3-akselinen CNC-jyrsin kouluprojektina

[essoo]

Tervehdys,

Tarkoituksenani olisi rakentaa kouluprojektina 3-akselinen CNC-jyrsin. Projektin rahoitus selviää vasta elokuun aikana, mutta ajattelin, että olisi hyvä alkaa jo suunnittelemaan projektia. Budjetti tulisi olemaan todennäköisesti noin 2000€ ja tähän rahaan pitäisi sisällyttää kaikki muu paitsi lineaarijohteet, niiden kelkat sekä työt ja runkomateriaalit. Eli tuolla summalla pitää saada cam-softa, jyrsimen ohjausohjemistot, servot/askelmoottorit, kuularuuvit, karamoottori yms yms.

Laitteen työstöaloiksi olen alustavasti miettinyt 300 x 450 x 200mm. Laitteen tulisi pystyä työstämään puuta, mdf:ää ja alumiiniä (pienellä lastulla riittää). Tarpeina löytyy jo tosiaan THK:n 20mm lineaarijohteita ja niihin kelkkoja tarpeellinen kasa. Runko mallina olen miettinyt tämän tyylistä: . Nyt ainakin suunnitelmissa on, että valmistaisin rungon teräksestä, hitsauksen jälkeen jonkinlainen jännitteiden poisto ennen työstöä jne jne. Tarvittaessa alarunkoon betonia täytteeksi.

Olen lukenut foorumia joka suuntaan, mutta tuntuu että tietoa on tullut jopa liikaa vastaan. Liikkeisiin voimaa antamaan haluaisin ehdottomasti servot, mutta taitaa budjetti paukkua samantien yli rajojen. Tällainen setti tuli vastaan mkuivamaen projektia lukiessa, http://www.impulsecnc.nl/en/webshop/closed-loop-stappenmotoren/nema-34-4-nm-inclusief-driver-detail. Taitaa tuollakin mennä budjetti överiksi kaikkien tinkausten jälkeen?

Mihin tarkkuuksiin porukka on päässyt noilla perus askelmoottoreilla?

Olisiko ohjaimista fiksuin ratkaisu (ja helpoin) tuo USBCNC ( http://www.edingcnc.com/products.php?productid=55)?

Karoista lueskellessani sain sellaisen käsityksen, että nämä ovat hintaansa nähden jees kamaa: http://www.ebay.com/itm/water-cooled-spindle-motor-2-2kw-VFD-set-/250532286917?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item3a54e351c5? Onko tuo sopivan kokoinen mainitunlaiseen työstöön vai riittäisikö pienempikin moottori, esimerkiksi 1,5kW?

Mistä kuularuuvit kannattaisi tilata, ne haluaisin tilata suoraan oikealla mitoilla päädyt koneistettuna ja kuinka isot niiden tulisi olla halkaisijaltaan?

Kiitos vastauksista jo etukäteen.

-Esa

[timopen]

En oo aikaisemmin kommentoinut näitä router-tyyppisiä ratkaisuja, mutta nyt kun muutaman oluen olen ottanut niin uskallan avautua tästä yleisesti käytetystä rakenteesta. Miksi noi sivutuet on jäyhyydeltään (tässä yhteydessä käytännössä siis jäykkyys, koska materiaali on isotrooppinen kuitenkin) aina noin epäsymmetriset. Eli nyt puhutaan siis noista pystylevyistä... toiseen suuntaan "hemmetisti" taivutusjäyhyyttä ja toiseen on "pirun vähän" (mittasuhteet...), luulisin, että XY-akselit haluttaisiin teoriassa samanlaisiksi? Kaiken kruunaa vielä mallit missä noi sivulevyt porataan täyteen reikiä, että se varmasti syö sitten sitä poikittaisakselin jäykkyyttä mahdollisimman paljon...

No siis minä ehdotan, että tee noi pystytuet profiilista, mikä on yhtä jäykkää eri suuntiin, eli pyöreä tai neliö (ja kohta joku laittaa kuvan jostain pursotetusta alumiiniprofiilista, mikä on mitoiltaan 10x100 ja I on kummankin pääakselin ympäri sama [no siis on niitä muitakin kuin pyöreä profiili]), putki tai umpi. Putki varmasti fiksumpi ja sen voi valaa täyteen betonia :-)

- Timo

[essoo]

En oo aikaisemmin kommentoinut näitä router-tyyppisiä ratkaisuja, mutta nyt kun muutaman oluen olen ottanut niin uskallan avautua tästä yleisesti käytetystä rakenteesta. Miksi noi sivutuet on jäyhyydeltään (tässä yhteydessä käytännössä siis jäykkyys, koska materiaali on isotrooppinen kuitenkin) aina noin epäsymmetriset. Eli nyt puhutaan siis noista pystylevyistä... toiseen suuntaan "hemmetisti" taivutusjäyhyyttä ja toiseen on "pirun vähän" (mittasuhteet...), luulisin, että XY-akselit haluttaisiin teoriassa samanlaisiksi? Kaiken kruunaa vielä mallit missä noi sivulevyt porataan täyteen reikiä, että se varmasti syö sitten sitä poikittaisakselin jäykkyyttä mahdollisimman paljon...

