DIY，钢铁混凝土车、铣、钻、攻、平面磨立柱机，求大神们指点

阿余 · 发表于 2021-4-18 21:01:26

随风666 发表于 2021-4-18 15:35
1 _/ |9 F& S" N- W4 Q呵呵，春哥还没那水平!不知道你有没有？

莫惹他，不理他就是了。

Cloud35 · 发表于 2021-4-18 21:32:43

lvsq 发表于 2021-4-18 16:235 K0 C, {- c' r9 [( b
尽量多一点标准件吧，等你退坑的时候还能换回一点本钱，想雕又想铣，换个7.5KW电主轴吧，变频器配个2.2KW就 ...

中肯的答复，感谢。

7.5kw电主轴看起来很美妙，但还是不够完美，因为无论变频器怎么弄，扭矩一般都是恒定的，即便转速降低扭矩还是那样，功率却降低，导致无法攻丝。根据公式9550*7.5/24000可以算出电机的扭矩在2.98N左右，即便转速降至10转，扭矩还是2.98N，还是无法攻丝。但是通过变速箱的话，那就不同了。2.8kw 13000转的串励电机扭矩在2N左右，通过齿轮变速，降低到5倍时扭矩为10N转速为2600转，足以胜任铣金属了。10N的扭矩啊，攻丝都可以了。

除此之外，电刷问题我有考虑到了，实际使用角磨机也不是几个小时就完蛋的，一般质量差的电刷要到200个小时寿命，而质量好的可以到400个小时，只要通过芯片智能控制使用时间，就可以完美解决中途加工电刷用完的情况。

缺点就是这种电机转速不稳定，这对于攻丝和铣来说是致命的，所以必须要有闭环驱动。然后就是噪声，分析是轴承和风噪（自带散热）。

Cloud35 · 发表于 2021-4-18 22:00:32

湖湖发表于 2021-4-18 18:111 |# c: j. C- }: T6 _: p1 s
M3 又不支持光栅尺
* s1 s0 ?( i5 V) O9 f1 ]. y& P& T9 u
另外闭环器连接光栅尺和电机驱动器的做法是不支持伺服电机的。只支持步进电 ...

给你点个赞，我研究下磁栅尺。

之前我了解到M3不支持光栅尺反馈，还了解到一般的伺服都不支持全闭环，支持的价格不太友好，所以打算在伺服或步进驱动与M3驱动卡之间做文章，增加一个中间件的处理，当然这样会牺牲一点带宽，但是应该能达到实时修正脉冲数。当然神卡的本身带宽就有限，毕竟是TTL并口传输，本身干扰大，频率就低。

Cloud35 · 发表于 2021-4-18 22:03:39

小小人物发表于 2021-4-18 18:55
( k3 B* B2 i/ {& K; y多去大一点的废品收购站走走也许好运就降临了我刚在废品站里找到的报废汽车大梁给切割还便宜。

你厉害，其实我也想去逛废品收购站，看看有没有能趁手的东西。

Cloud35 · 发表于 2021-4-18 22:07:11

zhjiang04 发表于 2021-4-18 19:32$ p: c, Q9 R: h/ I4 c7 }. a
唉，给你一个建议，某尚铸铁机架+方轨+木工水冷主轴，控制好预算，用国产丝杆方轨或者淘二手进口丝杆方轨， ...

哎，我的目的是车铣钻攻一体化，还打算支持平面磨。如果用现有的机架很难胜任这些吧，至少车床就不好弄。那样的话我还得再搞车床，本来计划就是买车床，但是思来想去，那样花费太多，而且还不尽人意。毕竟你改数控车还需要额外花费，而且大型车床又很贵。所以说我在费尽心思的设计主轴箱，正是利用立柱机的主轴座空间，以实现更多的数控功能。

Cloud35 · 发表于 2021-4-18 22:08:40

暗影随风发表于 2021-4-18 20:021 \- X9 G( b" J( X$ j8 V: Y# T- [
油管很多用环氧树脂混凝土做机的。

是的，我就是参考他们的。

lvsq · 发表于 2021-4-18 22:25:12

Cloud35 发表于 2021-04-18 21:32, C6 ~8 Q+ x( z' P# c3 o
中肯的答复，感谢。
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7.5kw电主轴看起来很美妙，但还是不够完美，因为无论变频器怎么弄，扭矩一般都是恒定的，即便转速降低扭矩还是那样，功率却降低，导致无法攻丝。根据公式9550*7.5/24000可以算出电机的扭矩在2.98N左右，即便转速降至10转，扭矩还是2.98N，还是无法攻丝。但是通过变速箱的话，那就不同了。2.8kw 13000转的串励电机扭矩在2N左右，通过齿轮变速，降低到5倍时扭矩为10N转速为2600转，足以胜任铣金属了。10N的扭矩啊，攻丝都可以了。
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除此之外，电刷问题我有考虑到了，实际使用角磨机也不是几个小时就完蛋的，一般质量差的电刷要到200个小时寿命，而质量好的可以到400个小时，只要通过芯片智能控制使用时间，就可以完美解决中途加工电刷用完的情况。
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/ d4 Z" u. m; ^0 m9 W2 V5 V缺点就是这种电机转速不稳定，这对于攻丝和铣来说是致命的，所以必须要有闭环驱动。然后就是噪声，分析是轴承和风噪（自带散热）。

