CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Sezione dedicata alla meccanica delle CNC e delle macchine tradizionali.
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7rancesco
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CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da 7rancesco » sabato 17 aprile 2010, 22:01

Cari utenti del forum,

volevo sottoporre alla vostra attenzione una mia necessità  che potrebbe essere soddisfatta da una macchina a controllo numerico.
Lavoro in un laboratorio di ricerca dove ci interessiamo, tra l'altro, della miscelazione di particelle solide per mezzo di aria. In un tipo di esperimenti, all’interno di un tubo in plexiglass, alto circa 60 cm e di circa 10 cm di diametro esterno (ma per altri sistemi la dimensione può cambiare tra 5 e 15 cm), vengono versate delle sferette (di vetro, polimeriche, di ceramica o di metallo) di dimensione compresa tra 100 e 900 micron. Le sferette occupano circa 30 cm dell’altezza del tubo. Le sferette vengono mescolate per un certo periodo attraverso l’invio di una corrente d’aria dal fondo del tubo. Alla fine dell’esperimento bisogna misurare la quantità  di sferette di ogni dimensione presenti alle varie altezze. Per fare questo viene usato un tubicino rigido sottile (altezza=70 cm, diametro=0.5 cm), collegato ad un sistema di aspirazione, che viene avvicinato alla superficie del letto di sferette e spostato su tutta la sezione del tubo in plexiglass per aspirare uno strato di circa 1 cm di altezza di sferette. Il materiale aspirato da una “fettina” verrà  successivamente analizzato per valutare la numerosità  delle sferette di ogni dimensione presenti a quella altezza. Si procede così, fettina per fettina, fino alla base del sistema. E’ un lavoro lungo e noioso, che richiede una grande precisione nello spostamento del tubicino di aspirazione perché basta un piccolo movimento falso per rovinare tutto l’esperimento.
Mi chiedevo se era possibile automatizzare questo movimento. Occorrerebbe un movimento su 3 assi:
-) x ed y per muoversi lungo la sezione del tubo, con corse massime di 100 - 150 mm;
-) z per spostare il tubicino piu’ in alto o piu’ in basso, lungo l’asse del tubo, con corsa massima di 300 mm o maggiore.

Le due grandi semplificazioni rispetto alle macchine CNC per lavorazioni meccaniche sarebbero:
-) il sistema necessità  di potenza bassissime rispetto a quelle necessarie per fresare-forare;
-) la precisione richiesta nel posizionamento del tubicino è piuttosto bassa (dell’ordine di 1 mm).
mentre uno svantaggio è la necessità  di montare il tutto al di sopra del tubo in plexiglass.

Aggiungo che abbiamo le capacità  per assemblare anche molti componenti meccanici/elettronici e per realizzare semplici pezzi meccanici in officina. Inoltre non avremmo problemi a programmare un software di gestione della macchina.
Potreste indirizzarmi verso componenti/progetti/schemi che possono essere adattati alle mie esigenze ?

Grazie mille a tutti

Francesco

ledtape
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Re: CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da ledtape » sabato 17 aprile 2010, 23:05

Provo ad immaginare

a) montare il tubo su un mandrino in rotazione
b) montare il tubetto di aspirazione sul gruppo stampa di una stampante ad inchiostro (si intende smontato da una stampante; lo spostamento dovrebbe essere D oppure solo D/2.
Potrebbe servire anche il gruppo pulizia ugelli che ha un riduttore in plastica
c) montare il gruppo mandrino su un attuatore lineare comandato ad impulsi.



Saluti bruno

bobwolf
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Re: CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da bobwolf » domenica 18 aprile 2010, 21:06

se il tubo contenitore è 60cm ed il tubo aspiratore rigido è 70cm ti serve una Z di almeno 130cm altrimenti "moccoli" per levare e mettere i tubi :mrgreen:

per il resto una CNC a ponte mobile o forse meglio un braccio a 2 snodi collegato alla Z che scorre sul telaio della macchina, se non hai bisogno di precisione micrometrica ti potrebbe bastare 8) con due stepper sugli snodi ed una Z mossa da cinghia te la caveresti 8)

che diametro di pescaggio ha la sonda aspiratrice? 20mm, 10mm, 5mm :?:
ciao

Roberto

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Re: CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da salvatore993 » lunedì 19 aprile 2010, 7:48

si può fare, il mio laboratorio pullula di accrocchi così, non è comunque semplicissimo, a proposito, io sono un ricercatore, di cosa vi occupate?

