Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Computer ControlsComputer Controls
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..

rafikAVR 21 Feb 2019 14:25 11385 13
  • Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..

    Witam
    przedstawiam swoją kolejną frezarkę CNC która nie dawno skończyłem .

    Przeznaczenie to głównie : frezowanie ,grawerowanie , cięcie w materiałach takich jak :
    - drewno
    - mdf
    - pleksi

    Założenia główne to : duże pole robocze połączone z sztywnością konstrukcji oraz dobrymi parametrami obróbki materiału .
    i tak się stało , pole robocze to :

    X = 1000mm
    Y = 1500mm
    Z = 190mm

    Wymiary zewnętrzne
    szerokość 1400mm
    długość 1850mm
    wysokość 620mm

    Pracę nad projektem rozpoczeły się w sierpniu 2018 ,budowę oraz gromadzenie elementów okolicę początku października 2018

    A więc tak

    Konstrukcja zbudowana z profili aluminiowych 60x60x30 (kształt litery L) dodatkowo profile pionowe 60x30 .
    Dodatkowo zastosowałem wzmocnienia pod kątem prostym wykonanym z aluminium 10mm co ułatwiło montaż całośc ,
    w tylnej części tylko zastowsowałem bęlę dodatkową wzmacniającą .
    W przedniej zrezygnowałem co nie wplyneło na sztywność konstrukcji, dzięki temu jest łatwiejszy transport materiału na blat roboczy.

    Blat roboczy to płyta wiórowa 22mm od spodu dodatkowo usztywniona i przykręcona do profili 60x30 zapobiegając ugięciu blatu .
    Mocowanie materiału do blatu odbywa się za pomocą uchwytów oraz śrub M8 do 176 muf w wcześniej nawierconych otworach w blacie oraz dodatkowo klejonych.

    Od wewnątrz samocowana jest pleksa 5mm jako osłona anty pyłowa .
    Po prawej cześci maszyny zamocowałem elektronikę za pomocą blachy aluminiowej 4mm + amortyzatory gumowe pod śruby do profili aluminiowych .

    Rama oparta jest również o profile aluminiowe oraz boki 20mm aluminium
    oś X
    wałki podparte na całej długości 20mm + łożyska liniowe
    napęd : śruba kulowa 2010 + wałki podparte 20mm + łożyska liniowe : silnik 4Nm
    oś Y
    napęd : 2x śruba kulowa 2010 + 2x silnik krokowy 4Nm
    oś Z
    Wałek podparty 16mm śruba kulowa 1605 oraz blacha aluminiowa 15mm , silnik 3Nm
    Na dolnym profilu zamontowałem 15 Led do oświetlenia .

    Elektronika :
    Sterowanie za pomocą raspberrypi bez pośrednio z GPIO ,wszystkie osie posiadają sterowniki TB6600 (orginalne) ustawione na podział kroku 1/8
    zasilanie : transformator 800VA 30V AC (DC ~42V)
    Sterowniki silników TB6600
    Wrzeciono 1.5kW chłodzone powietrzem , + falownik Sanyu z którym odbywa się sterowanie za pomocą RS485 z raspberrypi protokołem modbus
    Dzięki temu mam podgląd na parametry takie jak :

    Napięcie na szynie DC
    Napięcie wyjściowe
    Prąd wyjściowy z dokładnością 0.1A
    Zadaną częstotliwość
    Temperature falownika
    oraz pełną konfigurację parametrów falownika z poziomu oprogramowania którę napisałem na raspberrypi do sterowania całością

    Program do obsługi napisałem w delphi 7 a komunikacja z rPi odbywa się za pomocą TCP IP
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    PCB sterownika zawiera :
    16 wejść optoizolowanych
    16 wyjść OC 0.5A
    1 przekaźnik
    2 x Mosfet z PWM , 1 kanał dla sterowników TB6600,2 dla wrzeciona gdzie nie długo zdemontuję górną część montując w to miejsce wentylator + czujnik temperatury dla samego wrzeciona

    Maszyna osiąga przejazdy ok 6m/min co jest w pełni dla mnie wystarczające
    Poniżej zdjęcia (przepraszam że część słabo widoczna ,pracowałem głównie po nocach a aparat cieżko uchwycił to)


    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..

