CNC-Jyrsin

[Patrolman]

Tulipahan vihdoin rekisteröidyttyä tänne, on tullut aika tiiviisti lueskeltua tätä palstaa jokunen viikko.

Tarkoituksena on rakentaa CNC-Jyrsintä- / poraus- / sorvauskeskus. Koneen rakentaminen on harrastus mutta sen käyttö on ihan työkäyttöä.

Alustaksi ostin järeän käytetyn ja tietysti halvan cnc jyrsimen alarungon. Painoa sillä on n. 4,3t. Siinä on pöytä kooltaan 1500mm x 700mm, kuulajohteet, kuularuuvit x ja y akseleilla. Koneesta on purettu rungon yläosa eli z-akseli ja karalaatikko, ne oli myös toimitettu jo romuttamoon! Siispä on tarkoitus rakentaa tuo kaikki puuttuva. Karan kartio tulee todennäköisesti olemaan vähintään ISO 50 tai joku vastaava. Koneesta on tehtävä aikas järeä koska on tarkoitus pystyä esim. poraamaan 80mm U-poralla tehokkaasti. Pora vaatii tehoa n. 30kW, vääntöä jotain 350Nm ja syöttövoimaa vähintään 8000N.

Koneen mekaniikan rakentaminen ei ole ongelma, se on aika pitkälle suunniteltu, vain kara-akselin teko on melkoinen haaste.

Suurin ongelma ja tuntematon osio on ohjaus systeemit. Itse tunnen vahvavirta puolen juttuja sekä logiikka pohjaisia ohjauksia. Servoihin ja niitten ohjauksiin en ole koskaan perehtynyt. Yksi tuttu värkkää työkseen automaation parissa mutta ei ole perehtynyt varsinaisesti työstökone puoleen eikä G-koodi juttuihin. Hän kuitenkin aikoi ottaa haasteeksi tuon sähköistämisen. Minä etsiskelen sopivia osia ja tietoa homman toteuttamiseen.

Tarkoitus on laittaa kaikille liikeakseleille servomoottorit, karalle 3~ oikosulkumoottori taajuusmuuttajan perään. Hyllystä löytyy danfossin VLT 3011 ja 5032. Servot ja ohjaimet pitäis jostain löytää.

Millainen käyttöliittymä lie olisi paras, millaisia vaihtoehtoja on tarjolla? Alkuvaiheessa riittäisi kun näytöltä näkisi akselien asemat, voisi tehdä yksinkertaisia työstö ohjelmia kuten reikien poraus ympyräkehälle tai riviin, yksinkertaisia jyrsintä työkiertoja kuten jonkun tasopinnan oikaisu, uran jyrsintä, työkalumuisti pitäis olla. Eli ei tarvis alkuun kovin monimutkaisia töitä pystyä tekemään. Koneella tehdään hyvin vaihtelevia töitä joten työstö ohjelman muuttaminen pitää olla nopeaa ja yksinkertaista.

Jatkossa vois sitten kehitellä automaattisempia työkiertoja, mahdollisesti automaattisen työkalun vaihdon, sorvaus karan ohjauksen...

Vai kannattaako heti laittaa sellaiset systeemit että kone ymmärtää g-koodin ja alkaa tekemään jollain camillä ohjelmat... Isojen poikien valmiit CNC-ohjaukset (fagor fanuc siemens) maksavat aivan liikaa tällaisiin harrasteisiin.

Ulkomailla näkyy olevan melkoisesti projekteja, tarvikkeitakin vissiin löytyy eri kauppa paikoista. On vain ongelma kun kun ei tahdo kunnolla taipua tuo lontoon murre.

