Поворотный стол с точностью хотя бы <0.1 градуса с отверстием в центре (десяток сантиметров) желательно самодельный

rPman
Идет загрузка
Загрузка
20.07.2019
323
29
Вопросы и ответы
Готовые предложения прецензионных поворотных механизмов по ценам начинаются где то от 16 т.р. (на али нашел пару предложений за 6т.р. но без отверстия в центре, а мне желательно чтобы в центре можно было жестко закрепить неподвижную часть конструкции и 360 градусов поворот тоже желателен) и те ручные, т.е. городить к ним еще свой поворотный механизм, но главное готовые модели - это на сотни килограмм и тонны, а мне столько не надо.

Задача - поворачивать стол, програмно (диаметр примерно пол метра плюс минус) с массой считанные килограммы и останавливать в строго заданных позициях (равномерно 6 точек, под равными углами по 30 градусов), со скоростью хотя бы 10rpm

Пока у меня мысль крутится вокруг подготовить слоеный пирог из оконного стекла (основа по которой трением, со смазкой, будет крутиться оргстекло - оно будет джержать вертикальную точность) и нарезанных из орг стекла колец разного диаметра, одно будет скользить, другое толстое (отшлифовать кромку, мини станок для этого делать придется) будет удерживать горизонтальную точность с помощью трех подшипниковых колесиков по бокам, и пара колец для блока, может даже с зубьями под зубчатый ремень, поворачивать обычным шаговиком, за счет большого радиуса будетдостигаться повторяемость, скорость тут не нужна.

Правда тут возникает вопрос, как долго проживет оргстекло трением по стеклу при небольших нагрузках, по уму оконные стекла и зеркала сейчас ОЧЕНЬ ровные, на их основе даже можно точную механику пытаться собирать, правда резать их тяжело это нужно учитывать в сборке.

Так же тут хоть и отсутствуют горизонтальные нагрузки, но всеравно колесики будут истирать торец. Повторюсь, точность нужна не сильно высокая, десятые (лучше сотые) миллиметра, низкие скорости но хотелось бы чтобы конструкция смогла проработать хотя бы год без обслуживания сложнее смазки.
Ответы на вопросы

Ответы

20.07.2019 в 11:23
1

Самый простой вариант токарный патрон на 100мм.
Под него нарежьте элемент крепления и стол какой хотите на лазерном станке из стали (алюминия Д16Т если нагрузки не велики) сечением 10мм, сварите элемент крепления оставив место для захвата патрона.

Патроном можно управлять шаговиком и какой нибудь ардуиной Nano или Uno с дисплеем.

20.07.2019 в 11:34
0

варварство какое.  без упорного подшипника  фик чего получится

20.07.2019 в 11:48
0

Поворотный диск от проигрывателя виниловых пластинок не подойдет?

Edit: у некоторых вертушек есть риски на диске для стробоскопа для регулировки скорости вращения. Можно сделать обратную связь с парой оптических датчиков.

20.07.2019 в 11:51
0

Так же тут хоть и отсутствуют горизонтальные нагрузки, но всеравно колесики будут истирать торец.
Как это - отсутствуют? Вы ремень натягивать не будете? Ведь придется нормально натянуть его чтобы получить хорошую точность.
А чем будете обеспечивать вертикальную неподвижность 'бутерброда'?
А соотношение диаметра шестерни на моторе и на 'бутерброде' Вы уже считали для обеспечения требуемой мощности? По моим прикидкам, шестерня на 'бутерброде' должна быть диаметром 200-250 мм. У Вас есть на чем вырезать из оргстекла такую шестерню с нужной точностью?
ИМХО, задачу Вы ставите нетривиальную и очень трудновыполнимую в домашних условиях. Ну, допустим, Вы даже собрали какую-то конструкцию. А у Вас есть чем измерить получившуюся точность? Есть чем измерять до полуметра с точностью 0.1 мм?

