Asse Z: perchè tutto quello sbalzo?

Strumenti e metodi per la messa in quadro, la calibrazione e il posizionamento degli elementi strutturali delle CNC.
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TND-storm
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Asse Z: perchè tutto quello sbalzo?

Messaggio da TND-storm » domenica 31 ottobre 2010, 17:59

Salve!
Al momento mi sto trovando bene con la LVL-Desktop A2, però visto che avrei anche necessità  un po' particolari sto già  pensando a come potrebbe essere la prossima (se mai la realizzerò).

Una delle cose che mi lascia un po' perplesso è il motivo per cui la maggior parte delle volte si mettono (o si consiglia di mettere) le guide sulla piastra della Z e i carrelli collegati alla Y, posizionando anche la Y ad un'altezza pari alla corsa della Z.
Per farmi capire, se si ha una corsa in Z di 150 mm la Y sarà  ad almeno 150 mm di altezza rispetto al piano (permettendo di inserire pezzi alti fino a 150 mm senza che tocchino il montante della Y).

Trovo però che questa configurazione non sia particolarmente efficiente: intanto anche con 150 mm di corsa non si possono lavorare oggetti alti 150 mm visto che va considerata anche la lunghezza dell'utensile, quindi anche potendo fare 2 posizionamenti ci vuole un utensile lungo almeno 75mm (senza considerare la parte di gambo che sporge), quindi si può lavorare un pezzo alto al massimo 75mm (perchè se fosse più alto la macchina non potrebbe sollevare abbastanza l'utensile per passare sopra al pezzo). Aggiungendo il gambo e lo spazio di sicurezza per i morsetti difficilmente con 150mm di corsa si riescono a lavorare più di 60-65 mm.
L'eccezione sono le lavorazioni superficiali, come incisioni e simili. Personalmente però non mi è mai capitato di voler incidere su qualcosa così spesso, mi sembra un caso piuttosto remoto e specialistico...

Posto quindi che si lavorino pezzi non oltre i 70 mm (per fare cifra tonda), con una corsa di 150 mm si lavorerà  sempre con uno sbraccio di almeno 80 mm, fino a 150 mm a piena estensione, scaricando la forza generata da questa leva sui carrelli (visto che i binari rinforzano la Z).
In particolare per incisioni e lavorazioni di precisione, o per lavorazioni su materiali di pochi cm, l'asse Z lavorerà  nella peggior configurazione possibile.

A questo punto allora perchè non mettere il montante dell'asse Y più vicino al piano?
Supponiamo di voler lavorare pezzi fino a 70 mm. Mettiamo il montante all'altezza minima per consentire di morsettare il pezzo (mettiamo 80mm, poi dipende da come lo si fa: per me che uso quasi solo il piano aspirato 5mm di aria sono più che sufficienti).
A questo punto va cambiata la configurazione di Z: i carrelli passano sulla piastra della Z (che va opportunamente ispessita) e i binari sulla piastra della Y. Visto che l'altezza utile di lavorazione dev'essere di 70 mm, bastano meno di 100 mm di corsa sulla Z anche considerando un utensile lungo abbastanza da lavorare tutta l'altezza disponibile in un solo posizionamento.
La piastra di Z dovrà  essere posizionata in modo da avere uno sbalzo costante di massimo all'altezza della pinza di 70 mm (considerando la sporgenza dell'utensile potrebbero bastarne meno, la pinza non deve arrivare a toccare il piano).

A questo punto l'asse Z lavorerà  sempre con uno sbraccio di 70mm, nè più e nè meno. Se il tutto è adeguatamente dimensionato (e parliamo dell'asse più corto della CNC) lavorerà  egualmente bene per tutta la corsa.
Ci guadagnamo che lo sbraccio massimo in questa configurazione è minore (potenzialmente non di poco) dello sbraccio medio della configurazione solita e il montante del ponte è anche ad altezza dimezzata.
Mi pare che una configurazione del genere possa aumentare considerevolmente la rigidità  del sistema.
Sto sbagliando qualcosa nel ragionamento? Che ne pensate?

waregan
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Re: Asse Z: perchè tutto quello sbalzo?

Messaggio da waregan » domenica 31 ottobre 2010, 18:35

ma tu tieni conto anche della parte di guide che deve rimanere nei carrelli? te lo chiedo perche' mi sono perso durante il ragionamento.

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Franco99
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Re: Asse Z: perchè tutto quello sbalzo?

Messaggio da Franco99 » domenica 31 ottobre 2010, 19:47

(Vedi fotografie allegate).

Questa ha una corsa di 110mm per la Z e sotto il ponte ci stanno
100 mm compreso lo spessore del piano. Vista però la particolare
costruzione della macchina (2 viti laterali) è possibile togliere
il piano di lavoro, e come si può vedere dalle fotografie allegate,
lavorare oggetti molto più alti.

Saluti,

Franco
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Re: Asse Z: perchè tutto quello sbalzo?

Messaggio da Zebrauno » lunedì 1 novembre 2010, 12:01

Sono d'accordo con te TND-Storm. In molte applicazioni tutta quell'altezza libera sotto il ponte e' dannosa e la scelta dei carrelli sulla piastra mobile della Z e' l'unica che permetta di prevedere delle flessioni dato il braccio di leva costante.

