Servo vs stepper per finitura superficiale

Sezione dedicata alla meccanica delle CNC e delle macchine tradizionali.

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Servo vs stepper per finitura superficiale

Messaggio da arm » mercoledì 19 febbraio 2020, 10:05

Salve a tutti, avrei una domanda sul fatto di sostituire o no i motori stepper con dei servo sull'ultima cnc che ho realizzato, per un discorso di finitura superficiale dei pezzi lavorati.

Spiego brevemente; realizzo stampi in alluminio di rilievi 3d molto dettagliati ed eseguo la finitura con frese taper ball di 1 mm diametro con passate di 0,1 mm e la finitura è apprezzabile nel senso che le rigature lasciate dalla fresa, con una passatina veloce di carta/pasta abrasiva vengono eliminate e la superficie risulta quasi a specchio.

Avendo ora l’esigenza di farli in acciaio, facendo alcune prove con le stesse frese e strategie cam, le rigature sono, ovviamente, più difficili da eliminare e ciò si traduce in perdita di tempo.

Ora, a prescindere che in generale siano meglio i servo, con gli stepper non ho mai avuto problemi di precisione, velocità o altro, e a prescindere che comunque le rigature ci saranno sempre, secondo voi, avrebbe senso sostituirli per ovviare almeno al movimento “granoso” degli stepper che seppur settati a 1600 passi, non sono fluidi come i servo? ovvero, tale differenza sarebbe percettibile per un discorso esclusivamente di finitura?

Piano piano mi sto convincendo che dovrò procurarmi un centro di lavoro professionale, ma prima di fare il passo volevo capire se posso ottimizzare la produzione con quello che ho a disposizione.
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Re: Servo vs stepper per finitura superficiale

Messaggio da nl2000sy » mercoledì 19 febbraio 2020, 10:33

Io inizierei a diminuire gli step di passata.
Un esempio con fresa sferica da diametro 1: 1:50= 0.02 di step
Se riduci l'altezza creste avrai anche meno difficoltà a lucidare, ovviamente su alluminio la lucidatura risulta più facile che su acciaio.
Anche i tempi di lavorazione saranno nettamente superiori, ma sempre meglio far lavorare la machina no?

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Re: Servo vs stepper per finitura superficiale

Messaggio da Fiveaxis » mercoledì 19 febbraio 2020, 10:39

La finitura superficiale dipende da molti fattori...
  • Parametri di taglio
  • qualità dell'utensile
  • qualita del porta-utensile
  • Qualità del mandrino
  • Rigidità della struttura macchina
Quando sei ok con tutto quanto sopra, i motori faranno la differenza... :)
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Re: Servo vs stepper per finitura superficiale

Messaggio da arm » mercoledì 19 febbraio 2020, 11:01

Proverò a ridurre la distanza fra le passate e prendere frese migliori; in realtà ho scritto male, le passate le avevo fatte di 0.05. Proverò a ridurre.

Lo so, si ritorna che l’autocostruzione va bene fino ad un certo punto; quando si comincia a fare sul serio con materiali più duri dell'alluminio sono necessarie macchine professionali.
Per un centrino di lavoro avrei adocchiato la Hass Minimill che mi sembra la più abbordabile rispetto ad altre marche conosciute, ma siamo sui 35.000/40.000 attrezzata ai minimi termini.
Altrimenti l’usato, ma lo temo, per la difficoltà che avrei nel reperire chi me la potrebbe rimettere soprattutto per l’elettronica.

Quindi, in sostanza, avrebbe poco senso cambiare i motori; in effetti tanto vale vedere come va modificando parametri e frese.

Grazie
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Re: Servo vs stepper per finitura superficiale

Messaggio da rosettacnc » mercoledì 19 febbraio 2020, 11:18

Per le CNC in cui si vuole una finitura perfetta a specchio, sopratutto nelle pareti inclinate XY, è importante che gli assi X ed Y abbiamo organi di movimento uguale (passo vite, impulsi giro, riduzioni, impulsi encoder,...).

Quindi, in interpolazione il quanto di movimento tra X ed Y, meglio se anche in Z dovrebbe, nel limite del possibile essere lo stesso.

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Re: Servo vs stepper per finitura superficiale

Messaggio da Fiveaxis » mercoledì 19 febbraio 2020, 11:26

Se la superficie è molto grande ed il CAM te lo consente, ti consiglierei di scalare con i diametri fresa sia in sgrossatura che in finitura.
Mi spiego meglio: ipotizziamo di sgrossare con una D6 R1 (torica) poi fai una semifinitura con una 4 R2 (sferica)...A quel punto inizi la fase di finitura: Con la 4 R2 e, successivamente, passi una D2 R1 (sferica) SOLO le zone in cui la 4 non è riuscita ad entrare. Infine passi la 1 R0,5 per gli ultimi dettagli che la 2 non è riuscita a completare...e così via.

Questo modo di procedere è complesso da fare manualmente ma estremamente semplice se il CAM ha la gestione del grezzo dinamico e quindi la funzione ripresa materiale residuo.

Quando si vuole fare sul serio, il lvello deve essere professionale...Non solo dalla macchina ma anche tutti gli strumenti coinvolti nel processo. :D
Altra cosa, se utilizzi frese con tagliente lappato e trattamento DLC, sull'alluminio ottieni finiture decisamente superiori...Ovvio che magari una 4 sferica ti può costare 30€... :)
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Re: Servo vs stepper per finitura superficiale

Messaggio da arm » mercoledì 19 febbraio 2020, 11:55

Si rosettacnc, in finitura uso soprattutto parallela con movimento a 45° in modo da interpolare tutti e 3 gli assi.