20.07.2019 в 12:51
0

А чем будете обеспечивать вертикальную неподвижность 'бутерброда'?
Я думал про натяжение, я собирался сделать два блока, один с зубчатыми колесами под ремень, второй в противоположную сторону, в холостую, они уравновесят основное напряжение

С резкой лазером еще не разбирался, не думаю что до 30см у рекламщиков будут большие проблемы, а мне больше и не нужно.

Шестерня не должна быть прямо такой точной, проблема больше нижнее кольцо с гладкой кромкой, которое будет удерживаться упорами из трех подшипников, там все неровности придется так и так стачивать самостоятельно, соорудив какой-нибудь станок (просто закрепить максимально точно по центру на подшипнике и приложив на жестком креплении шкурку вращать по дольше). Мне даже не нужно точно подгадывать итоговый диаметр, просто заложить регулируемые подшипники-упоры и во время сборки калибровать (само собой во время работы температура этой конструкции должна быть постоянной, иначе нагрев - расширение - лишняя нагрузка на кромку - разрушение - ослабление при охлаждении.. тут все ок).

Мощность, я думал у меня даже слабенькие сервомоторы от cdrom тут спраавятся, не то что какой-нибудь nema17. Если полный оборт будет за 5-6 секунд, этого хватит за глаза.
А чем будете обеспечивать вертикальную неподвижность 'бутерброда'?
Снизу - неподвижное стекло, жестко закрепленное к основанию, над ним скользит оргстекло или другое стекло по меньше, между ними тонкий слой смазки (стекла на столько ровные что и без смазки хорошо ходят, только собирать надо в 'чистом помещении', так как даже 1 пылинка может 'такое сотворить'...).

Удержание вверх - мне более чем достаточно гравитации, вакуумного и эффекта казимира (конструкция будет с максимум миллиметровыми щелями по бокам, и поверьте, вы не сможете разъединить два стекла приложенные плашмя так просто, мало того это даже будет проблема при обслуживании, например замене смазки)
А у Вас есть чем измерить получившуюся точность?
Да, под микроскопом итоговый результат (это будет что то типа 3d-принтера с кучей но..), разница между поворотами оценивается просто засунув итоговое изделие в офисный сканер/под микроскоп, до 0.01мм мне более чем достаточно, я этим уже пользовался, когда вычислял точное расстояние между двумя сопло самодельного экструдера, просто распечатав две полоски (серию чтобы при повторяемости оценить погрешность измерений).

20.07.2019 в 13:10
0

один с зубчатыми колесами под ремень, второй в противоположную сторону, в холостую, они уравновесят основное напряжение
Тогда будет создаваться перекос. Вы же не разместите два ремня на одном уровне.
не думаю что до 30см у рекламщиков будут большие проблемы
Рекламщики и не заморачиваются такой точностью, так что у них-то проблем не будет, а вот у Вас с их результатом - запросто :)
Шестерня не должна быть прямо такой точной
Если шестерня не будет такой точной, то не будет и поворота на точный угол :)
проблема больше нижнее кольцо с гладкой кромкой, которое будет удерживаться упорами из трех подшипников, там все неровности придется так и так стачивать самостоятельно, соорудив какой-нибудь станок (просто закрепить максимально точно по центру на подшипнике и приложив на жестком креплении шкурку вращать по дольше)
Оно-то так... Только кроме неровностей у Вас еще должна получиться идеальная окружность с допуском 0.1-0.05 мм. Это совсем не так просто как кажется. И опять же - а чем Вы вымеряете центр с точностью 0.1 мм?
Удержание вверх - мне более чем достаточно гравитации, вакуумного и эффекта казимира
Не забывайте - у Вас натянутый ремень будет выше или ниже боковых опорных подшипников, это усилие на перекос и совсем не факт, что при вращении оно не превысит перечисленные Вами эффекты :)
Да, под микроскопом итоговый результат (это будет что то типа 3d-принтера с кучей но..), разница между поворотами оценивается просто засунув итоговое изделие в офисный сканер/под микроскоп, до 0.01мм мне более чем достаточно
Получить точность (не повторяемость!) 0.01 мм на 300 мм поле - это довольно сложно и дорого. Получить на таком же поле точность 0.1 мм - проще, но тоже не дешево и не слишком просто. Китайскими комплектующими тут не обойтись. Если Вы сделаете измерительный микроскоп с точностью 0.01 мм на поле 300х300 мм, можете его продать тыщ за 500-700 и спокойно купить готовую прецизионную поворотную платформу :))

