Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Frezarka CNC konstrukcja stalowa o polu pracy 400x400x120 mm oraz sterownik

kami111 02 Aug 2012 21:53 34131 23
Helukabel
  • Frezarka CNC konstrukcja stalowa o polu pracy 400x400x120 mm oraz sterownik

    Witam serdecznie szanownych Kolegów.

    Nadszedł czas, że mogę pochwalić się moją pierwszą frezarką.

    Założeniem przyjętym na etapie projektowania konstrukcji było wykonanie urządzenia relatywnie taniego umożliwiającego obróbkę drewna przy zachowaniu możliwości mało inwazyjnej późniejszej rozbudowy (np. zwiększenia prędkości roboczych).

    Jak widać na załączonych zdjęciach - rama została wykonana z profili 80x80x4mm oraz 60x60x5mm, co w świetle stawianych wymagań moim zdaniem zapewnia urządzeniu odpowiednią sztywność. Aby zapewnić minimalizację odkształceń po procesie spawania, powierzchnie bazowe były frezowane.

    W osiach X i Y zastosowałem wałki 20mm podparte na całej długości, a w osi Z wałki niepodparte 25mm.

    Uwzględniając ograniczenia budżetowe, jako napęd wykorzystałem śruby TR12x4 oraz po dwie nakrętki z brązu na oś dla zapewnienia minimalnych luzów napędu.

    Silniki widoczne na zdjęciach zostały kupione na znanym portalu aukcyjnym jako demontaż z jakiegoś urządzenia, parametry ich nie są mi znane ze względu, iż najprawdopodobniej były wykonane "dla projektu" jako krótka seria. Wiem tylko, że mają po 200 kroków na obrót i pracują poprawnie przy 1.2A przy 1/16 kroku. Ze względu na to, że silniki oraz śruby są rozwiązaniem przejściowym, jako sprzęgła zostały użyte kawałki węża hydraulicznego podwójnie zbrojonego oplotem stalowym, co - jak się okazało - sprawdza się wyśmienicie.



    Elektro-wrzeciono j PERKE 1.1KW sterowane falownikiem.

    Jako blat z powodu braku funduszy została zastosowana tymczasowo płyta tekstolitu, niestety o wymiarach nieco mniejszych niż możliwe do zastosowania.


    Obecna konfiguracja umożliwia pracę niestety z niezbyt zawrotnymi prędkościami, bo tylko do 1.5m/min przy zachowaniu dokładności poniżej 0.1mm, ale mimo wszystko jest się z czego cieszyć, ponieważ urządzenie funkcjonuje, a biorąc od uwagę, iż na obecnym etapie nie jest wykorzystywane bezpośrednio do zarabiania pieniędzy, to takie prędkości możliwe są do zaakceptowania.

    Film z pracy maszyny:

    -frez 6mm trzy przejścia w materiale 22mm sosna
    -prędkość ok 0.8 m/min

    Koszt budowy to ok. 3 tys. zł.

    Frezarka CNC konstrukcja stalowa o polu pracy 400x400x120 mm oraz sterownik Frezarka CNC konstrukcja stalowa o polu pracy 400x400x120 mm oraz sterownik


    Maszyna pracuje ze sterownikiem własnej konstrukcji opartym o znane układy TB6560AHQ oraz optoizolacji opartej na szybkich transoptorach w liniach krok kierunek typ H11L1 oraz zwykłych pc807 na pozostałych liniach. Mostki układów sterujących silników zasilane są napięciem +30V, natomiast pozostała część urządzenia pracuje przy +5V. Dodam tylko, iż tego typu konfiguracja sprawuje się wyśmienicie.

    Zdjęcia sterownika postaram się dołączyć jutro.