那你的工程大了去了。电主轴铣螺纹他不香吗？一把刀正反牙螺纹，内螺纹外螺纹都可以搞定，不同螺距也可以干。不用担心断丝锥。主轴攻丝你的转速精度不够是不行的，要伺服才行。

千妇所指 · 发表于 2021-4-19 00:35:03

刻木如风发表于 2021-04-18 12:387 K9 h5 Q. h$ W: q; Z
方案可行，哪些母鸡特别是大的加工中心，DMG的大龙门机，都是钢筋混凝土做的基座，这个方案绝对可以，系统直接用MACH3,技术先进，可靠性好，坛友都在用，美国的技术，比国产好太多

语言风格很熟悉

湖湖 · 发表于 2021-4-19 01:00:15

Cloud35 发表于 2021-4-18 22:00
. I4 G# y- E/ k- J% z) ?给你点个赞，我研究下磁栅尺。/ @! d$ a, E8 I7 i1 v

8 R2 F) e2 R2 m V7 j! z* E之前我了解到M3不支持光栅尺反馈，还了解到一般的伺服都不支持全闭环， ...

磁栅尺就是个磁条软的。粘上去就行了。精度没光栅高但是也足够用 0.01还是能做到的。

最主要是特别耐用。只要不消磁不老化可以用十几年。光栅尺不行太娇贵肯定会坏。

关键很便宜 ~

Cloud35 · 发表于 2021-4-19 09:19:14

lvsq 发表于 2021-04-18 22:25
( P+ z; e. t {那你的工程大了去了。电主轴铣螺纹他不香吗？一把刀正反牙螺纹，内螺纹外螺纹都可以搞定，不同螺距也可以干。不用担心断丝锥。主轴攻丝你的转速精度不够是不行的，要伺服才行。

而且你还的考虑成本，即便这种一样可以铣螺纹，还能钻，其实转速不稳定是因为负载变化或堵转。

成本就不说了，7.5kw电主轴价格不友好。电主轴应该是为雕而存在的，无动力加伺服虽然不错，但是却很难再雕。你可以参考车床和台钻的齿轮或皮带轮变速，设计很美妙。

工程大是必然的，成品这样的机床价格肯定不低，除了基本的材料费用，那就是人力成本了。

fobyellow · 发表于 2021-4-19 10:00:32

首先表示极大的精神支持

关于你的困难发表看法如下：1、关于导轨分段在线轨的手册上有看到过，但是他们都是基于最长的生产长度达不到行程需求而做的拼接。像你这种把导轨切成400一段的做法真没有见到过，我没有刮过导轨，但是我修复过大理石平尺（100*100*750），使用的方法是水平仪分段测量的方法，坦白说效果并不好，因为我使用的是150长度的0.02mm/M的水平仪，只能测量一个方向的尺寸误差，而实际上平面是二维的。我使用的研磨工具是300*200的大理石平板+60*60的钢板+各种尺寸的碳化硅粉，最终用了大约5个小时，把其中一个面从+-5um修复到了+-10um的水平，基本上算是报废，其中艰苦不多说。后来换用了另一个方法，把这个平尺放在我的1200*1000的大理石平台上做研磨，人工控制轨迹，尽量让大的平板均匀磨损。结果只用了小半个小时，就到了+-3um的结果，再往下我又努力了两个小时，结果基本上没有大的变化，原因不得而知。
如果你真的打算做这个，你需要一个准直仪，并且从开始就要做二维测量，要不然会搞死你的，工业母机的制造过程也是用这种刮研的方式，但是他们会先造专用的检具，用来显示二维甚至三维的误差，你这条件简陋，估计只能上普通的量具。推荐准直仪的原因是光学的测量手段没有等待时间，在温度变化不大的条件下测得的准确度也还不错。用水平仪或者显色法都需要大量的准备时间，显色法还涉及到量具的磨损问题。
还有就是你要有充分的心理准备，要脱一层皮
2、没经验，你可以看下Moore的机械精度基础这本书，里面针对机床的三轴布局有详尽的对比阐述
3、关于焊接的应力释放，已经是成熟工艺，就看你是否花钱了，不过我感觉你的设计其实可以用螺栓就行了
4、环氧树脂本身的强度很低，用于连接部位不合理，国外的环氧混凝土设计上也大都是环氧+嵌件的做法，你可以参考

支持光栅尺反馈的伺服我只知道松下的A5比较便宜

Cloud35 · 发表于 2021-4-19 10:47:26

本帖最后由 Cloud35 于 2021-4-19 10:53 编辑

fobyellow 发表于 2021-4-19 10:00- f, ~4 b2 x( _0 `2 M+ C8 }
首先表示极大的精神支持) t8 B" c# B& ^) V+ j _6 U3 D
, M% f8 o: k! ~ a# u
关于你的困难发表看法如下：1、关于导轨分段在线轨的手册上有看到过，但是他们 ...

