Fortschritt. Da es jetzt keine größere Rebellion gab, habe ich mich am Konzept etwas weiter versucht.
Ich habe Schrittmotoren platziert:
Das sind Nema23 mit 1.9Nm. Das sollte mehr als genug sein. Ich hatte irgendwie ausgerechnet, dass wenn man etwa 0.8Nm braucht, um bei einer 10er Steigung 500N kraft aufzuwenden. Da reichen die 1.9Nm also, um das Portal mit mehr als 1G zu beschleunigen, was vermutlich ausreicht ^_^. Die Kraft wird durch T5-Zahnriemen übertragen und die Riemenräder sind auf einer 10mm Achse eingespannt - vorn und hinten kugelgelagert.
Gespannt wird über von oben drückende Kugellager an einer beweglichen Schraube. Ich habe relativ große Räder gewählt, damit der Riemen weniger Kraft erfährt. Ist das schlau oder dumm?
Ich habe mich auch um den Z-Aufbau gekümmert:
Für die Z-achse habe ich eine 1204 KUS eingesetzt. Das verringert die Größe des Z-Aufbaus und sollte von der Fahrgeschwindigkeit ausreichen. Bei 1204 braucht man noch weniger Drehmoment, aber auch hier kommt ein Nema23 zum Einsatz: einerseits gibts die Motoren eh im Set, andererseits war mir das Rastmoment der Nema17 zu gering. Rein rechnerisch würde der Z-Aufbau immer nach unten fahren, sobald man den Strom wegnimmt, daher bin ich bei den stärker rastenden Nema23 geblieben.
Ich habe ebenfalls den Abstand der Linearwagen am Rahmen vergrößert (wie vorgeschlagen) und dafür die Vorderseite und Rückseite bei den Linearschienen durchlöchert. Damit stößt die Putz-Plastik an den Linearwagen nicht an und man gewinnt an jeder Seite 13mm Fahrweg.
Unter dem Eigengewicht sackt der Fräser etwa 18µm nach unten. Das ist schon recht viel. Modelliert habe ich dabei voll ausgefahren, also maximaler Hebel.
Das Bild ist eine ältere Simulation, wo die Wangengeometrie noch etwas anders ist. Tut nichts zur Sache. Der Tisch bewegt sich unter dem Fräser auch noch, die Relativbewegung ist also nur 9µm. Dennoch genug, dass man es schon fast messen kann. Ich sehe im Moment nicht wirklich, was man dagegen machen kann. Eventuell die Portalrückwand breiter machen (also die obere Linearschiene nach oben setzen?). Ich glaube aber, dass es fast sinnvoller ist, beim Zusammenbau in der Mitte der unteren Linearschiene ein Stück Alufolie drunter zu legen, um entgegenzubiegen. Der Effekt wird ja quasi immer vorhanden sein, egal wie Steif die Portalrückwand ist (z.B. durch breitere Profile an der Rückseite)
Sorgen macht mir im Moment noch die Eigenresonanzgeschichte. Man ließt immer wieder, dass Eigenfrequenzen so niedrig wie möglich sein sollten, damit man bei normaler Drehzahl weit über der Eigenfrequenz liegt. Nun verringert man die Eigenfrequenz durch a) hohe Masse, die zu mehr Einsacken unter Eigengewicht führt oder b) geringere Steifigkeit. Beides will ich ehrlich gesagt nicht.
Das gute an der Eigenfrequenz ist, dass man sehr gut sieht, wie die Portalwangen nachgeben. Mein spontaner Reflex wäre jetzt, an die Außenseite der Portalwangen noch ein paar Profile zu heften. Damit würde man versteifen - aber auch wieder die Eigenresonanzfrequenz erhöhen.
Wenn die Äquivalenzen aus der Elektrotechnik stimmen, ist aber nicht nur die Eigenresonanzfrequenz relevant sondern auch die Güte des Schwingers. Und die sollte mit der Wurzel der Masse abnehmen. Das würde als Konsequenz bedeuten, dass man die Portalrückwand (dort wo Platz ist) mit Sand auffüllen sollte. Gegen die hohe Eigenfrequenz zu kämpfen, indem man die Steifigkeit verringert würde hingegen die Güte erhöhen.
Die Simulationen bzgl. der Kraft am Fräser habe ich auch etwas geändert. Wie man sieht habe ich auf der Arbeitsplatte ein Werkstück platziert. Dort greift jetzt eine gegenwirkende Kraft an, sodass die Kraft am Fräser nicht mehr über die stillstehenden Füße (Randbedingung) abgeführt wird..
Da die 200N am 6mm Stahlschaft zu viel waren, habe ich auf 100N reduziert ^_^. Bei einer Fräskraft die der 6mm-Schaft gerade so noch aushält (eher nicht) beobachte ich jetzt insgesamt 40µm Nachgiebigkeit in der Gesamtkonstruktion (an der Fräsereinspannung). Damit wäre der Durchmesser einer brutal gefrästen Scheibe um etwa 0.1mm daneben. Keine Ahnung, was hier realistische Erwartungen sind.
Bin ich immer noch auf den Weltuntergangswegen, die prophezeit wurden?