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    kami111
    Level 17  
    Offline 
    Has specialization in: radiokomunikacja
    kami111 wrote 331 posts with rating 143, helped 19 times. Live in city Podlasie. Been with us since 2005 year.
  • Helukabel
  • #2
    siurdack2moderator
    Level 10  
    Czy frezarka pracuje poprzez interfejs LPT czy USB? Mógłby kolega dać parę zdjęć sterownika.
  • Helukabel
  • #3
    Spacewalker
    Level 33  
    Powiedz mi, czy te łożyska z prowadnicami jakie masz , pracują lekko i bez luzowo ? Robiłem ostatnio jeden statyw, kupiłem kilka łożysk liniowych z aukcji. Fi16 to się wogole nie nadają, luz jak diabli, z kolefi Fi10 takie sztywne, rusza się jak by co jeden ząbek. W każdym razie na frezarke CNC nie nadalo by się to bo nigdy by luzów nie wykasował.
  • #4
    Nathir
    Level 15  
    Widzę, że ten element z wrzecionem ma skręcane elementy. Sam wierciłeś? Jak są zamocowane wałki osi Z? Zaciskane śrubą w tej grubej blasze? Czym są sprzęgła? Obudowy łożysk(obrotowych, na śrubach) robione własnoręcznie czy kupne?
    Czy śruby są stoczone na potrzeby osadzenia łożysk?
    Jak ułożono sąsiednie wałki by były równoległe? Otwory pod podpórki wiercone jakąś frezarką czy po prostu dobra miarka i dobry majster?
    Pytam tak dużo, bo sam w ubiegłą zimę wykonałem frezareczkę z profili stalowych na 12 suwnicach szufladowych. Koszt ok. 200zł bez 'wrzeciona'. Niestety posłużyła jedynie na prezentację na dniach otwartych szkoły, frezując wzorki i napisy w pomalowanej sklejce, miała być do PCB, lecz trochę zbyt chwiejna, czeka obecnie na fundusze przeróbkowe :)
    Zdjęć mało po prostu :P
  • #5
    gervee
    Automation specialist
    kami111 wrote:
    Aby zapewnić minimalizację odkształceń po procesie spawania powierzchnie bazowe były frezowane.



    Chyba niedokładnie coś napisałeś? Raczej powinno być: "z powodu odkształceń w procesie spawania po tej operacji powierzchnie bazowe były frezowane". Czy może mylę się?
  • #6
    krzysztofh
    Level 29  
    gervee wrote:
    kami111 wrote:
    Aby zapewnić minimalizację odkształceń po procesie spawania powierzchnie bazowe były frezowane.



    Chyba niedokładnie coś napisałeś? Raczej powinno być: "z powodu odkształceń w procesie spawania po tej operacji powierzchnie bazowe były frezowane". Czy może mylę się?


    Czy po, czy z powodu nie ma tu specjalnego znaczenia.
    Istotne jest, że taka elementarna czynność musi być wykonana, aby zapewnić poprawna prace maszyny. Najlepiej jest jeżeli można to wykonać na frezarce, która wykona frezowanie powierzchni dla podparć wałków osi X i Y z jednego ustawienia konstrukcji.
    Trochę mało dokumentacji kolega zamieścił. Może dało by się wykonać lepszej jakości zdjęcia bo na obecnych niewiele widać.
    Na prezentację konstrukcji mechanicznych lepsze jest forum CNC, a tu przydało by się pokazać także część elektroniczną.
  • #7
    dominon
    Level 18  
    Witam. Konstrukcja wygląda bardzo solidnie. Osiągi skoro Ci wystarczają to dobrze. Mam tylko takie pytanie czy planujesz rozbudowę o wyciąg do trocin, wiórów, opiłków i wszelkich odpadów które na filmiku sypią się spod wrzeciona na wszystkie strony? Druga sprawa że górna śruba czyli bodaj oś X jest cała odsłonięta i będzie się tymi odpadkami brudzić/oblepiać co może wpłynąć na niezawodność urządzenia jak i dokładność jego pracy. Masz już może pomysł jak to rozwiązać? Wyciąg załatwi znaczną część problemu ale zabezpieczyć i tak by się przydało.
  • #8
    cnc4you
    Level 10  
    Zabezpiecz śruby trapezowe przed pyłem, bo długo nie popracują. Konstrukcja sprawdzona i ładnie wykonana. Dodaj krańcówki i czujnik wysokości narzędzia (najprostszy z PCB wystarczy) i zbieraj na śruby kulowe. Na nich uzyskasz większe prędkości.
  • #9
    qba3
    Level 12  
    Mam pytanie odnośnie połączenia bramy ze stołem jest skręcane i czy śruby są pasowane(co jest chyba kiepskim pomysłem? czy połączenie jest kołkowane
  • #10
    submariner
    Level 32  
    Bardzo fajna konstrukcja, cnc4you po co większe prędkości przecież na tych i tak nie może frezować z max. prędkością. Dla konstrukcji , które wykorzystywane są sporadycznie nie zarobkowo bez sensu jest wydawać kasę na śruby kulowe. Precyzji większej też nie uzyskasz. Dobrym rozwiązaniem są nakrętki poliamidowe praktycznie nie zużywają się.
  • #11
    kami111
    Level 17  
    Witam

    Przepraszam za brak odzewu, postaram się odpowiedzieć na wszelkie pytania

    Macie racje iż elektroda jest odpowiednia bardziej do przedstawiania konstrukcji elektronicznych, aczkolwiek uważam iż każdy elektronik powinien mieć w sobie żyłkę konstruktora nie tylko układów elektronicznych ze względu na specyfikę elektroniki która nieraz jest integralną częścią urządzenia i bez znajomości zagadnień budowy mechanicznej nie ma możliwości pełnego zrozumienia działania części elektronicznej.

