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

Frezarka górnowrzecionowa CNC

grzechu9009 04 Sty 2016 11:27 6144 7
  • Witam wszystkich forumowiczów.
    Chciałbym zaprezentować Państwu konstrukcję frezarki górno-wrzecionowej CNC.

    (Na wstępie zachęcam wszystkich przeglądających o pobranie pliku PDF z załącznika gdzie jest dokładny opis wraz ze zdjęciami)

    Frezarka górnowrzecionowa CNC

    Nie jest to projekt nowoczesny ani innowacyjny, lecz mój, własny, unikatowy i niezwykle prosty, więc dlaczego nie zaprezentować go na łamach forum?
    Konstrukcja powstała „z nudów” bo być może kiedyś, gdzieś, komuś się przyda… i przydaje. Można z powodzeniem frezować w pleksi, sklejce, mdf, laminacie używanym do produkcji PCB, poliamidzie.
    Frezarkę napędza wrzeciono oznaczone jako mocy 400W. Posiada ono uchwyt na tulejkę ER. Montuję do niego narzędzia fi 3.175mm. Jest zasilane połączeniem dwóch transformatorów połączonych równolegle ze starych drukarek igłowych dających napięcie 42V. Można by pokusić się o kontroler PWM dla wrzeciona sterowany z programu na PC lub chociaż układ miękkiego startu ale puki co musi zostać tak jak jest.

    Frezarka górnowrzecionowa CNC

    KONSTRUKCJA
    Całość zamontowana jest na ramie z profili stalowych. Rama osi X jest dodatkowo podparta „od tyłu” zastrzałami z płaskownika pod kątem 45*

    Frezarka górnowrzecionowa CNC

    Oś X tworzą wałki liniowe średnicy 15mm ze wspomnianych wcześniej drukarek igłowych wraz z elementami karetek. Do napędu zastosowałem śruby trapezowe 16x4. Wykorzystane są tutaj tuleje ślizgowe połączone płaskownikiem tworzące w ten sposób miejsce dla osi Z.

    Frezarka górnowrzecionowa CNC Frezarka górnowrzecionowa CNC

    Oś Z opiera się na wałkach liniowych fi 8mm po których ślizgają się łożyska liniowe w obudowach z przetoczonych na odpowiednią średnicę wewnętrzną nakrętkach. W nakrętkach na jednym z boków, prostopadle do łożyska jest nagwintowany otwór 5mm dla śruby mocującej oprzyrządowanie osi. Napęd jest przenoszony przez śrubę trapezową 10x2 i tak jak w osi X, nakrętka na śrubie jest przetoczona na płasko w jednej części obwodu a w niej cztery otwory 4mm. Całość jest przykręcona do płaskownika który z kolei umożliwił dalszy montaż i niewielką regulację.

    Frezarka górnowrzecionowa CNC Frezarka górnowrzecionowa CNC Frezarka górnowrzecionowa CNC

    Oś Y to wałki liniowe 12mm oraz łożyska również zabudowane w technologii XXIIw czyli w nakrętkach jak przy osi Z :D Na łożyskach spoczywa płyta 10mm z blaczy kotłowej (tylko taką udało mi się tanio dostać) Blacha okazała się jednak krzywa na rogach (cięcie gilotyną) więc byłem zmuszony dać coś ponad to, co wyrówna mi powierzchnie gdyż frezowanie w PCB wymaga dokładności. Padło na gruba płytę wiórową, zamocowaną na czterech spręzynach co umożliwiło mi regulację (pochodzenie nieznane, prawdopodobnie są to spręzyny zaworowe ale dosyć miękkie) Napęd jest przenoszony przez śrubę trapezową 16x4. Nakrętka jest przykręcona do kątownika (widać na zdjęciu) a ten z kolei (przez trzy sruby fi6 co umożliwiło mi ustawienie nakrętki względem śruby) do stalowej płyty.

    Frezarka górnowrzecionowa CNC Frezarka górnowrzecionowa CNC Frezarka górnowrzecionowa CNC Frezarka górnowrzecionowa CNC

    Napęd każdej z osi stanowią używane silniki krokowe Minebea zasilane 19v które są połączone ze śrubami wysokiej klasy niemieckim sprzęgłem z węzyka zbrojonego :D

    Frezarka górnowrzecionowa CNC

    Krańcówki awaryjne oraz pozycjonowanie każdej z osi odbywa się poprzez czujniki indukcyjne (fi12 bo były tańsze)
    Cała elektronika, sterowniki silników, zasilacze i interfejs LPT to moja konstrukcja. Wykonałem je metodą termo transferu. Sterowniki silników są oparte o układ TB6560. Całość zapakowana do starej obudowy ATX skróconej o połowę ;)
    Urządzenie jest wyposażone w wyłącznik bezpieczeństwa „grzybek”, który odcina całe zasilanie i daje sygnał do programu na PC o wciśnięciu tego przycisku.

