Вкратце расскажу о трех вариантах, которые прорабатывались:

Вариант 1

Фанерный корпус-станина (показан без крышки). Первая "проба пера". Проектировалась для моего товарища. Работа по цветмету и понемногу грызть сталь, если получится.
В качестве направляющих используется фрезерованная стальная полоса с перемещающимися по ним подшипникам "ласточкин хвост". Это позволяло, в отличие от оригинального Момуса, не использовать горизонтально расположенные подшипники, что упрощало конструкцию.
"Балка" портала - стальнойй профиль прямоугольный 80х40х3. Каретки ост Х и Y - 4мм сталь, лазерный крой. Вместо муфт в связке "двигатель - ходовой винт" решено было использовать зубчатый ремень со шкивами от фрезера Фиолент, которые, в наборе, недорого стоят и достаточно просто заказать напрямую с магазина при заводе в Симферополе.

При этом достаточно просто можно было бы менять передаточное число простой сменой шкивов и ремня. Ходовые винты (трапеция 4мм шаг) с бронзовыми гайками.
Так как товарищ отошел от дел - реализация станка была заморожена на этапе эскиза в Google SketchUp.

Недостатки:
- недостаточная жесткость конструкции;
- выборка люфтов подшипник/рельс достаточно усложнена;
- соединение дерева и метала в конструкции для фрезеровки металлов - не самое лучшее решение;
- необходимость поиска токаря для реализации винтов, гаек, роликов "ласточкин хвост", фланцевых опор ходового винта, переходник для вала ШД под шкив от "Фиолента". Что на тот момент было очень сложным вопросом.
- отсутствие помощника

Вариант 2

Этот станок задумывался для личного использования. Обрабатываемые материалы - дерево, алюминий.
На этот раз стальная цельносварная станина из трубы 60х60х3. Чтобы придать дополнительную жесткость конструкции сделана "арка" над лицевой частью ... да и "натягивать" фанерный, пластиковый или стальной (лист) корпус на такую раму должно быть легче. 
Для перемещения рабочих частей планировал использовать зубчатый HTD5М-15мм ремень.

Количество двигателей должно быть 3 шт ... как у оригинального Момуса. Были заказаны в поднебесной шаговые двигатели, драйвера и блок питания. И сразу по получении собрана схема включения и протестировано. Как ни странно - заработало без волшебного синего дыма ... и с первого раза!

- 2 pcs Nema 23 23HS2430B stepper motor 425 oz-in bipolar with dual shaft
- 1 pcs Nema 23 23HS8630 stepper motor 270oz-in bipolar
- 3 pcs Stepper motor driver DM542A, PEAK 4.2A, 128 micsteps
- 1 pc Power supply 350W-36vdc/9.7A

Но дополнительно введена возможность поставить на обе стороны станины для оси Х по двигателю и, в случае необходимости, довести количество движков до 4-х. Это было предусмотрено универсальной конструкцией опор двигателя. Дополнительно, из-за балки оси Y длиной 1200мм и тем, что ось прикреплена за одну сторону, решено было пропустить по периметру станка тросик для синхронизации обоих концов портала. Чтобы не было перекосов.

Оказалось что в Киеве очень проблематично купить алюминий (профиль или в листах). Все хотят чтобы у них сразу купили несколько км профиля ... ну или хотя бы тонну-две ... а чего ж мелочиться?
Но, нашелся один магазин, который продает прямоугольный профиль 60х40х3.5мм и пластины 20х200мм. И по очень демократичным ценам! Пластины не покупал сразу, так как ось Z, где они должны были использоваться, планировалась на финальный этап построения станка. Приобрел 2 метра трубы сразу с порезкой на два куска - 1200мм и 800мм:

Пока понемногу рисовались эскизы станка был заказан в Поднебесной шпиндель с инвертором:

Как оказалось, эта разновидность шпинделей, идет с усиленным валом на 4-х подшипниках и может использоваться для фрезеровки и более твердых металлов.
Работа по покупке профилей и сборкой станины еще не велась, не было направляющих рельс и винтов. И, как обычно это бывает, захотелось большего, тем более захотелось использовать шпиндель в большей мере.
Да и при проверке алюминиевой балки портала на прогиб, оказалось что при нагрузке в 16-20кг балка весьма заметно прогибалась. А вес оси Z со шпинделем (проектируемый) должен был быть не менее 15 кг.
Потому решено было изменить конструкцию станка на более жесткий. Тем более что со старого все, приобретенные на тот момент комплектующие, легко переносились на новый.

