggia forte e il motore anche, nelle inversioni potresti anche rischiare il salto della cinghia, se invece la rotella tendicinghia la metti di modo che spinga sul dorso aumentando anche l'angolo di contatto sulla puleggia, puoi trasmettere coppie maggiori e con maggiore sicurezza. Se non mi credi apri il cofano dell'auto e guarda nella cinghia servizi dov'è il rullo tendicinghia.
Le 450 viti sono il meno, tanto costano poco e se la macchina è homemade anche il doverle montare, a meno del tempo, viene gratis. Quello che costa sono le pieghe e le piastre fresate dove montare i pattini, cuscinetti ecc... quindi io direi che non va male e che l'assieme a occhio pare bello rigido.
Piuttosto vedo che ancora non hai studiato approfonditamente la parte "cuscinetti, sedi & bloccaggi degli organi", ti consiglio vivamente di farlo altrimenti succederà sicuramente che verrà a mancare lo spazio per qualcosa e sarai costretto a riprogettare parte della macchina quando magari hai già qualche particolare prodotto che sarai costretto a buttare.