Primeiro projeto fresadora 1900x1200 - depois de 1 ano juntando cacarecos

[Rmjacob]

Boa noite aos catedráticos e cidadãos de boa vontade que se esforçam para ajudar a macacada véia e manca como eu.

Acompanho o forum desde Setembro de 2014 e sou muito grato por todo o conhecimento aqui adquirido.

Adianto que eletrônica manjo marromenos e mecânica quase nada, mas minha mulher tá botando fé na bagaça e se não der certo tô frito.

Iniciei minha investida, já que não posso chamar de projeto pois ainda não o tinha, de forma pouco ortodoxa. Fui adquirindo peças usadas ou de projetos abandonados ao longo do último ano e "espero" ter conseguido montar um conjunto coerente.
Trabalho com madeira e seria o material mais usualmente usinado, contudo gostaria de ter robustez para usinar também metais leves.

Abaixo segue a relação de alguns dos itens da cacarecagem que consegui juntar;

2 fusos esfera 20x2000mm com castanha (não medi o passo)
1 fuso esfera 20x1600
1 fuso esfera 24x1800 com mancais, castanha e polia
2 guias lineares NSK  LH20 1880mm com 4 patins (eixo Y)
2 guias lineares 25x1200mm com 4 patins (não identifiquei a marca, só um cod YJ1140KB) para eixo X
2 guias lineares NSK  LH20 400mm com 4 patins (eixo Z)
3 motores nema 23 19kgf Kalatec
3 caixas de redução 1/3 para motores nema 23
1 motor nema 34 chines, unica etiqueta nele com numero 55 me faz acreditar em 55kgf
3 motores servo drivers 10N/m Krones/danfoss ISD401 (esses vou ter que dedicar um pouco mais de tempo a estudá-los pois não sei como funcionam)
3 Drivers chineses (tb6560)
1 Controladora também chinoca

Para movimentar o eixo Y pensei em utilizar o fuso de maior bitola centralizado e para isso teria que elevar a mesa. Ele é mais curto que o curso mas não perderia tanto. Outra possibilidade para esse movimento seria utilizar os dois fusos de 20mm para cada lado, centralizar o motor de 55kgf e acioná-los por correia já que tenho uma polia ja no fuso e duas adicionais. O movimento do eixo Y e o melhor posicionamento das guias lineares são os maiores pontos de dúvida.
Para o eixo X, motor de 19kgf, caixa de redução e uma fração de um dos fusos que sobrar assim como para o eixo Z.
A grosso modo é isso, mas como é nos detalhes onde mora o tinhoso... ...conto com a luz da sapiência dos mestres para apontar o caminho,  erros e possíveis melhorias.

Mais uma vez agradeço a disposição e me comprometo a partilhar os resultados e experiências.

[velhinho56]

RmJacob,

Boa Noite.

Se você permitir gostaria de dar a minha opinião.

Da lista de materiais que você apresentou eu usaria apenas este abaixo, com ressalva.

2 fusos esfera 20x2000mm com castanha (não medi o passo)
1 fuso esfera 24x1800 com mancais, castanha e polia
2 guias lineares NSK  LH20 1880mm com 4 patins (eixo Y)
2 guias lineares 25x1200mm com 4 patins (não identifiquei a marca, só um cod YJ1140KB) para eixo X
2 guias lineares NSK  LH20 400mm com 4 patins (eixo Z)
1 motor nema 34 chines, unica etiqueta nele com numero 55 me faz acreditar em 55kgf

As ressalvas são que sua maquina terá um limite de velocidade, por causa da vibração que os fusos irão produzir com a alta rotação.
Mas se você consegui uns 3000mm/min já está muito bom.
Use um conjunto de 4 drives com no minimo 4,0 A cada e uma tensão maior que 50 volts. ( aqui tem uma armadilha, se você fugir dos drives, cai na mecânica complicada) Use os motores em torno de 40kgf no minimo, ( Mecânica deles são mais robustas , use aqueles acopladores de alumínio com uma cruzeta de neoprene no centro para acoplar o motor no fuso sem ter problema de forcar o rolamento do motor.( o ideal é um par de polia dentada com redução pequena  e corrente, mas pode ser direta também)
Cuidado com o peso do Portico do Y , faça ele rígido, ( quanto mais afastar os trilhos mais rígido), pense em formas irregulares, larga onde o momento fletor por maior, evite peças afastadas do portico isso aumenta a rigidez, mas não exagera no peso.
Recomendações , use o lado maior da maquina com a denominação  "X" vai ser o lado onde você vai ficar olhando a maquina trabalhar.Não use o drive tb6560, veja um  Dm542A 4.2 no minimo  !!!
Não esqueça de medir o passo do fuso isso faz muita diferença, de 5 para 10mm são 100%. A maquina fica mais veloz e mais fraça.
Espero que os colegas também lhe ajude. Fazer sozinho é errar na certa.