7rancesco
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Re: CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da 7rancesco » lunedì 19 aprile 2010, 20:41

Grazie a tutti voi per l'interessamento.

per ledtape:
purtroppo il tubo grande deve essere verticale ed ha alla base una serie di attacchi che ne impediscono lo spostamento o il montaggio su una macchina utensile;

per bobwolf:
lunghezza dell'asse z: immaginavo di poter sistemare un tubicino fino a quasi toccare la superficie del letto di sferette e poter considerare uno spostamento lungo z poco piu' grande dell'altezza delle sferette (che significa "moccoli"?? Forse "e' molto faticoso"?);

diametro di pescaggio: se intendi quanto deve penetrare il tubicino all'interno della massa di particelle, la risposta e' meno di zero, nel senso che il tubicino viene solo avvicinato alla superficie e letterarmente risucchia (a distanza) le sferette;

ponte mobile e bracci a 2 snodi: non ho conoscenze sufficienti a capire la terminologia. Potresti darmi qualche riferimento (foto, schema, etc..) per farmi capire a quale sistema pensi (sempre che si tratti di un sistema economico) ?

per salvatore993:
mi preoccupa il "non e' semplicissmo", perche' solo quello potremmo fare noi !!



Io speravo ci fossero in vendita guide lineari "universali" che, assemblate, potessero dare un movimento su 3 assi e che potevano essere "motorizzate" con motori passo-passo, nel mio caso anche di piccola potenza. Mi interesserebbe quindi uno schema che mostri come assemblare elementi facilmente reperibili perche' soluzioni complete, pur essendo sicuramente piu' precise e professionali, avrebbero un costo troppo alto per il budget che possiamo destinare all'operazione.
Oppure pensate che non sia un sistema che si possa realizzare come una sorta di "scatola di montaggio" ?

Approfitto per chiedervi l'indirizzo di qualche sito che venda guide, barre, pattini etc .. che potrebbero fare al caso mio.

Grazie mille ancora a tutti

Francesco

ledtape
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Re: CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da ledtape » lunedì 19 aprile 2010, 21:24

Guide --->http://www.igus.it/default.asp?PAGE=DRYLIN

Immaginate di ruotare la parte relativa al tubo di aspirazione, l'asse Z ed il recipiente raccolta campionatura;180° orario, 180° antiorario cosi' eventuali collegamenti esterni (vuoto, energia etc)
non interferiscono.

Sempre solo idee al buio

Saluti bruno

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Re: CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da bobwolf » martedì 20 aprile 2010, 0:16

allora... partiamo dai "moccoli" 8)
hai presente Benigni? lui è la rappresentanza della persona Toscana verace... e quando è in televisione si "tiene" e non dice cose troppo grosse :mrgreen:
hai presente un contadino toscano che non gli parte la motozappa :roll:
http://www.youtube.com/watch?v=4Bv7aqUoOZM (se siete sensibili a certi argomenti non aprite... dalle mie parti, è un normale,o quasi, intercalare bonario)
ecco quello è "moccolare"... ti prendi un calendario e ti rifai dal 1° di Gennaio in poi :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen:

il diametro di pescaggio è fino a che distanza in tutte le direzioni il tubicino riesce ad aspirare, come disegnato nella figura in alto a sinistra

il sistema che intenderei io è quello disegnato a destra e visto dall'alto nel disegno in basso:
un carrello che viaggia nella direzione della Z disegneto in rosso, a cui è attaccato un braccetto imperniato su uno stepper (lo stepper è sul punto nero ed il braccio è quello giallo), a questo braccetto è imperniato un altro braccetto sempre grazie ad uno stepper (stepper nero braccio azzurro) alla fine del braccetto parte il tubo di pescaggio, disegnato in fucsia
tutto questo sistema, per intendersi, è molto semplice, ma è anche abbastanza "debole", e se vuoi fare velocità  di scansione elevate, oppure la sonda è molto pesante potresti avere dei problemi 8)

per quanto riguarda il pilotaggio sono degli stepper normali con la scheda step-dir (preferibilmente con micropasso, quelli sugli snodi)
per il programma di gestione ti consiglierei EMC2 che è molto potente e configurabile e soprattutto ha i moduli kinematics con cui puoi "costruire" qualsiasi geometria di funzionamento della macchina

ultima cosa:
di che zona sei??? almeno se c'è qualcuno vicino ti può dare una mano 8)
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ciao

Roberto

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Re: CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da 7rancesco » martedì 20 aprile 2010, 0:41

