Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Mitronik
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Frezarka CNC domowej roboty

M. S. 12 Sty 2010 15:33 119227 77
  • #1 12 Sty 2010 15:33
    M. S.
    Poziom 34  

    Frezarka CNC domowej roboty

    I znów frezarka.
    Tym razem konstrukcja metalowa, również oszczędnościowa, do obróbki materiałów miękkich. Oszczędność kosztów to rozrzutność pracy. Następnym razem skorzystałbym jednak z łożysk liniowych. Drożej, ale pracy mniej. Oszczędności dotyczą prowadnic, gdyż na każdej osi jest tylko jedna hartowana. W osi X stolik ustalają dwa łożyska toczne, które nie zmieniają położenia w osi X względem wrzeciona zapewniając optymalne podparcie. Oś Y ma drugą prowadnicę z profilu 20X20. Po wyszczotkowaniu profil ze składu stali uzyskał ładny metaliczny kolor. Oś Z posiada drugą prowadnicę z profilu aluminiowego. Szczegóły na zdjęciach. Z prowadnicami współpracują łożyska toczne kulkowe proste, Luzy kasowane są za pomocą łożysk dociskowych zamocowanych na dźwigniach, mocno przykręconych śrubami. Luzów wyczuwalnych zero!
    Śruby pociągowe to nagwintowane pręty M6 z hipermarketu. Zapewnia to mały koszt, skok 1mm/obrót i niewielkie opory tarcia. Zastosowałem silniki krokowe 0,4Nm (trochę podrasowane napięciem na ok. 0,6Nm). Podczas prób oś Z była w stanie unieść całą goła konstrukcję frezarki ważącą wtedy ok. 12kg! Tak więc siły jej nie brakuje. Śruby współpracują z nakrętkami pokazanymi na fotografiach. Nakrętki wykonane przy użyciu zwykłego gwintownika posiadają regulację luzu. Trwałość dla mnie w zastosowaniach domowych wystarczająca. Śruby sprzężone są z silnikami za pomocą węży z tworzywa sztucznego i podparte z obu stron na łożyskach kulkowych. Obudowy łożysk wykonane zostały z płaskownika.
    Konstrukcja ramy została zespawana z kątowników stalowych 50mm i 45mm o ściance 5 i 4mm. Rama została pomalowana proszkowo.
    Elektronika, umieszczona w całości pod stołem w dwóch obudowach, składa się z układu podłączonego do portu równoległego z całkowitą galwaniczną izolacją poprzez transoptory. Wzmacniacz sygnałów z portu w celu wysterowania transoptorów wykonałem na nieśmiertelnym ULN2803. Ta część jest zasilana z PC, a pozostała z zasilacza frezarki – wspólnego dla elektroniki i silników. Początkowo bałem się o zakłócenia, jak się okazało na wyrost. Każdy z silników posiada własny sterownik oparty na ATTINY 2313 (smd) napędzanym kwarcem 20MHz tak aby NA PEWNO żadne impulsy się nie gubiły :D . Tranzystorami wykonawczymi są IFR’y 510. Sterowanie standardowe – krok i kierunek. Dodatkowo zastosowałem kasetę sterującą do ręcznego ustawiania położenia osi. Po włączeniu sterowniki są zablokowane, więc niewrażliwe na to co dzieje się w komputerze. Za pomocą przycisku O/I zmuszamy frezarkę do posłuszeństwa względem PC. Sterowniki potrafią zapamiętać także jedno dowolne położenie wrzeciona, do którego półautomatycznie umożliwiają powrót unosząc najpierw oś Z, a później sterują odpowiednio osiami XY. Opuszczenie osi Z następuje do zadanego położenia po wciśnięciu przycisku. Steruje się tym za pomocą przycisku RESET (powinno być raczej HOME). Krótsze naciśnięcie sygnalizowane diodą zapamiętuje położenie, długie, aż do uruchomienia napędów powoduje poszukiwanie punktu 0,0,0.