20.07.2019 в 17:38
0

Тогда будет создаваться перекос. Вы же не разместите два ремня на одном уровне.
Вы забываете что я горизонтальную точность у меня будет обеспечивать плоскость стекла, которую я могу сделать почти что сколь угодно большую, сколько позволит вообще размер изделия, хоть все 30-40см в диаметре, поверхность зеркала и стекол сейчас ОЧЕНЬ ровные, на столько что мне кажется можно даже о 0.001 думать (если без смазки) но мне вообзе вхватит и 0.1

Т.е. необходимо решить как исключить горизонтальные движения, а наклонов не будет от слова совсем. Плюс, размеры двух рядом расположенных блоков по высоте - 1 сантиметр, по ширине 20-30см, вы понимаете что рычак тут на столько мал что ни о каких серьезных нагрузках на наклон речи не идет.
Оно-то так... Только кроме неровностей у Вас еще должна получиться идеальная окружность с допуском 0.1-0.05 мм. Это совсем не так просто как кажется. И опять же - а чем Вы вымеряете центр с точностью 0.1 мм?
Пока это проблема, о чем я и говорю нужно делать станок для шлифования, что то что позволит выставить кольцо и центрировать его (это просто, выставляем упор так чтобы он чуть чуть касался кромки, вращаем кольца, до чирка - сдвигаем (3 винта под углами 60 градусов более чем достаточно), продолжаем крутить до тех пор пока касаний не будет - пододвигаем упор еще на долю миллиметра (еще один винт) и так пока не надоест.

Неравномерности из-за неточности лазерной резки убирать шлифованием, жестко зафиксированный точильный инструмент а потом

шкурка, закрепленная на упоре на этом вращающемся станочке. Мне ведь не нужно точно выдерживать конкретный радиус, мне только нужно чтобы он был везде одинаковый, а это легко сделать. 0.1мм это не страшные допуски, вполне подъемные для ручной обработки!

И еще, чем больше будут габариты кольца (диаметр) тем выше итоговая точность (меньше будут неточности лазерной резки влиять на результат).
Если Вы сделаете измерительный микроскоп с точностью 0.01 мм на поле 300х300 мм,
вас куда то не туда занесло, мне достаточно сделать несколько измерений в разных областях (под разными углами поворота) и точность мне нужна 0.1мм, точность же 0.01 это ИЗМЕРЕНИЙ которые мне доступны благодаря использования обычного оффисного сканера (ну ладно не самого обычного, а 14к и 9.6к точек на дюйм, который для сканирования негативов использовался), окей сейчас пересчитал, 0.02мм на пиксел.

20.07.2019 в 19:35
0

окей сейчас пересчитал, 0.02мм на пиксел.
Вы путаете разрешение с точностью.
Но да дело Ваше, я предупредил о граблях, а ходить по ним или нет - решайте сами :)

20.07.2019 в 19:51
0

нет уж сказали а скажите и б

использование 2д сканера как микроскоп вполне оправдано и позволяет проводить контроль на очень высоком уровне, равномерность поддается калибровке (я как то смотрел, пао всей ли площади размер пиксела один и тот же (сканируя линейку под разными углами), так не нашел заметных расхождений (больше проблема в том что такие грубые инструменты как обычная линейка имеют толстые линии плюс граница так или иначе размыта, т.е. смело несколько пикселов вычитать из точности), но когда речь идет о СРАВНЕНИИ результатов (ведь мне нужна повторяемость! а не точность в размерах) то можно даже половину пиксела смело считать (через полутона) за точность.

