SVP писал(а):
Прохожий писал(а):
Ну почему же так сразу – веток.
Потому что весь этот "open loop" - позавчерашний день.
Серво, конечно, это да. Никто с этим не спорит. Сделано в Японии – тем более.
Если мы говорим о скорости станка заметно выше средней, то наверно придётся согласиться, что шаговые двигатели не катят. Но для таких скоростей должен быть и корпус, и всё остальное соответствующее.
Если мы говорим об умеренных скоростях, то я насчёт шаговых моторов, однако, не соглашусь. При умеренных скоростях, если мы говорим о ювелирных станках, шаговые двигатели могут прекрасно выполнять свою функуцию. Практически идеально. В станке я бы акцентировал в первую очередь не моторы/драйверы/контроллеры. Т.е. если нужно улучшить станок, то наверняка бОльшую отдачу дали бы инвестиции в другие части.
Например, в хорошо сделанном станке с шаговиками на Toshiba TB6560 при микрошаге 1/8 нет люфта (ну то есть люфт значительно меньше микрошага 1/8). Пропуска шагов нет. На velocity 800, acceleration 200 при смене направления на противоположное все шаги чётко выполняются. Если такая скорость вас устраивает, то нужно ли ещё что-то от моторов/драйверов? Нет, они в совершенстве делают всё что нужно.
Если между осями не 90 градусов, а 89 – поможет closed loop? Нет. Недостаточно жёсткие оси? (Например, X находится в крайнем положении «минус», везущая её Y резко меняет направление, и конец «плюс» оси X по инерции гуляет на какой-то угол.) Не жёсткий корпус? Вы собрали станок, и нужно его отъюстировать - closed loop поможет?
Я иногда пытаюсь представить идеальный станок. Он был бы где-то таким:
Корпус сделал бы из цельного куска тяжёлого металла. Т.е. он был бы отлит из чугуна, или вырезан из стали, и т.п. И поставил бы его на бетонный фундамент метр на метр, а не на офисный стол. Движущиеся части, наоборот, сделал бы из титана. И т.к. в мечтах можно сделать что угодно, то детали были бы не сплошными кусками металла одной толщины, а они были бы тонкие со всякими рёбрами жёсткости, или там с вафельной поверхностью с глубокими ячейками – типа как внутрення сторона оболочки ракеты. Короче, чтоб были лёгкие, но жёсткие как непойми чего. Болты тоже, конечно, сделал бы титановыми – для лёгкости. И просверлил бы их по оси, чтоб были трубчатыми для пущей лёгкости. Хотя это уже немножко лишнее, конечно.
Потом приобрёл бы хорошие leadscrews с безлюфтовыми nuts, и хорошие направляющие.
Потом тщательно продумал бы систему юстировки станка. Затем тщательно продумал бы систему юстировки станка. После чего тщательно продумал бы систему юстировки станка. И так ещё 4 раза.
И только сейчас задумался бы о моторах и сопутствующей электронике. И т.к. с хорошими leadscrews, nuts и направляющми шаговики будут работать хорошо, то на шаговиках наверно и остановился бы. Encoders, конечно, поставил бы. Но не для того, чтобы доводить недоехавшую ось до нужной позиции, а в целях диагностики. Т.е. если encoder сообщает, что ось оказалась не в ожидаемой позиции, т.е. пропустила шаг etc. – всё, бросай работу и проверь станок. Не думаю, что такая ситуация случалась бы ежегодно.
Потом придумал бы тест для проверки юстировки: вставляешь широкий длинный кусок воска определённого размера, и станок, вертя восковку по-всякому, наносит ряд рисок, которые в разных положениях должны совпасть. Чтобы юзер раз в неделю запускал это тест, и через пару минут видел, что настройка станка не нарушена.
Т.е. вот что такое хороший станок на мой взгляд:
1) Жёсткий корпус. Очень жёсткий корпус на широко расставленных лапах.
2) Лёгкие, но, сцуко, жёсткие оси на широко расставленных направляющих. Удалить ненужный металл и выфрезеровать рёбра жёсткости не будет здесь расточительством. Причём оси сбалансированы по массе – т.е. например мотор оси X и сидящий на ней агрегат A находятся на противоположных концах X, а не весь вес на одном конце. Для противовесов (для Z, для B) подойдёт ковкий висмут (Bi 93%, Sn 7%, при застывании расширяется) - $45/кг. Свинец, увы, запрещён для этих целей в ряде стран и штатов.
3) Leadscrews, nuts, rails, соответствующие желаемым характеристикам станка. Для воска как нельзя лучше подойдут используемые в Мире lead screws c
Kerkote® TFE Coating by Haydon Kerk Motion Solutions, и соответствующие им
NTB series nuts. Для гравировки, наверно, эти lead screws будут быстро изнашиваться, т.к. их покрытие – sacrificial Teflon-based coating (почти 50% Teflon по объёму). Sacrificial – значит истирающееся в процессе работы. Истёртые частицы служат смазкой. Так что для жёстких работ наверно лучше подойдёт
Black Ice™ TFE Coating. Вот
обзор их покрытий и безлюфтовой технологии.
Качество сборки должно соответствовать качеству деталей: должна быть соосность вала двигателя с leadscrew, вала двигателя с nut, и всего этого с подшипниками, иначе получится как у NS CNC. И nut затянута на 0.75-1 оборот в соответствии с документацией, а не до упора, как делает NSCNC, так что она у них заклинена изначально.
4) Моторы и сопутствующая электроника – см. выше.
5) Изготовить станок с достаточно перпендикулярными осями не реально. К тому же геометрия станка меняется в процессе транспортировки, эксплуатации, etc. Должны быть регулировочные винты для угла между каждой парой осей, и должна быть чёткая инструкция, как ими настраивать станок, так чтобы с этим справился любой новичок.
Поверх этого, должна быть приблуда с оптическим датчиком для измерения неперпендикулярности осей, и программка для генерации формул из этих измерений (да хотя бы Excel или OpenOffice). Т.е. новичок провёл десяток-другой измерений координат приблуды при определённых положениях осей, не напрягая голову занёс координаты в программку (OpenOffice Calc например), скопировал сгенерированные формулы в Formulas в Mach3 – и за 10-20 минут станок настроен с точностью применённого вами датчика (например
Panasonic PM-64 - repeatability 0.01 mm за $15 (в Мире стоят PM-L24 с repeatability 0.03 mm)).
6) И вышеупомянутый тест для регулярной проверки юстировки за пару минут.
Кстати о корпусе. Когда в процессе юстировки смотрите на фрезу в микроскоп, нажмите хорошенько на угол корпуса станка, продолжая смотреть на фрезу. Увиденное даст пищу для размышлений о жёсткости [отсутствующей].