Macchine automatiche, perchè sono fatte tutte cosi?

Ciao
Riprendo questa discussione perche io ho un’officina meccanica ben attrezzata e rivendita di organi di trasmissione,a livello software elettronico so ben poco ma costruendo tutti i giorni macchine su richiesta del cliente….non avrei problemi a costruire una grattavetri automatica magari con l’aiuto vostro per quanto riguarda elettronica e progettazione.

Ho visto su youtube che in tantissimi usano questo tipo di macchinetta molto semplice da costruire,questo chiaramente se ho ben capito solo per sgrossare. Ma secondo voi è efficace?

Quella dei due filmati che hai postato è la macchina più semplice.
Ma con quella Gordon Waite ci fa tutto (sgrossatura, lucidatura e parabolizzazione).
Ha un motore solo, che trascina in rotazione indotta differenziale l’utensile, che deve avere un diametro in preciso rapporto con lo specchio in lavorazione; e che viene decentrato col criterio di farlo lavorare di più al centro, oppure in periferia, oppure in posizione neutra, per creare una buona sfera.
La macchina è chiamata FIXED POST, cioè a “palo fisso”, per via del suo principio di funzionamento che ho avuto occasione di descrivere con dettagli costruttivi, in un altro post che puoi leggere cliccando sul seguente link, con altri interventi altrettanto interessanti:
https://www.grattavetro.it/forums/topic/costruiamo-forse-il-piano-rotante/#post-8436

In altri diversi filmati di Gordon Waite troverai la sua sempre dettagliata descrizione di tutte le fasi della sua lavorazione, compresa la parabolizzazione che fa a mano sulla medesima tavola girevole.

L’efficacia della semplice macchina è data da tanti accorgimenti tecnici progettuali, dei quali parla nei suoi filmati.
Come nei due filmati che hai postato spiega (dal primo filmato che hai postato tu) il metodo di centraggio con precisione ripetitiva dello specchio sul piatto rotante; oppure la sempre differente posizione di inizio delle fasi di lucidatura (del secondo filmato che hai postato) dopo che ha smontato l’utensile per la solita operazione di ripristino delle scanalature della pece, ecc. I suoi filmati sono una miniera di informazioni, e quasi dei tutorials.

Buongiorno,
allora la mia idea èra di fare una macchina elettropneumatica.
Costruire un carro scorrevole guidato (su bronzine,pattini,rotelle o con quello che uno ha o trova)
dove la spinta delle braccia verrebbe sostituita da un attuatore pneumatico comandato da una elettrovalvola,poi si costruisce una ralla per far girare il piano di lavoro (anche con un vecchio cuscinetto) e ogni tot passate avanti e indietro si fa girare di ¼ o 1/6 o 1/8 il piano questo in base a quello che serve. La rotazione avverrà sempre con un attuatore pneumatico ,con la spinta in avanti fa girare la ralla e al ritorno si riarma pronto per il prossimo spostamento.
Con un semplicissimo plc si può inserire i dati di lavoro,per esempio ogni 10 passate la tavola fa uno spostamento
Questo sostituisce pari pari il lavoro dell’operatore. Scusate se sono stato poco chiaro ma credo che renda l’idea della cosa.

Trovo sempre interessanti le dettagliate descrizioni di Gordon Waite, che essendo destinate ad una macchina molto semplice, sono fondamentalmente valide per tutte le macchine che usano un piano rotante più o meno sofisticato. E quindi queste descrizioni mettono “la pulce nell’orecchio” di quali siano le difficoltà da superare nell’automatizzare più o meno il lavoro manuale.

Nel primo video che hai postato (quello della sgrossatura del 20″ F3,3), dice alcune cose istruttive, che, a chi come me piacciono i numeri, suggeriscono qualche considerazione tecnica.

Il primo filmato di Gordon Waite, è abbastanza recente. In esso lui stesso spiega alcune cose:
Innanzitutto dice che il blank che mostra dello specchio in lavorazione, gli è già arrivato con la faccia della curva “stampata a caldo” (con la procedura che ho trovato e si vede nelle ultime immagini di questo brevissimo filmato di quello che lui nomina come fornitore):

Il blank sfornato con la curvatura impressa dal punzone dello stampo è apparentemente quello di uno dei molti odierni telescopi catadiottrici commerciali (vedi anche la immagine del primo blank a sinistra a questo lik):
https://www.unitedlens.com/industries-astronomical/

Vediamo un po’ di numeri:
Diametro del disco di vetro grezzo 20” = 508mm; lunghezza focale (500*3,3)=1650mm, raggio della sfera origine di (2 *]1650)=3300mm = a circa 130”.

