Сказ о том как 6720В в ЧПУ переделывали

Всё о ЧПУ (CNC). Компоненты, станки, программы.
Аватара пользователя
Автор темы
Денис#
Реальное имя: Денис
Откуда: Рожденный в СССР

Сказ о том как 6720В в ЧПУ переделывали

Сообщение Денис# » 27 янв 2017, 22:49

В общем пожалуй начну :)
Помнится начинал писать об этом на другом форуме, но и модернизация застряла, и тот форум ... :jokingly:

В общем теперь тут и с чистого листа. Случилось так что пару лет назад мне подвернулся фрезерок вышеозначенный, вполне живой но частично разукомплектованный. Продавшие его ребята собрались модернизировать его шаговиками, но пыл угас когда поняли что поле у него маленькое, они работают с деревом и башка у этого фрезера весит килограмм 200-300, а её надо снять что бы винты поставить. В общем дали мне несколько дней сроку что бы я у них из гаража эту железяку вытащил :) По пути оттуда ещё токарный 16У03П выволок, но это другая история и для другой темы :)

Итак, 6720В, шкафа нет, остальное частично на нем, частично в коробочках.
Интересен тем что это достаточно жесткий станок Советских времен, с малым износом, винтом ШВП по Z (конкретно этот, бывали и все винты ШВП в стоке), конусом ИСО-40 и самое главное электрозажимом инструмента. Т.е. есть потенциал для создания автосмены.
В общем простоял он у меня больше года в углу как памятник, но мысль о нем не умирала :)
Случилось так что Один Хороший Форумчанин помог купить мне сервы в Штатах. Вот так неожиданно позвонил мне по телефону и сказал "я себе парочку Яскав 750Вт беру за недорого, тебе сколько взять?..." Я малость опешив брякнул "семь"... Почему семь я не знаю :) В общем через некоторое время эти сервы приехали и залегли на полке...

IMG_4379.JPG


Позже подвернулись ШВП японские класса С3, долго на них смотрел и облизывался, в конце концов ухитрился забрать. Приехал товарищ, помог разобрать разобрал голову...
В общем к чему лирика, поехали по фоткам.

Пациент:

IMG_4855.JPG


Что то не могу найти фотки исходного состояния... если найду то позже добавлю, но не принципиально наверно.
Ободрали с него все лишнее. Сняли стол, вытряхнули потроха головы, вытянули винты, трубки смазки (временно, что б не мешали).

DSCN6432.JPG


Была попытка угнездить японские ШВП, но они совершенно конского размера, и самое главное что шаг у них 20мм и 16мм. Y вроде угнездил, но закрались сомнения хватит ли моторов. Попросил Дюка помочь советом и расчетом: вывод неутешителен, нужна редукция 1:4, а лучше 1:10 что бы выйти на желаемые мною режимы.
Редуктора это деньги которых нет. Можно на ремнях, но во первых это тоже деньги, во вторых то ещё Чудовище Франкенштейна вырисосывалось. Кумекали с напарником как лучше, в результате приняли решение вкорячить Китайский no-name 2005, а дальше видно будет. Решение конечно грустное, но по большому счету лучше так, чем никак. Глядишь заработает он себе на вторую модернизацию.

Ну а колхозить, так колхозить. Денег нет, а работа на этот фрезерок вроде маячит вокруг да около. Надо забирать. Заказали с Китая ещё и муфты копеечные. Я прямо скажем не уверен в этом решении, но пока так.

DSCN6440.JPG


Муфты заказали сразу под размер, что бы не маяться с расточкой, но блин на Z почему то не посмотрел размер вала... завтра буду точить :)

Теперь интересное:
Держатели для гаек использовали старые, выкорчевал из них гайки винта, чуть расточил и угнездил ШВП-шные. Крепежные отверстия оказались чуть смещены, пришлось немножно поработать дреммелем с отверстиями гайки. В общем уговорил.

