10 mikrometre tekrarlanabilirlik

[taydin]

Bugün biraz kafa yordum, küçük bir PCB CNC yapmak istesem, ama en az 0.01 mm tekrarlanabilirlik istiyorsam ne gerekli olur diye.

Eğer standart 5 mm hatveli bilyalı vida ve standart 1.8° step motor kullanılsa, step başına 0.025 mm elde ediyoruz. 0.9° step motor kullanırsak, 0.0125 mm yapar. Standart vidadaki backlash de fazla olacak, bunun da hatasını hesaba katarsak, 5 mm hatve ile bu işin olmayacağını anlıyoruz.

Microstep yapsak, mesela 4 mikrostep, 0.003 mm adım elde ediyoruz. Ama bu sefer the tork azalacağı için tork kaybından dolayı hata oluşacak. Ve backlash sorunu devam ediyor.

Bir diğer seçenek, yüksek hassasiyet ve doğruluğa sahip 2 mm hatveli minyatür bilyalı vida kullanmak. Mesela THK nın şu ürünü: BNK 1002-3RRG2+293LC7Y Bunda çap 10 mm, hareket boyu da 150 mm. 0.9° step motor ile çözünürlüğümüz 0.005 mm ve 150 mm de toplam hata 0.025 mm. Ama yurtdışı fiyatı 540 dolar !!! Türkiye fiyatı muhtemelen 1000 dolar.

Başka nasıl bir seçenek olabilir?

 

[czorgormez]

yazılımsal olarak backlash compensation uygulanabilir. bildiğim kadarıyla tüm profesyonel cihazlarda bu kullanılıyor. backlash vida-mil boşluğu, yük bir yöndeyken vidanın A noktasına diğer yöndeyken B noktasına dayanması sonucu oluyor. bu boşluğu bilirsek veya ölçebilirsek yazılımsal olarak bir yere kadar engelleyebilriz. marlinde bile var aslında bu özellik. kodlar incelenip nasıl yapmışlar bakılabilir.

fakat bence daha zor olanı 0.01mm runout spindle ve uç bulmak olacak. benzer bir cnc için alibaba üzerinden jianken isimli çinli bir firma ile görüşmüştüm. 300usd civarına 0.01mm hava soğutmalı er8 pensli 70w gücünde bir spindle ürünleri mevcut. runout düşük başka spindlelar da var ancak iş hemen su soğutmaya 3-4kglık motorlara dönüyor.

 

[taydin]

Yazılımla giderilebileceğine pek ihtimal vermiyorum, çünkü imalat hatalarından dolayı bile hatve lokal olarak değişkenlik gösterecek, yani backlash her yerde aynı olmayacaktır. Bana öyle geliyor ki böyle bir tekrarlanabilirlik elde etmenin tek yolu üçüncü seçenek, yani düşük hatve, yüksek doğruluklu vida kullanmak. Belki de Wegstr o yüzden bu kadar pahalı. Muhtemelen bu tip vidalar kullanılıyor olabilir.

 

[czorgormez]

pratikte sıfır boşluklu bir vida dişli sistemi zaten olamaz. belki de o çok pahalı vidalı millerin marifeti sadece çok sıkı olmak değil. backlashin her noktada eşit dağılmış olması da olabilir. böyle bir eşit dağılım varsa ancak yazılımsal düzeltmeler faydalı olur.

yani evet kesinlikle iyi bir vidalı mil gerekiyor ama bu milde bile boşluk 0.01mm'den fazla olacaktır demek istedim.

 

[Mikro Step]

Backlash kompanzasyonu kandirmacadan ibaret.

Eger kesim vs isler varsa eksenler zaten kesme kuvvetlerine maruz kalir ve backlashe neden olan boslukta sistem ileri geri zaten oynar.
Yayli vs bosluk alan sistemlerde kandirmaca. Sistemin vida somun araligindaki boslugu alan yayin gerilme yada sikisma kuvvetinden daha az bouzucu kuvvetlere maruz kalmasi lazim.

Mikrostep de aldatmaca. Mikrostep sarsintiyi azaltir, cozunurlugu artirmaz. Artiriyor gibi gorunur. Ama elektriki adimlarla mekaniki adimlar bir biri ile ortusmez. Mikrostep kullanilacaksa encoder ile mekanik hatalar kompanze edilmek zorunda.

Cozum: ya son derece kucuk toleransda vidali mil ya da lineer motor.

 

[czorgormez]

igus'un teflon anti backlash somunları var aşırı pahalı da değil. pcb kazımada yüksek spindle hızı da varsa yanal eksenlerden gelen yük çok düşük olacaktır.

drylin® trapezoidal lead screw nut with flange, anti backlash, JFRM

 

[Mikro Step]

Yazılımla giderilebileceğine pek ihtimal vermiyorum, çünkü imalat hatalarından dolayı bile hatve lokal olarak değişkenlik gösterecek, yani backlash her yerde aynı olmayacaktır. Bana öyle geliyor ki böyle bir tekrarlanabilirlik elde etmenin tek yolu üçüncü seçenek, yani düşük hatve, yüksek doğruluklu vida kullanmak. Belki de Wegstr o yüzden bu kadar pahalı. Muhtemelen bu tip vidalar kullanılıyor olabilir.

