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【新手求助】恳请了解铝型材、同步带、圆导轨的朋友解答一些疑问,感激不尽

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楼主
发表于 2011-6-10 18:25 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
我就开门见山了哈:

1、请问质量比较好一点的铝型材,每米表面误差可以在多少以内?我想用它来当做导轨的支撑,不知道平整度能否够用。另外,各种规格的铝型材在受到一定压力的时候会产生多大程度变形?如果能够提供相关数据就太好了

2、直线圆导轨上面的滑块在某个角度受力的情况下(比如一端抬起),会不会跟导轨圆心产生明显的夹角?这个夹角所带来的误差会有多大?不同直径的圆导轨,精度哪种可能会高一点?同样希望看到相关数据,谢谢

3、如果同步带长度超过1m,甚至达到3m的话,弹性变形会不会造成很大的误差?如果会的话,有没有办法尽量减小它?我打算用5m圆齿同步带直接拉动龙门架,行程约1m,采用86步进电机,同步轮是不是越小精度越高一点?(因为步距角的问题)

其它问题想到了再补充,希望了解相关知识的朋友不吝赐教,小弟拜谢:loveliness:

欢迎继续阅读楼主其他信息

沙发
 楼主| 发表于 2011-6-10 18:38 | 只看该作者
这是我粗略构思了一下的设计方案。CNC知识我懂得很少,结构和设想可能存在不合理的地方,图画的也很粗糙,很多细节都没有设计。希望大家不要笑话我,呵呵
个人感觉,这个结构累积误差可能会很大,但具体达到什么程度,能不能让我勉强接受,我心里都没底。其实我对精度要求不高的,也不可能做到百万元大型机的那种精度和速度。个人够用就好嘛

图中xyz行程均为1000,采用同步带传动,主要用于雕刻泡沫、代木或木材,精度、速度要求均不高。这个方案为实验性质,将来还会根据实际需要进行改良,所以一切以成本最低为优先考虑。个人粗略估算其造价应在1w-1.5w之间,预期投入不高于2w

请大家鉴定一下是否有致命缺 陷,最好同时提供解决方案,小小弟再次拜谢了:loveliness:

龙门架.jpg (72.61 KB, 下载次数: 19)

龙门架.jpg
3
发表于 2011-6-10 19:29 | 只看该作者
2万元叫人帮你做个好的啊
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发表于 2011-6-10 20:04 | 只看该作者
Z轴不好制作,不好调整,不好加丝杠,总之个人觉得Z轴应重新设计,改成通用的,也就是大多数人做的那种。
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发表于 2011-6-10 21:46 | 只看该作者
空中楼阁。吊在房顶上?
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 楼主| 发表于 2011-6-11 09:03 | 只看该作者
原帖由 sas123123 于 2011-6-10 23:06 发表
第一个问题看这里:http://www.apsbd.com.cn/66.htm,铝型材的每米直线度在mm级别,不能作为精度标准,但是可以校准,
第二个没太明白,估计得看直线轴承的质量了,
第三个问题看这里:http://www.qltbdl.com/trends/show1 ...

非常感谢,特地去找来的吗?很有用的资料

直线导轨滑块所用的轴承不知道有没有间隙,如果有的话,在滑块受到各个方向上的力的时候,它的轴承应该会跟导轨不同心吧,不知道这个变化有多大

铝型材表面误差会达到mm级别吗……这样的话把导轨直接安装在上面会不会让导轨也产生严重变形?该怎么校准呢,打磨之类的吗
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 楼主| 发表于 2011-6-11 09:33 | 只看该作者
刚才根据公式计算了一下,8080W型材两端固定跨度1300mm的话,中间压上50KG的重物只会产生0.06mm的变形,这个对我来说已经完全可以忽略不计

那么只需要解决平整度的问题就行吧,但是要怎么调整呢?上磨床似乎长度有点超行程

我对齿条传动毫无了解,有什么可以直接推荐的产品吗?有劳了

X轴之所以设计成这样,也是因为考虑到Z轴太长,担心强度不够的话会导致Z轴跟地面无法做到垂直。而要是把X轴大幅加固的话,又会导致龙门重量太大,不论对电机还是Y轴的负担都会很明显吧,这样的话就只能做成固定龙门形式了,然而又需要另外搭配平台

