3D/RM-IG: Zelfbouw CNC machine t.b.v. 3D/RM

[Jeroen van Tol]

Inmiddels hebben heel wat schetsjes van het toekomstige frame hun weg naar de prullenbak gevonden. Het gehamer op een degelijk frame (bedankt daarvoor! ) heeft er voor gezorgd dat ik erg kritisch op zoek ben gegaan naar plaatsen waar mogelijk speling op kon treden. Eerst zag ik het probleem niet zo maar op een gegeven moment viel eindelijk het kwartje: door met slechts één as een dergelijk breed portaal aan te drijven is de kans op scheeftrekken behoorlijk groter dan ik aanvankelijk dacht. (een 'proefje' met een bureaulade zonder bodem opende mijn ogen )

En zo kwam ik toch weer terug bij de tip van de heer van Ree: De y-as realiseren door het bed te bewegen...
In eerste instantie dacht ik dat je daarmee het bereik van de y-as ongeveer halveerde maar na wat beter kijken blijkt dat helemaal niet te kloppen. Ik had nl. de lagerblokken nagenoeg op de op de uiteinden van het bed getekend maar dat hoeft natuurlijk niet. Wanneer ik ze even ver uit elkaar hou als bij het portaal de bedoeling was verlies ik zelfs helemaal niets.

Nu ga ik ook maar meteen de tip van de heer Moors opvolgen door te kiezen voor 'overkill' want je zult natuurlijk zien dat ik anders na drie berichtjes wéér terug moet krabbelen, of erger nog, na het frezen van het eerste projectje!
Het werkoppervlak wordt kleiner zodat ik de lagers verder uit elkaar kan zetten. Ik hou de afstand voorlopig op 25cm (ipv de 15cm welke ik eerst in gedachte had). Zodra ik de geleiders binnen heb ga ik de boel eerst eens op een paar planken schroeven zodat ik even flink kan sjorren. En mocht het allemaal erg meevallen met de speling dan is het vrij eenvoudig om dit achteraf nog aan te passen.

Morgen met een fris hoofd maar eens een paar nieuwe tekeningen maken!

[Jeroen van Tol]

Het kostte even wat moeite om met het tekenpakket te leren werken maar hier is ie dan!



Ben ik nu een beetje op de goede weg?

[JAB van Ree]

Al met al zit je nu redelijk gelijk met de link die ik aanhaalde van CNCzone qua ontwerp
Ziet er al heel bruikbaar uit, maar wat ik hier zeker zou doen is die staanders meer zijdelingse stijfheid geven... je maakt je machine er misschien wat breder mee zonder werkoppervlak te winnen, maar het voegt zoveel toe qua stijfheid dat het mijns inziens de moeite waard is. Bedenk namelijk wel :

- Bij frezen in kunststof of hout frees je relatief snel (hoge voeding, hoge toerentallen) en zijn de krachten op de frees zeer laag. Een heel klein beetje speling of trilling is geen punt
- Bij aluminium frezen frees je nog steeds met hoge toerentallen maar al met minder voeding. Opspanning, speling ed beginnen nu al invloed te hebben, maar door met kleine stapjes qua diepte te werken kom je meestal wel goed weg
- Staal en RVS vereisen altijd maximale stijfheid en ieder foutje word genadeloos afgestraft met gereedschapbreuk en/of slecht oppervlak

(dit alles voor HSS frezen, als je per se vol hardmetaal wilt gebruiken ben je mijns inziens het hobby stadium reeds lang gepasseerd en kun je maar beter direct een profi machine gebruiken)

Mijn draaibankje (Emco Compact 8 kloon van Ferm) volgt ook perfect bovenstaande regel... de Chineze bouwers zijn her en der slordig geweest waardoor het ding in staal of RVS soms klappert door kleine spelingen op dwars- en beitelslede... wel op te lossen maar toch vervelend.