    Frezarka górnowrzecionowa CNC

    Kasowanie luzu na osiach jest programowe.
    Do sterowania używam darmowej dystrybucji LinuxCNC zainstalowanej na starym komputerze z kartą PCI>LPT.
    Dokładność przy podziale kroku 1/1 (max 1/16) to 0.02 (faktyczna nie tylko z wyliczeń) ale gorzej z powtarzalnością… wprawdzie gołym okiem początek i koniec wycinania dajmy na to koła pokrywają się, ale nie jest to aż tak dokładne. Luzy są różne w różnych częściach śruby, czujniki indukcyjne inaczej działają w zależności od temperatury, ale myślę, że faktyczna powtarzalność, mimo niezbyt sztywnej konstrukcji to przy dobrych wiatrach jakieś 0.05 mm. Przynajmniej z frezowania PCB tak by to wynikało, jednak nie frezuję PCB ze względu na uciążliwość podczas lutowania i to, że laminat dosyć często dostaję krzywy z wybrzuszeniami, gdzie przy cienkiej warstwie miedzi i zagłębieniu freza 0.3mm w jednym miejscu tnie samą miedź a w innym zagłębia się w laminat a przy frezie V ścieżka często robi się zbyt cienka. Obecnie jeżeli chodzi o pcb używam tej maszyny do wiercenia otworów.



    KOSZTY:
    znikome…
    stary komputer – to miałem
    karta LPT 35zł
    czujniki indukcyjne ok 9zł/szt
    częsci do zbudowania PCB ok 150zł
    profile stalowe i płaskowniki 30 zł
    wrzeciono 300zł
    Kable i przewody 10 zł
    Płyta stalowa i drukarki – flaszka ;)
    Łożyska, wałki i nakrętki ok 50 zł

    Pole robocze 245x240mm
    Unoszenie osi X poprzez zastosowanie płyty wyrównujacej to tylko 35mm

    Materiał obrabiany mocuję za pomocą ścisków stolarskich. Od współrzędnych XY,00 na dolnej płycie wychodzą w kierunku obu osi kątowniki aluminiowe do których „dopycham” obrabiany materiał i frezuję.

    Zanim ktoś skomentuje, że można to zbudować szybciej, lepiej, profesjonalniej, że to partactwo i druciarstwo proszę wziąć pod uwagę, że ładowanie pieniędzy w amatorski sprzęt i kupowanie gotowych obudów łożysk, profesjonalnych prowadnic, sprzęgiej, płyt szlifowanych, gotowej elektroniki to żadna sztuka… Myślę, że sztuką jest zrobic coś tanio i z części ze śmietnika 

    POZDRAWIAM!

    Polecam ściągnięcie pliku PDF z opisem i zdjęciami w formie miniartykułu.


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • #2 04 Sty 2016 13:17
    oskar777

    Poziom 25  

    Bardzo fajna konstrukcja, chociaż na osi Y ja myślałem dać do łożysk liniowych ceowniki a w nich zalane łożyska liniowe. Śruba trapezowa wisząca w powietrzu dla Y to nie jest dobry pomysł.
    Możesz powiedzieć jak się spisuje ten chiński silnik do wrzeciona (hałas, drgania, bicie itd) chciałbym takie coś kupić zamiast kresa na początek.

  • #3 04 Sty 2016 13:30
    grzechu9009
    Poziom 11  

    Sruba Y jest podparta tylko od strony silnika. Wczesniej mialem ja podparta na drugim koncu co zreszta widac na zdjeciu po otworach ale zrezygnowalem z tego rozwiazania gdyz bez tej podpory silnik lzej kreci. Co do wrzeciona to uchwyt nie ma duzego bicia. Nie chce teraz sklamac ile wynioslo kiedy sprawdzalismy ale miescilo sie zgodnie ze specyfikacja. Nie jest bardzo glosne, powiedzialbym ze calkiem znosne. Jedyna wada to grzanie sie. U gory ma dekiel z niby turbina, ale kiepsko to chlodzi. Latem musialem dokladac dodatkowy wentylator, ale bylo 30 w cieniu ;)

    Zapomnialem dodac ze obudowy lozysk srub napedowych sa zrobione z plaskownika z wytoczonym otworem i wcisniete

  • #4 04 Sty 2016 19:49
    drzasiek
    Specjalista - Mikrokontrolery

    Cześć.
    Bardzo podobają mi się konstrukcje wykonane po taniości i z byle czego.
    Chciałbym zobaczyć film.