Penso di aver trovato nel catalogo della MISUMI Europa (file EFA_2009_complete.pdf) quello che potrebbe fare al mio caso.
E' l'esempio "Use of 3-axis combination (soldering unit)" alla fine della pagina 500: mi sembra che potrebbe funzionare, se non fosse per il costo (quasi 400 Euro/asse). Rinunciando alla precisione estrema, non si riesce a trovare qualche cosa del genere (single axis actuator) ma piu' economica ?

per ledtape
Mi dispiace, ma il tubo non si puo' inclinare/ruotare/spostare in alcun modo.

per bobwolf
ho visto il tuo messaggio mentre inviavo questo messaggio. Andiamo con ordine.
-) grazie per la spiegazione ...
-) il diametro di pescaggio non e' facilmente individuabile perche' dipende dal peso delle sferette. Dall'esperienza precedente posso dire che non è molto piu' grande di quello del tubicino di aspirazione;
-) scrivo da Cosenza.

Penso di aver capito come dovrebbe funzionare il sistema che tu proponi ed immagino che la mancanza (rispetto a quello a cui pensavo io) di guide lineari dovrebbe abbassare il costo. Avrei due richieste da farti:
-) visto che il catalogo della MISUMI mi sembra completo, potresti essere cosi gentile da indicarmi in questo catalogo quali potrebbero essere i componenti principali per realizzare il tuo sistema ?
-) se il tubo dal quale prelevare le sferette dovesse essere non un cilindro ma un parallelepipedo 20mm larghezza x 150 mm profondità  x 700 mm altezza, il tuo sistema potrebbe funzionare lo stesso ?

Grazie
Francesco

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Re: CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da bobwolf » martedì 20 aprile 2010, 2:26

il diametro mi serviva per capire se avevi veramente bisogno di molta risoluzione e precisione... se per esempio il tubo aspira per 5/10mm sia sotto sia ai lati, è inutile fare una macchina che ti spacca il centesimo :mrgreen:

se mi dai l'indirizzo del catalogo MISUMI domani gli do un occhiata, ma penso che con dei normali motori stepper e delle schede da 2A te la cavi... meglio se hanno il microstep

con i moduli kinematics praticamente descrivi quali sono i gradi di libertà  degli assi e come si rapportano fra di loro... a quel punto EMC2 sia che tu gli dica di fare un cerchio o tu gli dica di fare un rettangolo, ci pensa lui a comandare i motori per fare i giusti spostamenti 8)
conosco la teoria di questa funzione, ma per la pratica è tutta un altra storia
qui un topic per farti capire un po come funziona
https://www.cncitalia.net/forum/viewtopi ... 17&t=19849
comunque se sei capace di programmare, il resto è trigonometria

se vuoi vedere un tipo di braccio simile a quello che dovresti fare te devi cercare in rete robot SCARA o robot PUMA o comunque potresti pensare anche alle lampade da tavolo tipo quelle da "architetto" solo che gli snodi si muovono in orizzontale anzichè in verticale
ciao

Roberto

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Re: CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da 7rancesco » martedì 20 aprile 2010, 10:22

Caro Roberto,

l'osservazione che hai fatto e' corretta: non ho assolutamente bisogno di una precisione di posizionamento dell'ordine dei decimi di mm (al momento,del resto, l'operazione viene fatta a mano quindi ci sarebbe comunque un miglioramento significativo).

Il catalogo della MISUMI in italiano (quello che avevo indicato ieri era in inglese) lo trovi all'indirizzo
http://www.misumi-europa.info/www_downl ... mplete.zip. Unico problema: e' oltre 400 MB.

Vediamo se ho capito come dovrebbe funzionare il sistema proposto. Un attuatore lineare "trasporta" lungo l'asse Z un motore stepper che ruota un braccio alla cui estremità  è posizionato un altro motore passo-passo che ruota un altro braccio, alla cui estremità  è (finalmente) posizionato il tubicino di aspirazione. Domande:
-) il peso (il momento) dei due bracci non è eccessivo per essere retto dall'albero del 1° stepper (quello montato sull'attuatore lineare) ?
-) mi potresti indicare un tipo di motore stepper che potrebbe essere adatto all'uso ?
-) i bracci devo farli realizzare in officina o devo/posso comprarli ?

Grazie ancora e complimenti: pensavo di essere uno che "tirava" tardi, ma tu mi superi ....

Francesco

P.S.
Per la trigonometria non ci sono problemi.

