Optimum BF20 Varion automatisointi

[JuhaV]

Tervehdys kaikki,

Olen uusi tällä palstalla jota olen nyt jonkin aikaa seuraillut ja lueskellut sen sisältämää hyödyllistä tietoa.

Olen pitkän haaveilun jälkeen viime talvena ryhtynyt hankkimaan ja varustamaan omaa autotallia paremmin metallien ja muovien työstöä ajatellen. Peruskoneiksi on nyt hankittu Quantum D250x550 sorvi ja Optimum BF20 Vario porajyrsin.
Varsinkin tuon jyrsimen automatisointi CNC-tyyppiseksi koneeksi kiinnostaa, koska se on jossain määrin vaihtoehto kalliiden pyöröpöytien ja erikoisterien hankinnalle ja antaa muutenkin lisää mahdollisuuksia. Kun itselläni on myös jonkin verran elektroniikka ja tietokonetaustaa (tosin jo vähän pidemmän ajan takaa 80-luvulta), niin tuosta CNC-kehittelystä itsestään saisi myös mukavan talviprojektin.

Tältäkin palstalta löytynee harrastajia, joille tuo BF20 on tuttu. Siksi ajattelin vähän kysellä täältä neuvoja ja kommentteja ennen kuin alan  mitään palikoita hankkimaan. Tuohon BF20:een saa toki Optimum:lta valmiinakin CNC-palikoita/sarjoja, mutta itse kasaillen voisi ehkä päästä hieman edullisemmin ja ehkäpä peräti parempaan lopputulokseen.

Pistän tähän nyt vähän listaa siitä, mitä ymmärtääkseni jyrsimen osalta tuo projekti vaatii :

1. Moottorit ja niiden kiinnitys X,Y,Z-suunnille
- Optimum ilmoittaa omassa sarjassaan moottorien arvoiksi X,Y 2.2 Nm/3A ja Z 6.2 Nm/6A
- Optimum:n sarjassa moottorit on kiinnitetty johtoruuveille hihnavetoa käyttäen (välityssuhde ??, alennussuhde n. 1:2 ehkä)

2. Moottoreiden kontrollerit
- tähän ajattelin esim. Gecko Drive G201, jota tällä palstalla on aika tavalla kehuttu
- muita päteviä vaihtoehtoja voi ehdotella

3. Virtalähde
- omatekoinen perusvirtalähde, muuntaja + tasasuuntaus + konkat + sulakkeet
- mikähän pitäisi olla jännitetaso jota kannattaisi ryhtyä tavoittelemaan ?

4. kontrollerin liityntä PC:hen
- LPT:hen liitettävä adapteri vaiko USB-adapteri ?
- tämä kohta on ehkä eniten epäselvä minulle tällä hetkellä

5. ohjelmat - perusohjelmaksi Mach 3 ja muuta tarpeen mukaan kun jyrsin on saatu moottoreiden voimalla liikkumaan

Eli varsin alussa ollaan ja kaikki kommentit ovat tervetulleita mihin tahansa kohtaan 1-5 yllä.

Muutama spesifinen kysymyskin olisi, eli

Liittyen 1. kohtaan, olisiko mahdollista/järkevää kiinnittää moottorit välyksettömästi (taipuisalla sovitteella) suoraan johtoruuvien päähän ilman tuota hihnavetoa ? Onko tästä muuta ongelmaa kuin se että silloin ei saa käyttöönsä tuota hihnapyörien avulla muodostuvaa alennusvaihdetta ? Onko jollakulla tietoa siitä, mikä tuo alennusvaihde tuossa Optimum:in sarjassa on oikein välitykseltään. Mainoskuvista katsoen ehkä 1:2.

Liittyen myös kohtaan 1. haluaisin säilyttää mahdollisuuden myös käsikäyttöön. Ajattelin tähän suoraan johtoruuveille tulevia moottoreita (X,Y) joissa olisi akseli läpi asti ja toiseen päähän voisi asentaa käsipyörän. Eikös ilman virtaa askelmoottoria voi pyörittää käsin ilman että moottori jäkittää pahasti vastaan ?

Vielä liittyen kohtaan 1. millaista tapaa olette käyttäneet poistamaan noista BF20 johtoruuvien päätylaakeroinnista ylimääräistä klappia ? En pyri mihinkään huipputarkkuuteen joten kuularuuvikäytöt eivät ainakaan aluksi ole hankintalistalla.

