PDA

Просмотр полной версии : Мелкий фрезер по металлу



JudasPriest
13.11.2016, 01:13
Добрый день.
Рискну создать новую тему по модернизации настольного фрезерного станка МС-51 в ЧПУ. Кратко о нем - зверек редкий, конструктивно простой, но при этом выдает хорошие показатели по жесткости и точности. На родных винтах народ ловит две сотки. Мои требования - попасть в 2-3 сотки, иметь неплохую производительность, нужен для подработки по вечерам. Основной материал - алюминиевые сплавы, но на сталь тоже хочу замахнуться. Рабочее поле 280х240, по вертикали вроде около 250мм, шпиндель под конус ИСО-30, прямоугольные направляющие скольжения (по шесть зон контакта на каждую ось), вес голого станка 380кг, с родным столом около 500.
Вот именно то, что хотелось бы иметь:

http://www.youtube.com/watch?v=vA0k8i9VPNA

В общем когда я определился с станком, то их в продаже было всего два - один у меня в городе и один в Виннице. Тот, что у меня в городе - идеальное состояние, ценник порядка 1200уе, второй же разобранный, состояние непонятное, ценник вдвое меньше.
Пока думал я, первый станок передумали продавать. После долгих выяснений был приобретен второй станок - выслал много денег наперед, неизвестно что приедет и приедет ли вообще. Помотал он нервы.

Вот, что приехало:
268826268827268855268856


Шаг первый - осмотр, оценка состояния. Станок после этого отвез на автомойку, где убрали 95% отложений и стало видно его реальное состояние - станок работал мало.Точнее износа направляющих не заметил, на винтах аналогично, он лежал очень долго законсервированный и припал толстым слоем пыли и все это закоксовалось. Из основных минусов - бракованный клин по У. Он имеет одну наклонную поверхность и регулируя глубину его захождения, выбирается люфт, якобы... Но, по факту, полностью засунутый он люфт вообще не выбирает. Думал отделаюсь подлаживанием фольги, но тут ждал сюрприз - с одной стороны зазор 0,15мм, а с другой 0,4мм. То-есть угол наклонной поверхности не верный. Пока выбрал люфты подкладыванием с обеих концов сложенной многократно медной ленты толщиной 0,03мм, по-средине провал, будет изготавливаться новый клин после точных замеров.
268828268829268830268831268832

Шаг второй - отказ от родных трапецеидальных винтов, замена на швп. Диаметр родных винтов около 20-22мм, шаг 4мм. Диаметр винтов на видео сверху - 16мм, шаг 5мм (списывался с автором). Уже чуть ли не купил китайские швп 2005 или 2505 С7 с двойной гайкой, как решил пробежаться по нашим барахолкам. И не зря - купил три винта 3206 с двойной гайкой, с регулируемым преднатягом, второго класса точности и по очень сладкой цене. Основной минус - их сложно внедрить в станок. Для наглядного пояснения, приложил на фото. На заднем фоне виднеются родные винты под стенкой. Заказал на местном машиностроительном заводе изготовление новых корпусов подшипников, новый блок гайки Z, распорные втулки, поджимные гайки для подшипников. Будут готовы через недели две. От использования стандартных опор типа FK25 отказался - много надо снимать мяса в станке, много точных расточных работ, не оправдано. Подшипники пока прикупил новый савдеп 36205, может сменю на 46205, может на более точные - покажет эксплуатация. По заявленным характеристикам - у них запас более, чем десятикратный и это при весе шпиндельной головы под 80кг. Два из трех винтов уже подружил со станком - пролазят вместе с гайками на свои места, третий в процессе. По сути дождаться изготовления деталей и механика станка почти готова.
268833268834268835268836268837268838