[masaV]

kaipa se helpoin tapa olisi tuo että ensin hommaat servomoottorit DC encodereilla,siihen ohjain /moottori vaikka itserakentaen tuo UHU-servo driver, tms.
sen liität pc:hen interface kortilla, ohjelmaksi linux EMC softa ilmainen tai mach3 lisenssi.
ymmärtävät G-koodia heti,
kuvien tekoon acad ,sheetcam,yms,ohjelmat.nopeaa ja vaivatonta piirustusten siirtoa koneelle.
mielellään toinen tehokkaampi kone noille kuvienteolle ja oma kone ohjaukseen,verkkoon kiinni ne toisiinsa saa koodit siirrettyä konttorista koneelle kätevästi,tietenkin usb tikutkin ajaa saman.
forumillaahan noita kuvantekoon ohjelmia on monia ja drivereitä mitä nyt servoille onkin.ja interface/breakout kortiksi jokin forumilla mainittu, pc:t ja ohjelmat siinä se.

[Jussik]

Terve

Yksi vaihtoehto on käyttää AC-servoja ja ohjaimia. Itselläni on kokemuksia mitsubishin MR-J2S sarjasta.
Modernisoin tällä sarjalla yhden ison porakeskuksen. Mitsun servoissa ohjaukseen käytettävissä kaksi eri vaihtoehtoa,
nopeus/vääntö 0-10V tai paikoitus erilaisilla pulsseilla(suunta/askel, pulssit kumpaankin suuntaan.... jne).
Tarkkuus näillä mitsun servoilla on kohtuu hyvä encooderi on 17 bittiä, eli 131071 pulssia/kierros.
Säätö mahdollisuudet on mahtavat. Tosin hintaakin näillä on mutta ovat sen väärti.
Mitsun servoja myi ainakin  http://www.provendor.fi/index.php?page=mitsuservos.
Palvelu oli hyvä, ottivat vakavasti tämmöisen harrastelijan.

[porepe]

Suosittelen CNC ohjelmaksi lämpimästi Linuxin EMC:tä, koska

- Ilmainen
- Tukee edullisia hardware laitteita ( PLUTO, MUHI,etc...)
- On windows ohjelmia nopeampi
- Vaatii vähemmän konetehoa kuin XPWin
- Ymmärtää normaalia G-koodia
- Edullisesti ja helposti laajennettavissa
- Tukea saa maailmalta niin paljon kuin osaa pyytää
- Martziksen MUHI (Löytyy täältä foorumilta) ymmärtääkseni toimii EMC:n
alla paremmin kuin MACH:in alla
- Mahdolliset ongelmat korjataan nopeammin kuin Windows ohjelmissa.



Lisää tuolta osoitteesta www.linuxcnc.org


Servo-ohjaimiksi esim http://www.granitedevices.fi/
( ei ainakaan moottori vaihtoehdot lopu )
Lisää ohjaimesta voit kysellä TEROLTA.

[saulij]

Tässä Machin ominaisuuksia, vaikka muuten inhoan M$-tuotteita.
Ei vielä omakohtaisia käytännön kokemuksia.

+ Ilmainen/edullinen n. 120 e
+ Todella helppo konffata verrattuna EMChen.
+ Tukee kaikkia Step/Dir laitteita, karalle myös PWM
+ Tukee nopeita ulkoisia pulssittajia, G100 (sisältää myös roppakaupalla I/Ota), SmoothStepper (tulossa)
+ Tukee ModBus-protokollaa (Homan Designs tekee I/O korttia).
+ Ymmärtää normaalia G-koodia, lähellä Fanucia.
+ Kehittyy nopeati, bugit korjataan tunneissa.
+ Sisältää makrokielen, jolla voi toteuttaa vaikka työkalun vaihtajan tai vaihteiston
+ Sisältää Brains-logiikan, jolla voi toteuttaa nopeita toimintoja esim ModBus-väylässä olevan I/O laitteen.
kanssa.
+ Sisältää LazyCAM-ohjelman (Vähän olen kokeillut, vaikuttaa hieman kököltä, ainakin vielä)
+ Ruuvin nousuvirheen kompensointi
+ Koneen geometristen virheiden kompensointi
+ Muokattava käyttöliittymä, useita valmiita saatavilla esim kosketusnäytölle,  sorville.
+ Apua saa nopeasti MacSupport forumista, tosin englanniksi.