Wegstrnin nasil vida kullandigini cok merak ediyorum ve metrik3 saplama tarzi vida kullandiklarini saniyorum.

 

[Mikro Step]

Bu anti backlash cozumler optik sistemleri vs tasirken tamam da isin icinde dokunmali kesmeli delmeli isler varsa sıkıntı.

 

[taydin]

Bir de preload olan vidalı miller var. Bunlarda backlash sıfır. Ama bunları da sürmek için artık daha güçlü motor kullanman gerekiyor. Normalde bile mikrostep tork kaybı bir endişe kaynağı iken, preload milde kesinlikle mikrostep kullanmamak lazım herhalde.

 

[gumush]

Mekanik olarak cozmek gercekten zor. Bu sistemde rigidlik istendikce agirlasiyor motorlar vs hersey buyuyor en sonunda dokum makinelere gidiliyor.
Encoder'li sistemler motor devri icin yukte kacirma gibi sorunlari cozse de backslash gibi mekanik sorunlari gideremiyor. Alternatif geri besleme olarak lineer encoder ( manyetik , tipki kumpaslardaki gibi ) kullanmak olabilir.

 

[taydin]

Wegstrnin nasil vida kullandigini cok merak ediyorum ve metrik3 saplama tarzi vida kullandiklarini saniyorum.

Eğer benim yukarıda verdiğim 540 dolarlık milden kullansa 1600 dolar mil maliyeti olur. Makinanın fiyat 4000 dolar.

Şu aşağıdaki tekrarlanabilirlik gerçekten hiç de küçümsenecek birşey değil. Çok iyi. Firmanın dediğine göre adımlama çözünürlüğü 0.004 mm

 

[taydin]

Aslında şu benim trafo sarma makinası için Çinden aldığım hazır eksen vardı. Çinlinin dediğine göre doğruluğu 0.01 mm. Komparatör ile deneyeceğim bunu. Mikrostepsiz yukarıdaki testi yapacağım.

 

[Mikro Step]

Mikrostepte torkun dustugu iddiasi cok da gercekci degil. Evet duser ama cok ciddi bir dusus degil.

Full stepde tork 1 ile 1.41 birim arasinda degisirken mikrostepte tork her daim 1 dir.

 

[Anchbred]

Parçalarını 3B Yazıcıdan basıp bir araya getirdiğim küçük bir CNC Router ım var, ballscrew yerine klasik trapez vida ve anti backlash somunu ile 0.03 hassasiyet veriyor, daha önce pcb de kazımıştım 0.225mm yol genişliğine kadar inebiliyor, burada mesele cnc de kullanılan vida sisteminin hassasiyetinden çok makinenin rigid olması ve spindle da az salgı olması.

 

[Altair]

Kazıma uçları pahalı ve kısa ömürlü deniyordu. Aleti yapsanız da uç işi prototipleri aşırı pahalı hale getirmeyecek mi?

 

[taydin]

Fiyatlar çok da pahalı değil. Aşağıda listenin bir kısmını verdim.

Bir de eğer çift tarafl PCB lazım değilse, FR4 olmayan PCB kullanırsın o zaman karbür uç neredeyse hiç aşınmaz.

Mills

wegstr.com

 

[Anchbred]

Kazıma uçları pahalı ve kısa ömürlü deniyordu. Aleti yapsanız da uç işi prototipleri aşırı pahalı hale getirmeyecek mi?

Hocam yağ içinde işleyince 0.1mm karbür uç sonsuza kadar dayanıyor, daha çok olan şey ufak bir hata sonucu ucun kesme noktasının kırılması

 

[taydin]

Hocam yağ içinde işleyince 0.1mm karbür uç sonsuza kadar dayanıyor, daha çok olan şey ufak bir hata sonucu ucun kesme noktasının kırılması

FR4 son derece aşındırıcı bir malzeme. Mutlaka karbürü aşındırır. Bu konuda fikir edinmek için şunu deneyebilirsin: Bir demir testeresi al ve 10 cm lik bir FR4 kartını kes. Daha kesim bitmeden o testere köreliyor ve çöp oluyor.

 

[mechanic]

iki bilyalı somun arasına yay konulursa boşluk kalmaz.
Yay baskısı işleyeceğiniz malzemeye göre değişir.

Kesici takım basma kuvveti böyle hesaplanıyor.
ilerleme hızını ve derinliği az verirseniz takım basma kuvveti az olur.
Boşluğu almak için yay baskı kuvvetide az olur.

 

[Anchbred]

FR4 son derece aşındırıcı bir malzeme. Mutlaka karbürü aşındırır. Bu konuda fikir edinmek için şunu deneyebilirsin: Bir demir testeresi al ve 10 cm lik bir FR4 kartını kes. Daha kesim bitmeden o testere köreliyor ve çöp oluyor.

Valla Çinden aldığım 10 lu bir spiral uç setim var, bir tanesini yanlışlıkla kırdım 2. sini 1.5 yıldır kullanıyorum hala ilk günkü gibi sonuç veriyor. Eğer z ekseni yeterince hassas ise fr4 e dalmaz sadece bakırı keser uç, Belki benim ucun durumu da budur.