Шаг третий - электроника. И шаг, наверное, самый сложный для меня. Были куплены у форумчанина б/у драйвера Leadshine AM882H, импульсный БП 1.5кВт 70В (хватит только на три оси, надо еще один поменьше докупить), частотник с векторным управлением на 1.5кВт, в закромах найден асинхронник на 1.1кВт 3000об/мин. Крутить шпиндель буду без промежуточного шкива. Шаговые двигатели едут, будут примерно через месяц, взял тоже б/у японца на 9.3Нм. Конечно можно было на эти все деньги купить сервы - тут уж не знаю, жалеть или нет. В гараже найден удобный шкаф для электроники с окошком в дверце, все туда помещается, его фото позже. Также был куплен у мастера с Минска электронный центроискатель, заявленная погрешность не более 0,003мм.
268840268841268847268852268854


В качестве поворотной оси взята шпиндельная бабка от настольного токарничка 1Д601 с патроном на 80мм. По пазам становится идеально, но крепление потом переделаю для более точной установки. Также подсмотрел на ютубе бюджетное решение привода поворотки - шестерни от двигателя педального дырчика, обошлись вообще копейки. Какой там люфт, будет известно уже после установки. Детали для поворотки буду делать уже на этом станке. В будущем планирую установить волновой редуктор, но пока бюджет закончился.
268858268859268860268861


И вот она самая главная проблема - наигравшись с бюджетной электроникой на прошлом станке, решил уйти от винды с мачем, от глючного ЛПТ, от всего того, что постоянно гнало брак. Купил я внешний контроллер Mesa 7i92M - вся генерация импульсов в нем, работает под linuxcnc, подключение через Ethernet, любые возможности при подключении дочерних плат. Но тут и одной этой должно хватить, особенно при использовании степ/дир. Проблему заключается в следующем - абсолютно ничего не понимаю в подключении. Мучаю товарища-программиста, удалось подружить контроллер с ноутбуком, но в плане настройки оба мы тупняки. На другом форуме советуют брать конфигурацию от 5i25 и править, но конкретики я пока не дождался. Если кто в курсе - я буду очень благодарен за помощь.
268857

Mr.Mass
14.11.2016, 09:16
Интересный проект, буду здесь тоже следить. Насчет

хватит только на три оси, надо еще один поменьше докупить
врядли понадобится еще один БП, этот 86 движков 6шт спокойно вытягивает.

JudasPriest
16.11.2016, 21:53
Ну БП выдает 15А, а каждый двигатель тянет по 5А. То-есть в определенный момент три двигателя могут полностью его нагрузить.

Сегодня отдали с производства три гайки М25х1.5мм. И вот немного с процесса расточки отверстий, чтоб пропихнуть винты в станок. Отверстия не ответственные, надо просто чтоб пролезло. Ручной разверткой развернул с Д30мм до 32мм и гравером с Д58мм до 60.5мм.
269225269226269227269228

алекс64
17.11.2016, 06:35
максим! Долго смотрел на узел фиксации подшипников, но так и не увидел как будет работать выборка люфта или не хватает распорной втулки и шайбы прижима наружного кольца?

Mr.Mass
17.11.2016, 08:39
Ну БП выдает 15А, а каждый двигатель тянет по 5А. То-есть в определенный момент три двигателя могут полностью его нагрузить.

Драйвер в данном случае работает как понижающий преобразователь (buck-converter), по сути выполняется равенство "Ток БП * Напряжение БП = Ток мотора * Напряжение мотора". И если на драйвере 80В, то на моторе - можно померять, обычно гораздо меньше, там конечно зависит от того, насколько высокоомный ШД. Соответственно Ток БП НЕ равен току мотора. Обычно очень сильно не равен, особенно в режиме удержания.

JudasPriest
17.11.2016, 10:11
максим! Долго смотрел на узел фиксации подшипников, но так и не увидел как будет работать выборка люфта или не хватает распорной втулки и шайбы прижима наружного кольца?

Конструктивно будет как здесь http://www.5bears.com/cnc04.htm . Еще не все детали готовы. Между наружными обоймами распорная втулка, а гайкой будет выбираться люфт и она будет фиксироваться гужончиком.

