Расчет и настройка ремённой и винтовой придачи ЧПУ станка. Калибровка.
Продолжаем разбираться с ЧПУ станком. Настройку прошивки GRBL рассмотрели тут: Прошивка grbl 1.1, настройка — инструкция на русском. Но где же взять параметры для настройки ЧПУ станка? Сегодня в статье рассмотрим, как можно рассчитать винтовую и ременную передачу ЧПУ станка. Но расчет не всегда дает 100% результат. Для проверки и корректировки неточности используется калибровка ЧПУ станка. Как это сделать на практике я уже рассказывал в проекте:ЧПУ плоттер на Arduino своими руками.
При расчете нужно учитывать один немало важный параметр, который мы еще не рассматривали подробно – это Микрошаг.
Что такое микрошаг и как настраивать микрошаг шагового двигателя.
Основной параметр шаговых двигателей (ШД) это количество шагов на 1 оборот. Самое распространённое значение для ШД – 200 шагов на оборот (или 1,8 градуса на шаг). Мы будем использовать это разрешение во всех сегодняшних примерах. Более точную информацию можно узнать в описании к вашему шаговому двигателю. Зачастую 200 шагов на оборот, могут быть недостаточными для достижения необходимой точности. С целью повышения точности можно изменить передаточное число механически (использовать редуктор), а можно включить микрошаг – режим деления шага шагового двигателя, это увеличит число шагов на оборот, с коэффициентом 2n (n — целое число). Драйвер A4988 поддерживает деление шага: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16. Подробнее о драйвере A4988 читайте тут: Драйвер шагового двигателя A4988. Драйвер DRV8825 поддерживает деление шага: 1; 1/2; 1/4; 1/8; 1/16; 1/32. Подробнее о драйвере DRV8825 читайте тут: Драйвер шагового двигателя DRV8825.
Давайте рассмотрим пример. Если мы выставим микрошаг 16, что является в 16 раз больше полного шага и в нашем примере даст 3200 (200х16) шагов на оборот. На первый взгляд это отличный результат и почему бы не использовать максимальное деление шага во всех станках. Но тут есть и минус – это падение крутящего момента при увеличении деления шага. Подробнее Микрошаг рассмотрим в следующей статье.
Расчёт винтовой передачи ЧПУ станка.
Винтовая передача ЧПУ, либо ее более продвинутый вариант шарико-винтовая передача (ШВП), являются наиболее часто используемым вариантом перевода вращательного движения вала шагового двигателя в линейное перемещение исполнительного механизма.
Для расчёта разрешения нам необходимо знать ШАГ винта, либо шаг винта ШВП. В описании трапецеидальных винтов обычно пишут Tr8x8,Tr10x2, первая цифра говорит нам о диаметре винта, вторая как раз о его шаге в мм. Винты ШВП обычно обозначаются 1204, 1605 и т.п. Первые 2 цифры – это диаметр винта, вторые две – это шаг в мм. В 3d-принтерах обычно используют винт Tr8x8, диаметром 8 мм и с шагом 8 мм. Обзор моего 3d-принтера можно посмотреть тут:Обзор 3D принтера Anet A8. Сборка. Наладка.
Формула расчета винтовой передачи ЧПУ получается следующей, в числителе – количество шагов на оборот, в знаменателе – перемещение за оборот.
Тп = Sшд*Fшд/Pр
- Тп — точность перемещения, шаг/мм
- Sшд — количество шагов на оборот для двигателя (в наших примерах 200)
- Fшд — микрошаг (1, 2, 4, 8 и т. д.)
- Pр — шаг винта (например, 8 мм)
Рассчитаем пример со следующими параметрами, двигатель 200 шагов на оборот, с 4-кратным микрошагом, с трапецеидальным винтом Tr8x8 даст нам 100 шагов на мм.
Другими словами, для того чтобы ЧПУ станок переместился на 1 мм, нам нужно сделать 100 шагов двигателя. Что является неплохой точностью.
Расчетные значения нужно указать в прошивке GRBL:
Расчет ременной передачи ЧПУ станка.
Во многих ЧПУ станках используются ремни и шкивы. Ремни и шкивы бывают разных форм и размеров, но одним из распространённых стандартов является GT2.
Следующие уравнение применимо для цепных и ременных передач, если вы введете правильный шаг. Обратите внимание, что эти уравнения не учитывают люфт.