Вариант 3, заключительный, над которым сейчас ведется работа, будет описан отдельным постом чуть позже ...

Отредактировано Maximus_808 (02-02-2014 01:39:38)

Когда были готовы "пятки" перемычек станины и все трубы, согласно чертежам, просверлены и начинаем обварку боковин и перемычек станины, а также портала:

К сожелению, фотографий процесса практически нет, так как "не до того было".

Паралельно на лазерке заказал порезку опор портала.

На рисунке показана левая опора.

Через неделю детальки приехали и процесс продолжился. Опоры сварены, зачищены и прикручиваем их к порталу:

 

Правда, без косяков не обошлось:
- при варке левой опоры не очень плотно вставили ребро жесткости и появился зазр между плоскостями в полмиллиметра (на рисунке опоры портала обведена кружком). Поначалу хотел все рассверливать и исправлять. Потом решил, пока что, оставить - посмотрим как покажет себя портал при обкатке на рельсах.
- сам портал в высоту получился с разницей, между левым и правим крем, в почти миллиметр. Не хотел влазить в посадочное место в опоре. Пришлось долго и нудно шлифовать, пока, с натягом, вошел. Это не есть гуд, так как после покраски на старое место точно не втиснется. Прийдеться еще снимать. Хорошо что это не критичная плоскость - шлифуй пока в глазах не потемнеет.

Из хорошего:
- разница диагоналей станины (в рабочей плоскости XY) составила около миллиметра.

Отредактировано Maximus_808 (21-05-2014 18:13:24)

Готов с Вами не согласиться, коллега
Самые крупные детали - боковинки станины имеют габариты 1550*800*80мм, что вполне входит в легковой автомобиль с откидыванием задних сидений.
Общая расчетная масса станка не превышает 250кг без закрытого корпуса и 270-280кг с обшивкой.
Есть некоторые сомнения что весь станок, в разобраном состоянии, поместится сразу в салоне и багажнике, но это проверим уже на опыте. Да и не так часто его собираюсь перевозить, так что можно будет сделать две поездки

Отредактировано Maximus_808 (22-05-2014 10:48:55)

На позапрошлой неделе закончил чертежи оси Z.

Отправил на лазерный раскрой и поварку. Сегодня должны приехать.
Как только появятся - выложу фото.

Паралельно размышляю над системой охлаждения шпинделя.
Есть несколько вариантов:
- использовать аквариумную помпу и радиатор печки от ВАЗов. Мощность от 300 до 800 литр/час. Было бы интересно узнать ваше мнение.
- использовать самодельную помпу и радиатор печки от ВАЗов.
   Нашел на форуме оверклокеров замечательный самодельный вариант помпы:
   
   линк на тему: http://forums.overclockers.ru/viewtopic.php?t=331512.
   Этот вариант мне очень нравится, но детальки требуют фрезеровки. У меня пока такой возможности нет
   Обращаюсь к сообществу, кто может изготовить деталюшки. За оплату, либо по обмену на компьютерные комплектующие (корпуса, радиаторы, старые материнки до 2007г, блоки питания и.тд.), либо двигатели от HDD.
   Вообще, этот вариант можно дорабатывать как угодно - например, ставить принудительно охлаждение с обратной связью по температуре, например.

Отредактировано Maximus_808 (27-05-2014 15:47:49)

Это, вообще идеальный вариант, на который я ориентируюсь. При этом трубки не нужно прокладывать через весь станок. Это для открытого варианта станка, без корпуса. Где есть постоянный поток воздуха к системе охлаждения.
И в наших широтах это не самый бюджетный вариант решения вопроса Для общего развития - какова стоимость такой, как у Вас, системы охлаждения?
Если же буду делать закрытый корпус для станка, то поместить на портале систему охлаждения не получится - отводить тепло не будет куда. Прийдется радиатор выносить за корпус, прокладывая трубки через портал.
Хотелось бы получить систему, которая автоматически регулирует поток жидкости от температуры теплоносителя уже после радиатора.

а что за синенькая трубочка с канистры уходит за портал?

