Was macht die Maschine so steif?

Materialien, Dimensionierung, Lineartechnik..
1.AVM
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Re: Was macht die Maschine so steif?

Beitrag von 1.AVM » 05.01.2019, 13:07

In den Anfangsjahren sicher nicht! Aber darum solls nicht gehen.
liebe Grüße

Patrick

Willhelm B.
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Re: Was macht die Maschine so steif?

Beitrag von Willhelm B. » 05.01.2019, 14:06

1.AVM hat geschrieben:
04.01.2019, 22:27
Der neue Möderl? ... :roll:
In wie fern? Ich sehe da kein Zusammenhang.

maschinenfan
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Re: Was macht die Maschine so steif?

Beitrag von maschinenfan » 06.01.2019, 21:19

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https://m.youtube.com/watch?v=-dzb3iZ1JzY&t=422s
Was ich persönlich bei diesen Videos vermisse, ist das messen der Maßaltigleit.
Leider auch hier versäumt, sieht aber schön aus.

Gruß
maschinenfan

Marc P.
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Re: Was macht die Maschine so steif?

Beitrag von Marc P. » 08.01.2019, 19:32

Moin,
CNCler hat geschrieben:
03.01.2019, 22:14
Hallo,habe eben ein Video gesehen, und wundere mich, wieso die Maschine so steif ist.
interessante Frage! Wenn man sich dieses Video vom Aufbau anschaut:


youtu.be/k9tcmCi4ABY

...dann fallen spontan folgende Maßnahmen zur Erreichung der Steifigkeit auf:

- 2 Wagen mit starker Vorspannung auf jeder Schiene
- 2 Muttern auf den Spindeln der X und Y Achse, die jeweils per Tellerfedern gegeneinander verpspannt werden um so das Umkehrspiel raus zu bekommen
- Durch das Grundplattenkonzept der Maschine/X-Achse, entfällt der Portalnick und die Verformung des fehlenden Portalverbinders komplett.
- Gleizeitig wird dadurch die freie Länge der Seitenwangen sehr knapp gehalten (< Portaldurchlass), welche durch den ungünstigen Lastfall (einseitg eingespannt) großen Einfluss auf die Gesamtsteifigkeit der Maschine hat.
- Die Durchbiegung des Grundrahmens entfällt.
- Durch zwei Spindeln mit maximalem Abstand auf der langen Achse wird eine Verdrehung des Portals bei außermittigem Angriff der Fräskraft vermieden
- Die Wagen der X-Achse haben relativ viel Lagerabstand und die Wagen der Z-Achse sind direkt und ohne Zwischenplatte auf selbigen positioniert. Dadurch entsteht ein direkter Kraftfluss was einen Steifigkeitsgewinn zur Folge hat.
- Bis auf dem Portalträger der mit 30 mm Plattenstärke ausgeführt ist wird alles mit 20 mm feingefrästen Aluplatten aufgebaut. Dies führt zum einen zu einer guten Steifigkeit und zum anderen wird das Schwingverhalten durch die massive Bauweise mit kurzen Hebeln positiv beeinflusst.
Sieht für mich auf Anhieb auf den Bildern nicht stabiler aus als eine Karla.
Nicht im Ansatz vergleichbar, siehe Punkte oben. Um Missverständnisse zu vermeiden: Das soll die Karla in keiem Fall schlecht machen sondern nur deutlich machen, dass man einfach keine Äpfel mit Birnen vergleichen kann/sollte.
Willhelm B. hat geschrieben:
04.01.2019, 11:47
Ich denke der weiß eben was er da macht.
Siehe Aufzählungen oben. Ja, das weiss er.

Das einzige was mich gewundert hat ist die Herangehensweise bei der Ausrichtung der Schienen über 3 Punkte und einfaches festziehen dazwischen. Ebenso die Aussage, dass die 25 ger Schienen so massiv sind und sich nicht verbiegen. Da ich andere Erfahrungen gemacht habe, ist Hiwin den CPC´s entweder haushoch überlegen, oder er nimmt das nicht so ernst.