- PC:n pitää ollla hieman järeämpi kuin EMC:llä. 1,7 GHz P4 jaksaa pulssittaa 75 kHz kuutta akselia. Vastaavia lukuja en ole löytänyt EMCstä, edes kysymällä.
- XP:stä on hyvä kitkeä kaikki ylimääräinen tauhka, koska ei ole reaaliaikakäyttöjärjestelmä.
- Muuta????

On myös muita esim DOS-pohjainen TurboCNC ja CNCZeus.
TurboCNC ei muistaakseni osa terän halkaisijan kompensointia, tosin ei välttämättä tarvitakkaan jos käyttää CAMiä.

Mielestäni CAMin hyödyt tulevat vasta kun on tarve koneistaa 3D-pintoja tai useamman akselin yhtäaikaista liikettä vaativia työstöratoja. CAM tarvitsee aina CAD-mallin. Normaalit 2,5D ohjelmat syntyy ihan kätevästi pelkällä Notepadilla käsin.  Olen ollut töissä useammassa koneistus-firmassa, ja niissä suurin osa ohjelmista tehdään käsin.

Mainitsemasi voimat vaativat 30-40 Nm väännön ruuvilla, eli tarvitset melko suuret moottorit. Mitkään harrastelija tason laitteet eivät riitä. Tuon kokoluokan laitteissa ei taida olla enää Step/dir ohjausta, mikä saattaa johtaa kalliisiin proprietary laitteisiin.

Sauli

[Jussik]

Terve

Huomasin tuossa että emc tukee suoraan muutamaa liikkeen ohjauskortiksi sopivaa tuotetta.
Esim http://www.mesanet.com/ ja sieltä kortti 5I22 FPGA based PCI  Anything I/O card.
En ole itse testannut tuota mutta lukemani mukaan ihan toimiva.
Hintaa kortilla on 430 dollaria, mutta tällä kurssilla se on ihan siedettävä liikkeenohjauskortiksi.

Itse käytän tällä hetkellä Turbocnc:tä PC104 modulilla, pulssitan sillä 4 omronin servoa ja yhtä mitsun servoa. Prosessori teho riittää juuri ja juuri 400MHz edenillä. Isompaan cnc sorviin on nyt tarkoitus laittaa toi emc ja mesan kortti.

[Martzis]

Tässä Machin ominaisuuksia, vaikka muuten inhoan M$-tuotteita.
+ Kehittyy nopeati, bugit korjataan tunneissa.
+ Apua saa nopeasti MacSupport forumista, tosin englanniksi.

Moro

Mistähän noita bugikorjauksia kannattaisi kysellä? Olen Muhi-kortille pluginia tehdessä löytänyt Machin SDK rajapinnasta aika paljon bugeja. Olen lähettänyt asiasta kyselyä Mach-support osoitteeseen sekä Machin foorumille, mutta mitään vastausta ei ole kummastakaan paikasta kuulunut reiluun viikkoon.

Muutenkin tuo Machin Plugin / OEM Button ja DRO rajapinta on dokumentoinniltaan tosi vajavainen.

EMC ongelmissa olen saanut aina apua lähes viiveettä #emc irkkikanavalta. Tästä ISO + EMC:lle. Toinen hyvä juttu EMC:ssä on avoin koodi. Löytämänsä virheet voi itsekin korjata tai ainakin paikantaa helpommin. EMC:n konfiguroinnissa enkä hankalin asia on PID-parametrien säätäminen takaisinkytketyssä systeemissä. Hal scopella homman saa kyllä tehtyä, jos ymmärtää PID periaatteet. Selkeä tarve olisi kyllä saada EMC wikiin tästä hyvät ohjeet, vaikka samaan tapaan kuin Tero on tehnyt Granite Devices -ohjaimilleen.