    Cool! Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    rafikAVR
    Level 16  
    Offline 
    rafikAVR wrote 342 posts with rating 71, helped 9 times. Been with us since 2013 year.
  • Computer ControlsComputer Controls
  • #2
    Janusz_kk
    Level 29  
    Nie napisałeś nic o kosztach, zdjęcia w lepszym świetle też by się przydały ;-)
  • #4
    locos1
    Level 12  
    Pokombinuj z większymi przyspieszeniami silników bo strasznie zamulają.
  • Computer ControlsComputer Controls
  • #5
    hawryszka
    Level 11  
    Ten filmik gdzie maszyna robi otwory. Optymalizacja kodu i mogłoby to pojechać zdecydowanie szybciej -przyspieszenia i prędkości przejazdu.
    Testowo zrób sobie konfiguracje linuxcnc tam można pobawić się rampami od prędkości, przyspieszeń i hamowania znajdziesz wymagane optimum.
  • #6
    pitsa
    Level 11  
    Wszystko ogarnięte samodzielnie. Wielkie brawa. :-)
    Opisz jak wygląda przygotowanie projektu, od rysunku do wczytania go do twojego programu i wysłania na maszynę.
  • #7
    szczepan999
    Level 11  
    Napisałeś, że "Sterowanie za pomocą raspberrypi bez pośrednio z GPIO".
    Moje pytanie - jaki soft siedzi w tym Raspberry że masz pewność że silniki krokowe nie będą gubiły kroków?
    Jeśli jakiś realtime linux - jest na tyle pewny że można sobie przy jego pomocy sterowac krytycznymi czasowo rzeczami jakimi są impulsy sterujące silnikami krokowymi? Czy może coś innego?
  • #8
    rafikAVR
    Level 16  
    Janusz_kk wrote:
    Nie napisałeś nic o kosztach, zdjęcia w lepszym świetle też by się przydały ;-)


    koszty to już tajemnica , niech 2 połówka o niczym nie wie :D ,lepsze zdjęcia wrzucę na dniach , po przeniesieniu maszyny w docelowe miejsce

    rs6000 wrote:
    Szacun za samodzielny soft do kontroli cnc. A w malinie co siedzi ?


    raspbian z kernel RT

    locos1 wrote:
    Pokombinuj z większymi przyspieszeniami silników bo strasznie zamulają.

    Już to zrobiłem , źle wygenerowałem Ścieszke narzędzia w aspire :/

    hawryszka wrote:
    Ten filmik gdzie maszyna robi otwory. Optymalizacja kodu i mogłoby to pojechać zdecydowanie szybciej -przyspieszenia i prędkości przejazdu.
    Testowo zrób sobie konfiguracje linuxcnc tam można pobawić się rampami od prędkości, przyspieszeń i hamowania znajdziesz wymagane optimum.

    j.w.

    pitsa wrote:
    Wszystko ogarnięte samodzielnie. Wielkie brawa. :-)
    Opisz jak wygląda przygotowanie projektu, od rysunku do wczytania go do twojego programu i wysłania na maszynę.


    na początku operuję w verctric aspire => generowanie gcodu a potem upload na rpi na SD
    szczepan999 wrote:
    Napisałeś, że "Sterowanie za pomocą raspberrypi bez pośrednio z GPIO".
    Moje pytanie - jaki soft siedzi w tym Raspberry że masz pewność że silniki krokowe nie będą gubiły kroków?
    Jeśli jakiś realtime linux - jest na tyle pewny że można sobie przy jego pomocy sterowac krytycznymi czasowo rzeczami jakimi są impulsy sterujące silnikami krokowymi? Czy może coś innego?


    raspbian + kernel RT
    impulsy generowane są przez timer z dokładnością 1ns ( ale po niżej 250ns już gorzej z jego dokładnością )
    Program pracuję na threads każdy z SCHED_FIFO , z tym że ten od sterowania silnikami ma najwyższe prio , server TCP ma najniższy i daje rade aby go odpytywać co 10mS o dane dalej dane z plannera lecą do wątku sterowania silnikami krokowymi za pomocą GPIO+DMA.