Loppuun vielä kysymys liittyen kohtaan 4 eli miten tämä nykyisin olisi helpointa tehdä. Löytyykö esim. valmiita USB:hen sopivia palikoita. Todennäköisesti konetta pyöritettäisiin modernin läppärin avulla ja näistähän ei enää nykyisin löydy LPT- tahi RS 232-portteja.

Niin, ja kuinkas pitkälle sitä pärjää ilman leikkuu- ja jäähdytysnesteiden käyttöä alumiinin työstössä ? Jos niitä tarvitaan niin sitten pitää rakentaa vähän suojakoppaa yms. laitteen ympärille. Käsikäytössä tuntuu pärjäävän aika vähällä kun pitää työstönopeudet riittävän alkaisina.

Kaikki kommentit ja vinkit tervetulleita samoin kuin hyväksi tunnetut paikat komponenttien hankintaan. Ebay taitaa tässäkin tapauksessa olla aika hyvä paikka aloittaa tutkiskelu.

Terv. JuhaV

http://my.opera.com/v2tre/blog/

[JH-Q]

Mulla samanlainen kone kolmen vuoden takaa, vielä manuaalikäyttöisenä ja sellaisena pysyykin.

Moottorit saa kiinni välyksettömästi sopivilla akselikytkimillä, jotka sallivat pienen sivuttaisen poikkeaman. Askelmoottorit on melko jäykkiä pyörittää ilman virtaakin, syytä tähän en tiedä, mutta ehkä joku fiksumpi voisi valottaa. Omat askelmoottorini ostin tuolta: http://www.arceurotrade.co.uk/

Alumiinin työstössä selviää ilman leikkuunesteitä jos on kärsivällisyyttä suihkuttaa sinolia tai vastaavaa leikkuukohtaan, ja kestää vielä niitä höyryjäkin parin tunnin jälkeen  ;D

[ttontsa]

Hep

Nuo optimum:n sovitteet ja askelmoottorit ei kyl ole loppupelissä kovin pahan hintaset ja jos meinaa trapetsiruuvit säilyttää niin varmaan tuota pienempiä moottoreita ei kannata harkita. Nopeasti jos haluaa saada kasaan niin valmis sarja kai helpoin tie. Ite muunsin Opti BF20:n cnc:lle ennenkuin tuota satsia oli ees saatavissa. Lähtökohta oli laittaa kuularuuvit ja käytettyjä / uusia sain haalittua 15x5mm:nä. Kaikissa akseleissa itse päädyin hammashihnavälitykseen. X ja Y 1:2 ja Y 1:4. Z-akselin muunto on helppoa, y-akselin kuularuuvi ei mahdu taipumaan paikoilleen eli kuularuuvin mutterin joutui kasaamaan rungon sisällä. X-akselissa tuli ongelmaksi se että ruuvin keskiön ja pöydän alapinnan välimatka tosi lyhyt, eli noilla orig laakeripäädyillä kuulamutteri ei mahtunu paikoilleen. Ite päädyin ottamaan pöydän alapinnasta 2mm oikaisusiivun = virhe! Valussa on jäännösjännityksiä eli koneistuksen jälkeen pöytä oli kiero. 10mm (12mm) kuularuuvi vois mennä ilman ongelmia. Noissa orig laakeroinneissa on vain 2x painelaakerit. Hammashinavälitys tuo pienen radiaalisen kuormituksen eli rinnalle ois hyvä laittaa vaikkapa urakuulalaakeri. Liitteessä x-akselin laakerointiratkaisu. Toisessa päässä kuorman kantava aksiaalilaakerointi ja toisessa päässä painelaakeri+urakuula ottamassa vastaan hihnan radiaalivoiman. Hihnapyärän päähän tein tollaset halkaistut mutterit jolla saa ruuviin pienen esijännityksen. Kun mutterilla tiukataan hammashihnapyörän kartio halkaistuun mutteriin tiukkaa/lukitsee se mutterin + pyörän akselille. Momentin kanto ei oo ääretön mutta toiminu 3vuotta ongelmitta. Paine + urakuulaakerit sain passailtua sillai ettei noihin orig laakeripesiin tarvinu tehä mitään muutoksia. X akselin moottori on pöydän toisessa päässä 12mm pyörötanko kulkee pöydän takalaidassa ja toisessa päässä on hammashihnapyörät. Pitkällä akselilla ei tuo linjausvirhe meinaa juuri mitään, eli helppo sovittaa. Y akseli tehty samoin eli moottri z tolpan juuressa, pitkä akseli etureunaan jossa hihnapyörät.. kuvat kertois enemmän ku 1000 sanaa, koitan ottaa muutamat.