    W związku z tym cichłbym także szerzej przedstawić sterownik który tak jak i frezarka jest moją pracą dyplomową do obrony której właśnie się przymierzam.

    Frezarka CNC konstrukcja stalowa o polu pracy 400x400x120 mm oraz sterownik

    Frezarka CNC konstrukcja stalowa o polu pracy 400x400x120 mm oraz sterownik

    Frezarka CNC konstrukcja stalowa o polu pracy 400x400x120 mm oraz sterownik

    Do obsługi maszyny wykorzystywane jest dedykowane do tego celu oprogramowanie MACH3.

    Sterownik komunikuje się z komputerem w oparciu o znane już wzorce poprzez port LPT odseparowany jest w pełni galwanicznie i może bezproblemowo pracować do częstotliwości 100kHz.

    Sterowniki silników są oparte układy scalone firmy toshiba TB6560ahq i tu skorzystałem ze schematów zawartych w
    notach katalogowych układów istotnym problem był odpowiedzi projekt płytki gdyż przy zbyt cienkich ścieżkach okazało się ze układ w momencie włączenie potrafi się spalić czego doświadczyłem po czym płytka została przeprojektowana i działa wyśmienicie, mimo złych opinii krążących w sieci o tej kości muszę przyznać iż stosunek ceny do możliwości wypada bardzo dobrze.

    Całość zasilana z transformatora toroidalnego o mocy 200VA i napięciu 24V

    Oczywiście sterownik zawiera opóźnienie załączania zasilania mostków w układach scalonych.

    Urządzenie umożliwia sterownie trzema osiami przy prądzie do 3.5A a także posiada cztery wejścia które można dowolnie wykorzystywać, pozwala także na sterownie wrzecionem oraz chłodziwem.


    Czas na odpowiedzi

    Podstawa wrzeciona W osi Z jest skręcana, elementy cięte wiercone, frezowane były we własnym zakresie, korzystając z wiertarki stołowej oraz tokarki która służyła jako frezarka. Wałki osi Z są przykrócone śrubami M8 która w połowie znajduje się w płaskowniku jest bez gwintu pasowana na wcisk, co zapewnia odpowiedzią sztywność.
    Problemem było wywiercenie precyzyjne otworów pod śruby ale udało się.

    Śruby napędowe zostały stoczone na końcach do rdzenia na wymiar 6mm pod łozysko.

    Połączenie bramy ze stołem jest skręcane ośmioma śrubami M10 a także dla zapewnienia odpowiedniej precyzji zostały zastosowane po dwa kołki ustalające na stronę.

    Odciąg wiórów oraz krańcówki, prowadnica przewodów zamiast peszla, czujnik długości narzędzia są planowane ale najpierw musze skupić się na dokończeniu pisania pracy oraz obronie :D
  • #12
    User removed account
    User removed account  
  • #13
    kami111
    Level 17  
    Masz kolego racje urządzenie nosi znamiona "prowizorki" aczkolwiek nie zaprzeczam ze jest to po części zamierzone :D , urządzenie wraz z falownikiem docelowo znaleźć się ma w metalowej szafie pod maszyną i na obecnym etapie jest to prototyp do testów i uważam ze do tych celów zupełnie wystarcza taka forma.

    Mostek jest obciążony prądem max do 9A co nie powoduje nadmiernego grzania i uważam ze radiator nie jest konieczny.

    Radiatory sterowników oraz ułożenie płytek jest to rozwiązanie jak mówiłem tymczasowe na czas testów. Zamierzałem zastosować większą obudowę ale w sklepach do których miałem dostęp takowej nie posiadali, a zależało mi wtedy na czasie;)
  • #14
    User removed account
    User removed account  
  • #15
    kami111
    Level 17  
    Obudowa komputera myślę ze zdała by egzamin aczkolwiek maszyn znajduje się w warsztacie stolarskim gdzie nie da się uniknąć dostania się do wnętrza mało szczelnej obudowy komputera pyłu i kurzu co może być zabójcze dla elektroniki.

    Docelowo myślę o zastosowaniu tego typu obudowy o wymiarach wystarczających do umieszczenia sterownika oraz komputera.

    Frezarka CNC konstrukcja stalowa o polu pracy 400x400x120 mm oraz sterownik
  • #16
    pikol
    Level 11  
    Ja do tego wszystkiego dla pewności dodałbym jeszcze wyłączniki krańcowe na każdej osi, bo masz wolne wejścia, to tylko jest urządzenie a w razie awarii może uchronić od zepsucia.
  • #17
    erick999
    Level 12  
    Witaj. Też buduję taką frezarkę tylko o mniejszym polu roboczym.

