Una strana cnc!

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epicos2r
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Una strana cnc!

Messaggio da epicos2r » mercoledì 30 ottobre 2019, 21:51

Ciao ragazzi, buon giorno!
Avrei alcune domande da farvi per la costruzione della mia prima macchina cnc.
Inizio con il dire che non sarà una normale macchina tipo fresatrice o pantografo o tornio che sia! La macchina in questione si compone in due parti, immaginate di dover fare su una lastra di legno una quadrettatura, come un normale foglio a quadretti, ma invece di farlo con una normale fresa a pantografo che segue le linee sia verticali che orizzontali io vorrei costruire due macchine, una che esegue le linee verticali e una che segue le linee orizzontali, per semplificare prendiamo in esame solo una lavorazione, tipo quella verticale sull'asse della x, immaginate un normale pantografo in cui sul ponte sono montati 3 mandrini tutti fissi senza nessun movimento sull'asse y. I su detti mandrini posso solo muoversi sull'asse z, il piano di lavoro, invece di essere fisso e composto da una rulliera che sposterà la lastra da lavorare secondo l'asse della x.

Quindi in breve ho solo da gestire 2 assi, la z e la x.
Io sono nel settore delle macchine cnc da diverso tempo, sia come dipendente dia come riparatore, quindi non credo di essere affatto crudo della logica di funzionamento di queste macchine, ma nonostante ciò ho molte domande soprattutto sulla scelta dei componenti.

1)sensori di homing induttivi? induttivi magnetici? quale scegliere?
2) come devo fare con l'homing dell'asse x rotativo? a qualcuno viene in mente un idea?
3) la lavorazione dovrebbe partire nel momento in cui la lastra di legno arriva in prossimità della fresa, ma come faccio a fare avanzare l'asse a vuoto e a far partire la fresa solo nel momento in cui il legno arriva? cosa potrei inventarmi?
4)la z ha un peso complessivo di 95 kg e scorre su pattini tipo sbr16 quattro in totale, e una vite 1605 per lato, in breve la mia idea era quella di far salire e scendere tutto il ponte direttamente dalle spalle laterali. Per semplificare la vita ai motori io potrei controbilanciare tutto il peso con dei contrappesi ma conviene annullare totalmente il peso sulla z? non è meglio far sentire al motore un discreto sforzo?
5)considerando di lasciare un 20 chili di peso che sarà suddiviso dai due motori che si occupano di far salire e scendere la z secondo voi di quanti nm dovrei comprare i motori? considerando che li vorrei lasciare in presa diretta senza riduzioni. Le vostre z quanto pesano e con che motori li tirate su?
6) ultima cosa, io avevo pensato a colibrì e Leadschine a closed loop cosa ne dite? ci sono incompatibilità per il collegamento? serve la linea driver?

raga lo so che vi ho fatto tante domande spero almeno di essere stato chiaro.

grazie mille a chi vorrà rispondermi!

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Re: Una strana cnc!

Messaggio da torn24 » giovedì 31 ottobre 2019, 6:55

Mi sembra che più di parlare di una cnc si debba parlare di un automazione.
Parli di grossi pesi della testa, che comunque conviene controbilanciare, sulla vite meno carico c'è meglio è.
Un controller cnc come colibri non è a close loop, ma per lavorazioni del genere non serve un close loop, non devi posizionare gli assi con precisione estrema e un open loop può raggiungere precisioni di centesimi.
Essendo un automazione anche un cnc non sarebbe indicato sarebbe più proprio un PLC, visto che dovrai fare la stessa lavorazione non hai bisogno di un programma pezzo, automatizzare una macchina è difficile con un cnc mente è cosa normale con un PLC.
Un sistema automatico con PLC si compone di sensori e attuatori, so poco di PLC ma mi sembra che un cnc non sia proprio indicato.
Un cnc è indicato per movimenti complessi in 2D o 3D, se dobbiamo fare dei movimenti lineari si azionano semplicemente i motori a una giusta velocità, e questo lo si può fare con un PLC.
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Re: Una strana cnc!

Messaggio da epicos2r » giovedì 31 ottobre 2019, 10:25

si in parte è un automazione il punto è che la lavorazione ha comunque bisogno di partire da un g-code poiché sono necessari movimenti lineari interpolati. l'ideale sarebbe avere un plc che gestisca 2 schede cnc. Ritornando a noi, sapreste darmi qualche indicazione per i motori?