Z轴可以通过什么途径加大阻力距?只能把两个滑块距离再拉长一点吗,现在设计的是距离300,也就是相当于Z轴接近1/4的长度是固定住的,不知道够不够

问题还有很多,还请继续不吝赐教,呵呵:loveliness:
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 楼主| 发表于 2011-6-11 09:39 | 只看该作者
原帖由 jtj806000158 于 2011-6-10 19:29 发表
2万元叫人帮你做个好的啊

太大了,2w不会有人给做的嘛,呵呵。咱们坛上有人愿意接这个活吗,赚钱几乎是不可能的应该,不赔钱能做出来就比较理想了
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 楼主| 发表于 2011-6-11 09:51 | 只看该作者
原帖由 lgmsy 于 2011-6-10 20:04 发表
Z轴不好制作,不好调整,不好加丝杠,总之个人觉得Z轴应重新设计,改成通用的,也就是大多数人做的那种。

本来打算是用同步带的,这个结构确实没办法加丝杠,三个轴会打架。实在要用的话,也只有各装两根丝杠才行,成本和同步都是问题,而且我也不要求它能啃铝啃铁,就先不考虑了

这样设计主要就是觉得如果平衡比较好的话,可能会弥补一些强度上的弱势。但实际会怎样我也不清楚……
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 楼主| 发表于 2011-6-11 09:53 | 只看该作者
原帖由 雾海孤帆 于 2011-6-10 21:46 发表
空中楼阁。吊在房顶上?

架子还没设计呢,不过考虑用槽钢之类随便焊接一个就算了,甚至直接砌一个水泥的台子也行。调校之类的慢慢搞吧
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发表于 2011-6-11 09:55 | 只看该作者
调校要基准面 如果做那么大的结构 最好是用管状结构 比如用方管  最好少焊接 焊接的越多 变形越大
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 楼主| 发表于 2011-6-11 10:06 | 只看该作者
原帖由 dukang5420 于 2011-6-11 09:55 发表
调校要基准面 如果做那么大的结构 最好是用管状结构 比如用方管  最好少焊接 焊接的越多 变形越大

是说支架吗

这个我倒是想过,毕竟焊接变形是无法避免的,所以我才打算用铝型材当作导轨的基础。现在是这么设想的,用槽钢焊接一个比较粗糙的底座,上面用螺丝支起图中这个铝型材框架,再在型材上面安装导轨。对槽钢底座的平整度要求不高,因为只用螺丝支撑起铝型材上面几个点,所以调校的话跟槽钢平整度的关系不大。而且铝型材的强度很高,不必支撑整个面也不会变形

现在的难点在于,两个导轨之间跨度太大,怎样调平行呢应该……
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 楼主| 发表于 2011-6-11 17:25 | 只看该作者
沉得好快……
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发表于 2011-6-11 22:52 | 只看该作者
LZ设计行程长且用铝型材,驱动设计是关键,为求各轴平行度,应于各轴两端均设计同步带平行驱动,请参考这篇:http://bbs.5imx.com/bbs/viewthre ... amp;extra=page%3D11
直线圆导轨的滑块长度应增加,目的是为了Z轴刚性考虑。
Z轴应采铝型材箱式(长方体)结构增加刚性!
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 楼主| 发表于 2011-6-12 08:53 | 只看该作者
原帖由 sas123123 于 2011-6-11 22:31 发表
铝型材不是表面误差到mm级别,是直线度,看这里:http://www.apsbd.com.cn/65.htm,
我们的项目常用铝型材,这些都是平时需要了解收藏的,
铝型材虽然直线度比较差,但是平行度比较好,所以如果有个精度好些的基准面,可以用 ...

哦,谢谢,收获很多

石材的表面可以做到很平吗?还是说有专门用于这种用途的石材?我搜索哪些关键字可以找到相关的信息呢

另外,同步带的震荡主要来源是哪呢,是电机自身震动导致,还是受同步轮精度影响,或者是由于加减速过程中造成的弹性变形?如果有可能的话我还是希望用同步带,因为经过多方考量,用同步带是最简单可行的办法。当然齿条我也在尝试了解,只是不知道其精度能达到哪种程度,另外机械方面也要比同步带稍微复杂些,不过也可以考虑,当做备选方案吧