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Re: CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da bobwolf » martedì 20 aprile 2010, 17:56

qui trovi un po di info riguardo al tico di cinematica che ti ho suggerito
http://en.wikipedia.org/wiki/SCARA_robot

in EMC2 è già  presente una configurazione scara, devi solamente settare il programma con le dimensioni giuste dei bracci, ti consiglio di iniziare a studiartelo un po
http://www.linuxcnc.org/

per quanto riguarda la potenza dei motori ti dovrebbero bastare dei semplici stepper da 2A sia per i due snodi che per la Z... meglio se hanno l'alberino sia davanti che dietro, in questo modo è più semplice attaccarci il braccio che segue; per quanto riguarda il peso non ci sono problemi... lo sforzo sui cuscinetti è radiale, ed a meno che non tu prendi proprio un motore di burro di solito, reggono svariate migliaia di kN 8)

ho visto il sito della MISUMI... bellissima roba, ma se hai la possibilità  di farti fare i pezzi da qualcuno, forse con il prezzo di un asse ci fai tutta la macchina con il telaio compreso... come dicevamo, non hai bisogno di precisioni centesimali, di velocità  stratosferiche e di portare carichi eccessivi :wink:

inizia anche a cercare qualcosa su internet sia nel mercatino del forum che su e-bay ed aggiornaci con quello che trovi sia di motori, sia di schede di controllo, sia di assi abbastanza lunghi da fare la tua Z
tieni presente che per quello che ti serve a te spenderei max 30/40€ per motore e 80/100€ per la scheda di controllo e 100/150€ per lo scorrimento della Z

in questi giorni, se mi ritaglio un po di tempo, provo a farti un disegno dettagliato degli snodi e della Z
ciao

Roberto

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Re: CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da 7rancesco » martedì 20 aprile 2010, 22:39

Caro Roberto,
ti vorrei ringraziare per l'impegno che stai dedicando al mio problema. Ho fatto l'inventario del materiale di cui dovrei aver bisogno:
elettronica
3 motori passo passo;
3 azionamenti (o driver);
1 scheda di controllo;
1 alimentatore.

meccanica
1 guida per l'asse Z (attuatore a singolo asse tipo quello che avevo individuato sul catalogo MISUMI)
2 bracci


Ho iniziato a cercare i motori. Per il reperimento del materiale, poiche' abbiamo bisogno di fattura, non potro' rivolgermi ad un privato. Quindi pensavo di escludere ebay e di puntare su negozi online. Ho individuato i seguenti stepper:

http://www.arceurotrade.co.uk/Catalogue ... per-Motors
Mod. 160-010-00200, 2.5 A, 1.8 Nm, 25 sterline (circa 29 Euro), Hybrid

http://shop.twintec.it/index.php?main_p ... cts_id=182
Mod. M1233012, 2 A, 0.55 Nm, 24 Euro

http://shop.twintec.it/index.php?main_p ... cts_id=183
Mod. M1233032, 2.5 A, 1.1 Nm, 32 Euro

http://www.mjcnc.com/motore-passo-passo ... l?cPath=31
Mod. 23h252-21-8A, 1.5 A, 1.0 Nm, 36 Euro

http://www.micromed.it/Elettronica/stepper.htm
M52, 1.8A, ?? Nm, 12 Euro

Tu ne conosci qualcuno ?
La prima cosa che mi ha meravigliato è che, a parità  di corrente, la coppia varia anche di molto. Quindi mi sarebbe utile conoscere la coppia che tu pensi sia necessaria per il sistema (penso convenga che gli stepper siano tutti e 3 uguali). Comunque con 100 euro dovrei farcela. Certo, se fossero con una corrente piu' bassa potrei risparmiare anche sugli azionamenti. A proposito, leggendo che la coppia incide anche sulla velocità  degli spostamenti mi sono reso conto di non aver mai precisato, in tutti questi post, che non abbiamo bisogno di un sistema veloce: basta che sia automatico.
Scelti i motori potro' selezionare gli azionamenti idonei e la scheda di controllo. Temo tuttavia che ci vorranno almeno altri 250 euro.
Poi resta la parte meccanica. Per lo spostamento lungo Z se scelgo l'attuatore della MISUMI ci vogliono altri 400 Euro, decisamente troppi: devo assolutamente trovare un modo piu' economico per realizzare questo movimento (forse con sistemi con trasmissione a cinghia ??). Anche perche', se lungo x ed y il sistema si muove continuamente, lungo z dovrà  solo fare una cinquantina di step per ogni esperimento.