L'esempio di Franco99 calza a pennello, quella e' sicuramente l'applicazione piu' intelligente per un pantografo che ha esigenze di lavorare oggetti alti su tutte le facce perche' la maggiore altezza dell'oggetto non richiede una maggiore altezza delle spalle o della corsa in Z, ma solo un piano di appoggio ad altezza variabile, e questo sicuramente permette risultati molto buoni senza costruire strutture mastodontiche.

Anche nell'ipotesi di montare un 4° asse o un piano roto-basculante (4° e 5° asse) la soluzione migliore e' ancora quella con le 2 viti laterali, o direttamente una macchina dedicata con la struttura a fresatrice verticale.

Sulla mia cnc ho 120mm di corsa in Z, 100 di passaggio sotto il ponte (dunque nella media) ma dopo aver aggiunto il 4° asse (orizzontale) mi sono reso conto che sarebbe inutile alzare l'altezza delle spalle per poter lavorare diametri maggiori nel mandrino rotante....sarebbe molto meglio cambiare tipo di struttura, anche perche' se si usa il 4° asse orizzontale o la culla rotobasculante diventa inutile avere una cnc con piano di lavoro di 800x1000 ma con una cosa in Z cosi' ridotta.

anonimo50

Re: Asse Z: perchè tutto quello sbalzo?

Messaggio da anonimo50 » martedì 17 maggio 2011, 12:59

e che struttura proporresti? Io devo lavorare 200mm con il quarto asse ma non volevo avere tutto questo sbalzo...

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Re: Asse Z: perchè tutto quello sbalzo?

Messaggio da Garkoll » martedì 17 maggio 2011, 14:34

Di strutture ce ne sono e se ne fanno, il problema è trovarne una che sia stabile senza utilizzare 2 viti che come detto e ridetto hanno un sacco di problemi.
:D

anonimo50

Re: Asse Z: perchè tutto quello sbalzo?

Messaggio da anonimo50 » martedì 17 maggio 2011, 16:52

perfetto... quali? :mrgreen:

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Re: Asse Z: perchè tutto quello sbalzo?

Messaggio da walgri » martedì 17 maggio 2011, 23:40

Premesso che sto progettando una macchina che farà  uso di due viti, ecco (alcune ?) delle questioni che sono da risolvere (in genere recuperate da varie discussioni nel forum) .

Le due viti possono avere passi diversi e disomogenei nella lunghezza -- problema ovviamente annullabile o quasi acquistando viti della migliore qualità .

I motori (se stepper) possono perdere passi indipendentemente l'uno dall'altro.

I motori devono essere comandati contemporaneamente, possibili soluzioni: controller con due assi dedicati ai due motori uno slave dell'altro e due drivers, oppure due drivers in parallelo, oppure un driver in grado di pilotare due motori in parallelo.

Molti consigliano di utilizzare un solo motore e con quello pilotare le due viti, cercando di mitigare le imprecisioni meccaniche che conseguono.

Apparentemente il modo migliore pare essere l'utilizzo del loop chiuso con encoder sul posizionamento dei due lati del ponte.

Tuttavia ci sono, nel forum e fuori, molte macchine a due viti che lavorano con semplici stepper senza loop chiuso, sono incline a pensare che, dimensionando correttamente l'elettronica e i motori, se ne possa fare a meno almeno nei casi meno "problematici". Ma è una teoria e non so ancora se mi va di dimostrarla :)
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Re: Asse Z: perchè tutto quello sbalzo?

Messaggio da bigfefi » martedì 17 maggio 2011, 23:51

No no! Adesso la dimostri!
C'hai messo la pulce nell'orecchio e mo' ce la togli! :D
Il troppo pensare deriva dal poco capire.... E io penso molto! ;)
"...fatti non foste a viver come bruti ma per seguir virtute e canoscenza"
(Dante Alighieri, Divina Commedia, Inferno canto XXVI, 116-120)

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Re: Asse Z: perchè tutto quello sbalzo?

Messaggio da walgri » mercoledì 18 maggio 2011, 0:08

#-o :D
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Re: Asse Z: perchè tutto quello sbalzo?

Messaggio da ken_ken2 » mercoledì 18 maggio 2011, 8:32

Io ho fatto e faccio lavori, utilizzando due driver e due motori per lo stesso asse (nel mio caso Y cioè il ponte) facendoli lavorare uno schiavo dell'altro e a parte una verifica doverosa ogni tanto (diciamo ogni 10 lavori poi dipende da come si usa) non ho problemi di gestione ........................ poi se dovete farci testate per motori da competizione o lavori che richiedono precisione assoluta .........il discorso ovviamente cambia.......

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Re: Asse Z: perchè tutto quello sbalzo?

Messaggio da anonimo50 » mercoledì 18 maggio 2011, 8:38

Motore unico, vite unica la soluzione migliore qual'è?

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Re: Asse Z: perchè tutto quello sbalzo?

Messaggio da Garkoll » mercoledì 18 maggio 2011, 9:04

non voglio rientrare nuovamente in una discussione già  molte volte affrontata, comunque per le precisioni che intendo io e la spesa da hobbysta che posso permettermi un sistema con 2 viti non è praticabile.

Tolto questo, penso che una cnc orizzontale come quella in questo post possa risolvere il problema sopra:

https://www.cncitalia.net/forum/viewtopi ... rizzontale

però ha corse limitate o meglio per avere corse decenti anche gli ingombri non sono pochi, inn più va considerata la torre che diventa piano di appoggio che va fatta con un certo criterio....

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