    Zasilacz umieszczony w drugiej obudowie (tej z radiatorem) daje napięcie ok. 11V bez stabilizacji. Stabilizatory zasilają sterownik każdej osi oddzielnie. Zainspirowany konstrukcją poprzednika zastosowałem zasilanie silników poprzez źródła prądowe (to na radiatorze). Zapewnia to większą kulturę pracy silników minimalnie redukując osiągi. Przy sterowaniu półkrokiem prąd jest dzielony na dwie cewki więc silniki są mniej nerwowe. Sterowniki realizują po jednym impulsie z PC kolejno półkrok i krok, tak aby silnik zawsze zatrzymywał nie na pełnym kroku, co umożliwia wyłączenie mu zasilania w czasie 0,1s. od ostatniego impulsu bez niebezpieczeństwa zmiany pozycji wałka. Ogranicza to rozdzielczość do 200 impulsów na obrót, co daje mimo wszystko wystarczające dla mnie 0,005mm.
    Na zakończenie dodam, że frezarka ta do budowy wymagała jedynie podstawowych narzędzi. Nie ma tu mowy o żadnym toczeniu i frezowaniu, jedynie wiertarka, szlifierka i spawarka elektryczna. Poszczególne elementy posiadają luzy regulacyjne tak aby można je było skręcić śrubami ustawiając w zakresie nie mniejszym niż +/- 1mm. Koszt materiałów ok. 600zł. Wrzeciono 130W. Masa 20kg. Pole robocze to 330x360x170mm. Prędkość posuwów max 200mm/min. Frezarka nie posiada wyłączników krańcowych, dla mnie niepotrzebnych.

    Teraz zapraszam do oglądania zdjęć i filmiku.

    Frezarka CNC domowej roboty Frezarka CNC domowej roboty Frezarka CNC domowej roboty Frezarka CNC domowej roboty Frezarka CNC domowej roboty


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • Mitronik
  • #2 12 Sty 2010 18:24
    Legion69
    Poziom 10  

    Bardzo "atrakcyjna" konstrukcja, masa śrub i porządne spawy. Czym spawałeś?
    Czy mi się wydaje że trzy sterowniki przechodzą tyko do jednego ULN2803 ?

    Aktualnie jestem w trakcie budowy sterownika który można przełączać między PC LPT a sterowaniem ręcznym jak w twoim. Lecz brakuje mi regulacji prędkości. Ja planuje użyć generatora NE555 od 4-100 Hz, wolny wiem ale to tylko pod ręczne a PC to inna bajka bo idzie STEP z LPT.

  • Mitronik
  • #3 12 Sty 2010 18:57
    melon
    Poziom 26  

    M.S. jakim oprogramowaniem sterujesz swoją frezarkę?

  • #4 12 Sty 2010 19:05
    M. S.
    Poziom 34  

    Spawy wykonałem elektrycznie, elektrodą otuloną. Szlifierką zostały wyrównane, a dzieła dokończyło malowanie proszkowe, kryjąc mniejsze nierówności.
    Sterowanie ręczne nie musi mieć w moim przypadku regulacji prędkości, bo jak pisałem maksymalna prędkość jest mała, ponadto krótkie naciśnięcie przycisku powoduje wykonanie jednego kroku, a dopiero dłuższe uruchamia ruch ciągły. W przeciwnym razie zastosowałbym do budowy sterowników np. ATMEGĘ8, do której podłączyłbym potencjometr, lub napisałbym program, który przyspiesza ruch w miarę upływu czasu naciśnięcia przycisku. Pobieranie impulsów do sterowania ręcznego i z PC jest u mnie równoległe i nie musi być przełączania. Mikrokontrolery dają prawie nieograniczone możliwości.
    We "wzmacniaczu" LPT zastosowałem jeden ULN bo ma on 8 "kanałów" i dwa scalone transoptory po 4 szt. w kostce. Sterowanie wymaga zaś 6 kanałów - 3xkrok i 3x kierunek. Pozostałe 2 kanały można wykorzystać dowolnie, np. do włączania wrzeciona. Póki co tego nie mam bo w tak małej maszynie nie jest to potrzebne, może będzie w przyszłości.

    Frezarka sterowana jest Machem 3 lub STEP2CNC, a może być dowolny pracujący w trybie kierunek/krok na porcie LPT.

  • #5 12 Sty 2010 19:10
    Mr_T_
    Poziom 15  

    Gratulacje pomysłowej konstrukcji.
    Widać, że ładnie kombinowałeś mając tylko jeden pręt na jedną oś, ale widać że wybrnąłeś z tej sytuacji.

    Ciężko się dopasowywało elementy do spawania, żeby były pod kątem w odpowiednim rozstawie?