No siis minä ehdotan, että tee noi pystytuet profiilista, mikä on yhtä jäykkää eri suuntiin, eli pyöreä tai neliö (ja kohta joku laittaa kuvan jostain pursotetusta alumiiniprofiilista, mikä on mitoiltaan 10x100 ja I on kummankin pääakselin ympäri sama [no siis on niitä muitakin kuin pyöreä profiili]), putki tai umpi. Putki varmasti fiksumpi ja sen voi valaa täyteen betonia :-)

- Timo

Tuo kuva on vain demonstraatio mielessä tuossa, olen kanssasi samoilla linjoilla tuosta miten rakenne tehdään. En alunperinkään aikonut väsätä levyistä noita sivuja. Olen tuota samaa ihmetellyt, että miten tuollainen runko voi olla jäykkä "sivusuunnassa", kun laitetaan vain levyt pystyyn kylkiin.

Rungon ajattelin alunperin tehdä siten, että pohjaksi jotain 100 x 100 rhs palkkia ja tuo "ylärunko" esimerkiksi jostain 80 x 80 palkista.

Kiitos kuitenkin vastauksesta, hyvää pohdintaa.

-Esa

[eemeli]

Hep.

Kas näissä usein on tuolla portaalin takana poikittain levy pystyssä, tuopi aika lailla lisää jäykkyyttä sivusuunnassa.

Profiilista tehdessä nuita kylkipaloja pitää miettiä tarkkaan, miten ne kiinnittää.

Joskus mietin, miten toimis, jos tuolleen kylkilevyjen väliin laittasi vaikka sentin korokkeet, jonkun pari tusinaa, ja ruuveilla kiinni jokasen kohilta. Kuinkahan paljon jäykempi tulis? Painoa ei tulis paljoa lisää.

-eemeli-

[essoo]

Hep.

Kas näissä usein on tuolla portaalin takana poikittain levy pystyssä, tuopi aika lailla lisää jäykkyyttä sivusuunnassa.

Profiilista tehdessä nuita kylkipaloja pitää miettiä tarkkaan, miten ne kiinnittää.

Joskus mietin, miten toimis, jos tuolleen kylkilevyjen väliin laittasi vaikka sentin korokkeet, jonkun pari tusinaa, ja ruuveilla kiinni jokasen kohilta. Kuinkahan paljon jäykempi tulis? Painoa ei tulis paljoa lisää.

-eemeli-

Mitä tarkoitat tuolla, että pitää olla tarkkana kiinnittäessään kylkipaloja?

Kyllähän tuo mainitsemasi tapa toisi huomattavasti lisää jäykkyyttä noihin kylkiin.

[NiVa]

Moikka!

Yleensä noi "pikkukoneet" jota esim. essoo:n mallikuvakin esittää, voidaan tehdä hyvinkin kevyeksi.
Noiden pystylevyjen epäsymmetrisyys sivusuunnasta katsottuna tulee yleensä käytännön syistä. Yksi on saada kara mahdollisimman keskelle alaosan laakerointia. Toinen saada Y-akselin liike karan osalta hyödynnettyä koko pöydän matkalle. Rakennetta voi keventää mentäessä tyvestä latvaan. Elikkä liikemassat pienenee ylöspäin mentäessä. Olennaista on ymmärtää, mihin konetta aiotaan käyttää. Piirilevyjen, kilpikaiverrusten yms. käyttöön kone voi olla todella kevytrakenteinen. Niissä kaikki voimat lähinnä koostuu inertiavoimista, joita liike/massa aiheuttaa. Itse työstö ei vaadi voimaa jos terät ja kierrosluvut ym. työstöarvot ovat oikeita.
Eri tilanne syntyy kun lähdetään työstämään muoveja, alumiini, kuparia tai muita metalleja. Niissä työstövoimat rasittavat konetta ja siten myös rakenteen lujuusvaatimukset kasvavat suuresti. Pitäisi siis tehdä päätös, mitä työstän.
Oikeassakin elämässä joudutaan usein hankkimaan useampi kone, koska yhtä suurta ja riittävää ei kannata hankkia kaikkiin hommiin.