[ttontsa]

z-akselin laakerointi. Y tehty periaatteessa samalla tavalla

[JuhaV]

Kiitosta kommenteista ja ttontsa erityisesti noista kuvista. Niistä asia selvisi hyvin.

Optimum:in omissa sarjoissa perussarjassa on ymmärtääkseni pelkät askelmoottorit, hihnat ja hihnapyörät sekä moottoreille kotelot. Tämä satsi maksaa esitteiden mukaan 661 EUR ja siihen alv päälle. Kuularuuvit maksavatkin sitten jo 300 eur + alv per akseli. Optimum 3-kortin ohjain virtalähteellä 218 eur + alv ja kortit 140 eur + alv kappale. Ohjelmat sitten vielä erikseen.

Äkkiä laskettuna jos laskee vaikka 200 eur noille askelmoottoreille ja siihen hihnat ja hihnapyörät päälle niin vielä jää vähän tekopalkkaakin sovitteille. Ainakin aluksi tarkoitus olisi yrittää trapetsiruuveilla eikä lähteä kuularuuvien vaihtoon.

Lisää lukemalla ymmärsin että tuo oman aikaisemman viestini kohdassa 4. mainittu kontrolleri PC:n ja moottorikontrollerien väliin onkin "viralliselta" nimeltään breakout board. Niitähän löytyy vaikka sitten täältä:
http://www.cnc4pc.com/Store/osc/index.php?cPath=33&osCsid=1fc9c2d1f76ef3185a160b467df5a671

Koska nuo breakout boardit näyttävät olevan LPT-porteille suunniteltuja, niin onko kenelläkään kokemusta siitä että tuollaista käyttäisi USB-adapterin kautta, esim. jollain tämmöisellä :
http://www.coolgear.com/images/USBG-2X1S1P.jpg

Voisi pöytäkoneen sijaan käyttää ohjauksessa moderneja läppäreitä.

Eli alustavan ja e_rit_täin karkean budjettilaskelman mukaisesti jotain liikettä voisi saada aikaa seuraavasti :

1. Askelmoottorit x 3 yhteensä n. 200 EUR
2. Hihnapyörät ja hihnat 50 EUR ? (tämä on arvaus)
3. 3 x Gecko G201 a' n. 100 EUR kpl
4. Virtalähde 100 EUR
5. Breakout board, esim. CNC4pc C11G Multifunction Board 100 EUR
6. Mach 3 lisenssi 100 EUR
7. Kaapeleita, liittimiä ja muuta sälää

-> yhteensä 800-900 EUR

Kuulostaako tuo järkevältä vaiko unohtuuko jotain oleellista ?
Eli suoraan Optimum:in valmista kamaa ostamalla tuolla rahalla saisi vasta pelkät kohtien 1. ja 2 osat.

Olen miettinyt myös sitä onko mitään järkeä siinä että aluksi lähtisi liikkeelle vain x- ja y-suuntien automatisoinnilla ?
Eli käyttäisi CNC-ohjausta ikäänkuin korvaamaan pyöröpöytää ja joitakin erikoisteriä. Pystysuunta säilyisi manuaalisena.

Joka tapauksessa aikomus olisi toteuttaa tämä CNC-juttu siten että jyrsimen käyttö myös täysin manuaalisena säilyisi mahdollisena.

Terv. JuhaV

[mkuivamaki]

Hihnapyörien hinnoista sen verran että ne liikkuu jossain +-10e /kpl riippuen pyörän hammasluvusta (T5 koko). Hihnat muistaakseni samaa luokkaa kappaleelta. Tai näin Konaflexilla

[saulij]

USB-porttiinkin on saatavilla ohjaimia, esim http://www.cnc2all.com/usb-cnc-eng.html

Yksi mahdollisuus on Geckodriven G100. Sse käyttää verkkoliitäntää. Korvaa samalla BOBin ja saa runsaasti I/Ota

Sauli

[JuKa]

Smoothstepper on kanssa yksi vaihtoehto USB-porttiin, se toimii Mach3 kanssa. Itellä on tuollainen käytössä.

http://www.warp9td.com/

Jussi

[saulij]

Smoothstepper on kanssa yksi vaihtoehto USB-portti, se toimii Mach3 kanssa. Itellä on tuollainen käytössä.

http://www.warp9td.com/

Jussi

Mielenkiintoinen laite. Mitäs tuollainen maksoi? Miten toimitus hoitui?