    To że nie gubią jestem pewien w 100% , ustawiłem osie w pozycji 0 (roboczej , nie maszynowej ) ustawiłem czujnik zegarowy do tulei wrzeciona zerując go,zapuściłem program do przejazdu po stole w losowe pozycje na koniec powrót na pozycje 0,0,0 .

    Odchyłka ok 0.018mm (luz nakrętek śrubowych)

    w następny weekend maszynka zmienia swoje miejsce pracy z poddasza gdzie teraz stoi oraz kończyłem soft dla niej , do garażu .

    Całość udokumentuje tutaj z nowszymi fotkami :)
  • #9
    freykarts
    Level 2  
    Zrobiłeś to sam?
  • #10
    ExtreMme
    Level 9  
    Poleciłbym teensy 4.1 z ide pod arduino. Tak samo się programuje ale mamy do dyspozycji 600Mhz zegar, który przy jednym takcie wykonuje 2 polecenia. Dodam, że można go podkręcić do nawet 1Ghz :) koszt to 150zł.
    Aktualnie piszę własny kontroler cnc do obsługi gcode.
    Fajna sprawa, bo skomplikowane obliczenia, które musi maszyna obliczyć przy profilu prędkości s-curve wykonane są w ciągu 7us gdzie interpolacja systemowa, ktora odpowiada miedzy innymi za odczyt z serial portu czy też sterowanie silnikami wykonuje się w pętli 10us.
    Dzięki czemu można wykręcić naprawdę szybkie ruchy osiami przy ustawieniu pulsów 1/16.
  • #11
    rafikAVR
    Level 16  
    Obecnie pracuje nad projektem sterownika na STM32F407 więcej info pojawi się tutaj :

    https://github.com/rafik84/xcore407i-CNC

    STM32F4 podkręcony do 240MHz pracuje stabilnie ,po za tym mocy obliczeniowej mam w nim aż nad to ;)

    Aby nie było że się lenie : kolejne 2 maszyny CNC
    większa pole robocze 800mm x 1250mm x 240mm(X , Y , Z )

    mniejsza 600 x 900mm x 280mm (X , Y , Z )

    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
  • #12
    ExtreMme
    Level 9  
    W moim przypadku 240Mhz to za mało.
    Poniżej zdjęcie mojego projektu , który ukończyłem.
    Niestety oprogramowania ,które mam na githubie nie udostępniam :)

    Frezarka CNC DIY , kolejna malinowa ..
  • #13
    rafikAVR
    Level 16  
    jako grawerka fajne , bo do frezowania raczej Ci się nie nada to (co tam widzę wałki nie podparte 8 -10 mm ? , brama za daleko pociągnieta do tyłu na wspornikach ) , 240Mhz do s-curve ? za mało ??

    xmega 32Mhz w tiny2 https://github.com/synthetos/TinyG ogarnia 7 stopniowy S-curve bez problemu z peryferiami
  • #14
    ExtreMme
    Level 9  
    A patrzyłeś w kod jak wygląda s curve profil na tym co piszesz? To nie jest prawidłowy sposób implementacji trajektorii tylko zwykła trapezoidalna kalkulacja i wstawione w odpowiednich miejscach kilka funkcji ,które imitują trajektorie w czasach t1 t3 t5 i t7. Na moim 800 MHZ mcu obliczenie całej trajektorii trwa 6us. Wiec taki TinyG liczyłby to pewnie w kilkadziesiąt ms. co uniemożliwiłoby płynne przejścia kolejnych ruchów. Co do mojego projektu os y jest na prowadnicach liniowych podpartych profilami 20x10 oraz na walkach fi20 i łożyskach sma20guuL. Oś x jest na walkach bez podparcia ale i tez na prowadnicy liniowej oraz oparta jest na tylnej ścianie kołem na łożysku. Może proste rozwiązanie ale skuteczne bo oś x oraz z jest sztywna.
    Oś z jest na 4 łożyskach czego nie zobaczysz na zdjęciu i również jest bardzo sztywna. Bez problemu mogę wycinać w aluminium z dokładnością do 0.00350 mm. Na plecach mógłbyś usiąść i byś jej nie wygiął :) bo dodatkowo mam dodane kątowniki żeliwne które łączą ściany boczne osi y z dolna płytą.

    Na początku bez poprawek oś x oraz y nie była tak sztywna..