感谢大神的回复。
关于刮研的难度我也是预想中要很困难。我的想法不是将导轨切断，那个切断了估计麻烦的很。主要是轨道底部的靠山和底部铁板支撑要切断，打个比方：X轴长度要到1000mm+，我的母机加工不了这么长的轨道面，不得已分开段加工，并且又有了单独的导轨底板。之所以会有底部铁板这种存在，也是因为我骨架不是一体的，而是通过铁件拼接。如果像商品机那样，直接铸铁一体就不用这么麻烦了，但是那样成本太高了，那样的考虑找大型机器加工。不过老实说，我真的很佩服前辈们的办法。刮研这种存在，人工制造高精度。母机只是铣出一个大概，然后手工修正。我也在想着设计一些专用辅助工具，一旦我的新机制造成功，我就可以车很多东西了，完善主轴和主轴箱等等之类的。

“Moore的机械精度基础这本书”这本书我会去拜读的，增加自己的经验。我之前为了D主轴，跑去看机械手册这本书，看着头大。一个搞计算机技术的跑来弄机械头还是大的。只是我之前有做机器人的经验，所以一直对机械感兴趣，加上自己硬件和软件的经验，可以更容易的做东西。

嗯焊接的话我打算分两部分。不重要的地方用电焊，重要的地方用万能焊丝搞，那温度看介绍说只需要450°就能融化，而电焊温度比这个大多了，毕竟电焊短路一瞬间引起电弧温度可怕。

是的，我的基本思想就是参照油管上的那些大神想法。嵌入金属骨架用环氧树脂或混凝土包围。我了解到，环氧树脂和混凝土强度不会相差太多，虽然其他特性环氧树脂更加优异，但是按照我的设计，环氧树脂的用量会很大。环氧树脂目前的价格高昂，远比混凝土成本高。

支持光栅尺的伺服太贵了，我打算用二手廉价伺服（咸鱼上最便宜的那种）+自己设计电路来驱动，虽然不完美，但是我预计方案可行？不知道有没有大坑。光栅尺本身也是5V ABZ TTL电平，最大为 50线x5mmx3000 = 750kHz左右的频率？将XYZ三轴统一用一块芯片控制，接管伺服的脉冲信号。当然最好用FPGA来搞，但成本也高，就用32位ARM来实现了。

ttys · 发表于 2021-4-19 11:33:15

本帖最后由 ttys 于 2021-4-19 03:49 编辑

以前机械diy论坛，用水泥或者树脂做机架的好多个，没一个拿出像样东西的，不是烂尾就出来傻大笨粗丑，没啥精度的东西。看楼主用木工锯轴管做高精度主轴，用顶丝矫正轴承同心度的帖子（100多元买P2精度的轴承），感觉对机加工理解还差了一些，烂尾和做出来基本无实用性的可能性九成九。抱歉啊，你也可以当做反向激励，但愿成功。

fobyellow · 发表于 2021-4-19 13:00:52

Cloud35 发表于 2021-4-19 02:470 z4 C8 B$ C3 e' E2 n5 C/ K( w
感谢大神的回复。+ ^% O( F% e( R3 x2 Z
关于刮研的难度我也是预想中要很困难。我的想法不是将导轨切断，那个切断了估计麻烦的 ...

单独去搞导轨安装面的刮研可能会更难，靠山和安装平面是个三维的零件，一般来讲没有Master参考平面就不用搞了，我估计这样搞真不如去买个废铁机架。我强烈建议你启动之前先拜读《机械精度基础》，你英文应该不错，建议你读原版，这里没有贬低译者的意思，而是这本书讲的是从无到有的一个科学过程，涉及到很多术语本身的定义问题，看英语可以从词根理解得更到位
关于你说的450度就可以融化的焊丝我个人不是十分看好，原因是铁并不会融化，这样做和粘胶水是不是一样的道理？而且环氧之所以用来做大型的底座，其中之一的原因就是固化过程是低热的相变反应，低热是最重要的原因，而焊接工艺都是高热工艺，冷却的速度会产生内部应力，所以450度的材料如果迅速冷却估计也会有不少的内应力
至于自己写算法来做闭环的事情就建议不用搞了，这里面并不是程序的问题，而是数学问题，而且这不是一个人的项目，甚至不是十个或者一百个人的项目，而是有没有大神的问题

湖湖 · 发表于 2021-4-19 13:23:13

ttys 发表于 2021-4-19 11:33! L( X( W9 E1 {7 t3 U7 S/ w! |8 w
以前机械diy论坛，用水泥或者树脂做机架的好多个，没一个拿出像样东西的，不是烂尾就出来傻大笨粗丑，没啥 ...

不要在劝了。楼主有强烈交学费的欲望~~~~~~~~~~ 高兴就好 ~~~

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