Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Restauro e rivisitazione (Restyling) di Macchine Utensili tradizionali obsolete ma funzionanti
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Betsu!
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Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da Betsu! » mercoledì 31 maggio 2023, 20:51

Buongiorno,
Vi chiedo subito scusa per la seguente domanda che è stata fatta milioni di volte, ma ho letto diverse discussioni e le relative risposte (che ho soppesato con attenzione) ma non mi hanno del tutto soddisfatto, complice il fatto che, ad oggi, non ho più nessuna competenza in materia..

Ho una micro macchina utensile a tre assi in disuso, completamente priva di elettronica e motori, ora vorrei rimetterla in funzione per tornare a fare le lavorazioni per la quale era stata progettata

è costituita da guide lineari di alta precisione (ri-posizionamento in +/- 0.0025), con viti madre passo 1, molto compatta, la lunghezza degli assi X/Y è di circa 100mm, la Z è 50mm, ed è stata costruita su misura da un azienda specializzata.
Purtroppo non ho altre informazioni tecniche a riguardo.

Quando funzionava ed era in modalità “fresatrice” lavorava piccole piastre di ottone e alluminio, mentre quando era in modalità “tornio”, torniva piccoli perni di titanio ed inconel 625 (partendo da tondini di 5mm si arrivava a perni di 0.10 nel caso dei più piccoli).

Le passate d’asportazione del metallo sono molto “leggere” e quindi non c’è nessuno sforzo/tensione eccessivo sugli assi, inoltre non è un macchinario per la produzione di massa ma è dedicato ai soli prototipi, quindi pezzi unici o piccolissime serie.

Potete consigliarmi dell’elettronica/motori adatti per questo tipo di lavorazioni e che garantisca un alta precisione?

Come budget massimo ho, sperando che bastino, 400/500 euro.

Magari vi tornerà utile sapere che come software per il disegno (e relativo percorso utensile) probabilmente userò catia o solidworks.

Scusate se non uso i termini più appropriati ma non è più il mio mondo.

Grazie a tutti per i preziosi consigli che sicuramente non mancheranno di arrivare!

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Re: Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da Scj » mercoledì 31 maggio 2023, 22:18

Viste le dimensioni mignon bisogna vedere in primis che motori riesci a montare. Poi dalle dimensioni geometriche si fa un ragionamento all'inverso per capire, in base ai motori, cosa usare per farli funzionare.
Della serie: potrei consigliarti un kit di servo brushless ma il rischio è che un motore sia più grande della macchina :mrgreen:
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Re: Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da torn24 » giovedì 1 giugno 2023, 7:47

Penso che i software e le elettroniche odierne siano tutte in grado di dare una buona precisione, si arriva a 0,02 centesimi di millimetro nel posizionamento.
La precisione è data soprattutto dalla precisione della meccanica guide e viti a ricircolo di buona qualità, e da i numeri di passi-step che possiamo controllare e questo e dato da eventuali riduzione e dai micro step del driver.

Non so quanti condividerebbero la mia idea, ma se fossi io mi orienterei su un sistema arduino e grbl, molto economico ma per una semplice 3 assi è idoneo. Essendo una piccola macchina con poche sollecitazioni senza fare nessun calcolo ma solo andando ad "intuito" un motore passo passo nema 23 sarebbe più che sufficiente visto che pantografi di piccole dimensioni e che spesso fanno lavorazioni analoghe, montano questo tipo di motore.

Sono convinto che un semplice pantografo 3 assi senza cambio utensile possa essere controllato in modo ottimale dalla più economica delle elettroniche, arduino in primis.
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Re: Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da hellfire39 » giovedì 1 giugno 2023, 8:32

e da i numeri di passi-step che possiamo controllare e questo e dato da eventuali riduzione e dai micro step del driver.
Questo non è esatto. Un sistema basato su stepper ad anello aperto non offre tale precisione. La coppia incrementale disponibile decresce fortemente all'aumentare del micropasso, riducendosi velocemente a frazioni ridicole. Questo fa sì che il posizionamento non sarà mai accurato al micropasso, ma sempre un po' indietro, rispetto alla direzione di movimento.
Tralasciando il fatto che gli stepper hanno comunque una incertezza costruttiva sul passo (ad esempio un errore del 5% rispetto alla posizione ideale).

Se si cerca la precisione di posizionamento è necessario un sistema ad anello chiuso.

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Re: Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da torn24 » giovedì 1 giugno 2023, 9:04

Grazie del chiarimento sui microstep.
Bisogna vedere quale precisione voglia ottenere, e quali tolleranze deve rispettare.
Se vuole ottenere i millesimi è un discorso se vanno bene 2 centesimi è un altro.
Comunque ha una vite passo 1 usando solo gli step senza microstep, abbiamo una buona precisione.
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Re: Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da hellfire39 » giovedì 1 giugno 2023, 9:40

È sconsigliato lavorare a passi interi perché si inducono troppe vibrazioni. Va bene attivare i micropassi. 800-1000-1600 sono i range migliori, il motore gira più morbido, con meno vibrazioni, la frequenza dei passi non è troppo elevata e la perdita di coppia incrementale non è così estrema.

I concetti che devono passare sono solamente:
- l'aumento del micropasso non comporta necessariamente un aumento di precisione di posizionamento;
- risoluzione non significa precisione: se un passo si può discostare dalla posizione ideale del 5%, quello sarà l'errore minimo che potrai fare, al netto di altre imprecisioni.

