Gantry
completo.
FEA lineare statica del gantry del mule v3: spalle e trave reali, carrello X, slitta Z con sella a U e piastrina chiocciola 16 mm, master, testa 5045-style. Pattini, viti e ToolDock sono le molle calibrate D028; il telaio, la tavola e l'asse Y restano nel modello a travi D028. Rigidezza al dado ER11 rispetto alla base delle spalle, al centro corsa. Valori di progetto, non misure.
Quale parte del gantry pesa · sensibilità massima
| Reso rigido | X N/µm · cedevolezza tolta | Y N/µm · cedevolezza tolta | Z N/µm · cedevolezza tolta |
|---|---|---|---|
| Baseline diagnostica, mesh 6 / 12 mm | 0,79 | 0,65 | 2,03 |
| Trave + spalle | 0,87 · 9% | 0,73 · 12% | 5,08 · 60% |
| Carrello X | 0,93 · 14% | 0,77 · 16% | 2,26 · 10% |
| Slitta Z + master + testa | 1,25 · 37% | 1,07 · 39% | 2,47 · 18% |
| Accoppiamento ToolDock (3 sfere) | 1,15 · 31% | 0,87 · 25% | 2,06 · 1% |
| Pattini e viti X / Z | 0,91 · 12% | 0,71 · 9% | 2,29 · 11% |
| Solo la trave | 0,86 · 7% | 0,73 · 11% | 4,60 · 56% |
| Solo le spalle | 0,82 · 3% | 0,67 · 3% | 2,26 · 10% |
Upper-bound sensitivity: ogni riga rende quasi perfetto un solo sottosistema (solidi con E ×1000, oppure molle ×1000) e lascia reale tutto il resto, sulla stessa mesh del riferimento. La percentuale risponde a "quanto migliorerebbe al massimo il gantry se questo sottosistema fosse perfetto". Non è una ripartizione additiva: irrigidendo un gruppo cambia il percorso dei carichi, quindi le percentuali possono sommare a più (o meno) del 100%. Gruppo Z = slitta, piastrina chiocciola, master, receiver, mount, corpo spindle e albero; restano reali sfere ToolDock, cuscinetti, pattini e viti. La baseline diagnostica è la mesh 6 / 12 mm (0,792 / 0,648 / 2,030 N/µm): le diagnostiche sono calcolate su quella mesh; la testata usa la mesh più fine 6 / 10 mm, entro l'1,2%.
Dove si deforma oggi · energia di deformazione
| Gruppo (baseline 6 / 12 mm) | 150 N X | 150 N Y | 200 N Z |
|---|---|---|---|
| Spalle | 3% | 2% | 6% |
| Trave | 6% | 10% | 53% |
| Carrello X | 11% | 15% | 10% |
| Slitta Z + master | 22% | 27% | 17% |
| Testa (receiver, mount, spindle) | 14% | 12% | 1% |
| Pattini X | 2% | 1% | 2% |
| Vite X | 2% | 0% | 0% |
| Pattini Z | 5% | 4% | 1% |
| Vite Z | 0% | 0% | 7% |
| Accoppiamento ToolDock | 31% | 25% | 1% |
| Cuscinetti spindle | 4% | 3% | 2% |
Quota dell'energia di deformazione totale per gruppo (solidi dall'energia degli elementi, molle dalla loro energia elastica), sullo stato di carico reale. Seconda lettura, complementare alla sensibilità: la sensibilità dice quanto si guadagnerebbe al massimo rendendo perfetto un gruppo, l'energia dice dove la struttura si deforma oggi. Controllo: somma delle energie / lavoro del carico ½·F·u = 100,0% / 100,0% / 100,0%.
Gantry FEA ↔ D028
| Asse | Gantry D028 | Gantry FEA | FEA / D028 | Macchina D028 | Macchina con gantry FEA | Limite, gantry rigido | D032 min / progetto |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| X | 0,94 | 0,79 | 0,84 | 0,91 | 0,76 | 22,46 | 4,0 / 6 |
| Y | 0,94 | 0,65 | 0,68 | 0,79 | 0,57 | 4,90 | 4,0 / 6 |
| Z | 5,93 | 2,00 | 0,34 | 1,59 | 1,04 | 2,17 | 7,5 / 8 |
N/µm al centro corsa. Gantry D028 = cedevolezza del modello a travi senza telaio, tavola e asse Y (dalla ripartizione dell'energia); macchina con gantry FEA = gantry FEA in serie con quel resto.
Cosa c'è dentro.
Solidi dal mule v3 in CENTER: spalle scatolate e trave 80 × 140 incollate, con gli spessori sotto BK/BF X; carrello X a canale con la staffa della chiocciola X; slitta Z, piastrina chiocciola 16 mm e master con sella a U incollate; testa come nel pilota (mount 56 mm). Vincolo alla base delle spalle (faccia sulla traversa posteriore del telaio).
Molle D028: quattro pattini HGH15CA ZA X tra la faccia posteriore del carrello e l'impronta della guida sulla faccia della trave; catena assiale della vite X tra la staffa della chiocciola e il BK sulla trave; quattro pattini HGH15CA ZA Z tra slitta e impronta della guida sul carrello; catena della vite Z tra piastrina e BK Z; tre sfere del ToolDock; cuscinetti dello spindle. Nel mule il BK Z sta nella fessura del carrello senza attacco disegnato: si aggancia alle due facce della fessura (ipotesi MULE). Guide non modellate come solidi (rigidezza propria trascurata, a favore di sicurezza trascurabile).
Graduata.
Tetra quadratici, fine attorno a testa, slitta e carrello, più grossa su trave e spalle a parete sottile; locale 2,5 mm su sfere, collare, cuscinetti e naso.
| Fine / grossa | Elementi | Gdl | X / Y / Z N/µm | Soluzione |
|---|---|---|---|---|
| 6 / 12 mm | 133,062 | 723k | 0,792 / 0,648 / 2,030 | 192 s |
| 6 / 10 mm | 157,580 | 851k | 0,790 / 0,645 / 2,005 | 266 s |
Variazione massima della rigidezza tra la mesh più grossa e la più fine: 1,2% (entro il 5%).
Dove sta la cedevolezza nel modello a travi
| Sottosistema (D028, mule v3) | X | Y | Z |
|---|---|---|---|
| telaio | 4% | 5% | 18% |
| tavola | 0% | 9% | 48% |
| guide Y + vite Y | 0% | 2% | 7% |
| spalle | 2% | 1% | 3% |
| trave | 4% | 4% | 7% |
| guide X + vite X | 4% | 1% | 1% |
| carrello X | 18% | 12% | 5% |
| guide Z + vite Z | 8% | 6% | 6% |
| slitta Z | 7% | 13% | 1% |
| master ToolDock | 8% | 7% | 1% |
| accoppiamento ToolDock | 36% | 31% | 1% |
| testa (spindle + utensile) | 10% | 9% | 2% |
Quote di energia di deformazione del modello a travi al centro corsa: dicono dove D028 mette la cedevolezza; la FEA corregge la catena locale e il gantry, ma telaio, tavola e asse Y restano quelli di D028.
Rigenerare
python tools/fea/d031_gantry.py [--h 6 --coarse 12] (CadQuery, gmsh, CalculiX ccx): fea/d031/gantry.json e questa pagina; python tools/fea/export_results.py per le deformate 3D.