Ora ti saluto, ansioso di ricevere i tuoi preziosi consigli

Francesco

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Re: CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da franceso » martedì 20 aprile 2010, 23:00

Hai la possibilita´ di lavorarci anche 8-10 Ore per farti la cnc oppure ti conviene comprare cose (semi)finite.

bobwolf
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Re: CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da bobwolf » mercoledì 21 aprile 2010, 20:57

ti ho dato un occhiata ai link; non c'è tutto quello che ti servirebbe da un solo venditore :( comunque io farei cosi:

venditore 1
3 pezzi
http://www.arceurotrade.co.uk/Catalogue ... er-Drivers
160-020-00101 4.2A Bi-Polar Stepper Motor Driver - Special Offer

3 pezzi
http://www.arceurotrade.co.uk/Catalogue ... per-Motors
160-010-00200 180Ncm - 6mm Shaft - Hybrid Stepper Motor - Special Offer

venditore 2

2 pezzi
http://www.mjcnc.com/albero-temprato-16 ... Path=93_54

2 pezzi (oppure 4)
http://www.mjcnc.com/manicotto-sfere-p- ... Path=93_54

1 pezzo
http://www.mjcnc.com/chiocciola-trapezi ... Path=93_53

1 pezzo
http://www.mjcnc.com/vite-trapezia-12x3 ... Path=93_53

1 pezzo
http://www.mjcnc.com/scheda-bidireziona ... ath=97_110

1 pezzo (questi però sono soldi sprecati, perchè con un trasformatore, un ponte di diodi e dei condensatori ottieni un risultato migliore ;-) )
http://www.mjcnc.com/alimentatore-switc ... Path=97_32

per ora mi sembra tutto...
mi servirebbe una foto, o comunque una spiegazione, del posto o del modo in cui vorresti mettere la macchina sui diversi cilindri che dovete testare; anche la sonda aspiratrice, avere qualche info in più non sarebbe male ;-)
ciao

Roberto

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Re: CNC ma NON per lavorazioni meccaniche

Messaggio da 7rancesco » giovedì 22 aprile 2010, 0:13

Caro Roberto,

veramente non so come ringraziarti per il tempo che mi stai dedicando. Purtroppo non ho una foto dell’apparecchiatura e non sarò in ufficio prima di lunedi. Comunque il sistema è molto semplice: un tubo di plexiglass, alto circa 60 cm e di 10 cm di diametro, bloccato a circa 80 cm da terra con una “cravatta” collegata ad un braccio che fuoriesce per circa 20 cm da una struttura in profilati metallici Hilti (tipo tubi innocenti, ma piu’ moderni) alta oltre 3 metri. Penso che la macchina potrebbe essere ancorata ad una “L” fatta con due profilati. Gli estremi della “L” sarebbero collegati uno alla struttura esistente e l’altro poggiato a terra con un piede. I profilati sono molto robusti e non ci sarebbero problemi di flessione o torsione.

Il sistema di aspirazione è costituito da una canna lunga circa 70 cm e con un diametro compreso tra 0.5 cm e 1.5 cm. Abbiamo usato tubi rigidi in plastica, metallo e vetro. La canna è collegata, tramite un tubicino in plastica flessibile di circa 3 metri di lunghezza, ad un recipiente collegato a sua volta con un aspirapolvere. Quando si accende l’aspirapolvere, il materiale “pescato” dalla canna viene aspirato nel recipiente che successivamente viene inviato alle analisi.

Per il materiale, ho fatto il conto di quello che mi hai indicato e viene 385 Euro la parte di elettronica e 127 Euro la parte di meccanica, per un totale di 512 Euro. Effettivamente la parte elettronica incide piu’ di quanto pensassi. Prima che leggessi il tuo messaggio di stasera, cercando siti che vendessero materiale per CNC avevo trovato il sito Zapp Automation (https://www.slidesandballscrews.com) sul quale ho individuato i seguenti componenti, che dovrebbero consentire un risparmio di circa 50 Euro, non molto ma meglio di niente. Se ti va ed hai tempo, dacci un’occhiata cosi’ mi dici se sono equivalenti a quelli che mi hai indicato tu.

http://www.slidesandballscrews.com/pm54 ... l?cPath=44
http://www.slidesandballscrews.com/sy57 ... Path=45_81
http://www.slidesandballscrews.com/pcpp ... l?cPath=54
http://www.slidesandballscrews.com/powe ... l?cPath=46

Ciao

Francesco

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