Boa sorte !!!

estamos aqui.

sds

armando

[Rmjacob]

Muito obrigado pela atenção velhinho56. Todas as observação foram extremamente válidas. 

Essa estrutura de aço eu adquiri montada já com as guias, mas cheia de problemas, furos que não batem, parafusos quebrados, inclusive e pórtico já estava montado e as guias e patins todas travadas por ressecamento do lubrificante e oxidação das esferas. Deu um trabalho danado mas agora as guias lineares funcionam.Sobre esse ponto elas foram montadas como no desenho, no plano vertical. Nos várias exemplos que vi aqui e mais recentemente vi o video da máquina do Marcão, as guias estão no plano horizontal da estrutura. Faz uma diferença considerável? Se sim terei que mudar e refazer todos os furos.

Os fusos de 20mm pelo que vi na experiência dos amigos me trouxe preocupação mas como o ponto chave aqui era a grana curta fui adquirindo o que surgia como oportunidade. Talvez uma opção seja vender esses fusos e adquirir talvez cremalheiras. O que acha? Para esse porte de estrutura cabo de aço ou corrente seriam boas opções?

Entendi o que falou dos 4 drivers e tem toda a razão, é muito mais simples do que o que eu tinha pensado da imagem abaixo. O driver que eu estava testando vai até 4,5A e não tinha etiqueta. Me foram vendidos como TB6560 mas como uma grata surpresa fui conferir e são os M542 que vc falou.
O pórtico esta pesando uns 30kg completo. Realmente com essa peso, polias e dois fusos para empurrar, o motor de 55Kgf no centro não teria muita sobra de força na usinagem. Os motores de 19Kgf em cada eixo com redução 1/3 nem pensar?
Lembrei-me enquanto escrevo de uma máquina grande de madeira do saudoso Gimbabf onde ele usava motores de 19kgf, reduções, não me recordo a relação e tração por cabo de aço.

Mais uma vez obrigado pelas considerações.

[velhinho56]

Ola Rmjacob,

Que grata surpresa os Drives em !!!
Somente a titulo de curiosidade para calcular a carga estática do pórtico,  incline a mesa até o Pórtico começar a escorregar. Meça o angulo, vá em uma tabela de tangente na internet ( exemplo a tangente de 30° é 0,577) e de posse do valor multiplique pelo peso do Pórtico ( exemplo 30 kg x 0,577 = 17,31 kg) de posse deste valor você divide pelos 2 motores , este calculo está desprezando a massa do fuso e inercia do conjunto , você terá um valor  aproximado da carga em vazio, depois você terá que fazer o calculo do torque do motor junto com o passo do fuso e verificar a força disponível com o motor especificado, não sei o esforço do fresamento do material que você vai usinar,  mas dá para você ter uma ideia do motor a ser usado e a sobra de força, quando for comprar os motores veja a curva de torque, cuidado que quando ele gira o torque cai não se iluda quando fabricante fala em 50kgf só vale para as primeiras rotações  e monte ele na configuração paralela para obter o máximo de torque.

boa sorte

armando

[Rmjacob]

Boa noite Armando. Novamente muito obrigado pelas dicas.

Vou tentar montar as guias e o pórtico nesse fds e fazer os cálculos. O Arrasto desse tipo de guia me parece grande. Nunca peguei um novo mas os meus só se movimentam quando mantenho a força sobre eles. Não correm livres, se eu colocar por exemplo a guia com o patim na vertical ele não desce, só se movimenta se o desloco com a mão. Imaginei que fosse bem justo mesmo mas não imaginei que fosse tanto.

Postarei os resultados assim que fizer o teste.

Grato mais uma vez pelo apoio.
Jacob