Wat grootte betreft : ik heb ooit een poging gedaan om een 3.5" werkende stoomlok te bouwen (NS3400 uit De Modelbouwer) Helaas, mede door gebrek aan tijd en machines, nooit verder gekomen dan de frameplaten van de tender maar zelfs die kon ik destijds nog op een machine met een redelijk bescheiden bereik van 600*250*200mm uitfrezen en die waren veruit het grootst van alle delen, na de
lokframeplaten dan.

Ik zou voor h0 en zelfs 0 schaal verwachten dat circa 300mm lang, 200mm breed en circa 50-100mm hoog meer dan voldoende zal zijn. A4 aan styreen frezen is al fors....

Wat software betreft : niets is beter dan, zeker in het begin zolang je alleen rechte lijnen, mooie circkels ed wilt en wat gaatjes wilt boren, om gewoon alles handmatig te programmeren. Leer het verband tussen de G-codes & M-codes, de diverse coordinatenstelsels, leer welke volgordes nodig zijn voor bepaalde routines ed... als je later naar CAD/CAM gaat herken je dan fouten in de gebruikte postprocessor veel eerder. En geloof me, (vrijwel) alle CNC besturingen en postprocessors bevatten fouten, de ene erger dan de andere.... tot aan foutief inverteren van assen toe.

[Jeroen van Tol]

Al met al zit je nu redelijk gelijk met de link die ik aanhaalde van CNCzone qua ontwerp

Wat zal ik zeggen... Eigenwijze mensen zoals ik hebben soms even tijd nodig...

Ik zal vanavond eens kijken hoe ik op een nette manier een stukje haaks op de zijkanten kan knopen. Aan de binnenkanten heb ik ook nog wat ruimte (bed is 20cm smaller dan de staanders) dus met een beetje geluk hoeft het niet eens breder te worden. Ook het bed zelf moet ik nog verder uitwerken. Ik zit te denken aan een framewerkje er onder om het eventueel doorbuigen van de zijkanten tegen te gaan, of misschien een dikkere plaat aluminium. Deze is 8mm maar ik heb eigenlijk geen idee hoe stevig dat is...

Op het profiel van de brug na ga ikhet frame eerst eens van MDF maken om te zien of het uiteindelijke ontwerp wel een beetje klopt. Bovendien ben ik erg benieuwd hoe ver je met een frame van MDF kunt komen. Er zijn vast meer mensen die zich dat afvragen in het kader van het budget...

Het volgende 'puzzeltje' waar ik tegenaan liep was een handige manier bedenken om het frame een beetje te kunnen stellen. Ik ben natuurlijk prima in staat om alles perfect recht en haaks in elkaar te zetten (ahum ) maar voor het geval ik een slechte dag blijk te hebben bij het boren van de gaten...

Is het voldoende als ik het brugprofiel kan 'kantelen' (voor- en achterover en omhoog / omlaag aan beide zijkanten) of is het beter als je ook de z-as apart kunt stellen? Dat laatste lijkt me wat lastig te realiseren namelijk...

[JAB van Ree]

Ik snap dat je graag eigenwijs bent (ben ik soms ook...), maar juist dat draadje laat enkele zeer vernunftige zaken zien (MDF onder voorspanning is veel stijver dan los) dus ik zou bijvoorbeeld zijn ontwerp voor de trekstangen lekker copieeren ) En ook zijn geleidingen ed zijn echt de moeite waard, spotgoedkoop en betrouwbaar.

Als je gewoon de beide staanders op elkaar klemt met boren, is de afwijking al minimaal. Verder kun je anders na montage je bed gewoon vlakken Of je zoekt iemand/een bedrijf met een freesbank of boormachine met coordinatentafel, monteert eerst het frame heel stijf en boort dan op de coordinatentafel de diverse kritische montagegaten, zit je zo binnen 0.02-0.05 mm. Dat zou voor de Z-as , samen met het kunnen kantelen van de brug, voldoende moeten zijn volgens mij.

En anders moet je aan de slag met iets als een zwenktaster om diverse zaken qua paralleliteit goed te krijgen. Boutgaten bieden meestal voldoende ruimte om 0.1-0.2 mm te kunnen verstellen.