DSCN6439.JPG


Естественно по закону подлости гайка навернута на винт не той стороной, Серега тихо матерясь перекатывает гайку

DSCN6443.JPG
DSCN6442.JPG


Далее, в штате стол у этого станка двигается если мне память не врет на 300мм, но в силу конструкции (в угоду автоподачам и старой механике) родной винт длинной только в пол-суппорта и крепится у него по центру. При этом запас хода остается ещё примерно 100мм. Старую механику оставлять не планировали, поставить винт длиннее не проблема, тем более что все отверстия в суппорте сосны. Покумекали с Серегой... В общем снес перегородку, получив примерно 400 мм хода по Х вместо 300мм. Это ли не чудо? :crazy:

DSCN6433.JPG
DSCN6434.JPG


DSCN6438.JPG


Далее Серега поколдовал в Солиде некоторое время и сваял чертежи креплений моторов. Скинули лазерщикам, недавно забрали
Собраны, но не сварены:

IMG_20170126_145955.jpg
IMG_20170126_145959.jpg
IMG_20170126_150051.jpg
IMG_20170126_150115.jpg
IMG_20170126_151055.jpg


С моторами:

IMG_20170126_151259.jpg
IMG_20170126_151327.jpg
IMG_20170126_151403.jpg
IMG_20170126_151422.jpg


Продолжение следует :drinks:
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Заниматься стОит только тем, что считается невозможным.

Аватара пользователя
T-Duke

Сказ о том как 6720В в ЧПУ переделывали

Сообщение T-Duke » 27 янв 2017, 23:30

Денис# писал(а):Источник цитаты Редуктора это деньги которых нет. Можно на ремнях, но во первых это тоже деньги, во вторых то ещё Чудовище Франкенштейна вырисосывалось.

Вот за этим и нужны приводы высокого момента. Исключаются редукторы, люфты или дорогущие безлюфтовые редукторы, которые впрочем довольно ограничены по силовым возможностям, или же резко дороже, для нужных возможностей. Исчезает падение жесткости по причине редуктора, растет динамика системы. Дайрект драйв это лучшее что может быть в обычных сервосистемах. Еще лучше может быть только линейный привод.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Аватара пользователя
Автор темы
Денис#
Реальное имя: Денис
Откуда: Рожденный в СССР

Сказ о том как 6720В в ЧПУ переделывали

Сообщение Денис# » 27 янв 2017, 23:47

T-Duke, У меня вот вопрос назрел :)
Товарищ отдает чугуний от такого же станка, т.е нет даже клинов. Можно пошаманить и попробовать собрать как было, можно попробовать собрать на профильных рельсах. Хивин всякий пока в расчет попробуем не брать, допустим что нить вроде NSK или THK низкопрофильного широкого... На сколько жестче будет на ластохвостах нежели чем на рельсах?
Заниматься стОит только тем, что считается невозможным.

Аватара пользователя
AKD-TEAM
Реальное имя: Александр
Откуда: Санкт-Петербург

Сказ о том как 6720В в ЧПУ переделывали

Сообщение AKD-TEAM » 28 янв 2017, 16:44

T-Duke писал(а):Источник цитаты Еще лучше может быть только линейный привод.

страдаю недопониманием поэтому вопросу :D ,т.к есть практическое понимание о силах резания на пальцах :) , хотя всё больше видно информации , что линейный привод рулит и в тяжелом машиностроении...
Если в обычном сервоприводе мы имеем двигатель (как правило не низкооборотный), и какой то редуктор в виде (шестерён \ремня- и конечного винта), то соответственно мы можем сопротивляться силам резания малыми электоромощьностями, и малой угловой погрешностью.
В случаи с линейным приводом ВСЯ механическая часть отсутствует. и остаётся только сопротивляться электромагнитной силой.
Опять-же, насколько быстро должна (удерживать положение \ отрабатывать ударную нагрузку- электро часть привода, что бы не получить -прыгающий мячик ...
В моём примитивном понимании, либо должна быть с *десятки* раз превышена мощность этого линейного мотора относительно ударных сил, или увеличина масса перемещаемого органа....
внесите пожалуйста понимания по данному вопросу :drinks: :)

Отправлено спустя 36 минут 4 секунды:
Денис, думаю сингл гайки -не очень гуд! а серво с огурцами нормуль :D , и покрасить богатыря ;)
Грамотные и доброжелательные специалисты объединяйтесь!

Аватара пользователя
T-Duke

Сказ о том как 6720В в ЧПУ переделывали

Сообщение T-Duke » 28 янв 2017, 18:21

Денис# писал(а):Источник цитаты На сколько жестче будет на ластохвостах нежели чем на рельсах?
Тут рельса рельсе рознь, но в среднем по китайской больнице шариковые каретки с легким преднатягом, могут проигрывать идеальным соразмерным ластам с клином раза в два - три. Если же роликовые каретки, тогда могут почти не проигрывать. Трудно сказать конкретно, нужно смотреть в даташиты кареток и считать.