La superficie riflettente avrà però un diametro di circa 500mm perchè vi si detraggono i circa 6mm sempre indispensabili alla realizzazione dello smusso da 3mm, che è la prima operazione da fare, contro il pericolo di scheggiatura del bordo riflettente. Cosa che lui fa usando una fresetta a disco diamantata, mentre il piatto gira a 3 o 4 giri al minuto, cioè la velocità minima della macchina (quando in altri filmati lui specificava pure la massima prevista nelle sue lavorazioni che è di circa 60 giri al minuto).

Gordon dice che la superficie concava del blank ricavata alla pressa, è comoda per il risparmio di lavoro di scavo, e ne misura il raggio con lo sferometro, scrivendo suol vetro 117 pollici (mentre i definitivi dovrebbero essere 130), ma scrive anche altri valori nei dintorni,. Questo vuol dire che la superficie prodotta dalla pressa è più profonda, e non è omogenea, e andrà grattata con un utensile che la renda uniforme portandola anche al raggio 3300 desiderato, usando un abrasivo che lui sceglie molto “grossolano” con una grana 24 (chicco medio diametro 0,72mm alias 724 micron).

La freccia di scavo della curvatura avrà una profondità al centro specchio di
3300- radice di (3300^2 / raggio specchio^2)=
3300-radice di (10890000/62500) = 9,48mm, quindi molto profonda.

Mentre la profondità della freccia del blank, corrispondente al raggio 117”, è di 10,53mm, quindi di (10,53-9,48) = 1,05mm già più profondo del dovuto.

Quindi Gordon prepara l’utensile (di diametro solitamente per la macchina fixed post pari al 75% dello specchio, quindi lui usa un diametro 16”). Disegna un cerchio del diametro utensile e mette un foglio di polietilene autoadesivo sullo specchio con la colla rivolta in alto, e ci appoggia una serie di dadi paragonabili agli M12,. Chiude un nastro attorno al cerchio da 16” e lo mette attorno ai dadi, ed appoggiandolo sul foglio adesivo vi si incolla contro, e funge da contenitore del gesso da dentista con cui colerà l’utensile in gesso “vel-mix-die-stone-gypsum.” della KERR (vel-mix-die-stone-gypsum) in Italia:
https://www.kerrdental.com/it-ch/kerr-laboratory/gypsum

Il mio, comprato ad Asti, è dello stesso colora ma di un’altra marca e lo scelsi proprio non dei più duri perchè costava meno, senza sapere che andava pure meglio.

La consistenza del gesso per la colata dice di farla a occhio, in modo che sia pari a una crema un poco densa, con lo scopo di agevolare l’entrata del gesso nel foro dei dadi metallici; versata lentamente per evitare che i dadi si muovano. In seguito farà dei ritocchi riempiendo con cucchiaini di gesso liquido, i dadi rimasti parzialmente senza gesso nel foro.

Dice il vero quando afferma che il gesso si scalda molto (anche oltre i 100°) in fase di indurimento (che dura 45′), ed io commento che la cosa può essere critica per i vetri specie di poco spessore. Quindi è buona cosa, acquistare un gesso da dentista scegliendolo non di tipo durissimo (il riscaldamento pare che dipenda dalla durezza della qualità di gesso acquistata), conviene poi fare come feci io, una colata per verificare termometro alla mano a quale temperatura sale in fase di indurimento, perchè fra i mille dati che accompagnano quei gessi, non mi è mai capitato di vedere indicata la temperatura di solidificazione (che in effetti al dentista è inidifferente, mentre l’astrofilo potrebbe essere obbligato a preriscaldare.

Quindi Gordon prepara la macchina, dicendo che per ogni diametro da lavorare possiede un cerchio di centraggio meccanico che permette di rimettere lo specchio perfettamente concentrico nella stessa posizione dell’eventuale precedente smontaggio. E una volta che lo specchio è inserito nello spazio interno al cerchio, non ha nessun altro attrezzo di fissaggio, e il piccolo movimento che lo specchio può liberamente fare all’interno dell’anello di centraggio, aiuta a evitare l’astigmatismo (e io aggiungo, imitando l’approssimazione del lavoro manuale).

Il lavoro inizia con decentraggio zero dell’utensile, cioè solo tangente al bordo specchio, perchè all’inizio del lavoro specie con grane abrasive così grosse, c’è pericolo di scheggiature al bordo, e per questo carica un solo peso da 4kg e gira a 30 giri al minuto; poi aumenterà a 8kg e gradualmente a 40 e poi a 60 giri al minuto che è anche òla massima velocità fornita dalla macchina.