Come cam sto usando Fusion e gli stampi hanno dimensioni che entrano in un quadrato più o meno di 100x100 e 15 mm di spessore.

Si Fiveaxis, uso una torica 6r1 per sgrossare, poi una ball 3 o 4 mm per la simifinitura ed infine una taper ball da 1.5 o 1 mm. In realtà ho provato con finiture diverse dalla parallela, diciamo “miste” tra horizontal e morphin, ma il problema è che quando la fresa si alza in z per riprendere in altri punti si vede il microscalino della ripresa; è anche per questo che pensavo che utilizzando dei servo forse la ripresa sarebbe più precisa; con la finitura parallela la punta non si stacca mai e la superficie risulta uniforme.
Ma presumo che il problema della ripresa non sia dovuto ai soli motori, ma a tutto il resto, struttura, elettromandrino, ecc.
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Re: Servo vs stepper per finitura superficiale

Messaggio da arm » venerdì 21 febbraio 2020, 18:20

Ciao, avrei fatto alcune prove sull' elettromandrino cinese 3kW e frese cinesi, col comparatore.
Girando a 22.000 puntando il comparatore:
1) all'interno del canotto dell'elettromandrino, senza pinza per capirci, la lancetta sta praticamente ferma
2) sul gambo di una fresa da 6 a candela, messa al contrario, facendola uscire per circa 25mm, la lancetta vibra all'interno di 2 tacche
3) sul gambo da 6 di una taper, vibra, sopra i taglienti, tra 4/5 tacche
Ora considerando che le taper le uso proprio per la finitura, potrebbe essere che l'eccentricità di 0.05 mm (oltretutto a macchina ferma) contribuisca ai difetti sopradescritti?
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Re: Servo vs stepper per finitura superficiale

Messaggio da Fiveaxis » venerdì 21 febbraio 2020, 18:25

Il comparatore puntato su un albero che gira a 22000 giri!!!... :shock: NON si fa!
Devi farlo girare massimo a 500 giri.

Un eccentricità di 5 centesimi su una fresa D1 è troppissimo! :mrgreen: Certo che questo può darti problemi di finitura, altrochè!

PS: cosa intendi per "taper"?
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Re: Servo vs stepper per finitura superficiale

Messaggio da arm » venerdì 21 febbraio 2020, 18:39

Immaginavo... :roll:
Ok, per i giri sono partito da 100 ma poi ho voluto fare la prova ai giri di lavorazione. :mrgreen:

Intendo queste.
Le sto usando perchè le figure che realizzo sono incavate per una profondità di 14/15 mm, dove ci sono più dettagli e hanno i fianchi quasi verticali e le normali ball da 1 con gambo di solito da 4, non arrivano sulle parti verticali e si spezzano a guardarle: con le taper avrei raggiunto il compromesso.
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Re: Servo vs stepper per finitura superficiale

Messaggio da fabpri » giovedì 9 aprile 2020, 12:00

le viti a ricircolo di sfere influenzano tantissimo la finitura superficiale
devono avere backlash inferiore almeno a 0.03mm
che viti monti sulla tua macchina?
meglio un sedere gelato che un gelato nel sedere!

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Re: Servo vs stepper per finitura superficiale

Messaggio da arm » giovedì 9 aprile 2020, 12:15

Le viti sono Hiwin C5, ma i supporti non lo sono. Comunque prima di passare ai servo, vorrei fare ulteriori prove.
Sto aspettando che passi tutto sto caos per procurarmi delle frese di livello professionale, almeno per la finitura. Poi sto lavorando sul trovare la migliore combinazione tra tipo di strategia/parametri di taglio/ spessore di sovrametallo da lasciare per la finitura.
Che dite va bene con una ball 1,5, lasciare 0.3 di sovrametallo?
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Re: Servo vs stepper per finitura superficiale

Messaggio da fabpri » giovedì 9 aprile 2020, 16:42

mi sembra un po tanto io passerei prima una d3 r1.5 lasciando 0.1mm e poi rifinire con d1.5 r0.75
prova pure a diminuire i giri visto che usi frese abbastanza lughe, troppi giri nelle frese lunghe innescano vibrazioni a scapito della finitura
meglio un sedere gelato che un gelato nel sedere!

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Re: Servo vs stepper per finitura superficiale

Messaggio da arm » giovedì 9 aprile 2020, 17:18

Si, prima sgrosso con una torica d6r1 con strategia waterline, lasciando 0.5 di sovrametallo, poi una ball3 lasciando 0.25 con strategia scallop e pencil (per le gole più profonde) ed infine la taper d1,5 per la finitura sempre con strategia scallop (fusion360) che ho notato migliore della parallela perchè mantiene l'offset tra passate costante a prescindere dall'inclinazione della superficie che, come saprete, nelle strategie parallele viene distanziato nelle parti quasi verticali.
Aggiungo anche un'altro fattore che può influire, presumo, sulla non perfetta fluidità; le figure che vedete in foto sono costituite da mesh provenienti da scultura digitale, ovvero non sono superfici nurbs perfettamente "spianate" e lineari , ma presentano leggeri ondulamenti che a occhio non si notano, ma che magari a causa dei continui cambi di curvatura, generano dei cambi di traiettoria che si ripercuotono su tutta la macchina.

Proverò anche modificando la velocità, grazie
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