Перейти к публикации

Изменен п. 12 раздела "Другие ограничения", просьба ознакомиться. Расшифровка и пояснения - тут

valterpo

Бюджетный станок плазменной резки

Рекомендованные сообщения

Давайте немного пофантазируем, каким бы мог быть бюджетный, но функциональный станок.

Что в станке плазменной резки действительно необходимо, а чем можно пожертвовать.

Поскольку станки мы собираем в основном из китайских комплектующих, то и надежность станок имеют соответствующую.

Есть исключения, но не забываем, что мы пытаемся построить БЮДЖЕТНЫЙ станок.

Я предлагаю сделать упор не на надежность, а на ремонтопригодность станка.

Изменено пользователем valterpo

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Поскольку мы говорим не об организации производства, а о конструкции самого станка, то ограничимся вопросами технического характера.

Но, если проект получится успешным, то, возможно, появятся желающие его не только повторить, но и приобрести.  Поэтому, работая над конструкцией станка, я собираюсь сразу учитывать и масштабируемость и удобство доставки и тд.

Публикуя процесс разработки, я надеюсь услышать советы и пожелания форумчан.

В свою очередь могу, по возможности, отвечать на вопросы.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Не удивляйтесь, что материал я подаю непрерывной лентой. Я долго не решался заводить тему на форуме и часть работы уже проделал. Собрал несколько узлов по нескольку раз, покрутил, выяснил недостатки, переделал. Продолжаю работу над ошибками.

Наконец решил выложить результаты в хронологическом порядке и подключить сообщество.

Изменено пользователем valterpo

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Поскольку станок бюджетный, то и сверх характеристик мы от него не ждем. Плазма сама по себе не особо точный инструмент, поэтому сотки ловить смысла нет.

Начнем с лифтера (Сборка оси  Z).

Я опробовал несколько конструкций (ременные, швп, винты, рейки) и сделал выводы.

Пробовал ставить трапецеидальный винт, но не хватает скорости перемещения, да и с соосностью проблемы. При биении вала, достаточно быстро выходят из строя коплеры. 

Пробовал ставить серву на винт, но все болячки остаются, кроме скорости, зато резко возрастает цена.

Пробовал точить самодельный винт с большим шагом, но там вообще мрак проблем.

В итоге от винтов отказался совсем.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Собрал несколько вариантов с ШВП. Кроме легкости хода, ШВП можно приобрести высокоскоростные с большим шагом. Результат лучше чем с трапецеидальным винтом, но резко выросла цена и никуда не делись требования к соосности.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ремень показал себя отлично, но с ним много мороки при изготовлении (шкивы, натяжители), да и цена в результате не такая уж и дешевая. Зато отпал вопрос с биением и скоростью перемещения, но ремонтопригодность относительно плохая.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Пока остановился на паре зубчатая рейка - шестерня.

Из минусов - это с двигателем нема 23 и 14 зубой шестерней (модуль 1) усилие лифтер развивает не очень большое, но горелка плазменного аппарата весит всего около 1 кг.

Самый мелкий двигатель Nema23 57х56 мм имеет момент удержания 13 кг.см  При радиус шестерни 7мм - момент удержания будет уже 18 кг. Даже четверти от этого с запасом хватит для лифтера плазмореза (поправьте если где ошибся)

Второй минус - это низкая точность позиционирования. За один оборот шестерня проезжает 43.96 мм. При шаге мотора 1/2  мы получаем 0.11 мм за один шаг. В микрошаге точность уже будет зависеть от качества исполнения мотора и драйвера, а они китайские. С другой стороны, точность нам нужна только во время прокола, а дальше система THC сама отрегулирует расстояние от горелки до листа. Так что эту проблему можно игнорировать.

Биения нет. Скорость перемещения - с большим запасом. Конструкция предельно простая. Ремонт удобный. Цена приемлемая.

Изменено пользователем valterpo

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Теперь про направляющие. Пробовал ставить китайские цилиндрические с основанием и без основания.

Те, что с основанием моментально забились пылью через прорези в сальниках. Те, что без основания, проработали гораздо дольше, но в них быстро появились люфты (износ на валу). Вес конструкции и сложность изготовления не устроили.
Пробовал поставить  Hiwin но цена очень высокая и тоже проработали не слишком долго. Их тоже надо регулярно шприцевать и как-то защищать от пыли..

Пока остановился на простых подшипниках.

Из плюсов - цена и простота изготовления, не требуют чистки и смазки, можно приобрести в любом городе за копейки.

Из минусов - необходимо регулировать время от времени зазор. Если прослабить - люфтит, если перетянуть - клинит.

Но цена-качество мне показались самыми лучшими для бюджетного станка.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Нарисовал и вырезал на лазере необходимые запчасти. Немного доработал напильником и вроде собралось.