20.07.2019 в 21:49
0

Не, ну если по школьной линейке все ровно, тогда конечно, никаких проблем :)))) Наверное, производитель Вашего сканера поставил туда прецизионную механику соответствующего класса, просто забыл пару нулей к цене добавить.
Вы же, наверное, знаете, например, что дорогие фирменные ШВП класса С7 допускают погрешность до +-0.08 мм на 300 мм длины? А ременные передачи вообще не регламентируются по точности? Но в Вашем сканере конечно стоит ШВП не менее 5 класса :) И каретка там ездит по профильным рельсам такого же класса, которые закреплены на массивной станине с выверенной интерферометром точностью и углами.
Я попробую пояснить еще раз. Добиться погрешности не более 0.1 мм не так уж сложно. На 10 мм - вообще плевое дело. На расстояниях 50-100 мм - можно сделать. Но для расстояния 300 мм - это уже серьезная задача с довольно дорогим решением. А добиться абсолютной точности по двум осям на поле 300х300 мм - это уже и вовсе не для домашнего изготовления. Для этого нужны весьма дорогие комплектующие и инструменты. Можете зайти на любой форум ЧПУ-шников и спросить там 'Ребята, мне нужно сделать двухкоординатную механику для поля 300х300 мм с абсолютной точностью позиционирования не хуже 0.1 мм. Могу ли я использовать для этого обычный сканер?'. И увидите что Вам там напишут :)

20.07.2019 в 12:17
1

Если нет существенного ограничения по высоте, можно построить конструкцию на базе пары готовых подшипников с достаточным внутренним диаметром.

20.07.2019 в 12:52
0

практически все ответившие не увидели требование в статье - в центре отверстие минимум 100мм лучше больше, т.е. это должно быть кольцо

[IMG]https://em-intech.ru/wp-content/uploads/2019/01/chervyachnye-privody-wdsc-0420-00066-00-1024x609.jpg[/IMG]

20.07.2019 в 13:53
0

Набросал, чтобы было понятнее, что я имел в виду. На центральную опору поставить площадку какую нужно. Опора и подшипники могут быть заметно меньше, чем площадка. Два шарикоподшипника 40..60 мм диаметром примут и радиальные и осевые нагрузки.

20.07.2019 в 14:17
0

не поставить туда ничего, там конструктивно крепление должно быть к основанию

20.07.2019 в 13:12
0

еще раз. плясать от такого  [url]https://ru.aliexpress.com/item/32809466203.html
червяк напечатаете. 0.1 конечно фик получите, но хоть что то   

20.07.2019 в 14:19
0

Этот подшипник для удержания нагрузки вертикальной, у меня нет с этим особых проблем, а вот с горизонтальной.. по ссылке скорее всего туда-сюда шатается, и не указаны никакие точностиу продавца.

20.07.2019 в 21:31
1

ну вот тут у продавца все точности указаны https://www.newport.com/f/urs-precision-rotation-stages 

20.07.2019 в 21:36
0

наверное все же нужно было разжевывать да, что цена в моем случае критична.
зачем бы я стал заморачиваться с diy? а так да, выкладываешь несколько штук баксов и получаешь любой результат

20.07.2019 в 21:52
0

А Вы не задавались вопросом почему такая точность столько стоит, если ее может добиться любой (как Вам кажется), просто заказав резку деталей у рекламщиков и подправив после них напильником?

20.07.2019 в 21:54
0

а вот с ременной передачей, для примера. кое-что понятно из видео [url]http://www.standa.lt/products/catalog/motorised_positioners?item=397

20.07.2019 в 21:54
0

что цена критична итак понятно) но вы же не слушаете людей, которые эти штуки и в руках держали, и разбирали, и сами проектировали. Вам  6 минут повторяемость на  полуметровом блине за копейки нужна)       

20.07.2019 в 22:02
0

Постарайтесь меня понять, подавляющее большинство готовых решений имеет в параметрах рабочие массы - сотни килограмм, это СИЛЬНО очень сильно меняет отношение к тому как это изделие производится, из каких материаллов и почему такая цена.

Но в моем случае львиную долю требований можно ослабить, логично же что мне хочется за счет этого сократить расходы. Вы же не летаете на самолете в магазин да? ходите пешком, велосипед, максимум легковой автомобиль,.. это явно дешевле и доступнее да?