алекс64
17.11.2016, 20:01
ок! так нормально, вот только сомнение гужон в резьбу не айс.....

JudasPriest
17.11.2016, 21:07
Так на стандартных опорах типа FK или BK по-моему именно в резьбу и есть. Я с них срисовывал по сути. Сегодня звонили с завода, обещали завтра доделать и в понедельник отдать детали. За три корпуса подшипников, один блок гайки ШВП, три поджимных гайки М25х1.5 и три распорных втулки возьмут 100$. Но там одного материала на тысячу, да и надо сотки ловить во многих местах, так что я думаю это очень даже дешево.

drager
18.11.2016, 14:49
так что я думаю это очень даже дешево.

Если всё сделано в заданных допусках - это не дёшево, это почти даром.

JudasPriest
19.11.2016, 13:30
На гайки допуск был +- десятка, так что судить не могу только по ним. Как заберу остальное, будет видно. До трех ночи сидели с товарищем и воевали с контроллером и почти его победили. Очень помогли ребята с общего чата линукса, там сидели работники производителя этого контроллера и в режиме онлайна наверное часа три непрерывно помогали решать вопросы по мере поступления. Осталось настроить конфигурацию станка и в принципе можно было бы проверять, но - имеющиеся мелкие шаговички требуют всего 0.25А, а драйвера выдают минимум около 2А. Так что жду больших шаговиков. Купил дин-рейку, автоматы, провода - буду пытаться разместить электронику в шкафу.

drager
19.11.2016, 19:58
А какие шаговики хотите использовать?

JudasPriest
19.11.2016, 22:25
Едут Vexta на 9.3Nm. Кстати, почитал мануал к драйверам - в режиме автоопределения двигателя, сила тока может выставляться в диапазоне 0.1-8.6А. Так что можно будет и на мелких шаговичках попробовать запустить электронику.

Mr.Mass
20.11.2016, 08:11
в режиме автоопределения двигателя
В этом режиме автоматически настраиваются пропорциональный и интегральный коэффициенты, а силу тока можно вручную указать в софте для настройки, 0.1А не пробывал, но 1А выставляется.

JudasPriest
20.11.2016, 16:17
В этом режиме автоматически настраиваются пропорциональный и интегральный коэффициенты
Можно подробнее про коэффициенты?
Подскажите еще пожалуйста - как лучше расположить электронику? Обязательно ли выносить контроллер за пределы основного шкафа, или можно внутри ставить (например, с отдельной металлической коробке)? Сам контроллер размером с пачку сигарет, на фото его нет. Прикинул несколько вариантов:
269466269467269468269469

Mr.Mass
20.11.2016, 19:31
Можно подробнее про коэффициенты?
Подскажите еще пожалуйста - как лучше расположить электронику?

Для настройки нужно спаять кабель для подключения к компьютеру, иметь на нем железный СОМ порт, скачать и установить ProTuner с сайта производителя.

Настройка драйвера начинается с пункта меню Tuning, где настраиваются параметры ПИ-регулятора уровня тока в обмотках двигателя. На графике отражается изменение тока во времени, оранжевая линия показывает эталонный уровень тока, зеленый - реальный ток. В идеале график должен быть правильной прямоугольной формы. Значение I-test задает требуемый уровень тока - он должен быть равен рабочему току обмоток двигателей.

Сам процесс настройки ПИ-регулятора заключается в подборе двух параметров - пропорционального Kp и интегрального Ki.

Пропорциональный коэффициент Kp соответствует названию - результат его влияния в том, что чем больше разница между нужным уровнем тока и реальным током обмотки, тем быстрее происходит изменение тока драйвером. Большие значения пропорционального коэффициента приводят к возникновению колебаний в регулируемом процессе. Слишком маленький пропорциональный коэффициент Kp приводит к тому, что ток слишком медленно меняется, двигатель не развивает максимальную скорость, но работа двигателя становится более мягкой, а при слишком большом - двигатель при работе получается очень шумным и "жестко" шагает. Особенно это хорошо чувствуется на высокоомных двигателях, кстати похожий эффект получается от изменения параметров тока.