AKD-TEAM писал(а):Источник цитаты что линейный привод рулит и в тяжелом машиностроении
О не то что рулит, он просто все заруливает с потрохами :crazy:

Для многих может казаться парадоксальным вопрос резкого превосходства линейного привода. Но там ничего удивительного нет. Простая физика. Постараюсь сжато описать саму суть, не привлекая ничего кроме трех законов старика Ньютона.

Что такое жесткость? Это способность противодействовать силе. Любой силе которая пытается вызвать деформацию тела или сообщить телу движение. Жесткость определяется как упругое перемещение чего-то, вызванное действием силы. То есть сила приложенная к телу, вызывает его деформацию. Замеряем деформацию, затем делим силу на эту деформацию и получаем жесткость.

А теперь перейдем к линейному приводу. Сам по себе линейный привод жесткий. Рельсы с магнитами внушительные, статор-каретка тоже. Там сильно деформироваться практически нечему ибо мяса много везде. Остается магнитоэлектрическая сила противодействия. Вдаваться в глубь взаимодействия магнитного поля с движущими зарядами я не буду, просто посмотрим на вопрос со самой практической стороны.

Допустим наш линейный привод может давать максимальное линейное усилие 200кгс. Допустим при работе станка, для противодействия силам резания хватает силы 100кгс. Но вот по какой-то причине сила резания (вернее проекция на ось линейного двигателя) подскочила до 150кгс. Рассмотрим процесс подробнее:

ЛД дает усилие 100кгс, сила противодействующая ему 150кгс, разница сил получается 50кгс в пользу сил резания.
Эта избыточная разница начинает двигать статор-каретку ЛД назад.
Это движение улавливает оптическая линейка установленная на оси и контроллер получает информацию о том, что позиция изменилась, принимает решение о коррекции.
Контроллер поддает газу на ЛД, линейное усилие возрастает и когда сравнится со силой резания, спроектированной на эту ось, сила резания будет обессилена, то есть компенсирована.
Контроллер замечает что есть рассогласование по координате и поддает еще газу на ЛД, сила развиваемая ЛД начинает превышать силу резания и начинается обратное движение, чтобы выбрать рассогласование.
Когда рассогласование будет устранено, все устаканится в равновесии сила на ЛД и проекция силы резания уравновешены, обе дают по 150кгс и компенсируют друг друга.

А теперь внимательно читаем, ибо здесь я раскрываю самую суть. Это я уже пару лет как не люблю делать, но ради нашего форума сделаю.

Казалось бы магнитное поле, нематериальная субстанция, как она может давать жесткость? А запросто. Вспоминаем, что жесткость это сила деленная на перемещение.

Допустим, когда сила резания скачком изменилась, разница между силой резания и реакцией ЛД начала двигать ось обратно. Пример на числах:

Сила ЛД - 100кгс, сила резания упертая в ЛД - 150кг, разница сил 50кгс. Силу вызывающую "деформацию" то есть откат оси станка назад мы определили.
Допустим за время реагирования системы (как правило несколько кадров сервоцикла), эти 50кгс смогли сместить ось на одну сотку и не больше, ибо вмешалась система регулирования положения и больше чем на сотку не дала отойти статору двигателя и всей оси вместе с ним.

Какова же жесткость нашего ЛД? Вычисляем: 50кгс/0.01мм = 5000кг/мм. Опа-па! Фигасе! Нематериальная субстанция магнитного поля и тока проводников, оказывается может быть очень жесткой. Вот так-то.

А теперь по факторам влияющим на жесткость ЛД.

Самый первый - это разрешение оптических линеек. Чем выше разрешение - тем раньше система может заметить рассогласование и вмешаться устранив его. То есть чем выше разрешение, тем выше жесткость. Числовой пример:
имеем те же 50кгс разницы. Но теперь у нас стоят продвинутые оптические линейки в 10 раз точнее предыдущих и система успела заметить рассогласование, когда статор ЛД отъехал назад всего на одну тысячную мм. То есть не успел статор ЛД при противодействующей силе, откатиться назад на 1 микрон, система регулирования уже в курсе и уже подала компенсирующее воздействие.
Теперь подсчитаем жесткость: 50кгс/0.001мм = 50000кг/мм. Вот вам господа и магнитное поле :crazy:

Самый второй фактор - это быстродействие контура регулирования. Чем выше быстродействие, тем быстрее система регулирования сможет пресечь рассогласование, тем меньше будет величина перемещения оси, под воздействием внезапно возникшей силы.