In ogni caso, come detto da Scj, sarebbe bene vedere com'è fatta la macchina. Anche solo per capire che motori si riescono a montare.
Certo, i motori con encoder si posizionano in modi più accurato, ma possono portare fuori budget in un attimo.

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Re: Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da lelef » giovedì 1 giugno 2023, 20:31

per quel che e`la descrizione se fa`sia tornio che fresa e se lavora pezzi cosi`piccoli gira molto veloce e quindi passate leggerissime ma rapide.
Per gestire una macchina cosi`ci vedo tra quel che conosco solo Linuxcnc, oh be`ci saran sistemi commerciali che la gestiscono ma sei fuori budget in partenza.
Sempre per quel che fa`la macchina tra risoluzione e velocita`credo fosse dotata di servi DC ed anche qui solo a motori saresti gia`al limite del budget e poi ci vuole scheda e driver e raddoppi .
E il motore principale come lo controlli? almeno wquella parte c`e`?

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Re: Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da Betsu! » giovedì 1 giugno 2023, 22:22

Buonasera a tutti e grazie delle risposte,
come immaginavo, essendo fuori dal giro da molti anni, tante informazioni che mi avete dato mi sono incomprensibili..

La macchina è piccola e ha delle corse molto ridotte ma le dimensioni delle guide lineari è nella norma, probabilmente simili alle moderne stampanti 3D per intenderci..

La precisione è la cosa più importante, pensate solo al fatto che torniva perni da 1 decimo, alcune volte da 8 centesimi, quindi il +/-0.02 è da escludere.
In origine la macchina teneva i 4micron totali, ora non dico che devo arrivare esattamente a questa precisione ma più ci si avvicina e meglio è!

Grazie ancora a tutti!

P.S.
Il mandrino fisicamente sulla macchina c’è ma manca sempre l’elettronica

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Re: Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da Vecchietto67 » venerdì 2 giugno 2023, 8:00

OT
Mi sono sempre chiesto come sia possibile tornire perni di piccolissime dimensioni.
In questo caso si parla di diametri da 0.1 mm.
Che tipo di utensile si usa?
Come posso fare una asportazione di qualche centesimo e pensare che l'utensile si pianti nel materiale?
Non ho mai fatto un calcolo di verifica ma mi viene da pensare che la flessione del perno su questi diametri sia notevole.
Non sono un genio ma voglio farvi credere che lo sono .........

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Re: Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da Scj » venerdì 2 giugno 2023, 12:42

Certo che parlare in astratto o pubblicare qualche foto farebbe una bella differenza tra avere un consiglio concreto o tirate ad indovinare...
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Re: Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da Immo » venerdì 2 giugno 2023, 16:58

Gli alberi di piccolo diametro quando è possibile si torniscono con torni a fantina mobile, quando non e possibile la tornitura si rettificano con mole

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Re: Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da Betsu! » venerdì 2 giugno 2023, 17:06

Buongiorno,
Le macchine utensili industriali lavorano in maniera differente rispetto a come lavorava questa macchina, che come ho detto è da prototipi.
Nel mio caso usavo inserti 35 gradi della sandvik, modello 1125 vbmt, senza raggio, ovvero ad angolo vivo.
Le passate in realtà sono molte, l’avanzamento è lento e la profondità di passata è di pochi decimi per volta.. man mano che il diametro si rimpicciolisce, la profondità di passata diminuisce.. quando si arriva a tornire diametri vicino al decimo le passate sono di pochi centesimi, quando si scende sotto al decimo, si fanno diverse passate “a vuoto”.
Usando buoni materiali, tipo il titanio che usano i dentisti (non mi ricordo le sigle del metallo sinceramente) non c’è un reale pericolo di piegare o rompere il piccolo perno.
Il mandrino girava a velocità elevatissime, non vorrei dire un assurdità ma se non ricordo male a 12.000 giri al minuto.. a vederlo pareva fermo!

P.S.
So che sembra tutto sbagliato rispetto a cosa dice la teoria.. ma la pratica è cosa ben diversa e funziona!

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Re: Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da Immo » venerdì 2 giugno 2023, 18:29

Alberi da 0.1mm che vengono torniti, non si finisce mai di imparare, già a stringerlo nella pinza è una novità come pure tenerlo con la contropunta, è fuori dalle mie competenze

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Re: Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da leomonti » venerdì 2 giugno 2023, 19:46

Appoggio Scj, qualche foto non guasterebbe.
Il cervello è l'organo più sopravvalutato...(W.Allen)

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Re: Nuova elettronica per micro CNC 3 assi d’alta precisione

Messaggio da Betsu! » venerdì 2 giugno 2023, 19:59

Beh, i torni svizzeri, o a fantina mobile, sono “troppo” per quello che serve a me, come ho detto è un macchinario da prototipi e non da produzione.

La pinza è da 5mm su cui si montano, per lo più, barre di titanio e i perni che vengono torniti hanno diversi diametri.

In passato, alcune volte, i diametri sono stati finiti tramite mola e non tramite utensile, ma avendo avuto ottimi risultati con la tornitura avevamo optato per continuare così..

Comunque ho anche pinze che prendono perni da 1 decimo, esistono ma non le uso mai!

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