Отредактировано Maximus_808 (26-05-2014 17:48:54)

valb
Добрый день.
Уже несколько дней подряд не могу вставлять фото в посты. Раньше получалось с третьего-четвертого раза и то, если за один раз загружать одну-две фото. Пробовал в хроме и файерфоксе. AddBlock отключен.
Сегодня, вообще, только две фотки с раза пятого залил - и дальше прогресс загрузки фото пробегает, а превьюшки для вставки не генерятся. Просто надпись "Нажмите на изображение, чтобы вставить в форму."
Вставил бы скриншот ... да сами понимимаете - вот оно чего

Вчера вечером примерил портал на рельсы, каретки и шпиндель с креплением. Пока опоры валов и крепление шпинделя не засверливал.
Немного не совпадают канавки под сверловку в опорах валов с отверсиями для крепления в платформе шпинделя. На глаз +/-0.5мм. Хотя все делалось размер в размер.

Моя дочурка, увидев шпиндель в ракурсе последнего фото залилась смехом и хлопая в ладоши воскрикнула: "Папа, смотри какая мордочка получилась! Вот глазки, а вот НАСОС!".
Уточню: в свои неполные 5 лет у нее мальчики и девочки отличаются наличием НАСОСА у первых ... такие вот детки растут

Отредактировано Maximus_808 (28-05-2014 11:14:06)

Да, рама, портал и ось Z - железо.
Буду использовать двигатели и драйвера от второга варианта станка:
- 3 pcs Nema 23 23HS2430B stepper motor 425 oz-in bipolar with dual shaft - оси X, Y
- 1 pcs Nema 23 23HS8630 stepper motor 270oz-in bipolar - для оси Z
- 4 pcs Stepper motor driver DM542A, PEAK 4.2A, 128 micsteps
- 1 pc Power supply 350W-36vdc/9.7A - ось Y, Z
- для оси Х самодельный блок питания отдельно, где будут два двигателя стоять.

Отредактировано Maximus_808 (28-05-2014 15:05:01)

Хорошо, коллега. А размер сапога указывать?
Если без юмора, то спросите размер какой детали интересует - укажу ... и принял к вниманию Ваше замечание.
Спасибо.

Какова масса портала? Какой драйвер? И уже от ответа на первые два вопроса зависит третий - при резком торможении полностью нагруженого портала не уходят ли драйверы в защиту?

Можно ... но лучше иметь запас, как по жесткости станка, ток и по мощности двигателей.
Хотя иногда вкрадывалось сомение что и эти двигателя достаточны для моей конструкции...

Заказал в пятницу радиатор печки от ВАЗ 2107 для системы охлаждения шпинделя. Из Запорожья приехала посылочка за сутки.
Сегодня получил:

Теперь, вот, ищу патрубки с фланцами, чтобы присоединить шланг от водяного уровня... и не могу найти.
Может кто подскажет, где их можно достать?

Портал покатал по станине и незакрепленным рельсам. Прикрутил только крайние точки.
Пришло время затягивать винтами опоры валов по всей длине. И тут подкралась "прыкра халепа" - при затяжке винтов портал стал намертво. Заклинило.
Как оказалось, при варке, немного повело внутрь станины полки для опор. Смещение составило около 0.5-0.7мм по внутренним краям.
Вид имеет приблизительно такой:

Пришлось долго и нудно копаться в интернете в поисках боле-менее подходящего решения.
Долго присматривался к варианту с автошпаклевкой. Придумал даже приспособы для шпаклевания полок, которые при минимальной модификации позволяли, в случае чего, эти же полки фрезернуть ручным фрезером:

Все уперлось в то, что шпаклевке доверия большого не было, а для изготовления кондуктора, необходимо все-равно провести достаточно много технологических операций.
Хотелось чего-то универсального. Чтобы в случае замены комплектующих можно было легко заменить или модифицировать.
И вот как эта задача была решена теоретически:

Использован П-образный швеллер шириной 80мм. Толщина полки у него 4.5мм, что даже при обязательной кривизне, дает возможность выровнять плоскость. В швеллере будут нарезаны отверстия для опор валов и в боковинах (толщина 7мм) отверстия с резьбой М6 для соединения с пластиной, которая будет крепится к станине. Верхний ряд отверстия в пластине будет слегка овальными чтобы позволять выставить оба швеллера в одну плосткость.
В случае замены рельс можно просто досверлить необходимые отверстия, либо использовать другой швеллер.

Этот вариант предусматривает прикручивание всего этого хозяйства к станине болтами.
Нижний ряд отверстий вызывает некоторые сомнения, так как не очень удобно прикручивать болты. Можно использовать пластину с нарезаными отверстиями с резьбой.
Но все больше склоняюсь к мысли, что пластину можно к станине приварить короткими проварами, чтобы не повело. А регулировать плоскосность полок швеллера только верхним рядом отверстий.