Например, если время реагирования одна тысячная секунды, сила воздействующая на ось станка 50кгс = 500Н, а масса узлов перемещаемых по этой оси скажем 100кг, то такая сила по второму закону Ньютона вызовет ускорение 500Н/100кг = 5м/с2. За одну тысячную секунды, узел станка двигающийся с таким ускорением, проедет (5м/с2 * 0.001с * 0.001с)/2 = 2.5мкм. То есть за время сервоцикла в 0.001 секунды внезапно появившаяся сила (разница сил) величиной 500Н сдвинет 100 килограммовую ось всего на два с половиной микрометра. Для системы регулирования потребуется несколько периодов сервоцикла, чтобы остановить откат и устранить рассогласование. Скажем четыре кадра сервоцикла, то есть 4 миллисекунды система будет раздупляться и выдавать такое воздействие, которое остановит движение оси. При этом управляющее воздействие сначала устранит ускорение оси под действием силы резания, затем даст обратное ускорение, чтобы вернуть систему в старую позицию. Короче за время принятия решения ось может уехать на пару соток и потом вернуться в старую позицию.

А теперь увеличим скорость реагирования системы и допустим теперь система реагирует за одну десятитысячную секунды. Теперь при прочих равных условиях, за 0.0001с ось станка сместится уже всего на 0.1микрона, то есть в 25 раз меньше. Пусть время полного реагирования составит пять десятитысячных секунды. При таком времени реагирования и таком ускорении ось уйдет не больше чем на микрон.

Самый третий фактор - максимальные усилия возникающие в системе, не должны превышать возможностей ЛД. Мало того нужен некоторый запас по силе, чтобы у линейного привода всегда был избыток силы над силами резания, для возможности компенсации рассогласований.

Конечно все в идеале, нужно учитывать податливость кареток на рельсах, которые могут уменьшить полную жесткость ЛД, податливость остальных элементов конструкции, но общие закономерности по линейному приводу ясны.

То есть как видим здесь два ключевых фактора определяющих жесткость - разрешение датчиков положения и время реагирования системы управления. Увеличение разрешения и уменьшение времени реагирования увеличивают жесткость линейного привода. Ну и нужно иметь некий запас по силе. Но не такой как думают обычно. Не нужно в десятки раз превышать средние величины. Обычно хватит иметь запас полтора-два раза. Так что никакой магии, чистое знание, вернее понимание законов Природы.

А вот обычные сервосистемы с редукторами и ШВП работают на много податливых элементов. Например тот же винт ШВП может не хило деформироваться закручиваясь при резких ускорениях или просто под действием сил резания, не забываем так же про шкивы/ремни, или редукторы, а так же саму гайку ШВП или иной узел преобразования вращательного движения в поступательное.

И да, по мощностям. Мощностя очень большие не нужны. Их можно определить. Они равны силе развиваемой ЛД умноженной на скорость движения оси, ну и с учетом КПД. Например если сила 200кг = 2000Н, скорость 60м/мин, то мощность 2кВт. Ни о чем. Даже если скорость движения увеличить до 5м/с = 300м/мин, мощность составит 10кВт. Вполне себе промышленная мощность.

Как видим прямой привод рулит. Он же известен как дайрект драйв. Что на шпинделях, что по осям. Жесткость максимальна, так как исключаются все промежуточные элементы понижающие жесткость. Но мало того, что жесткость максимальна, так же быстродействие выше. Такие пируэты как дайрект драйв отыгрывает, обычные сервосистемы не смогут выдать.

Вот всегда так. Хотел как можно короче высказаться, а вышло как всегда.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Аватара пользователя
DOC
Реальное имя: Александр
Откуда: Нижний Новгород

Сказ о том как 6720В в ЧПУ переделывали

Сообщение DOC » 28 янв 2017, 18:33

Знакомая железочка полеживает! ;)
IMG_20170126_150115.jpg


Отправлено спустя 1 минуту 38 секунд:
Денис# писал(а):Источник цитаты Я малость опешив брякнул "семь"... Почему семь я не знаю

вот и правильно! :good2:
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Не стыдно быть бедным,стыдно быть дешёвым!