  • #6 12 Sty 2010 19:24
    M. S.
    Poziom 34  

    Jak pisałem, właściwie wszystkie elementy mogą być w stosunku do siebie ustawione z dokładnością co najmniej +/- 1mm. Dzięki temu można było trochę pofolgować z precyzją. Rama była przed spawaniem skręcona (być może widać na zdjęciach "niepotrzebne otwory"). elementy osi były spawane po przykręceniu do kątownika. Płytka - wózek YZ była projektowana komputerowo, bo brakło mi wyobraźni, żeby bezkolizyjnie upakować wszystko po obu stronach na jak najmniejszej powierzchni.

  • #7 12 Sty 2010 19:45
    model77
    Poziom 10  

    A jaki transformator został użyty w tej konstrukcji??

  • #8 12 Sty 2010 19:45
    yetihehe
    Poziom 12  

    Oś Z nie "giba" się dookoła te okrągłej prowadnicy? Tutaj chyba mogą być czasami spore wibracje, nie wygląda to zbyt sztywnie (oczywiście tylko pytam)

  • #9 12 Sty 2010 19:51
    pawelcb33
    Poziom 24  

    Ciekawa konstrukcja. Mam do ciebie pytanie, gdzie dostałeś nóżki te metalowe co masz w maszynie, bo szukałem w obi ale nie mogę znaleźć. A o takie same nóżki mi chodzi aby zamontować u siebie w maszynie.

  • #10 12 Sty 2010 20:45
    leo1
    Poziom 14  

    Gratuluje projeku. Mam pytanie: w jaki sposób są połączone silniki krokowe z tymi gwintowanymi prętami? To jakiś wężyk?
    pozdrawiam

  • #11 12 Sty 2010 20:47
    EBI056
    Poziom 15  

    Witam

    Gratuluję zacięcia, ale taka konstrukcja jest mało, a nawet bardzo mało dokładna.
    Taki sposób wykonania wózków jest delikatnie mówiąc nie dokładna.łożyska nie mają dolanie wykonanych faz, które Ty wykorzystujesz.
    Może jest to tanie, ale dokładność max 0,20mm

    Pozdrawiam

  • #12 12 Sty 2010 20:50
    M. S.
    Poziom 34  

    Oś się nie giba bo ma drugą prowadnicę, aluminiową, podpartą z obu stron łożyskami. Do prowadnicy przykręcone są uchwyty wrzeciona. Wibracje są raczej minimalne bo maszyna nie robi w materiałach twardych.

    Nóżki za niecałe 15zł. kupiłem w Ciastoramie.

    Transformator 50W 2x7,5VskAC.

    Cytat:

    Może jest to tanie, ale dokładność max 0,20mm


    Może nie dokładne ale powtarzalne. Kilkanaście przebiegów i nic! Maszynka ma mi ułatwić wykonywanie obudów do urządzeń elektronicznych, a tam nawet 0,2mm wystarcza - lepiej tym niż pilnikiem. Chyba jednak większe mogą być odkształcenia sprężyste elementów, dokładność wykonania skoku śrub itd, niż dokładność pracy łożysk, które, o dziwo, płynnie jeżdżą po prowadnicach. Faktem jest, że musiałem zmienić łożyska osi Z na inne, bo pierwsze były chińszczyzną z dolnej półki i zacinały się na prowadnicy. Ponadto prowadnice okrągłe muszą być twarde. Próby na zwykłych prętach ciągnionych zakończyły się koleinami :D
    Jest to wszakże urządzenie amatorskie.
    Cytat:

    To jakiś wężyk?


    Wężyk! Nawet dobrze daje sobie radę.

  • #13 12 Sty 2010 23:07
    nelik1987

    Poziom 31  

    Próbowałeś wykonywać tym płytki drukowane? Jeżeli tak to jakie efekty. Jeżeli to możliwe to proszę o więcej filmików podczas pracy

  • #14 12 Sty 2010 23:24
    M. S.
    Poziom 34  

    Nie. Pierwsze próby zrobiłem w wigilię. Teraz uczę się dobierać prędkości i frezy. Prawdopodobnie płytek frezował nie będę, bo termotransferem wychodzą mi bardzo dobrze i dość szybko. Laminat szklany jest też zjadliwy dla frezów. Jak się trochę oswoję to spróbuję wiercenia otworów. Najbardziej zależało mi na wycinaniu otworów w obudowach bo do tej pory korzystałem z wiertarki, pilnika noża, i kupy czasu. Teraz robotę mogę zrobić za pomocą puszki piwa :D

    Mój upload jest tak powolny, że materiał do tej prezentacji szedł ponad godzinę :cry: . Póki co filmów nie będzie.

