Обзор фрезера Weiss EM35

Уже некоторое время активно изучаю фрезер Weiss EM35 (альтернативная ссылка). Впечатления, как водится, неоднозначные. Ниже перечислю всё по-порядку вперемешку.

Тезисно

Шпиндель

Мотор 1.1кВт бесщёточный. Контроллер стандартный, коих много на маркетплейсах. Понижающая передача. Управляется сигналом 0..5В. И это необычно так как поголовно все ожидают 0..10В.

С этим связано наличие доп.платы-конвертера, которая превращает 0..10В от DDCS контроллера в 0..5В для платы управления шпинделя. Плата-конвертер имеет своё независимое питание 220В и, кажись, даже МК на борту. Зачем так сложно я не понял.

Привод шпинделя через зубчатый ремень и понижающую передачу. Зубчатый ремень в приводе - это очень спорное решение. При больших нагрузках (например, работа по стали торцевой фрезой с твердосплавными пластинами) ремень не может проскальзывать. Из-за этого он быстро растягивается, перестает попадать зубами в пазы шестерён и быстро выходит из строя. Поликлиновой ремень там бы подошел гораздо лучше.

Сервы

По X и Y стоят 80AST-AC04025. По Z стоит чуть больше 80AST-A1C04025. Разница в крутящем моменте: по XY - 3.8Нм, а по Z - 4Нм. В остальном это одинаковые 1кВт сервы на 2500 оборотов.

Привод серв во всех случаях через зубчатый ремень. Передаточное соотношение 1:1.

Всё это может выдавать подачи 2000мм/мин и выше. Только толку от этого никакого, ибо жесткости станка и близко не хватит для таких скоростей.

Контроллеры серв по XY имеют подключенный аккумулятор. Судя по документации он нужен для абсолютного счетчика шагов, который работает даже при выключенном питании. Это звучит очень круто так как может позволить делать хомминг осей без концевиков. Однако никаких намеков на реализацию этой системы нет. Просто если отключить серву от шлейфов и подключить обратно контроллер уйдет в ошибку и понадобится его хитрым образом сбрасывать из-за этого самого абсолютного счетчика.

Параметры серв для LinuxCNC:

STEPLEN    = 600
STEPSPACE  = 600
DIRSETUP   = 1000
DIRHOLD    = 1000
STEP_SCALE = 2000

При 500 в STEPLEN/STEPSPACE начинает пропускать шаги.

Голова

Чугунная с большими полостями. Ей бы веса побольше, чтобы вибрировала поменьше под нагрузкой.

Есть стандартная подача пиноли штурвалом и микроподача с электронной линейной. Но оба этих варианта только для ручных операций, так как ЧПУ управлять пинолью не умеет.

Ход пиноли - 7см.

Даже с полностью выдвинутой пинолью остаются 12см между шпинделем и столом.

Ластохвосты

Все хвосты на клиньях. Все поверхности шлифованы, но не шабрены. Нанесены микроканавки для удержания масла. Однако, каналы подачи масла профрезерованы по прямой, а не зигзагами.

Прижимные винты для фиксации каждой оси имеют бронзовые проставки.

ШВП

На всех осях стоят ШВП с одинарными гайками. Все три ШВП разные: X - 2005 правая, Y - 2005 левая, Z - 2505 правая. Из-за этого люфт (backlash) во всех осях разный: в районе 0.2мм по X-Y и конские 0.45мм по Z. Про Z будет отдельный пункт.

Так как станок изначально ШВП не подразумевал видны множественные “инженерные” решения. В частности:

По Y стоит защитная пружина на винте ШВП.

Усилие на винт передается через шпонку. В винте ШВП шпонка сидят туго, а вот шестерни ощутимо люфтят в шпоночном пазу. Это ведет к доп.люфту всего привода в режиме ЧПУ.

Ось Z

В ней наблюдается средоточие спорных инженерных решений.