Аватара пользователя
AKD-TEAM
Реальное имя: Александр
Откуда: Санкт-Петербург

Сказ о том как 6720В в ЧПУ переделывали

Сообщение AKD-TEAM » 28 янв 2017, 19:21

DOC писал(а):Источник цитаты Знакомая железочка полеживает!

В чём суть железочки ? что то не домысливаю сходу.. :)
Грамотные и доброжелательные специалисты объединяйтесь!

Аватара пользователя
Автор темы
Денис#
Реальное имя: Денис
Откуда: Рожденный в СССР

Сказ о том как 6720В в ЧПУ переделывали

Сообщение Денис# » 28 янв 2017, 19:47

DOC писал(а):Источник цитаты вот и правильно!


"Маловато будет" (с) :crazy:

AKD-TEAM писал(а):Источник цитаты В чём суть железочки ? что то не домысливаю сходу..


На токарный патрон, для шлифовки кулачков.

Отправлено спустя 4 минуты 1 секунду:
AKD-TEAM писал(а):Источник цитаты серво с огурцами нормуль ,


:oops: ну с кем не бывает :oops:

AKD-TEAM писал(а):Источник цитаты и покрасить богатыря


Угу... только чует мое сердце что таким останется....

Всё, пошел внимательно Дюка читать, там мгного, вникать надо. Сейчас чая налью и буду вдумчиво почитывать и размышлять. Вот люблю я когда он длинные посты пишет по делу! :good2: :hi:
Заниматься стОит только тем, что считается невозможным.

Аватара пользователя
Автор темы
Денис#
Реальное имя: Денис
Откуда: Рожденный в СССР

Сказ о том как 6720В в ЧПУ переделывали

Сообщение Денис# » 29 янв 2017, 07:34

T-Duke писал(а):Источник цитаты Вот всегда так. Хотел как можно короче высказаться, а вышло как всегда.


:hi: Не надо короче! :good2:

"Мысль это оргазм мозга, кто то способен его испытывать регулярно, кому то приходится имитировать.." (с) :)

Спасибо! Я наконец то в общих понял что это и как оно работает. Лет 10-15 назад общаясь с руководством "Сервотехники" я впервые услышал про линейный привод, они восхищенно собирались запускать его в производство. Но тогда я осознал что сервосистемы это очень дорого и мне не надо и мой пыл несколько угас (если бы сейчас с 0 пришел узнать цены в этой же конторе думаю ситуация бы повторилась :) ). Но в голове отложилось что это что то очень перспективное.
Сейчас появилось другое непонимание: почему за 10-15 лет эта технология не вышла на первый план? Это инертность системы производство/торговля, сложность производства или недостаточная проработка на уровне разработчиков теоретиков и/или технологов производства?
В чем сложность?
Заниматься стОит только тем, что считается невозможным.

Аватара пользователя
T-Duke

Сказ о том как 6720В в ЧПУ переделывали

Сообщение T-Duke » 29 янв 2017, 09:30

И инертность экономической системы и повышенная стоимость и недостаточная востребованность сопутствующих технологий, при наличии старых технологий, которые удовлетворяли в принципе. Нужда в приводе высокой динамики только сейчас начинает осознаваться и расти. Например замена обычного привода в эрозионном станке на линейный, позволила резко поднять скорость процесса, из-за того что ЛД очень шустрый и позволяет дергаться туда/обратно и вместе с тем держать нужный зазор, значительно чаще обычных решений. Системы скоростного лазерного раскроя только недавно вышли на такие скорости, когда требуется принципиальный переход на новые приводы. Системы адаптивного подавления вибраций при резании тоже развиваются относительно недавно. В общем должна назреть достаточно большая необходимость, чтобы совершать скачок в технологии.

Ведь не все движутся на передовом крае. Кому-то до сих пор хватает ШД и будет хватать. Ибо они не с нами, не с теми кто смотрит в горизонт. И если им скажешь что-то о более продвинутых решениях, сразу повесят ярлык писькомера, обозвут некомпетентным и прочее :crazy:
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.


Вернуться в «Системы ЧПУ»