Интегральный коэффициент обладает сглаживающим эффектом, и устраняет т.н. статическую ошибку. Слишком малые значения Ki приводят к тому, что статическая ошибка не компенсируется до конца, слишком большие значения приводят к тому, что уровень тока "плавает" вокруг необходимого значения.

Можно также воспользовать функцией автоматического подбора параметров, нажав кнопку Auto. При этом драйвер самостоятельно протестирует обмотки и выберет подходящие коэффициенты. Именно это происходит при вкл/выкл переключателя SW4(см. документацию на AM882).
Кстати, производитель рекомендует выполнять настройку на ненагруженном двигателе, а если нужно устанавливать рабочий ток и микрошаг программно, то переключатели должны быть в позиции default, иначе значения берутся из таблицы на корпусе согласно их положению.

Если нужно, могу еще расписать как настраивать корректировочные коэффициенты для подавления вибраций, там правда сама настройка довольно муторна, не все хотят с этим возиться.

Насчет расположения в шкафу - непонятно где будут вентиляторы, если предположить что приток на фото снизу, а выход горячего воздуха сверху - тогда 1-я или 2-я схема выглядят неплохо, драйвера при работе от 5А практически холодные, значит не будут собой подогревать все остальное. Относительно контроллера - думаю что если все грамотно подключить, то все должно работать даже без металлических корпусов, на практике обычно достаточно полноценной гальванической развязки и витой пары к оптовходам драйверов. Можно - в экране, зануленным с одной стороны, чтобы перестраховаться.

JudasPriest
21.11.2016, 22:53
Спасибо большое за такое разъяснение.
Очередная проблема. Забрал детали с завода. Там где была указана шероховатость и допуски по размерам - прогадали раз в 10. В блоке гайки отверстие внутри Д60.15±0.01 - сделали ровно 60. От центра отверстия до плоскости прилегания 50±0.015 - сделали 50.88мм. Отверстие под посадку подшипников было Д52-0.03мм, сделали Д51.94мм. Длину распорных втулок указал 40+0.1мм - сделали 39.88мм. Наружный диаметр опор под установку в станок тоже прослабили от нижнего предела на 3 сотки. Отверстие внутри опор под подшипнаки указал глубиной 70-0.1мм, а сделали 70.22. Зато там где допусков не было и шероховатость не указывал, так как пофиг что там будет - по нолям попали и даже шлифонули в некоторых местах.

Ну как-бы все терпимо и исправимо, кроме одного - будет жуткая несоосность между опорой винта Z и блоком гайки. Когда я забирал, то меня предупредили, что вдруг что, то переделают. Блок гайки точно буду отдавать на шлифовку поверхности прилегания. Я честно говоря удивляюсь, как на огромном предприятии машиностроительном, в механическом цеху могут так налажать - я не токарь, но в пару соток попаду.
У меня две гайки швп внешним диаметром 59.98мм и одна 60.17мм. Хотел блок гайки сделать под ту нестандартную гайку, но чтоб уже не заморачиваться с расточкой, то просто поменяю швп, раз там уже сделали ровно Д60мм отверстие.
Надо еще клин изготовить и я вот не знаю - заказывать у них, или искать в других местах. Просто это единственный завод, который официально принимает такие заказы.
269628269629269630269631

алекс64
25.11.2016, 06:49
в мануале на частотнмк обычно пишут расстояния свободные от монтажа - для вентиляции= обычно 100 мм сверху и снизу и по 50 по сторонам если там есть вентиляционные решетки
у драйверов это область радиаторов
бп соответственно смотри как организована вентиляция.....
тепло поднимается вверх следовательно греть компоненты лишним теплом не стоит....
как то так......