关于龙门架的强度问题,我还是希望尽可能不要增加重量,因为电机已经买到手了(汗,买早了吗),有没有可能在不显著增加重量的前提下增加强度呢?或者说,更换为100100铝型材能否达到足够强度?可能这里主要的弱点在于抗扭曲强度不足吧,不知道是不是这样。有没有办法计算一下呢

关于精度要求,我希望控制在1mm以内,这样可以满足大多数工作需要。如果不考虑加工速度(一个星期加工一件产品也不要紧)而能将精度控制在0.5mm以内的话,那就几乎可以满足全部工作需要。至少精度应该在5mm以内,这样在少数情况下还是可以用于雕铣泡沫,以及用于材料切割等工作(金属板材、织物之类对精度要求都很低),这样也还是可以用用的。再低就等于失败了,不能再考虑

其实我画的那个图中,Z轴也是有上下两组滑块的,只是如何固定的方案还没有想好所以没画上去。1.3m长的轴用距离300的两个滑块,估计末端颤动可以控制在什么程度?如果有必要的话也可以做成55分

总的来说,这个结构和诸多想法都是为了省点钱而已,如果有哪些地方确实没办法解决,就只有更改结构了。比如说如果最终发现大幅加固X轴依然是最好方案的话,那么基于现有条件,就把它做成固定龙门吧
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 楼主| 发表于 2011-6-12 09:00 | 只看该作者
原帖由 sas123123 于 2011-6-11 22:35 发表
还有,你的8080 型材的计算似乎有误,不算自重的话大约0.2多,实测0.5-1.0.

算错了么……对数学还是不太在行,呵呵

不过理论和实测能差这么多啊

对了,表面处理工艺的差别有多大?比如我看到有电泳还有阳极化的,哪种比较强一点?
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 楼主| 发表于 2011-6-12 09:16 | 只看该作者
原帖由 alexchow 于 2011-6-11 22:52 发表
LZ设计行程长且用铝型材,驱动设计是关键,为求各轴平行度,应于各轴两端均设计同步带平行驱动,请参考这篇:http://bbs.5imx.com/bbs/viewthread.php?tid=396150&extra=page%3D11
直线圆导轨的滑块长度应增加,目的是为了 ...


谢谢,那个帖子其实我也看过,初步设计是采用类似方案的。不过现在有所更改,我打算用一根同步带拉动龙门架中心,其余部分从框架外围绕过来形成一个圈,这样机械结构应该是最简单的,只是单根同步带的长度增加了一半,弹性问题可能会更明显

至于滑块距离,具体应该达到行程的百分之多少才会比较保险呢?现在设计中是1000行程滑块有300间隔,所以轴长是1300,感觉似乎已经不少了
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 楼主| 发表于 2011-6-12 10:06 | 只看该作者
不知道有没有质量可靠的圆导轨商家可以介绍一下给我呢:loveliness:

铝型材、同步带之类的也请直接介绍一两家比较信得过的,不必讳言,有劳了:em00:
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发表于 2011-6-12 11:48 | 只看该作者
请问LZ,Z轴采用何种电机?Z轴整体(含电机)重量?判断若Z轴较重,应采以上网友建议齿条方式,以往经验,同步带适用于4~5Kg以下Z轴(例激光,小型CNC及等离子),Z轴较重或行程较长易弹性型变,同步带要加宽或双带方式,Z轴整体较重应考虑齿条方式,结构严谨、简洁方便。
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 楼主| 发表于 2011-6-12 11:58 | 只看该作者
原帖由 alexchow 于 2011-6-12 11:48 发表
请问LZ,Z轴采用何种电机?Z轴整体(含电机)重量?判断若Z轴较重,应采以上网友建议齿条方式,以往经验,同步带适用于4~5Kg以下Z轴(例激光,小型CNC及等离子),Z轴较重或行程较长易弹性型变,同步带要加宽或双带方式,Z轴整体较 ...

用的是86电机,高扭矩低转速,但不是加长型的。为了减轻电机负担我打算安装配重块,这样的话就跟水平移动区别不大了,只有惯性和摩擦力。为了进一步减小惯性,把所有步进电机都设计成固定形式应该有点帮助吧

齿条主要就是精度太差,而且消回差是个难题,我担心没有能力解决。如果有成套的系统可以直接使用就好了,但是据说好的齿条套件并不比滚珠丝杠便宜啊……
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