primi passi per la costruzione di un CNC a portale

[SalvOrl91]

Ciao,
sono un nuovo utente e sono uno studente d'ingegneria. A livello teorico conosco viti a ricircolo di sfere, guide lineari, giunto elastico, motori passo passo, encoder,ecc.. Tuttavia sto avendo difficoltà a scegliere le componenti per il mio progetto perché temo che quelle che sceglierò non si potrammo assemblare tra loro.

Mi interessa costruire una macchina che abbia un volume di lavoro di circa 500 x 500 x 400 mm, che abbiano una velocità massima di 30 mm/s e che sopporti un carico di:
-circa 30 Kg sull'asse x (asse tavola porta pezzo);
-circa 15 Kg sull'asse y;
-circa 5 Kg sull'asse z;

Come posso cominciare?
Parto dalla scelta della vite a ricircolo di sfere, dei cuscinetti e delle guide.. il motore (stepper motor) lo scelgo valutando il momento resistente del carico.. e l'encoder?

Ho un pò di confusione e spero che qualcuno mi sappia dere un consiglio.
Grazie per l'attenzione.
Salvatore

[Maker]

Il fatto che inverti X con Y mi fà pensare che non usi un CAD, io partitrei da li'. Quantomeno una bozza del telaio, di esempi in questa sezione ce nè sono tanti. Ciao!

[kylotron]

Mah... questa cosa non l'ho mai capita. In tutte le macchine che ho avuto modo di vedere, l'asse X è quello lungo. Y è quello, ovviamente, di traverso e la Z è la verticale.
Qui c'è moltissima gente che inverte X e Y per non si sa quale motivo!

Ad ogni modo non ha molta importanza ai fini pratici. Tutto sta nel saperelo e nel considerarlo in fase di Cad/Cam

[walgri]

Vedi regolamento, art. 12

[Gianni55]

Anche se so di essere OT dico la mia.
Secondo me dipende solo da come è posizionata la macchina rispetto all'operatore.
L'asse X è quello che va da sinistra a destra, e Y è quello che si allontana dall'operatore.
Poi magari ho detto una ca...ta tremenda

[SalvOrl91]

Discussione sugli assi a parte sapete aiutarmi? Nella scelta dell'encoder cosa devo valutare? Grazie

[walgri]

Beh, direi dalla risoluzione che vuoi raggiungere.

Ma il consiglio migliore ora è leggere i vari argomenti sulle macchine presenti in questa sezione. Non sono poi tantissime le CNC in loop chiuso autocostruite in questo forum.

[SalvOrl91]

Ti ringrazio, approfondirò le altre discussioni. Però vorrei sapere da cosa dipende la risoluzione. Dal motore? Cosa devo guardare? Un'altra cosa: Le varie tipologie di segnale in uscita cosa influenzano?
Grazie

[walgri]

Dipende dal risultato che cerchi di ottenere: se adottassi un encoder (ma poi che encoder ? Un rotativo sulle viti ? Sul motore ? Ottico ? Magnetico ? Una riga ?) con una risoluzione che corrisponde a 0.1mm di spostamento di un asse non potrai chiedere posizionamenti più accurati di così. In realtà saranno anche meno accurati per via degli errori.

Aggiungo: oltre a questo, occorre capire cosa leggerà l'encoder e come (quadratura, single ended), e , ai fini di poter tarare tutto, anche la risoluzione del motore - o meglio del parametro che controlla il motore (che siano step/giro oppure Volts oppure duty cycle di un pwm o quel che sia).

[kylotron]

In merito alla tua domanda te ne faccio una io... che materiali devi lavorare?

[SalvOrl91]

In realtà non devo montare una fresa ma devo montare una torcia per saldare. Le forze in gioco dovrebbero essere più basse. Le caratteristiche del motore (scelto confrontando l'inerzia resistente del carico con l'inerzia del rotore) sono queste:
Current Rating 3 A
Frame Size 57.2 x 57.2mm
Holding Torque 125Ncm
Number of Pole Pairs 2
Number Of Wires 8
Resistance Per Phase 1.7Ω
Shaft Diameter 8mm
Shaft Length 19mm
Step Angle 1.8°
Stepper Motor Type Hybrid, Permanent Magnet
Voltage Rating 70 V dc
Winding Arrangement Unipolar

[SalvOrl91]

Aggiornamento sul progetto:
Sto procedendo con il dimensionamento delle parti della macchina. I carichi che abbiamo sono 50, 20 e 15 kg sugli assi x, y e z;
velocita massima 0.03 m/s
diametro vite 6 mm
passo vite 3 mm
lunghezza viti 600 mm

le coppie che ho calcolato sono (spreadsheet allegato):
Tx = 0.010 Nm
Ty = 0.004 Nm
Tz = 0.16 Nm

un motore passo passo da 200 step con la vite da 3 mm di passo ci da una precisione di 0.015 mm basta e avanza.
se prendiamo 3 motori da 0.3 Nm, questo va bene?
http://uk.rs-online.com/web/p/stepper-motors/8293493/
il numero dei fili, la corrente etc fa differenza?

uno di questi 2 encoder va bene?
http://uk.mouser.com/ProductDetail/Avag ... 3lqJqrg%3d
http://uk.mouser.com/ProductDetail/Avag ... qPjKZiM%3d
il costo dell’encoder sembra variare un sacco, a noi non interessano velocità alte (siamo intorno ai 30 mm/s).

Grazie

[scj]

Vite 6mm passo 3 lunga 600? Mi sembea che qualcosa non quadra, soprattutto il diametro veramente risicato. Altra cosa: verifica la curva di coppia dei. Motori passo passo. La coppia dichiarata è quella di ritenuta, appena girano cala quindi agli rpm da te calcolati verifica se la coppia residua è sempre superiore a quella da te necessaria. Comunque 0.3Nm sono motori molto molto piccoli

[SalvOrl91]

Grazie, infatti mi ritrovo con quanto mi hai detto perchè proprio dalla curva caratteristica mi sono accorto che il motore non andava bene. Infatti adesso ho scelto questo:
http://uk.rs-online.com/web/p/stepper-motors/3403711/

Per quanto riguarda il diametro della vite il problema è che con le lavorazioni necessarie per fare l'accoppiamento il diametro si ridurrebbe fino a 5 mm dal lato del motore e sembrerebbe poco adeguato per trasmettere la coppia desiderata.

[scj]

Mi pare ti stia fossilizzando su alcuni dettagli.
Motori: se non hai problemi di dimensioni sul nema 23/24 trovi motori fino ai 3Nm quindi 300Ncm ad una quarantina di euro l'uno sulla baia. Non dico di usare proprio quelli ma tra 300Ncm e 37Ncm di quelli del tuo link ci sono una infinita di varianti ma soprattutto una moltitudine di taglie (in termini di coppia) intermedie. Io non prenderei il minimo ma aumenterei almeno per 3 il fattore coppia rispetto a quella di progetto.
Viti: sui 600mm ti ci vuole una vite da almeno 10/12mm se non vuoi che a metà faccia freccia sbacchettando durante la rotazione. Poi ne tornisci l'estremità a misura desiderata e prendi per pochi euro quei giunti elastici che trovi anche con fori diversi tra i due lati permettendo di calettare alberi con diametro diverso