0.1 градус это очень ОЧЕНЬ слабенькое требование, вы что, и реализуется оно очень очень легко именно потому что метровые габариты (редуктором на базе простейшей ременной передачи, я даже думаю не использовать зубчатую, так как нагрузок никаких нет и пропуски так же не ожидаются), вот сдвиги в стороны вверх и вниз уже проблема.

20.07.2019 в 18:14
0

Если длина окружности к примеру 1000.28 мм, а шаговик даёт вам шаг 0.25мм - что будет на втором обороте для вас важно ?

20.07.2019 в 19:54
0

Нет, мне нужна не точность а повторяемость, разницу понимаете?

Необходимо чтобы данный диск останавливался в строго определенных положениях (по факту через каждые 30 градусов но если это будут другие значения, типа 31..29 то мне пофиг) с погрешностью хотя бы 0.1 (хотя хотелось бы конечно 0.05..0.02)

p.s. Грубый пример разницы - у вас два положения (поворотный экструдер), если бы вы вращали его сервомотором, то поворачивая его на определенные углы, точность повторяемости будет равна точности механики сервомотора, но если вы будете поворачивать экструдер до статичных упоров, пусть даже обычным не шаговым двигателем, то точность определят эти упоры. Вам не важно где именно останавливается экструдер, вам нужно чтобы он остановливался точно там же каждый раз, с разницей не больше оговоренной погрешности. А расстояние между экструдерами в разных позициях можно будет вычислить потом и заложить в слайсере простой калибровкой.

20.07.2019 в 20:07
0

по факту через каждые 30 градусов
Так не пойдёт ?
[url]https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%B8%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BC%D0%B5%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%BC
Нет, мне нужна не точность а повторяемость, разницу понимаете?
Вообще то изначальны вы именно точность и просили

20.07.2019 в 20:21
0

в строго определенных положениях (по факту через каждые 30 градусов но если это будут другие значения, типа 31..29 то мне пофиг) с погрешностью хотя бы 0.1
Вы понимаете что сложно понять что именно вы имеете ввиду ? Чего 0.1 ?

20.07.2019 в 21:45
0

В вопросе вообще то речь шла про угловую погрешность, с ее пониманием у вас надеюсь все хорошо?
Дальше, помимо погрешности при повороте, есть сдвиги - вот они не должны превышать оговариваемые 0.1мм

В вопросе я дал вариант ответа, который хотелось бы обсудить но само собой если будет другое решение то почему нет. Мой вариант позволяет решить проблему со сдвигами:
* вниз и вверх - точность выше требования, причем полагаю даже <0.01мм, т.е. шарнир на базе двух зеркальных колец способен выполнить поставленную задачу - это видно даже без измерений

* в стороны - это самое сложное в моем предложении, я предложил это решить самодельным станком, шлифующим до идеального круга (народ вручную линзы для телескопов шлифует и у них получается, а там требования ой как выше)

Остальные искажения типа кручения так же нивелируются тем что площадь шарнира очень большая

Теперь почему я загооврил про точность - это потому что речь шла выше об методике оценки погрешности в готовм изделии, исследуя результат (изделие) под микроскопом (оффисный сканер) и вот тут я могу смело сказать что мне хватило бы 0.05мм точности, хотя офисный сканер позволит обнаружить различия и с лучшей точностью.

20.07.2019 в 20:04
1

Подшипник 6924, внутренний диаметр 120 мм. Цена 500 рублей + доставка.

20.07.2019 в 21:51
0

хм, неожиданно низкая цена, везде где не смотрел цены на большие подшипники в несколько тысяч рублей

спасибо за направление поиска

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Регулировка натяга ремней Эндора

Еще про самодельный люминофор. Светящийся в темноте слоник

Сборная модель ЖРД ракеты Фау-2 (V-2)

Еще раз о стоимости 3D-печати и о программе для ее расчета на примере с картинками :)

Модель катера из PLA-пластика

Пылеотвод Шайтера