Отредактировано Maximus_808 (06-06-2014 13:39:05)

Пока жду с фрезеровки и сверловки детальки, принес товарищ помпу и радиатор от печки отопления Мерседеса.

Грех было не испытать помпу в работе:

А так выглядит радиатор с активным охлаждением:

 

Отредактировано Maximus_808 (01-07-2014 17:54:11)

На выходных съездил за крепежем.
Проверка показала что забыл две позиции и длинный винты М5 и М6 продавец перепутал, дав М5 на один больше, а М6, соответственно, меньше.
Все это очень гармонично пометилось в дочуркины коробочки от киндеров. Все подписал и сложил в специально отведенную коробку.
А то супруга уже хищно посматривает ма мои детали и комплетующие с любовью расставленные по всей квартире. И ясно в ее взгляде просматривается кровожадность с отблеском мусорных баков

И, кстати, совет: берите всегда крепежа с запасом - не нужно будет дважды за ним ездить ...

Спасибо большое за совет - заказал я его себе
За фотографии буду очень признателен. И за схему подключения к нему всей обвязки.
Прийдеться для питания покупать отдельный БП, так как движки запитаны от 36В ... за одно на него можно будет и концевики повесить.

Дождался, наконец-то, индуктивные датчики LJ12A3-4-Z/BY.
От момента как трек-номер начал трекаться, до приноса посылки почтальоном - ровно 12 дней

Все было упаковано в картонную коробку.
Продавец положил в коробку инструкцию:

Увеличить инструкцию

P.S. Заказал, на всяк случай, 20 шт. Пригодилось только 8. Так что, может, кому нужно - обращайтесь.

На выходных, наконец-то, начал собирать ось Z с рельсами и винтом, поставил на портал рельсы и винт. Собрал в кучу.
Болты с гайками поначалу не прихватывал сильно. Хотел посмотреть как она хоть ездить будет и будет ли вообще.
Сразу понял что моя педантичность в покупке крепежа сыграла плохую шутку - не хватило винтов. Потому крепил рельсы по Y через один.
Первая сборка, на выходных, принесла неприятный сюрприз. При проворачивании руками ходового винта, когда шпиндель подъезжает к неподвижной опоре BK-12, винт начинает достаточно сильно вибрировать... где-то к 2/3 длины ШВП от самой опоры.
К сожалению, из-за расстроеных чувствт снять на видео не успел тогда.
Вчера специально пригласил товарища с дрелью. Так как железо пока что дома, то городить подключение движков немного сложновато.
Поначалу крутили с не сильно закрепленными винтами - колбасило винт очень сильно. Ососбенно сильно болтало гайку с ее креплением (специально ослабил крепящие винты на ней) все на том же расстоянии в 2/3 длины
Потом поджал винты на опорах и гайке - болтанка уменьшилась.
Вот как это выглядело уже с поджатыми гайками:

Биения винта хорошо видны с 1:25 мин.

Это кривой винт или он просто тонкий и немного несоосны опора-гайка-опора?

Все никак не доходят руки до проверки ровности вала. И, скорей всего, "дойдут" уже после отпуска.
Но есть и хорошие новости - за это время приехала новая плата контроллера. Правда, и тут была ложка дегтя. Контроллер пришел в бумажном пакете, завернут в мягкую обертку, но на упаковке четко видно отверстия продавленные деталями от достаточно сильного воздействия извне. Ободок разъема LPT погнут, емкости и перемычки изогнуты в ножках. Пришлось после вскрытия и фото-видеофиксирования их ручками поправить.

До конца действия лота еще осталось 11 дней. Как раз хватит времени чтобы проверить работоспособность. Плюс 5 дней дополнительных при открытии претензии, если открыть в последний день действия лота.
Если окажется что плата неработоспособна, то прийдется открывать претензию сразу и приложить весь собранный материал.

На предыдущий контроллер нашелся покупатель.
Вот только пришлось отдать вместе с LPT кабелем. И тут встал острый вопрос - а какая у него должна быть распайка пинов?..

Порывшись по сусекам нашел несколько кабелей.
Первый вариант для подключения принтера:

Этот вариант отметается сразу, так как не подходит нижний разъем (на фото). Можно использовать верхний с частью кабеля как донора.

Второй весьма интересный - переходник LPT-COM. Судя по колличеству пинов в COM в нашем деле тоже не очень подходит:

COM разъемы "мама"-"мама".