    Szukam sterowników i przyznam, że podoba mi się Twoja skrzyneczka.
    Mógłbyś załączyć projekty sterowników, płytki???

    Silniki bipolarne masz? bo nie doczytałem się.
  • #18
    guko1
    Level 11  
    Dobra konstrukcja,gratulacje.
    Co do sterowników to dla tych co nie chcą wyrzucić w błoto kilku stówek na układy lub przy mocniejszych silnikach na mostki H to polecam sterownik 3 osiowy do silników unipolarnych ze strony autora Toma McWire-a
    instructables.
    Zalety?
    -taniej już nie można :D (12x Nmosfet z wylutów ,gniazdo LPT(czarne)1 zł,kilka oporników, zenerka,3 żarówki samochodowe -zwykłe, kilka kondensatorków )
    -działa od pierwszego podłączenia
    -zasilanie z zasilacza komputerowego(u mnie kręci silnikami 1,35NM 3A /Faza)
    -nie grzeje się (bo co ma się grzać :D)
    wady?
    -tylko podłączenie unipolarne 6 lub 8 przewodowe silniki
    -trochę tracimy na momencie
    -trochę tracimy na obrotach
    -brak półkroku(choć ten półkrok to przereklamowana sprawa-tak na prawdę to silnik mający 200 kroków na obrót prawidłowo działa właśnie przy 200 krokach-już słyszę krzyk guru cnc)
    Do amatorskich zastosowań zupełnie wystarczy,no ale jak ktoś chce to może na same stery wydać nawet 1000 złotych a efekt może być mizerny.
    Nie słuchaj dobrych rad w stylu kup śruby kulowe po 4 stówki za komplet bez obróbki,kup stery po 1000zł i koniecznie silniki po 20NM,Twoja konstrukcja na pewno przebija alledrogowe g... z tolerancjami z nieba,z "precyzyjnymi" wałkami,które trzeba prostować (jak to gdzieś przeczytałem to się załamałem)
    Albo jak łożyska które "trzymają" wymiary-te kosmiczne z każdą inną kulką i są robione zgodnie z normami w garażu w prowincji "Ping" . Nie dajcie się zwariować.Smutna prawda jest taka,że jak ktoś chce zbudować ultra precyzyjną frezarkę to musi wywalić na samą konstrukcję naście tysięcy i na pewno nie nadają się do tego alledrogowe podzespoły.
    Jeszcze raz brawo,świetna stabilna konstrukcja-przynajmniej na taką wygląda.
  • #20
    kami111
    Level 17  
    Witam kolegów ponownie jeśli chodzi o mój sterownik o muszę przyznać ze jego praca pozytywnie mnie zaskoczyła, o układach TB6560ahq krążą mało pochlebne pinie, a to ze się "palą", są przyczyną gubienia kroków itp. Wynika to ze złych doświadczeń związanych z konstrukcjami chińskimi opartych na tych układach, których wszędzie jest pełno i do tego w bardzo niskich cenach ( co jest tanie nie koniecznie jest takie dobre).

    Koszt budowy mojej wersji sterownika na tych kościach, wyniósł ok 300-400zł uważam że nie jest to wyrugowana kwota biorąc pod uwagę parametry.



    Schematy oczywiście upublicznię aczkolwiek chyba dopiero po obronie, aby sobie nie zaszkodzić przypadkiem;-)


    Serownik który przywołałeś jest to konstrukcja bliźniacza do ssk-b1 sprzedawanego przez akcesoria cnc.
    http://www.akcesoria.cnc.info.pl/sterownik_silnika_krokowego_sskb01.htm

    działać będzie pewnie całkiem nieźle, aczkolwiek ja nie jestem zwolennikiem "ładowanie wszystkiego na jedną płytę"
    czasem taka oszczędność miejsca może być przyczyną wielu uszkodzeń w momencie awarii które przy budowie modułowej nie miały by miejsca.

    Pozdrawiam :D
  • #22
    kamil24094
    Level 10  
    Pytanie do autora, może troche głupie :
    czy frezareczka dała by rade wyciąć z polietylenu dość dokładnie detale 0 wymiarach 4x6x2?? i w środku otwór?
  • #23
    kami111
    Level 17  
    Witam

    Nie frezowałem takiego materiału aczkolwiek uzyskanie takiej precyzji (mowa o milimetrach) nie jest problemem.
  • #24
    Adam Pluta
    Level 10  
    Kiedy obrona, pytam bo chciałbym spojrzeć na schematy.Też mam w zamiarze zrobić podobną konstrukcje, narazie zbieram dokumentację.