Вот простое уравнение, которое вы можете использовать для расчета шагов на мм для линейного движения с ремнями и шкивами.
Тлп = Sшд*Fшд/Pр*Nшк
- Тлп — точность линейного перемещения, шаг/мм
- Sшд — количество шагов на оборот для двигателя (в наших примерах 200)
- Fшд — микрошаг (1, 2, 4, 8 и т. д.)
- Pр — шаг ремня (например, 2 мм)
- Nшк — количество зубьев на шкиве, на валу двигателя.
Попробуем посчитать для примера с такими параметрами, двигатель 200 шагов на оборот, с 2-кратным микрошагом, 2-миллиметровыми ремнями GT2 и шкивом с 20 зубцами даст нам 10 шагов на мм.
200*2/2*20=10 шагов/мм.
Данный пример подойдет для расчета перемещения 3d-принтера. ЧПУ станков на ремнях: лазерный гравировальный, плоттер и пр.
Расчетные значения нужно указать в прошивке GRBL:
Калибровка ЧПУ станка.
После настройки станка необходимо проверить точность перемещения станка по осям. Для этого нужно отправить команду на перемещение по оси, на относительно большое расстояние. Я чаще всего использую 100 мм. После чего произвести замер перемещения. Если значения не отличаются – это означает, что все работает верно. Но если расстояние перемещения больше или меньше, то нужно внести корректировку – провести калибровку ЧПУ станка. Для этого будем использовать формулу:
Тк = Тп * Kп / Kф
- Тк – калибровочное значение, шаг/мм.
- Тп — точность перемещения, шаг/мм (из примера 100 шаг/мм)
- Kп — заданное значение для перемещения (в моем случае 100 мм.)
- Kф — фактически, на какое расстояние переместилась ось (допустим на 99 мм.)
Для примера проведем расчёт винтовой придачи, которую рассчитывали выше и выяснили, что нужно совершить 100 шагов для перемещения на 1 мм. Также допустим, что мы отправили команду на перемещение станка на 100 мм, а по факту он переместился на 99 мм. Произведём расчет:
100*100/99=101,01 шагов/мм.
Указываем данное значение в прошивке GRBL и проводим калибровку еще раз. Если ЧПУ станок перемещается на заданное значение, можно пользоваться станком. Иначе проводим повторную калибровку.
Понравился статья Расчет и настройка ремённой и винтовой придачи ЧПУ станка. Калибровка ! Не забудь поделиться с друзьями в соц. сетях.
А также подписаться на наш канал на YouTube, вступить в группу Вконтакте, в группу на Facebook.
Спасибо за внимание!
Технологии начинаются с простого!
Источник
Нужен ли редуктор для NEMA 42 ST110-121
#1 OFFLINE Asaza
- Пол: Мужчина
- Город: Баку
- Из:Baku
Такая тема, Хочу собрать станок ЧПУ для раскроя МДФ, ДСП, ну в общем раскрой листов, до самого максимального- это лист 366 на 183. Поэтому станок будет таких размеров 430-230-145 с 4 осями. Ну то есть осей будет три ( X Y Z), а двигателей будет четыре. Это будет большой, промышленный станок. Месяца два я посветил изучению информации по его изготовлению, лазил в интернете, перечитал кучу статей ну и вот. Станок собираюсь сделать жестким, тяжелым. Портал будет прилично весить.. Направляющие по оси X и Y будут линейными, передача будет зубчатая рейка и шестерня. А по оси Z будет стоять ШПВ и цилиндрические направляющие. Самое главное, что я хочу, это чтобы станок был динамичным. Быстро ездил по осям. И в тоже время был мощным, в смысле крутящий момент был сильным.. Вопрос в том какие ШД поставить на ось Y.. Их будет два по этой оси.. У меня есть три варианта: ( 1 )NEMA34(86-114) с планетарным редуктором , ( 2 ) NEMA42(110-121) с планетарным редуктором или же ( 3 )NEMA42(110-150) , Но вот тут я не знаю нужен ли редуктор или нет.. У этого ШД итак высокий Hm21. Может прям на прямую к зубчатой рейке подсоединить без редуктора? Даже не знаю. Драйвера будут от фирмы Leadshine DM2282 (8,2A),питание от 220В. И ещё подскажите пожалуйста какую плату коммутации поставить для такого станка? Их столько, что не знаю какую выбрать.. Эта плата должна выдержать мощные драйвера и мощные двигатели.. Заранее спасибо.