Toen ik mijn RepRap bouwde heb ik veel speciale kalibertjes gemaakt : stukjes staal of aluminium staf van een vaste lengte met de beide eindvlakken glad en parallel (lang leve de draaibank!) Links in het frame schuiven en pasklem stellen, dan rechts idem dito. Op die manier kun je ook veel maten controleren.

Misschien dat het wel handig is om anders eens het boek "Geometrische Meettechniek" van ik meen Schut te lezen... daarin worden diverse methodes aangehaald om dingen als haaksheid, paralleliteit en vlakheid te controleren.

[Jeroen van Tol]

Aha! Ik zie waar het mis is gegaan... Het linkje naar cnczone wat je stuurde komt ergens midden in een verhaal terecht. Ik had naar beneden gescrolled en zag daar als eerste een klein geel machientje in een kist... Daar kon ik niet zo heel veel aan zien en je opmerking over 'opspannen' snapte ik al helemaal niet... Maar het draadje gaat helemaal niet over dat apparaatje zie ik nu... Ik snap hem helemaal! Zit me nu zelfs af te vragen of ik het uberhaupt in aluminium moet doen want dat ziet er behoorlijk degelijk uit!

Het alu profiel heeft zes doorlopende gaten dus daar kan makkelijk een zooitje draadeinden doorheen. En die onderbouw is veel eenvoudiger te maken (zeker voor mij want ik ben niet zo'n beste lasser) dan een stalen frame...

Terug naar de tekentafel...

*edit
Uhm, ook in het geval van het 'gele machientje' blijkt het om hetzelfde te gaan alleen valt het niet zo op... Tis net zo'n film die je drie keer moet zien voor je alle clues te pakken hebt!
Hier in ieder geval een link naar een duidelijk voorbeeld voor wie het in eerste instantie ook niet zag: http://www.cnczone.com/forums/diy-cnc_router_table_machines/109390-my_newest_desktop_machine-123.html

[Jeroen van Tol]

Zit ik me alleen nog af te vragen hoe je een gat van pak m beet 50 cm lang boort in een plaatje MDF van 12mm dik... Lijkt me nog een hele uitdaging!

[JAB van Ree]

Het is ook geen gat Hij freest sleuven in het MDF, zoals oa hier zichtbaar :



Met de alu plaatjes aan de buitenzijde verdeel je de spandruk over de hele doorsnede van die ligger.

Nog een tip (ik heb er ook al veel over zitten denken ) : hij freest uitsparingen halfdiep in het MDF. Je kunt ook meerdere dunne platen op elkaar sandwichen. Frees 2 op elkaar geklemde platen helemaal door qua uitsparingen, en maak 2 identieke platen zonder gefreesde uitsparingen. Sandwich die en je hebt de uitsparingen altijd perfect op diepte, de sleufbodem perfect haaks enzo... dan zit je nog minder met het moeilijk positioneren.

[Tjalling]

Hallo Jeroen,

Ambitieus project!
Naar aanleiding van de post van JAB van Ree heb ik al een heel stuk van het draadje op CNC-zone doorgelezen. Dat is echt de moeite waard!
Veel vragen worden daar al beantwoord, inclusief de verschillende experimenten en hun mislukkingen.

Het lijkt er wel op dat met de beschreven methode met MDF een leuke machine te maken is voor relatief weinig geld.

Groet,
Tjalling

[Jeroen van Tol]

Ik begin inderdaad steeds warmer te lopen voor dat voorbeeld!

Het ziet er behoorlijk degelijk uit, is 'beproefd', eenvoudig van opzet en ook nog eens 'betaalbaar'. (Al blijft dat laatste een rekbaar begrip...) En dan te bedenken dat ik dit linkje in eerste instantie helemaal verkeerd inschatte!

Deze week eens kijken hoe ik dat kan vertalen naar de spullen die ik al besteld had zonder het principe teniet te doen. Maar ik denk dat dat wel gaat lukken!

