CNC 5 assi con movimento a cremagliera

[kylotron]

Ciao a tutti...

Sono qui a farmi girare le "rotelle" per cercare di portare avanti il progetto della 5 assi che avevo in mente tempo fa.
Rispetto alle versioni precedenti l'ho completamente stravolto... e rivisto.

Partiamo dalle specifiche:

AREA DI LAVORO UTILE: 2000x1000X500 mm (l'asse X è quello lungo)
MOVIMENTO ASSE X: su cremagliera
MOVIMENTO ASSE Y: su cremagliera
MOVIMENTO ASSE Z: vite a ricircolo di sfere
STRUTTURA: Acciaio e alluminio

Di tutte le strutture che ho visto nelle macchine professionali a 5 assi, una in particolare mi ha colpito per la sua relativa semplicità.
Ho cosi' provato ad immaginarla in versione "leggera", adatta a lavorazioni "soft" a 5 assi.
L'idea che ne è uscita fuori è una macchina con una testa intercambiabile, capace cioè di operare sia in versione FRESA, sia in versione 3D-PRINTER, sia in versione LASER.
Il tutto su un'unica meccanica... Fattibile? Non lo so... ma ci proviamo!

Schermata-1.png

Nell'immagine vedete una bozza della struttura...

Partiamo dal basso... il piano (marrone) è decisamente più grande dell'area utile di lavoro, questo per consentire una effettiva lavorazione, sui 5 assi, anche lungo il perimetro esterno dell'areas stessa.... misura infatti 2680x1850 mm, ma tali misure sono al momento approssimative.

In blu ci sono 4 colonne HEA da 140 mm, alte circa 1 metro, sormontate da 2 longheroni (sezione a C) in acciaio, colore verde, da 180 mm di larghezza per 70 di altezza (spessore 8.5 mm).

Fin qui il materiale è tutto di recupero.

Su tali longheroni, che costituiscono l'Asse Y, ci sono le guide Hiwin da 30 (le ho disegnate grandi ma sono comunque da verificare) e all'esterno rispetto ad esse troverebbero posto le 2 cremagliere (parallele alle guide lineari).

Il problema ora è la creazione della "trave" dell'Asse X... in celeste, sulla quale scorre la colonna dell'asse Z.
Pensavo di realizzarla con una lamiera piegata, dello spessore di 2 mm, cosi' da avere una struttura robusta e leggera. All'interno andrei a posizionare dei rinforzi per evitare lo spanciamento delle pareti della trave. Le misure indicative della sezione di tale trave sarebbero 300x400 mm circa
L'alternativa sarebbe una trave in alluminio, ma i costi penso diverrebbero esorbitanti.

Il resto è molto più semplice.
Al momento non mi interessa disquisire sull'elettronica o la stampante 3D... ma solo sulla reale fattibilità diuna trave simile.

Qualcuno di voi ne ha mai realizzata una?

[multigraphic]

Ciao kylotron.

La trave credo che la dovrai al limite fare in 2 pezzi (gusci) e poi saldarla, il che ne pregiudica il risultato. Le aggiunte interne si, ma anche queste poi le saldi. Ammesso che sia finito così e non ci metti altro materiale, ti viene leggero si e no. Sui 2600 mm hai circa 55-60 kg a cui devi aggiungere i rinforzi interni. Un bel tubo da300x400 sp. 4 o 5 mm non è che si deforma poi tanto.
Dal mio punto di vista si invergola quando la saldi.
Potresti comunque utilizzare uno scatolato in lamiera ma studiandolo bene in relazione "al tiro" che viene dalle saldature oltre che e solo dal punto strutturale (quanto porta e se flette). Se trovi una sezione già pronta fatta così è una questione, a farla diventa un problema.

Il telaio sotto. La sezione a C lavora bene (fa il suo lavoro) se il peso è scaricato dalle ali laterali. Se saldi le gambe all'interno della C, la trazione esercitata dalla saldatura sulla faccia piana interna della C ti farà sudare....
Faccio un esempio: appendi 2 qt sotto il piano di un tavolo e misura di quanto si flette il piano. Ora fai lo stesso ma il peso lo metti sopra al tavolo.
Proverei a ipotizzare, se si vuole utilizzare il materiale esistente e non è già tagliato, le HEA sovrapposte per fare la trave e non lo scatolato in lamiera.

detto questo poi comunque distensione e spianatura.

[kylotron]

Ciao...

allora... pensavo di realizzare 2 gusci piegati in vari modi, saldati tra loro, con dei rinforzi interni formati da tubi di giametro generoso ma sempre con spessore limitato.... saldati sulle pareti esterne. Il tutto è da progettare e sviluppare al cad... ovvio... e testarlo con qualche simulazione sia statica che dinamica. Un amico mi ha detto che, se i gusci li progetto bene, basta anche uno spessore di 12/10!

Schermata-2.png

Proverei a ipotizzare, se si vuole utilizzare il materiale esistente e non è già tagliato, le HEA sovrapposte per fare la trave e non lo scatolato in lamiera.

Questa non l'ho capita!

[multigraphic]

Dicevo: se non hai già tagliato le putrelle di utilizzare quelle per costruire la trave.
Per i gusci prova a considerare questo:
ti fai fare 6 X al laser che abbiano un foro centrale da almeno 80 mm. Prendi un tubo dello stesso ø e impili le X. Ti servirà da guida il tubo tondo, poi lo togli. Le X sono i rinforzi interni

[kylotron]

Questa è interessante.
Le uniche già "tagliate" (da ritagliare comunque) sono quelle a C.Il resto è da taglaire da barre intere.

Per quanto riguarda le X... si, stavo giusto pensando a qualcosa di simile...
A me piacciono comunque le strutture "bullonate". Ma forse per la trave è meglio saldarla.... non lo so.

Avevo pensato di usare una HEA o simile come trave dell'asse X, ma ho la necessità di renderla quanto più leggera possibile.
Certo, tra le colonne e il longherone a C ci metto delle controventature per evitare flessioni... ma comunque una trave che alla fine mi pesa 2 quintali, mossa a diversi metri al minuto... diventerebbero un peso "ingestibile". Devo quindi alleggerire tutto il ponte dell'asse X...

La Z la realizzo quasi sicuramente in alluminio..

[multigraphic]

Potresti fare l'anima centrale saldata (X con tubo) e avvitare a questa i gusci. Mi pare una buona soluzione. Le X andrebbero fatte con una piega nelle teste (sopra e sotto, bastano 15 mm) su cui avvitare i gusci. Le pieghe come sai già aumentano la rigidità nella lamiera.

Per il peso hai ragione, vedrò i miei 280 kg del ponte

[kylotron]

Schermata-3.png

Per la trave del ponte X, qualcosa del genere (uno dei gusci l'ho cancellato per far vedere i rinforzi interni) potrebbe funzionare?

[multigraphic]

Il tubo potresti saldarlo alle X. Lo usi come canalina cavi