алекс64
27.11.2016, 14:30
Воскресенье и настроение отдыхающее..... вспомнилось с чего Максим начал.... тема от Максима.про маленький фрезер...
Максим помнишь маленький полуразоренный остов от моего станочка? Растешь, молодец!!!

JudasPriest
01.12.2016, 21:31
А чего же не помню - все помню. Только начал с перевода настольного токарника 1Д601 в токарно-фрезерный с ЧПУ. С механической частью все получилось, а вот УП не хватило ума составлять для него, по-этому все переехало с него на Вашу раму.
В данном случае движет не только интерес, а и желание улучшить финансовое состояние, потому что с работой сейчас везде напряги. У нас в городе молодому вообще не реально найти что-то с зарплатой больше 4000грн. Либо по специальности за копейки, либо продавцом. Надеюсь, что станок будет приносить дополнительную копейку в семью.
Сейчас еще пытаюсь заиметь более взрослый токарник и будет уже хоть какая-то мастерская. Параллельно занят поиском места для мастерской - пока чего-то подходящего по объявлениям не нашел - либо площадь большая, либо под тихий офис. Есть три гаража, один всегда свободен, но в этих кооперативах за последние пол года обокрали уже более 40 гаражей - сейчас там станок лежит в виде металлолома, а самое ценное дома. Но все больше склоняюсь к тому, чтоб воспользоваться услугами частных охранных фирм и все-же переоборудовать гараж.

JudasPriest
30.12.2016, 22:46
Здесь не отписывался, но работа кипела понемногу.
Значить что сделано - отдавал блок гайки вертикальной оси второй раз на завод, так как с первого раза они промазали на - 0.8мм. Указал на чертеже где надо лишнее снять, полторы недели ждал, забрал, замеряю - сняли 0.08мм. Понял, что гиблое дело, отдал на СТО и там за пол дня шлифанули в размер. Начал примерять опору винта - она с биением. Говорили, что проточат внутренние и внешние поверхности с одной установки, но по факту снизу торцевое биение 5 соток и радиальное десятка. Немного доработал колону, так как блок гайки там не проходил - были всякие ребра после литья. Разобрал шпиндель. Поначалу картина печальная - куча грязи, ржавчины, но благодарю толстенному слою солидола и тому, что станок не работал, все в состояние нового. Шестерни без износа, подшипники отмыл и они тоже как новые. Немного приболел, так что в холодную мастерскую(она же кладовая) пока не хожу. Фото прилагается:
27231627231727231827231927232027232127232227232327 2324272325272326

На шпинделе используются две пары дуплексных радиально-упорных подшипников, по-моему 209 и 109, предварительный натяг за счет шлифованных дистанционных колец - все как на взрослом фрезере, только слегка в миниатюре. Подшипники менять не буду пока, новые японские стоят как пол станка.
Пока сижу больной, немного переехал с мастерской домой. И тут занялся установкой ШВП на ось Х. Пришлось много что подгонять, сверлить, точить, переворачивать гайку швп и т.д. Фото с процесса:
27232727232827232927233027233127233227233327233427 2335272336272337272338272339272340

JudasPriest
30.12.2016, 22:55
272341272342272343272344

К слову - пока изучал устройство гайки, наткнулся на информацию, что в гайке ШВП 1605 48 шариков - по 24 в двух рабочих канавках. Здесь 168 шариков - по 28 на 6 канавок. В этом году наверное со станком закончил, уже все поубирал и попрятал под диванами, чтоб жена не ругалась)) Когда зажимаю фланец гайки, то винт подклинивает. Он и так не легко вращается, а то вообще не прокрутить. Еще в одном месте винт цепляет, надо помахать напильником, или бормашинкой поискрить, но то уже в следующем году.

gennady
31.12.2016, 00:45
В моем 1605 21 шарик по 7 в трех канавках.