[JAB van Ree]

Het betaalbaar valt best mee... hij gebruikt geen dure kogelomloopspillen maar trapezium (met de rest van de constructie is kogelomloop eigenlijk zwaar overkill) Ik zou die misschien voor versie 2.0 bewaren, als je met 1.99 bent uitgespeeld of die versleten hebt

Steppers kunnen NEMA17 of NEMA23 zijn. Voor de electronica zou je om het te proberen denk ik met iets als een Sanguinololu wegkomen (alleen moet je dan de firmware grondig aanpassen maar dat ligt denk ik wel in jouw straatje ) zodat je voor circa 100 euro exclusief de voeding alle electronica rond hebt. Zie ook hier weer marktplaats voor gunstige NEMA17 motoren.

Voor de freesspindel gewoon een goedkope router van marktplaats om mee te beginnen,je kunt later altijd nog duurder doen. Of je kijkt eens bij Damen CNC naar een goedkope spindelmotor (maar dan moet je al wel in de honderden denken, een goedkope router van marktplaats is tientjeswerk alleen moet je dan ff opletten welke spantangen erbij zijn...oplopend 1-8mm is wel zo fijn!)

[J. Moors]

Zelf gebruik ik nu al een jaar of 5 een freesmotor van het merk Kress. Die zijn vaak te vinden op de duitse ebay onder de zoekterm "CNC".
Je kunt deze onder andere vinden via de volgende link: http://www.cnc-plus.de/index.php?cat=c57_Fraesmotoren-Fraesmotoren.html
Zelf heb ik de Kress FME 800 en ben er heel tevreden mee.

Nog even wat betreft de aandrijving voor de brug. Bij mijn machine is deze aangedreven via 2 spindels die via een tandriem aan 1 stappenmotor zijn aangedreven. Van scheeftrekken is daar dan ook geen reden en werkt al jaren goed.

Groet, J. Moors.

[Jeroen van Tol]

Ja het 'betaalbaar' was meer gericht op mijn iets te enthousiaste aankopen... Motoren en drivers had ik nl. ook al ('overkill')besteld. Ik heb nog even over de mogelijkheid nagedacht om weer zelf te gaan rommelen met de elektronica maar dat zou dan weer een project op zichzelf worden. En aangezien de rest van dit verhaal al een hele uitdaging voor me is...
 
Hoe dan ook, het draadje met de MDF machines laat goed zien wat met een beperkt budget al mogelijk is (was iemand trouwens het gedeelte over mallen en die-casting al opgevallen?). Misschien een geluk bij een ongeluk dat ik begonnen ben met duurdere spullen want het geeft onbedoeld wel de mogelijkheid om te bekijken of dat nou het geld waard was. (Kan de volgende weer wat van leren)

Trouwens, als het met MDF al zo goed blijkt te werken, hoe zou hetzelfde ontwerp in aluminium dan zijn? 'Overkill'

Ik had al naar freesmotoren zitten kijken (die lekker verwarrend onder de noemer "spindle's" op ebay staan) en had mijn zinnen gezet op zo'n chinees geval van 1.5kW... (Ik ben wel een beetje een 'made in China' apparaat aan het maken in Nederland )

Zeker ook weer wat overdreven...

[stig]

1,5kW, ik heb nog wel een frequentieregelaar voor je liggen... Wat ga je aandrijven? een opvoerbaan voor een aardappelrooimachine? 

[JAB van Ree]

1.5kW ? Wil je soms dwars door staal met 2-3mm snedediepte ofzo?

Voor kunststof , hout en aluminium heb je aan 500-800W al meer dan voldoende. Ik zou veel meer kijken naar
- regelbaar toerental
- opspanmogelijkheden, liefst alles van 0.5-8mm om zo universeel mogelijk te kunnen werken
- kwaliteit van de spindel lagering! Dit heeft vooral invloed op te behalen oppervlaktekwaliteit en levensduur van je gereedschap. Dus liever een lichtere spindel met prima lagers dan een zware spindel met grote run-out.