  • #15 12 Sty 2010 23:59
    humungus
    Poziom 15  

    Witam
    Ostatnio na forum jest wysyp takich CNC.
    Tobie jak i innym trzeba pogratulować takiej konstrukcji. Punkt dla Ciebie.
    Osobiście codziennie w robocie widzę w akcji profesjonalną CNC, i przyznam że w twojej brakuje Ci tylko dodatkowych dwóch osi.
    Można by za ich pomocą pochylać narzędzie skrawające pod różnymi kątami.
    Ale do płaszczyzn to co wykonałeś to w zupełności wystarczy.

  • #16 13 Sty 2010 01:29
    rdt
    Poziom 24  

    bardzo staranne wykonanie - podoba mi sie
    ile zapłaciłeś za malowanie proszkowe ?? bo jeśli koszt całości to 600 zyli to ciekaw jestem jak wychodzi pomalowanie tego
    Z czego robiłeś prowadnice - kupowałeś wałek utwardzony do zastosowań cnc czy to coś innego

  • #17 13 Sty 2010 06:34
    M. S.
    Poziom 34  

    Prowadnice kupiłem bo muszą być twarde. Naciski od łożysk w zwykłych prętach żłobiły rowki. Malowanie proszkowe 30zł. (tyle mniej więcej ile puszka farby)

  • #18 13 Sty 2010 08:56
    Mr_T_
    Poziom 15  

    Napisałeś, że zamiast się bawić w takie konstrukcje to trzeba było zainwestować w łożyska liniowe.
    Pewnie interesowałeś się ceną tych elementów.
    Czy możesz powiedzieć ile by wyniósł koszt tych elementów do Twojej maszynki?
    Tzn po 2 pręty stalowe na oś i chyba po 4 łożyska liniowe.
    Chyba, że jeszcze znasz cenę śrub pociągowych trapezowych wraz z nakrętkami?

    Tzn. pytam się ponieważ przeszukałeś pewnie pól internetu, żeby znaleźć tani sklep:)

  • #19 13 Sty 2010 10:09
    19lukasz
    Poziom 15  

    Witam a od czego pochodzą silniki wykorzystane w tej frezarce?

  • #20 13 Sty 2010 12:49
    M. S.
    Poziom 34  

    Większość elementów można kupić u gościa o nicku PoltechCNC na All... . Jedno łożysko liniowe regulowane na wałek Φ16 jaki zastosowałem na osiach X i Y to obecnie koszt 10zł.+ przesyłka. Czy wystarczy jedno to musieliby napisać ci co je stosują. Ja pewnie stosowałbym dwa. Do tego należy zrobić lub kupić obudowę łożyska. Co do porządnych śrub trapezowych to nawet się nimi nie zajmowałem bo krokowce mam do nich za słabe. Chodzi tu o średnicę, która istotnie wpływa na niezbędny moment obrotowy.

    Silniki kupiłem używane na All... . Prawdopodobnie pochodzą z automatów do gier. Sztuka kosztowała mnie aż 6 zł.

    P. S. Koszt 600zł. szacowałem uwzględniając wszystkie kupione rzeczy. Jest w tym puszka farby, której zużyłem może 5%, są tam kątowniki, które posłużyły tylko do zespawania konstrukcji, są tam wiertła Φ12,13,16 których wcześniej nie miałem itp.

  • #21 13 Sty 2010 18:50
    blackrage
    Poziom 14  

    W jakis sposób łożyska trzymają się w tych obudowach z płaskownika ?
    Czy one są w jakiś sposób "wprasowane" np. na gorąco ?
    Czy między śrubą a łożyskiem jest duży luz ?
    Jakiej średnicy jest ta śruba i co to za łożyska ?

  • #22 13 Sty 2010 19:27
    henry57
    Poziom 11  

    Pisałeś, że prowadnice są utwardzone, ja mam pytanie jakiej są średnicy, oraz gdzie były kupione ?. Podobnie jak mój poprzednik pytam też o symbol zastosowanych łożysk.

  • #23 13 Sty 2010 20:06
    M. S.
    Poziom 34  

    Łożyska kupione na All... po złotówce. Dla osi XY średnica wewnętrzna 8mm, zewnętrzna chyba 22mm, oś Z odpowiednio 6, 19, śruby 6, 13.