Sauli

[JuKa]

Taisi olla noin $170 USD posteineen ja tullit päälle. Maksoin PayPalilla ja toimitus kesti n. viikon. Vaikuttaa tosi hyvältä vempaimelta, mach plugin:t on vielä hieman kehityksessä. Toimii silti hienosti.

SS-kortti on käytössä ZX-45 koneessa ja kokemusta ei ole vielä hirvittävästi.

Ainoa ongelma on läppärini USB portti, siinä kun ei liitin pysy kiinni kunnolla. Ja jos liitin heilahtaa hieman niin yhteys katkeaa heti. Olen miettinyt että pitäisikö johto tinata suoraan kiinni läppärin USB-porttiin, ei olisi sekään mahdoton tehtävä :)

Jussi

[JuhaV]

Tuo SmoothStepper vaikuttaakin tosi mielenkiintoiselta ! Sivuilta löytyy hyvä manuaali ja mm. kuin Mach 3 konfiguroidaan tuolle boardille.
Ei tarvitse erillisistä teholähdettä vaan kortti ottaa käyttöjännitteen suoraan USB:stä. Mukana tulevat kaikki tarvittavat kaapelit ja driverit. Hintaa nettisivujen mukaan on 155 USD eli ei mielestäni pahakaan hinta.

- JuhaV

[JuKa]

Ei kaapeleita tullut, ajurit saa ladattua sivun download osiosta. Eihän ne kaapelit silti siihen mitään maksa, n. 5euroo

Jussi

[JuhaV]

Morjens,

Syksy saa ja kelit alkavat olla enempi sisäharrastuksiin sopivia eli aika palata taas tähän projektiin.
Hankintalista nykyisellään on jotakuinkin tämän näköinen :

1. Askelmoottorit x 3, hihnapyörät ja hihnat (joko ostettuna erikseen tai sitten Optimum:in sarjana, jos itse niin sitten pitää jyrsiä noille kiinnikkeet)
2. 3 x Gecko G201
3. Virtalähde
4. Breakout board, esim. Smoothstepper USB
5. Mach 3 lisenssi
6. Kaapeleita, liittimiä ja muuta sälää

Pari kysymystäkin taas olisi :

a) Haluaisin säilyttää mahdollisuuden käyttää jyrsintä myös manuaalisesti käsipyörillä ja siksi kyselin tuolla aiemmin että kuinka paljon askelmoottorit laittavat "hanttiin" virrattomina. Onko tähän jollakulla hyvää niksiä kuinka tuon voisi toteuttaa ? Vai löytyykö jotain näppärää kauko-ohjainta, jolla noita akseleita voisi ajaa tietokoneen kautta ikäänkuin manuaalisesti ?

b) Tuo virtalähde on vielä ihmettelyn alainen. Tarvitaanko 3 erillistä poweria vai voiko yksi ja sama syöttää kaikkia kolmea akselia ? Moottorit olisivat jotakuinkin X,Y 2.2 Nm/3A ja Z 6.2 Nm/6A.

Terv. JuhaV

[mkuivamaki]

Terve

a) Machilla pystyy ainakin ajamaan manuaalisesti X ja Y akseleita esim. nuolinäppäimillä. Tosin z-liike pitää syöttää MDI tilassa käsin jne. Näppärämpi vaihtoehto on käyttää vaikka Martziksen Muhi korttia ja tehdä itse "kaukosäädin" (tässä yksi esimerkki: http://www.elisanet.fi/jussi.kalliomaki/MPG.jpg)

b) Riittää yksikin poweri kunhan on tehoa tarpeeksi

[saulij]

Terve

a) Machilla pystyy ainakin ajamaan manuaalisesti X ja Y akseleita esim. nuolinäppäimillä. Tosin z-liike pitää syöttää MDI tilassa käsin jne. Näppärämpi vaihtoehto on käyttää vaikka Martziksen Muhi korttia ja tehdä itse "kaukosäädin" (tässä yksi esimerkki: http://www.elisanet.fi/jussi.kalliomaki/MPG.jpg)

b) Riittää yksikin poweri kunhan on tehoa tarpeeksi

a) Z-akseli liikkuu PageUp ja PageDown näppäimillä

Sauli