    A teraz uwagi:
    -mocno zaniżyłeś koszty, za 50 zł to nawet nie kupiłeś wszystkich nakrętek z brązu a co z resztą? silniki krokowe? Łożyska toczne, liniowe? śruby napędowe? prowadnice? zaciski? tulejki? sterowniki silników? podkładki? Śruby do skręcania i nakrętki? Takie rzeczy nie leżą na ulicy tylko ktoś je kupuje i to jest właśnie koszt wykonania maszyny.
    -stosując jedną nakrętkę twierdzisz, że masz dokładność 0.02 mm? Nie widzę liniału albo enkodera więc programowe kasowanie luzu nie działa podczas obróbki bardziej skomplikowanych kształtów niż linia prosta. Zakładając idealną sztywność i bezluzowość wszystkich pozostałych elementów dokładność możesz zdefiniować w kilku dziesiątkach mm a nie setkach.
    Przykręcenie prowadnic na cienkiej nakrętce i śrubie umieszczonej centralnie? Przecież to się gnie na pewno pod palcem.
    I wiele wiele innych.

    Oczywiście jestem pełen podziwu że starczyło ci motywacji do końca.

  • #5 04 Sty 2016 20:09
    grzechu9009
    Poziom 11  

    Faktycznie, zapomnialem doliczyc silnikow po 10 zl/szt. Nakretki na srubach mam stalowe, troche tansze. Doliczmy wiec jeszcze 50 zl. Sterowniki robilem sam, wycenilem na 150 zl. Prowadnice dostalem razem z drukarkami na zlomowisku za flaszke wodki, tuleje slizgowe byly w zestawie ;) Co do kasowania luzu tez mam zastrzezenia. 0.02 mierzone mikrometrem a wskazania porownywane z tymi w programie. Nawet przy nawrocie dodaje odpowiednia ilosc krokow jednak nie w kazdym miejscu sruby luz jest taki sam o czym pisalem. W opisie nie pisalem nic o obrobce aluminium czy stali a miekkich materialach wiec sztywnosc jest wystarczajaca. Postaram sie o film. Aktualnie nie mam nic nagrane :)

  • #6 04 Sty 2016 20:20
    drzasiek
    Specjalista - Mikrokontrolery

    Ale nawet w miękkim materiale, luz występujący na śrubie napędowej/nakrętce jest nie do wykasowania programowo przy skomplikowanych kształtach bez sprzężenia zwrotnego typu liniał lub enkoder na śrubie.

  • #7 04 Sty 2016 20:53
    landy13
    Poziom 29  

    drzasiek napisał:
    luz występujący na śrubie napędowej/nakrętce jest nie do wykasowania programowo przy skomplikowanych kształtach bez sprzężenia zwrotnego typu liniał lub enkoder na śrubie.
    Zgoda jeśli chodzi o liniał. Ale enkoder na śrubie nic nie da. Luz jest poza enkoderem. Pomógłby przy luzach na pasku, sprzęgle czy jakiejś przekładni. Czymś, co jest między silnikiem a śrubą.

  • #8 04 Sty 2016 20:59
    drzasiek
    Specjalista - Mikrokontrolery

    landy13 napisał:
    drzasiek napisał:
    luz występujący na śrubie napędowej/nakrętce jest nie do wykasowania programowo przy skomplikowanych kształtach bez sprzężenia zwrotnego typu liniał lub enkoder na śrubie.
    Zgoda jeśli chodzi o liniał. Ale enkoder na śrubie nic nie da. Luz jest poza enkoderem. Pomógłby przy luzach na pasku, sprzęgle czy jakiejś przekładni. Czymś, co jest między silnikiem a śrubą.

    Oczywiście!!! Rozpędziłem się. Chodziło mi o sprzężenie zwrotne, oczywiście enkoder na śrubie jest przed luzem.