Sicher hat diese Bauweise auch Nachteile wie z.B.:

- Zugänglichkeit
- vollflächige Auflage der Grundplatte und daraus resultierende Unebenheiten selbiger
- Die Frage nach dauerhaften Auswirkungen der staken Vor- und Verspannung der Führungen und Spindeln !?
edit:
- Schmutzfang im Spindelkasten der langen Achse
- Loslager der Spindeln per flexibler Wellenkupplung
- (Antrieb der Kugelumlaufspindeln auf der Loslagerseite)

...trotzdem ist das Aufbauvideo in Sachen sauberer Konstruktion sehr Lehrreich und gehaltvoll. Die meisten Schwachstellen hat er durch einfaches wegsparen eliminiert. Es lohnt sich seine Videos aufmerksam anzusehen.

Gruß Marc
Zuletzt geändert von Marc P. am 08.01.2019, 22:10, insgesamt 6-mal geändert.
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fliegerkind
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Re: Was macht die Maschine so steif?

Beitrag von fliegerkind » 08.01.2019, 20:02

Marc P. hat geschrieben:
08.01.2019, 19:32
- 2 Muttern auf den Spindeln der X und Y Achse, die jeweils per Tellerfedern gegeneinander verpspannt werden um so das Umkehrspiel raus zu bekommen
Sicher eine gute Sache, es stellt sich allerdings für einen Profi sofort die Frage, welche Genauigkeitsklasse die Spindeln haben. Bei einfacher Chinaware muss man damit rechnen, dass die Steigungsfehler auf die gesamte Spindellänge zwei verspannte Kugelmuttern nicht zulassen bzw. zu Bruch führen. Auch scheint mir das Vorspannen mit den Tellerfedern doch zu einfach dargestellt sein, so einfach geht das auch wieder nicht.

Die Idee ist aber trotzdem nicht von schlechten Eltern.

Marc P.
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Re: Was macht die Maschine so steif?

Beitrag von Marc P. » 08.01.2019, 20:54

fliegerkind hat geschrieben:
08.01.2019, 20:02
Bei einfacher Chinaware muss man damit rechnen, dass die Steigungsfehler auf die gesamte Spindellänge zwei verspannte Kugelmuttern nicht zulassen bzw. zu Bruch führen.
Hallo Heini,
indem man die Federn nicht bis auf Anschlag dreht, könnte man gewährleisten, dass der Mutternabstand in beide Richtung athmen kann und würde dadruch ein Ausgleich von potentiellem Steigungsfehler ermöglichen. Das wäre dann eine Saubere Fest-Los Lagerung.
Auch scheint mir das Vorspannen mit den Tellerfedern doch zu einfach dargestellt sein, so einfach geht das auch wieder nicht.
Verstehe ich nicht gang. Bei den Festlagern der Antriebsspindeln wird doch das selbe Konzept angewendet und bei unseren Chinesischen Frässpindeln ebenso. Nur eben mit Schrägkugellagern anstatt einer Kugelumlaufmutter. Ich finde die Idee spontan gut und hobbymaßig praxisgerecht.

Gruß Marc
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fliegerkind
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Re: Was macht die Maschine so steif?