Ради упрощения конструкции решил что лифтер будет частью конструкции каретки Y 

IMG_20191120_151846.thumb.jpg.a824bdf6382fad49f04dea5c9886ceac.jpgIMG_20191120_152140.thumb.jpg.0f6ae8f32d83521ea62be54659b0767c.jpgIMG_20191120_152207.thumb.jpg.7a05a25067ec82f79edfa7ef4d4aa95a.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Мотор  Z двигает пластину вверх-вниз. К этой пластине на подшипниках подвешено крепление горелки.

Перед проколом, при поиске металла, горелка движется вниз и упирается в лист. 

Дальше крепление горелки начинает сдвигаться в своих роликах и наезжает на индуктивный датчик.

Когда подключу датчик, сниму видео для наглядности.

IMG_20191120_153013.thumb.jpg.530697e293f9dd1385f7be2374caba99.jpg

 

 

Покрасил детали и пере собрал каретку.

IMG_20191125_153814.thumb.jpg.91a99cdafc9422db4aa4fe76cd3b8e00.jpgIMG_20191125_153832.thumb.jpg.a5833437198a01f1cca3e3ec57f784e8.jpgIMG_20191126_162249.thumb.jpg.91c892b125e1de44d45626ee33522053.jpg

Изменено пользователем valterpo

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Станок состоит не только из железа и пока вырезались детали я поработал над электроникой.

Идей очень много, но надо начинать с малого. 

Хочу, чтобы провода в станке были уложены в виде косы, как в автомобиле. Косу сплести так, что-бы свой разъем дотягивался только до своего места.

Никаких скруток и спаек, никаких перемычек. Максимально просто и понятно.

Поискал готовые платы коммутации, но по разным причинам не подобрал готовую.

В итоге достал свою старую разработку, убрал с нее все лишнее и заказал в Китае пробную партию.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Через 10 дней курьер привез посылку с платами.

large.2145159036_IMG_20191130_145317mini.jpg.a3b4b4041b03d6360f7d8ec03c1e6048.jpg

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

После монтажа выглядит так.

large.IMG_20191120_182825.jpg.18c9c62cd4793073643490597a3ee8cf.jpg

 

Изменено пользователем valterpo

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Все моторы в станке я хочу запитать от двух блоков питания 48 вольт 350 ватт.

На датчики (а он пока оди - датчик поверхности) хочу подать 12 вольт и через самовосстанавливающийся предохранитель.

Самой плате коммутации обычно нужно два напряжения по 5 вольт - для силовой и цифровой части.

И обязательно гальваническая развязка между цифровой и силовой частью.

Не хочется усложнять конструкцию и ставить много блоков питания и в левом нижнем углу платы я разместил преобразователь 48-12 вольт.

Для питания цифровой части установил над ним изолированный DCDC преобразователь 12-5 вольт, а всю силовую часть запитал от тех же 12 вольт что и датчики. В драйверах шаговиков на входе оптроны и им пофиг какое там напряжение.

Широкий разъем слева это выход на сигналы степ-дир (пока лпт). Поуже справа черный разъем для подключения THC.

В верхней части зеленые разъемы - выходы на драйверы.

Зеленый справа- вход для датчика поверхности. Место под остальные датчики оставил, но разъем не впаивал.

 

Изменено пользователем valterpo

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

В правой нижней части - 5 оптронов под датчики. Собрал схему на резистивных делителях, так, что вход срабатывает и от замыкания на VCC и на GND, так что не важно какие датчики будут установлены PNP или NPN.

Наличие питающих напряжений и состояние датчиков показывают светодиоды.

Все, больше эта плата ничего не умеет.

 

В ящике управления будет выглядеть примерно так.

large.IMG_20191129_120311.jpg.7207ad99577dbc301d6b03378483ea07.jpg

Провода слишком толстые и с разъемом наружу к моторам пока не определился.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Подключил драйвер  Z, мотор и плату коммутации.

Проверил скорости перемещения.

На 10 и на 20 метрах в минуту работает устойчиво.

 

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
30.11.2019 в 12:51, valterpo сказал:

мы пытаемся построить БЮДЖЕТНЫЙ станок.

Может имеет смысл определиться с размером бюджета в который пытаемся уложиться?

Если честно, меня эта тема так же весьма занимает.

Решения для бюджета 400 тыр или для 200 тыр весьма разные.

А самодельщики мечтают уложиться в 50 тыр.

 

Так что размер бюджета под "бюджетный" станок получается определяющим для дальнейших действий.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

За 400 можно и готовый купить.
Я не готов озвучить бюджет сейчас.
Даже когда соберу станок полностью - один фиг сложно посчитать. У меня же полный склад запчастей под рукой и скидки поставщиков услуг и комплектующих до 50%

Если пофантазировать (если станок собирать самостоятельно), то реально уложиться тысяч в 150 без источника, а может и дешевле выйдет.

Это с полем 1250*2500. 

Но, это по самым грубым прикидкам.