Вот файлы с характеристиками этих двигателей и драйверов..
Прикрепленные изображения
#2 OFFLINE 3D-BiG
- Пол: Мужчина
- Город: Ареал обитания — вся страна, но обычно встречаюсь в Новосибирске.
- Интересы: Полежать на диване, пофлудить на форуме.
- Из:СССР
2 или 3 вариант, с предпочтением последнего, но:
Может прям на прямую к зубчатой рейке подсоединить без редуктора? Даже не знаю
А вот этого делать НЕ стоит, хотя бы из таких соображений:
возьмем рабочий диаметр шестерни на валу 15мм, тогда длина окружности 3.14*15=47.1мм, а двигатель имеет в вашем случае 200шагов на оборот ( для больших двигателей с квадратным магнитопроводом надеяться на точное позиционирование микрошагов НЕ стоит — они им нужны для преодоления резонансов), тогда получаем разрешение 47.1/200=0.2355мм на шаг, а желательно иметь хотя бы в 4 раза выше.
По платам коммутации я НЕ советчик, ибо вы, как я понял, хотите ставить для управления что-то типа Mach , а она не соответствует моим религиозным представлениям по системам управления станками.
Лужу, паяю, станки ЧПУ починяю.
G01 придумали трусы. Реальные пацаны фрезеруют на G00.
ИнженеГры цветы не едят и спасибы не пьют.
#3 OFFLINE Asaza
- Пол: Мужчина
- Город: Баку
- Из:Baku
Спасибо за ответ. Так что Вы мне посоветуете? Какой ШД лучше поставит для быстрой динамики и для сильного крутящего момента? Вы пишете что второй и третий самые оптимальные.. Но третий вариант более лучше.. И как я понял для этого ШД NEMA42( 110-150) с Нм21 всё же нужен редуктор? тогда его Нм увеличится и станет около 210Нм.. А это не слишком много для передвижения портала? Не будет ли при таком большом Нм пропусков шагов или еще каких нибудь глюков в движение и т.п. Обясните подробнее пожалуйста, чтоб развеить мои догадки и сомнения.
На счет шестерни, но ведь после редуктор тоже вставляется шестерня на вал и сразу к рейке. Я может не понимаю, но разнится в чём? В обоих случаях шестерня 15мм, с редуктором или без. Как влияет это на шаг? Редуктор как то увеличит его в 4 раза?
На счет программного обеспечения, то думаю Mach более проста в обращении, чем другие более заковыристые программы.. Мне почему то кажется что в них я не разберусь.. А по программе Mach столько роликов на Ютюбе есть.. Думаю с помощью них научусь управлять программой, и делать настройки.. Ну всё же точно не знаю. Может я и заблуждаюсь. Время покажет.
Сообщение отредактировал Asaza: 09 Ноябрь 2015 — 00:10
#4 OFFLINE Asaza
- Пол: Мужчина
- Город: Баку
- Из:Baku
Жаль.. почему же никто не отвечает?? Нужна помощь.
#5 OFFLINE 3D-BiG
- Пол: Мужчина
- Город: Ареал обитания — вся страна, но обычно встречаюсь в Новосибирске.
- Интересы: Полежать на диване, пофлудить на форуме.
- Из:СССР
А я же уже ответил кроме как на счет коммутационки — куда же еще дальше разжевывать. В то уравнение, что я привел коэффициент редукции ввести проблема?
Лужу, паяю, станки ЧПУ починяю.
G01 придумали трусы. Реальные пацаны фрезеруют на G00.
ИнженеГры цветы не едят и спасибы не пьют.
#6 OFFLINE Asaza
- Пол: Мужчина
- Город: Баку
- Из:Baku
я дико извиняюсь.. С формулами у меня проблема (( Если Вам не трудно, скажите упрощенно.. Для этого ШД NEMA42(110-150) с Нм21 всё же нужен редуктор? Это не слишком много для передвижения портала? Не будет ли при таком большом Нм пропусков шагов или еще каких нибудь глюков в движение и т.п. Обясните подробнее пожалуйста, чтоб развеить мои догадки и сомнения.
#7 OFFLINE 3D-BiG
- Пол: Мужчина
- Город: Ареал обитания — вся страна, но обычно встречаюсь в Новосибирске.
- Интересы: Полежать на диване, пофлудить на форуме.
