sabato 9 gennaio 2016

CNC in Ferro #7 - Scelta dei motori, pignoni e cremagliere, asse Z

Settimo aggiornamento.

Senza il ferro per completare il ponte sono praticamente fermo, queste feste natalizie mi hanno frenato un bel pò.

Nel frattempo mi sono portato un pò avanti ordinando altro materiale e facendo i conteggi su come configurare teoricamente i motori.

Motori stepper + Elettronica

Ho ordinato un kit su Ebay che comprende:
  • n. 3 motori Nema 34 12 Nm cod. 85BYGH450C-060 albero singolo 6A 151mm (peso 5 Kg)
  • n. 3 Driver DQ860MA  7.8A
  • n. 3 Alimentatori 350W,60VDC, 5.8A
  • n. 1 Breakout Board 5 assi
  • n. 1 Cavo LPT
Un consiglio, se potete scegliete prodotti con spedizione dall'Unione Europea, vi eviterete di pagare i dazi doganali.



Pignoni e cremagliere modulo 1.5

Come già detto nei post precedenti ho scelto di calettare il pignone direttamente all'albero del motore, scelta azzardata secondo il parere di alcuni utenti ma ormai il progetto è stato definito e le piastre sono già tutte tagliate per cui se mi dovessi accorgere che i motori faticano a muovere il ponte progetterò nuovamente le piastre per poter ospitare un rapporto di trasmissione.

Il fornitore da quale ho comprato le cremagliere ed i pignoni è www.atti.it, i costi sono contenuti e l'assortimento dei prodotti è davvero ottimo.

Purtroppo le cremagliere sono vendute a  misura fissa e ovviamente la misura che serviva a me (1300 e 1600 mm) non c'era cosi ho dovuto comprare 3 cremagliere da 2 mt cad.

Questo è il materiale che ho ordinato:
  • n. 3 Cremagliere in acciaio modulo 1.5 lugh. 2 mt.
  • n. 3 Pignoni in acciaio modulo 1.5 Z20
  • n. 3 Pignoni in acciaio modulo 1.5 Z26
Perchè ho ordinato 6 pignoni quando me ne servivano solo 3 z20? Ne ho presi 3 in più z26 per testare il movimento ed il calo di potenza con 6 denti in più.



N.B. Tutto il materiale ordinato serve solo per movimentare l'asse X e Y perchè per l'asse Z ho un'idea diversa e più pratica e semplice.




Scelta dei microstep e calcolo della risoluzione di lavoro

Considerando di utilizzare un pignone Z20 ho fatto un paio di conti su quale potrebbe essere la giusta configurazione dei microstep.



Un pignone Z20 ha come diametro primitivo (dp) 30 mm la cui circonferenza primitiva è 94.2 mm. Questo significa che il pignone quando compierà un giro completo l'asse della cnc avrà fatto uno spostamento di 94.2 mm.

Ipotizzando di utilizzare il full-step del motore (e quindi 200 passi/giro) dobbiamo dividere la distanza percorsa di 94.2 mm / 200 passi = 0.471 mm (per ogni step l'asse avanzerà di 0.471 mm) questo significa che la risoluzione della lavorazione sarà solo di circa mezzo millimetro per cui è troppo grossolana.

Nella tabella qui sotto ho calcolato le varie risoluzioni in funzione dei microstep applicati.
Ho identificato quelli ottimali per il tipo di lavorazioni che serviranno a me e li ho evidenziati in verde

Microstep Step/giro Risoluzione (pignone Z20)
full step 200 0.471 mm
1/2 400 0.235 mm
1/4 800 0.11 mm
1/8 1600 0.06 mm
1/16 3200 0.02 mm (ottimale)
1/128 25600 0.003 mm (ottimale)
1/256 51200 0.001 mm


Scelta dell'asse Z

Vuoi per un pò di pigrizia, vuoi per alleggerire un pò il carico di lavoro per l'asse Z questa volta ho deciso di comprarlo già pronto.

In realtà facendo due conti di quanto avrei speso a farlo da zero sia in tempo sia in denaro mi sono convinto che prenderlo già pronto era la soluzione migliore e più performante.

Sempre su Ebay da  cncgenius ho comprato questo bel blocco di alluminio che sarà montato direttamente sul carrello del ponte.
Non è compreso il motore Nema 23 che rimedierò più avanti.

Ha tutte le caratteristiche che servono a me:
  • Vite a ricircolo di sfere Ø16 passo5 con chiocciola flangiata classe di precisione A : +/- 0.003mm
  • Coppia di cuscinetti obliqui precaricati montati sulla vite per azzeramento dei giochi assiali
  • Pattini e guide tonde Ø20 a ricircolo di sfere - Elevata precisione esente da giochi.
  • Trazione a cinghia dentata sincrona su coppia di pulegge 1:1
  • Staffa per motore Kress Ø43






Per ora è tutto e di soldi ne ho già spesi abbastanza, al prossimo aggiornamento...

Grazie per la lettura