Beitrag von fliegerkind » 08.01.2019, 21:10

Hallo Marc!
Marc P. hat geschrieben:
08.01.2019, 20:54
Verstehe ich nicht ganz. Bei den Festlagern der Antriebsspindeln wird doch das selbe Konzept angewendet und bei unseren Chinesischen Frässpindeln ebenso
So wie ich das sehe, hast Du Dir die Frage soeben selbst beantwortet, nämlich damit:
Marc P. hat geschrieben:
08.01.2019, 20:54
indem man die Federn nicht bis auf Anschlag dreht, könnte man gewährleisten, dass der Mutternabstand in beide Richtung atmen kann und würde dadurch ein Ausgleich von potentiellem Steigungsfehler ermöglichen. Das wäre dann eine Saubere Fest-Los Lagerung.
Genau das hat mich bei dem Kollegen im Video gestört, dass er die Tellerfedern derart mißbraucht und voll auf Anschlag geht. Die billigen Kugelgewindespindeln haben eine massiv grössere Ungenaukeit als Festlager, und um mit dieser Ungenauigkeit halbwegs umgehen zu können, ist ein größeres Ausgleichsspiel notwendig. Die Lager im Festlager sind a) im Gegensatz zu den gängigen, billigen Kugelgewindespindeln sehr präzise und b) mit unserer Tellerfedermethode nicht derart angeknallt, dass sie bei Erwärmung über den Jordan kippen würden.

Beste Grüße, Heini

Stud54
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Re: Was macht die Maschine so steif?

Beitrag von Stud54 » 08.01.2019, 21:27

Tellerfedern haben mit zunehmender Pressung weniger Kraft....verhalten sich umgekehrt proportional zu Spiralfedern.

Marc P.
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Re: Was macht die Maschine so steif?

Beitrag von Marc P. » 08.01.2019, 22:00

Stud54 hat geschrieben:
08.01.2019, 21:27
Tellerfedern haben mit zunehmender Pressung weniger Kraft....verhalten sich umgekehrt proportional zu Spiralfedern.
Moin,

hier kurz belesen hängt die Form der Kennlinie einer Tellerfeder von dem Verhältnis: h0/t; innere Tellerhöhe/Dicke ab (Siehe: Kennliniendiagramm) und ist bei den hier verwendeten Federn mit geringem h0/t Wert über den gesamten Verlauf progressiv ausgeprägt.

Annahme
Feder DIN EN 16983 mit folgenden Daten:
D=5,2 mm
D1=10 mm
H = 0,3 mm (h0)
E = 0,4 mm (t)

h0/t=0,75

Laut Kennliniendiagramm beginnt die Ausprägung einer degressivern Kennlinie im hinteren Bereich des Federweges erst ab einem Verhältnis der inneren Höhe zur Dicke von 1,5 - 1,75.

Sollte kein Klugschiss sein, sondern hat mich grad selbst interessiert. Trotzdem sollte man die Tellerfeder bei dieser Anwendung aus den oben genannten Gründen nicht vollständig zusammendrücken.

Gruß Marc
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django013
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Re: Was macht die Maschine so steif?

Beitrag von django013 » 09.01.2019, 05:33

Moin moin,

um sich die Frage des Themas zu beantworten, reicht es auch, sich die Biegungswerte des Portalbalkens anzuschauen.
Ich habe einfach mal anhand des Videos geschätzt, dass das Portal ca. 200mm hoch ist, also ein massiver Quader von 200x30mm. Die Steifigkeit liegt zwischen einem 160x80S und einem 180x90S (näher am 160x80).

Dann sollte man noch den Preis vergleichen.

Ich habe auf die Schnelle keinen Shop gefunden, der so einen Quader verkauft.
Hier gibt es kleinere Quader.
Habe einfach mal den Quader für 20mm und den für 10mm zusammengezählt - macht rund 230 Teuronen pro Meter.
Ein 160x80S kostet ca. 86 Öre pro Meter.
Ich könnte mir also fast 3 stranggepresste Profile kaufen für den Preis eines massiven Balkens.
Wenn man für den Rest auch eine Kosten-/Nutzenrechnung macht, bleibt am Schluss nicht mehr viel geniales übrig :D

... und was die Grundplatte anbelangt: ich würde gerne mal sehen, wenn so eine Grundplatte von schlecht bezahlten Sublern quer durch die Republik gekarrt wird und dann als Messplatte herhalten soll :shock:

Gruß Reinhard

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