- Из:СССР
Редуктор нужен, т.к. он увеличит и разрешение и момент вращения, а значит позволит иметь большие ускорения перемещения. Пропуски шагов бывают, не от избытка момента вращения, а от его недостатка.
Лужу, паяю, станки ЧПУ починяю.
G01 придумали трусы. Реальные пацаны фрезеруют на G00.
ИнженеГры цветы не едят и спасибы не пьют.
#8 OFFLINE Asaza
- Пол: Мужчина
- Город: Баку
- Из:Baku
Спасибо большое за объяснения! Теперь вы развеили мои догадки.. Но если Вам не трудно ответе ещё на один мой вопрос.. Редуктор нужен планетарный или же можно поставить редуктор (ремень шестерня)? Планетарный редуктор как я читал в статьях немного затормаживает скорость двигателя. если двигатель мощный можно просто закрепить его к рейке передачей (ремень шестерня).. Скажите пожалуйста что же лучше? Правильные ли эти утверждения??
#9 OFFLINE 3D-BiG
- Пол: Мужчина
- Город: Ареал обитания — вся страна, но обычно встречаюсь в Новосибирске.
- Интересы: Полежать на диване, пофлудить на форуме.
- Из:СССР
Из тех что я станки запускаю большинство с ременными редукторами: ничего — работают.
Лужу, паяю, станки ЧПУ починяю.
G01 придумали трусы. Реальные пацаны фрезеруют на G00.
ИнженеГры цветы не едят и спасибы не пьют.
#10 OFFLINE Asaza
- Пол: Мужчина
- Город: Баку
- Из:Baku
Спасибо за ответ! Я также сделаю. Скажите а какой модуль шестерни и рейки лучше ставить? М-1,5 будет нормально? Какое количества зубьев у шестерни лучше?
#11 OFFLINE Elnurko
- Пол: Мужчина
- Город: Баку
- Интересы: Чпу , IT, Архитектура, Астрофизика.
- Из:Азербайджанская Республика
#12 OFFLINE Asaza
- Пол: Мужчина
- Город: Баку
- Из:Baku
спасибо большое за ответ.. многое стало ясно.. Если не трудно пошлите мне чертежи о которых Вы мне писали мне на маил. akinus@rambler.ru А вот мой эскиз станка который я хочу собрать.. Посмотрите всё ли там правильно..
Прикрепленные изображения
Сообщение отредактировал Asaza: 14 Январь 2016 — 01:25
#13 OFFLINE kolokop
- Пол: Мужчина
- Город: ЛЬВОВ
- Из:Украина Львов
Посмотрите всё ли там правильно..
Опоры портала и направляющие на нём делай таким образом что бы инструмент доходил до края стола слева и справа. Рано или поздно понадобится его ровнять.
#14 OFFLINE Asaza
- Пол: Мужчина
- Город: Баку
- Из:Baku
Ну до краёв мне не нужно.. Я же с запасом поле станка сделал.. ширина стандартного листа 183см а ширина стола у моего станка будет 235см.. На эскизе видно что лист лежит на столе а по бокам ещё много места.. это для того что бы шпиндель выезжал за пределы листа и мог полностью захватить лист.. Надеюсь я правильно рассуждаю и правильно всё рассчитал..
#15 OFFLINE 3D-BiG
- Пол: Мужчина
- Город: Ареал обитания — вся страна, но обычно встречаюсь в Новосибирске.
- Интересы: Полежать на диване, пофлудить на форуме.
- Из:СССР
Крепление движков на боковых стойках какое-то невнятное, да и на эти стойки ребра жесткости имело бы смысл поставить.
Лужу, паяю, станки ЧПУ починяю.
G01 придумали трусы. Реальные пацаны фрезеруют на G00.
ИнженеГры цветы не едят и спасибы не пьют.
#16 OFFLINE kolokop
- Пол: Мужчина
- Город: ЛЬВОВ
- Из:Украина Львов
ширина стандартного листа 183см
Есть листы и по 207см. Я бы всё же использовал максимально возможную ширину.
#17 OFFLINE Asaza
- Пол: Мужчина
- Город: Баку
- Из:Baku
Да я знаю что ест листы 207см.. но я боюсь делать такой широкий станок. Портал прогнется..
а на счет жесткости боковых стоек это Вы правильно заметили.. я сам об этом также подумал.. нужно будет пересмотреть конструкцию и укрепить их продольными ребрами жесткости..
#18 OFFLINE Lodochnik
- Пол: Мужчина
- Из:Королев
Источник