Harrastemielessä kuitenkin ajatuksena on tehdä kone omien resurssien mukaan ja tehdä sillä mihin se pystyy. Täälläkin on hyviä esimerkkejä puurunkoisesta koneesta, jolla alumiinin työstö onnistuu mukavasti. Lähes mielikuvitus rajana kun pitää tosiasiat mielessä eikä hätäile.

[essoo]

Toivoisin, että ei takerruttaisi liikaa tuohon kuvaan, se on siinä vain esittääkseen, millä tavalla ajattelin liikeakselit toteuttaa. Myönnän, että tuli epäselvästi esitettyä asia. Toivoisinkin enemmän apuja tuohon kuularuuvi, kara ja servo/(askelmoottori) asiaan.

Totta on, että kaikkeen pitäisi olla oma laitteensa, mutta tällaista tämä köyhän elämä on. Rungon aion rakentaa sen verta roheaksi, että sen puolesta ainakin alumiinin jyrsiminen toteutuu.

[essoo]

mistä mahtaisi saada hinta/laatusuhteeltaan parhaat kuularuuvit + niihin laakeroinnit. mieluiten pakettina, johon kuuluisi mm. koneistetut päädyt?

[essoo]

Tuollainen tamu olisi mahdollista saada ilmaiseksi, onko tuo soveltuvat esim noilla kiinan karoille, vai onko esim ulostuleva taajuus liian pieni noille 24000rpm vehkeille?

https://www.dropbox.com/s/glqtj0ej35zqzbj/Photo%2022.7.2014%208.17.00.jpg

[saulij]

Käyhä tuo, ihan täyttä nopeutta ei saa. Jos kiinan kara pyörii 400 Hz 24000, niin 320 Hz pyörii rapiat 19000

[pave]

Hetkonen, kiinankarat on yleensä 220V? ???

[timopen]

Meinasin vastata, että kait tuosta taajuusmuuttajasta saa asetettua pienemmän lähtöjännitteen, mutta katsoinpa datasheetin ja:

ATV18...N4-tyypit: Nominal Motor Voltage: Min 380V ja Max: 460V
http://www.altivar.be/pdf/UM18_ang.pdf sivu 28

Joten jos kiinankaroja ei voi ajaa 400 V:llä tähdessä (onko niissä tähti-kolmio kytkentämahdollisuutta) niin sit ei tuo käy...

- Timo

[essoo]

Katsos vain, tuli valittua kasasta väärä tamu, käyn tänään ottamassa kuvan yhdestä toisesta tamusta, vaikka se varmaankin käy. Se kun on muuten samoilla ominaisuuksilla, mutta moottorin teho on rajattu 0,75kW ja jännite on tuon 220v.

Sen kanssa varmaan olisi fiksuinta käyttää n. 500w karaa, mutta tekeekö niin "hengettömällä" karalla enää alumiinin jyrsinnässä mitään?

[essoo]

Tervehdys,

Pitkä aika mennyt ilman päivityksiä. Projekti kuitenkin etenee hyvää tahtia ja osia on tilailtu paljon. Sain projektiin mukaan kaksi kaveria joka helpotti huomattavasti hommia. Konsepteja väänneettiin Inventorilla 14 kpl ennen kuin saatiin laitteesta mieleinen malliltaan.

Eilen kävimme hakemassa putkiosat tuolta Suomen Putkilaserin toimipisteeltä ja pakko sanoa, että vakuuttavaa jälkeä. Liikeakseleille tuli Leadshinen hybridit ja ohjaukseksi valikoitui Edingcnc. Ruuveiksi tuli Rollcolta C5 tarkkuudella välyksettömästi asennetuilla muttereilla 16mm kuularuuvit. Kara taas valikoitui Mechatronin 2,2 kW ilmajäähdytteinen, voin suositella kyseistä firmaa ainakin, palvelu oli loistavaa meidän kohdallamme. Lineaari johteina toimivat THK:n SSR 20 sarjan johteet ja kelkat.

CAM-ohjelma on vielä mietinnässä, onko kenelläkään ehdotuksia, että mikä olisi hyvä kilpailija samassa hintaluokassa Vectricin CUT3D:lle, olemme tuossa ihastuneet yksinkertaiseen käyttöliittymään ja tuohon neljä puoleiseen suoraan tuettuun koneistukseen (multiside machining tms.).

Toinen mihin tarvitsisimme apua on, että mistä kannattaa ostaa puuteriä cnc-jyrsimeen?

[mikadosan]

Kiinnostava projekti! Onko kuvia jaettavaksi? Eritoten kiinnostaa lopullinen runkoratkaisu - laserosien hyödyntäminen kuulostaa hyvältä...

-Mika