Ciao
Dalla modesta esperienza che ho avuto modo di acquisire nella progettazione e realizzazione di macchine per la lavorazione degli specchi nonché nel loro utilizzo non posso che confermare quanto già detto in passato, cioè che si tratta di macchine utilissime nella fase di sgrossatura, dove alleviano grandemente il lavoro ed accorciano i tempi di lavorazione. In questa fase ho usato varie configurazioni ma la migliore mi è sembrata quella con lo specchio sopra l’utensile di uguale diametro sotto con passate simili alla “cordale” che si effettua in manuale. Si scava molto velocemente ma con una sfera di scarsa qualità. Raggiunto un giusto grado di profondità solitamente aggiustavo la sfera alternando passate di 1/3 CoC specchio sotto utensile sopra e viceversa utilizzando l’abrasivo più grosso e controllando con lo sferometro il risultato. Quindi sempre con le passate di 1/3 arrivavo abbastanza rapidamente (1 ora o poco più per grana con lo specchio da 200mm) fino alla grana 1000 o anche alla 1200 dove solitamente arrivavano i problemi dei graffi che mi costringevano innumerevoli volte a tornare alle grane più grosse. Poi credo aver capito che con le grane più sottili bisogna assolutamente evitare di lasciar asciugare troppo le due superfici. Quindi passavo alla lucidatura con patina di pece e ossido di alluminio o di cerio fino al raggiungimento della sfera. In tale fase è stato molto utile il programma POLSIM. A tal proposito suggerirei a Giulio di disattivare momentaneamente l’antivirus e scaricare il programma salvandolo eventualmente su pennetta USB. La parabolizzazione è l’unica fase dove usando la sola rotazione (molto lenta) del piano sono intervenuto manualmente.
Come potete notare le configurazioni che ho usato nelle mie lavorazioni sono molto diverse da quelle suggerite da Gordon Waite. Con questo voglio dire che a mio avviso queste cambiano in funzione di ciò che si ha a disposizione. Io ho cercato di creare una macchina che potesse almeno a grandi linee riprodurre la lavorazione a mano, con possibilità di variare l’ampiezza ed il tipo di passata. Tempo addietro mi era anche venuta in mente l’idea di modificare questi parametri con dei motori passo passo controllati con arduino come appunto suggerito da uno di voi. Poi ho deciso di lasciar perdere. Con macchine tipo la mia gli errori sistematici sono molto limitati dai giochi meccanici che inevitabilmente si creano con costruzioni del genere fai da te. Quindi a meno che la macchina non sia lasciata lavorare per ore ed ore senza alcun cambio di setup vedo difficile che si presentino.
Come ho già avuto modo dire tempo addietro quando ho descritto la costruzione di detta macchina, io amo il fai da te, amo le sfide e amo imparare anche dai miei errori. Mi ci son voluti alcuni mesetti di tempo ma alla fine ci son riuscito ed ora son ben contento di averla a disposizione. Detto questo voglio dirvi che la costruzione non è banale e per chi inizia la lavorazione di uno specchio gli consiglierei di dedicarsi a quello e lasciar perdere la macchina. Anzi per chi è alla prima costruzione consiglierei anche di lasciar perdere i progetti faraonici e di iniziare con un 200mm o al massimo un 300mm in configurazione Newton.
Progetti tipo Cassegrain o simili oppure lavorazioni con diametri superiori ai 300mm sono difficili e spesso chi li intraprende senza alcuna esperienza precedente abbandona a metà dell’opera a causa delle difficoltà che prima o poi si presentano.
Il mio consiglio è: iniziate con piccoli progetti e portateli a termine se poi vi rimane la voglia potete sempre dedicarvi a qualcosa di più grande e impegnativo.
Quanto alle macchine non sono indispensabili, potete tranquillamente lavorare gli specchi a mano, ma se proprio ci tenete costruitene una che sia alla vostra portata e poi imparate ad usarla nel migliore dei modi.
Il manuale d’uso in questi casi non è fornito in dotazione ed facile che dobbiate scriverlo voi.
Giulio il sito da te indicato è molto interessante ed infatti su di esso ho letto parecchio quando ho deciso di realizzare la mia macchina che come avrai notato si somiglia parecchio alla Elgin Waineo li rappresentata. L’unica sostanziale differenza consiste nel fatto che il punto in cui è incernierata l’asta che collega il braccio oscillante con l’eccentrico io l’ho collegata con il perno che muove l’utensile o lo specchio a seconda dei casi, in modo da limitare lo sforzo del motore. Come avrete sicuramente intuito osservando l’ultima delle macchine rappresentate, ponendo un secondo motore con un eccentrico nel punto in cui è incernierato il braccio oscillante potrei trasformare la macchina in una Zeiss da molti considerata la migliore in questo campo almeno a livello amatoriale. Infatti se i due eccentrici ed il piano rotante sono mossi da tre motori diversi è praticamente impossibile che restino perfettamente sincroni fornendo quella casualità che impedisce la generazione di moti periodici tanto temuti, ma finora francamente non ne ho sentito la necessità.
Un saluto a tutti