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Re: Una strana cnc!

Messaggio da torn24 » venerdì 1 novembre 2019, 8:56

Non sono in grado di fare calcoli, ma il motore dipende dalla meccanica, da vite ed eventuali riduzioni.
Se ho una vite di grosso diametro a parità di passo ho una forza maggiore, se ho una vite con passo più piccolo ho una forza maggiore, se riduci i giri del motore ho una forza maggiore. Per cui devi prima pensare alla meccanica e poi pensare al motore.
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Re: Una strana cnc!

Messaggio da epicos2r » venerdì 1 novembre 2019, 21:14

La meccanica come dicevo e composto da 4 guide sbr16 e 2 viti a ricircolo 1605

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Re: Una strana cnc!

Messaggio da epicos2r » sabato 2 novembre 2019, 12:55

comunque in realtà noto che è un problema comune il dimensionamento dei motori....girando e rigirando su internet noto che rimane sempre un argomento poco chiaro

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Re: Una strana cnc!

Messaggio da hellfire39 » sabato 2 novembre 2019, 14:09

L'argomento è molto chiaro, se si sa quello che si sta facendo.
Oppure si può fare come per la meccanica: abbondare. :shock:

Si tratta semplicemente di capire quale sono le forze a cui è sottoposto il motore.
Sppena ho un po' più di tempo cerco di chiarire meglio.

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Re: Una strana cnc!

Messaggio da epicos2r » sabato 2 novembre 2019, 15:16

in realtà sono giorni che cerco sul forum e non riesco a trovare un interpretazione chiara del dimensionamento.
posso chiederti una cortesia? puoi farmi un esempio di calcolo teorico per un motore che deve tirare su una z da 10kg con viti 1605 e pattini a ricircolo, collegato in diretta la velocità in se stessa non è importante, l'accelerazione un po di più! nel senso la z farà delle salite e discese da 15 mm e vorrei fossero molto rapide considerando che con una vite 1605 dovrei farle in 3 giri e considerando 300 giri minuto dell motore 300/60=5 5/1=0.2 0.2x3=0.6 però questo calcolo non considera l'accelerazione.

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Re: Una strana cnc!

Messaggio da Junior73 » sabato 2 novembre 2019, 19:46

In genere con 1605 i nema 23 se la cavano abbastanza bene con cnc diciamo normali. Di solito guardiamo le curve di coppia che scende molto con l'aumento dei giri. Interessanti ultimamente sono i closed loop a prezzi inferiori ai 100 euro per nema 23-24 (molto interessanti anche i kit con i nema 34) su stepperonline

https://www.omc-stepperonline.com/close ... &order=ASC

del quale metto la curva di coppia dichiarata. Non dovresti avere problemi con lo Z per piccoli movimenti . a che velocità pensi di lavorare con gli altri assi?

Saluti
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Re: Una strana cnc!

Messaggio da hellfire39 » sabato 2 novembre 2019, 21:12

Nel calcolo dei motori devi tener presente le forze che devono vincere. Abbiamo:
- le inerzie dovute alle accelerazioni
- gli attriti
- l'efficienza del sistema di trasmissione
- le forze di lavoro
- la gravità (per gli assi verticali).

Innanzitutto devi sapere a quale velocità vuoi far andare i motori e con quali accelerazioni. Le accelerazioni sono determinanti nel dimensionare il motore. Sapendo che F = m*a, coscendo la massa che devi muovere (es. 20kgm) e l'accelerazione (es. 2 m/s²). Sai che avrai una forza pari a 20*2= 40 N.
Se hai una trasmissione a vite trapezia, essa avrà un'efficienza bassa, diciamo 50%. Quindi si mangia metà della coppia del motore. Questo significa che, se vorrai trasferire 40N al carico, il motore ne dovrà erogare almeno 80. Se invece usi una vite a ricircolo di sfere, che ha una efficienza più elevata (anche il 90%). Ti basteranno 45N. Une bella differenza.
Poi devi sapere quanda forza servirà per la fresa. Si trovano alcuni calcolatori online nei siti che vendono frese. Qui non sono ferrato, quindi non azzardo ipotesi.
Infine, il sistema avrà degli attriti, quindi ti servirà una riserva di forza per vincere questi attriti.