Третий вариант приобрел на интернет-барахолке. Имеет дополнительно "отвод" для COM. Но это наиболее подходящий вариант:

Вскрытия корпуса разъема "мама" показало что кабель нам не подойдет. Использовать будет только сам разъем.
Так как многи источники твердят что распайка "удлинителя LPT" производится один к одному. Но это получается довольно толстый кабель.
При этом внимательно присмотревшись к разводке платы контроллера можно увидеть что там выводы с 18 по 25 объеденены на землю.

Итого у нас задействовано 17 пинов. Это уже получше.
Думаю, если хорошо покопаться в разводке платы, то там еще можно наскрести пару пинов, но нам достаточно и такое "истощение" кабеля.
Берем донора.
Выбор пал на него так как разъем имеет крепления с винтами которые можно вручную привинчивать.
Отрезаем ненужный разъем, зачищаем и видим что это именно то, что нужно - в кабеле 25 проводков плюс неизолированый нулевой.

При достаточно тонком кабеле получаем полный набор проводов. Я думал что будет похуже и кабель прийдеться собирать из нескольких из-за нехватки проводков. Так что паять можно один-к-одному.
Так и поступим. Мало ли какой контроллер захочется потом использовать, а кабель будет универсальным.

Теперь второй донор. Отпаиваем провода и лудим пустые контакты.

Зачищаем провода. Очень помогла эта приблуда, так как вручную чистить - сущий ад. Был еще вариант оплавлять зажигалкой, но так гораздо быстрее.
Лудим концы и прозваниваем где какой провод.

Пришлось в прецессе создать табличку, так как информации в интернете по цветовой схеме не нашел.
Полученные данные оформил в графическом виде - мож кому пригодится:

Увеличить схему LPT

Следующий этап - пайка провода к разъему. ОЧень помогла прищепка так как разъем плясал по столу и не подчинялся моим голосовым командам

И финал - прозвонка пинов. Все пины прозвонились с первого раза. Не поверите, сам был очень этому удивлен...

Все, кабель готов к использованию.

Отредактировано Maximus_808 (01-08-2014 17:55:15)

Итак, прошел месяц, включая отпуск. За это время нашел гараж, перевез станину и комплектующие станка.
Пока решается вопрос с швеллерами для рельс оси Х (один достаточно кривоват) решил покрасить станину и портал.
Вот как выглядит гараж с перемещенными в него станиной и порталом:

Для пробы пера, первым делом, захотелось попробовать окрасить опоры ходовых винтов оси Х. Взял аэрозольную акриловую краску и преобразователь ржавчины.
Зачистил поверхности от ржавчины, вскрыл преобразователем и покрасил.
Результат:

Знаю, что многие будут делать замечание что белый непрактичный цвет, но так мне в тот момент захотелось. В чем потом немного разочаровался со временем. Но это же первый блин, так что можно и простить
Расход краски очень большой (в финансовом смысле) - на четыре опоры и восемь креплений (квадратики на фото) ушел целый балон. 57грн по ценам Эпицентра.

Прикинул на весь станок - будет золотой. А золотой станок нам не нужен ... нужен добротно работающий и недорогой в производстве

Отредактировано Maximus_808 (08-09-2014 11:25:14)

Все окрашеное подсохло. Пора и собирать на место.
Для начала прихватил болтами все деталюшки, не зажимая.
Выставлял по лазерному уровню.

В качестве опорной плоскости выбрал нижнюю кромку перекладин для рельс. Они паралельны плоскости верхних кромок, но по верхним сложно отследить луч лазера так как наварены пластины для швеллеров.
Выставил опорную плоскость с помощью подклыдывания деревяных брусков под ножки и регулируя самим ножками. Пол оказался ОЧЕНЬ кривой, перепад от задней стенки станка к передней порядка 10-15 см.


Как только плоскость "поймалась" начал затягивать болты по диагонали в пределах одной поперечины.
Например, сначала притянул заднюю нижнюю поперечину. Беру верхний болт с левой стороны, потом нижний болт с правой стороны.
Потом закрутил переднюю нижнюю поперечину. По диагональной схеме.
Следующий была задняя верхняя поперечина. Вот как ее затянул - полезли косяки. Повело станинку. Выкривилась плоскость. Пропеллерность составила порядка 3 мм. Пришлось отпускать болты.
Пошел прикручивать поперечины среднего горизонтального ряда. Начиная от переда станины к тыльной части. После каждой поперечины проверял уровень.
В конечном итоге финальной притянул верхнюю заднюю поперечину - станина стояла мертво в плоскости.