ШВП в воздухе

Нижняя часть винта ШВП висит в воздухе. В целом, это неплохо, но сверху стоит обычный однорядный радиальный подшипник 62203. На него приходится вся осевая нагрузка. Подшипник не в восторге от такого использования и даёт добрых 2-3 десятки люфта между наружным и внутренни кольцом.

Решается это заменой подшипника хотя бы на двурядный. Люфт становится меньше десятки. Но понадобится цанговый съёмник так как иначе к подшипнику не подобраться.

Можно пойти дальше и поставить два радиально-упорных навстречу друг другу и сделать преднатяг, но для этого надо переделывать фланец в который посажен исходный подшипник так как его высоты под два радиально-упорных подшипника не хватит.

Пневмоцилиндр для головы

Вроде как полезная штука, голова самоходом не улетает вниз и на ШВП, который висит в воздухе, приходится довольно умеренное усилие. Но есть нюанс: пневмоцилиндр стоит внутри колонны параллельно ШВП и съедает добрых 5-7см хода по оси Z. Это вдвойне неприятно так как внизу хода очень не хватает и расстояние между шпинделем и столом ~19см. При выдвинутой пиноли - 12см. То есть на столе крепить что-либо не получится: либо удлинитель патрона ставить, либо поднимать заготовку.

В новой версии станка 2024-2025 года пневмоцилиндр вынесли наружу. Это решение тоже не идеально, есть как плюсы, так и минусы.

Так же, пневмоцилиндр добавляет ощутимую неравномерность при движении вверх по Z. То есть вниз голова идёт плавно, а вверх нужно приложить доп.усилие, чтобы сдвинуть её с места. Из-за этого получить низкую ошибку следования (f-error) при настройке ПИД в LinuxCNC крайне сложно… или вообще невозможно. Ступенька в десятку там почти всегда. Особенно её заметно при малых перемещениях от 1мм и меньше.

Система смазки

Она централизованная, но убогая. Шланги старательно протянуты до всех гаек ШВП и до всех ластохвостов. Но чтобы смазка фактически дотекла до всех этих соединений нужно прокачать пол-бачка. После этого до оси Z смазка еле дотечет, а в станине под осью Y будет озеро, о котором узнаешь только после полной разборки станка, снятия стола и подач X-Y.

Имхо, сделать 2-3 отдельных штуцера в разных частях станка и задавливать туда масло раз в пару дней - это сильно проще и надежнее чем постоянно думать думать “а дотекла ли смазка во все нужные соединения?”

Электрощитовая

Тут всё в полном порядке: DIN-рейка, автоматы, релюшки, кабель-каналы и кабель-менеджмент. Всё красиво.

На весь станок стоит шнайдер автомат С16.

На FWD и REV стоят отдельные релюшки, которые коммутируются с DDSC напрядением питания 24В. Забавно, что REV шпинделя стоит на M10 контроллера и это вообще не очевидно.

Тумблер переключения ручной-автоматический режим имеет своё реле, которое отключает сервы через SON и переключает регулировку оборотов с DDSC контроллера на резистор.

Концевики всех осей NPN. Собраны в один многопроводной кабель через слаботочную рейку.

Покраска

Чугунные детали покрашены неплохо. Краска сама не слезает. Все внутренние поверхности так же покрыты а-ля грунтовкой.

Всё что находится вокруг поверхностей скольжения (ластохвостов) слезает само по себе. Будто сначала отшлифовали и маслом закрыли, а потом решили покрасить.

Доп.детали, которые используются для монтажа ШВП не выдерживают никакой критики. Железки с развала засверленные как придется со слезающей краской. Ещё одно подтверждение, что станок изначально не под ЧПУ и не под ШВП делался.

Подстолье

Единственная часть станка, которая не вызывает никаких вопросов.

Толстенные стенки, отличная сварка, добротная порошковая окраска. Ящички и дверки не люфтят и закрываются как надо. Колеса с регулировкой высоты. Песня!