Alla fine sommi tutte le forze ed otterrai il valore massimo di forza e la velocità massima. Con questi due valori vai a cercare il motore, che dovrà essere in grado di erogare la coppia richiesta alla velocità massima desiderata.

Il motore esprime la coppia in Nm. Per convertire la coppia in forza devi sapere che tipo di trasmissione hai (es. cinghia o vite). Per ognuna delle due esiste una formula.

Sappi che puoi abbassare la velocità di un motore per avere più coppia attraverso un riduttore. Se riduci la velocità di un fattore 10, aumenterai la coppia di un fattore 10 (meno le perdite di efficienza, anche un 10%-20%)


Questo sito ti offre una descrizione migliore dell mia:
https://www.machinedesign.com/motorsdri ... ear-motion


P.S. se stai facendo qualcosa per il mercato professionale e non per quello obbistico, dovresti rivolgerti al mercato professionale anche per l'elettronica. Praticamente tutti i fornitori di motori elettrici forniscono sw, spesso gratuiti, per il dimensionamento dei motori.
Oltre tutto, una macchina professionale dovrebbe rispettare pure la direttiva macchine, cosa che le nostre cnc hobbistiche ignorano bellamente molto spesso.

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Re: Una strana cnc!

Messaggio da torn24 » domenica 3 novembre 2019, 9:02

Con la formula F=ma puoi calcolare la forza desiderata! da cui a= F/m.
Con la formula...
Coppia x 6.28 / passo in metri x 0.9 = Newton , puoi calcolare la forza assiale di una vite a ricircolo. E quindi stabilire se la coppia del motore è sufficiente.


I progettisti usano formule più sofisticate, ma se non siamo progettisti di macchine cnc, queste formule ci permettono di scegliere motori sufficienti al nostro scopo... :mrgreen:
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Re: Una strana cnc!

Messaggio da epicos2r » domenica 3 novembre 2019, 9:11

Grazie della risposta, ora mi vado a studiare meglio il link che mi hai postato, e poi ti dico,
Comunque i motori li vorrei collegare in diretta, sopratutto per il discorso accelerazione, come ti dicevo per la z della velocita non mi interessa, ma l'accelerazione si.
In realtà, tutta questa elettronica sarà transitoria, servirà per testare tutto il sistema, se tutto andrà bene verrà sostituita con plc+motion controller, ma per io momento, e credo anche per un po, mi adatto.

Junior grazie! si sa qualcosa della qualità dei stepper online, rispetto ai leadschine come sono??

Mi sapete dire se serve la linea driver della colibrì per collegarli oppure no?
Devo ordinare tutto e vorrei fare l'ordine oggi,ho paura che arrivi natale e le cose dalla Cina non arrivino

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Re: Una strana cnc!

Messaggio da torn24 » domenica 3 novembre 2019, 9:44

Ma cosa ti serve un close loop per fare linee rette?? Se ci fosse un errore di posizionamento lineare comunque alla fine si otterrebbe sempre una linea retta #-o #-o
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Re: Una strana cnc!

Messaggio da epicos2r » domenica 3 novembre 2019, 10:09

Mi serve mi serve!☺☺ in realtà il closed loop lo userei non tanto per la z ma per la x, se hai letto sopra la x sarà una rulliera, uno di questi rulli sarà collegato ad un encoder dello stesso tipo di quello del motore e il driver leggera l'effettivo spostamento del pezzo, scongiurando errori da slittamento rullo/materiale! Non li compro certo per moda! Anche se capisco chi lo fa... i prezzi che hanno sono molto vicini ad un normale stepper open loop quindi perché no!
Comunque trovo sempre opinioni contrastanti sui leadschine, qualcuno li usa? Magari anche con colibri?

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Re: Una strana cnc!

Messaggio da torn24 » domenica 3 novembre 2019, 10:52

Secondo me...
Se ho un encoder a close loop sul rullo è il rullo che si posiziona esattamente, ma "dipende dalla meccanica" il pezzo potrebbe slittare su i rulli e non avanzare di quanto voluto. In pratica non ho l'effettivo valore di avanzamento del pezzo.
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