    Łożyska śrub z jednej strony oparte są o podstawy osi (dospawane na końcach do prowadnic), a z drugiej strony (z zewnątrz) skręcone są nakrętkami - od strony silnika nakrętka samohamowna, z przeciwnej strony dwie zwykłe nakrętki skontrowane. Obudowy mają jedynie otwór 13mm tak aby ustalić położenie łożysk względem podpór. Nie musi to być spasowane na wcisk. Łożyska nie wypadną. W obudowach otwory mocujące mają średnicę 8,5mm, a przykręcone są śrubami M6. Można zatem regulować położenie łożysk względem podpór. Na tej zasadzie zrobiona jest większość regulacji. Dotyczy to także mocowania silników.

    Łożyska śrub mają średnicę wewnętrzną 6mm, a śruby są M6. Luzy kasują oringi podłożone od strony nakrętek. Jak się to wszystko wyreguluje to napędy chodzą cicho.

    Prowadnice XY mają średnicę 16mm. Dla osi Z 12mm. Kupiłem je na All... u gościa, którego nick podałem wyżej.

    Jeśli komuś nie zależy na tak długich osiach to prowadnice może wyjąć ze zużytych amortyzatorów z większych aut.

    Powiększcie sobie 4 zdjęcie.

  • #24 13 Sty 2010 20:41
    bojp
    Poziom 13  

    Czy nie lepiej było by zastosować dodatkowe łożysko toczące się od góry po drugiej prowadnicy (tej kwadratowej) w osi Y aby odciążyć prowadnice główną i uniknąć wygięcia? Po zdjęciach widzę, że długość każdej prowadnicy to ok. 0,5m.

    Mam też uwagę odnośnie małej modyfikacji, która poszerzyła by zastosowanie tej frezarki. Gdyby zastosować jeszcze czwarty silnik, który obracał by wrzeciono do pozycji 45° i horyzontalnej, po zastosowaniu odpowiedniej końcówki na wrzecionie można by tą frezarkę używać jako szlifierkę kontową.

  • #25 13 Sty 2010 22:41
    M. S.
    Poziom 34  

    Oczywiście można by i jedno i drugie. W moich zastosowaniach wystarczy jednak to co jest. Prowadnica pomocnicza osi Y początkowo miała być inaczej zamocowana tj. tak aby nie ograniczać skoku osi Z. Stąd te niepotrzebne otwory w niej. Niestety sztywność była mizerna. Po przeróbce z kolei płyta wózka YZ stała się nieoptymalna. Miałem zamiar to zmienić, lecz po pierwszych próbach uznałem to za dopuszczalne, co nie znaczy, że wózek w przyszłości nie zostanie przebudowany.
    Maszyna ma pracować w materiałach miękkich z frezami o średnicy ok. 2 mm. Taka obróbka nie wymaga nieskończonej sztywności.

    P. S. Prowadnica pomocnicza jest wykonana ze zwykłego profilu. Jeden z boków jest zgrzewany (lub spawany). Bok ten jest nieco odkształcony. Na oko tego nie widać, ale toczące się po nim łożyska pokażą swoje.

  • #26 14 Sty 2010 01:43
    slaff
    Poziom 15  

    Ten wężyk i uchwyty do rur nie poprawiają jej dokładności, tu nie mam miejsca na podatne elementy, wszystko na sztywno.

  • #27 14 Sty 2010 10:53
    Plaxsimo
    Poziom 13  

    Konstrukcja udana
    Przyczepiłbym się do połączeń elektrycznych na kostkę. Przy pracy takiego urządzenia są zawsze są jakieś wibracje i takie połączenia potrafią się rozkręcić.
    Dodałbym dodatkową śrubę na wsporniku aby nie pozwoliła uciec dociskowi. Również regulacja docisku będzie dzięki temu łatwiejsza.

    Frezarka CNC domowej roboty

  • #28 14 Sty 2010 14:11
    M. S.
    Poziom 34  

    Cytat:
    Ten wężyk i uchwyty do rur

    Pogadaj z moją księgową :cry:

    Co do śrub to pierwsze próby przeszły ok. Są to zwykłe śruby, mocno skręcone. W efekcie gwinty "stają się" samohamowne. W przypadku kolejnej regulacji praktycznie trzeba je wymienić na nowe.

  • #29 14 Sty 2010 21:46
    jarcys
    Poziom 22  

    Witam projekt godny naśladowania, moje pytanie to skąd wziołeś silniki krokowe, od czego się nadają , gdzie można kupić?

  • #30 14 Sty 2010 21:57
    M. S.
    Poziom 34  

    Silniki to STH-55D115-02 u "mesalina1973" na All... obecnie 10 sztuk do wzięcia.