Предлагаю, как ориентир, стремиться к 100 тыс.р., а дальше как получится.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

По опыту эксплуатации приобретенного станка могу сказать, что профильные направляющие на боковых поверхностях не лучшее решение. Как на полке собирается вся пыль со всеми вытекающими. Цилиндрические на основании в вертикальном положении большей частью решают эту проблему. Следующий же буду собирать уже все таки на роликах. В нынешнем станке остановился на ременных передачах, кроме оси Z - там зубчатая рейка, которая крепится непосредственно на профильную направляющую. На ней же висит модуль лифтера к которому крепится кронштейн плазмотрона. В итоге получил каретку шириной 80 мм и с ничтожным весом. От емкостных датчиков отказался так как точные слишком громоздкие. Поставил везде концевики - дешевле, точнее, компактнее,меньше проводов. 

Перед сборкой бюджет в 100 тыщ себе и ставил. Где то так у меня и вышло. Сначала вел смету, а потом забил...) 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

По питанию: Всю цифру питаю от компьютерного блока питания. А силовую (читай драйвера) переменкой от транса ОСМ подключенного к 380В.. И кои еще валяются у электриков заводских мастей. Хоть и не значительная, но все ж экономия!) 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
8 часов назад, valterpo сказал:

За 400 можно и готовый купить.
Я не готов озвучить бюджет сейчас.
Даже когда соберу станок полностью - один фиг сложно посчитать. У меня же полный склад запчастей под рукой и скидки поставщиков услуг и комплектующих до 50%

Это я понимаю.

Тем более уже по оси Z понятно, что для изготовления станка с ЧПУ нужен станок с ЧПУ.

 

Для меня остается тайной НАФИГА для Z скорость 20 или даже 10 м/мин??

Даже для "подскока" это избыточная скорость.

Для поддержания зазора (штатной работы ТНС) достаточно скорости 1м/мин.

Отработка наклона 10-15 град. Больший наклон дает недопустимые линейные погрешности. (косинус угла)

Для подскока нужно естественно побыстрее, но не до 20 м/мин же.

Ну да ладно - карман запас не тянет. (или наоборот)

 

Думается мне, что для самоделки 2.5-3 метра критична цена покупного 80-100 тыр.

Это несколько выше моей "прицельной линии"

!00 тыр за 2.5-3 метра - вполне доступно и легко без скидок продавца. Это уже не интересно.

Был бы интересен вариант ну например 60 тыр (покупных + материалы) и минимум самодельных.

И самодельные под изготовление - дрель+болгарка+сварка.

 

Если посчитать покупные в продажных станках за 400 тыр получится примерно 100-120. Так что ..........

а где бюджетность?

Изменено пользователем Sergey-B

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Чтоб получить 2..3 метра - нужно ставить редуктор, а это удорожание.
По цене не буду спорить, возможно вы и правы, я пока думаю  над удешевлением конструкции, но чтоб станок не сильно уступал по характеристикам станку за 400 тыс.
Чпу сейчас доступен практически везде, хотя бывало (срочность) я печатал деталь на бумаге, приклеивал мылом к металлу, вырезал болгаркой и сверлил. Большие отверстия засверливал по кругу и дорабатывал напильником. Визуально получалось вполне достойно.

Ну кстати лазер в бюджете 100 тыс забирает как минимум четверть.. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, valterpo сказал:

тоб получить 2..3 метра - нужно ставить редуктор, а это удорожание.

Или не заморачиваться на ремне.

Готовый блок Z c швп и шагом винта 10мм стоит примерно 10 тыр.

Три оборота в сек обеспечит любой ШД. Получаем 2 м/мин.

 

Я делал Z с ременным приводом. Наткнулся на "особенность" требующую специальной меры.

При выключении напряжения ось опускается на максимально нижнее положение. Веса резака для этого достаточно.

Слово - не удобно тут не подходит . Это - очень не удобно.

Как собираешься решить эту "особенность"? Или оставил -на потом?

1 час назад, valterpo сказал:

лазер в бюджете 100 тыс забирает как минимум четверть

Не понял при чем тут ЛАЗЕР.

И где есть лазер за 25 тыр.  режущий металл  Готов купить десять.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
30.11.2019 в 13:49, valterpo сказал:

подать 12 вольт и через самовосстанавливающийся предохранитель

Не советую. После нескольких срабатываний он может тихо умереть, а заменить его куда сложнее обычного.

 

48 минут назад, Sergey-B сказал:

Для поддержания зазора...  достаточно скорости 1м/мин

да и для подскока не катастрофически больше - ИМХО пары тройки метров за глаза

 

3 минуты назад, Sergey-B сказал:

Три оборота в сек обеспечит любой ШД. Получаем 2 м/мин

так от тож :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Я не делаю на ремне, на ремне слишком сложно. Я использовал шестерню 14 зубов модуль 1.
Паление вниз - это действительно неприятно, но терпимо. Можно поставить пружину. Была еще идея коротить релюшкой фазы двигателя при отключении, но надо пробовать. Пока отложил этот вопрос.

 

По предохранителям, надо будет провести тест на умирание. Тупо поставить реле и смотреть сколько раз можно замкнуть. Пока тестировал, замыкал не один десяток раз. Пока все подопытные живы. Но спасибо, учту.

Изменено пользователем valterpo

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.


×