Suunnittelupöydälle pieni cnc-kone (alumiini, puut, muovit)

[Oh5hrm]

:D ok.. no sitten suoraan jo paljon pienempää konetta suunnittelemaan koska aikomillani mitoilla koneesta tulee yksinkertaisesti liian painava. Mitenkäs tämän http://home.comcast.net/~bowzacnc/ elektroninen puoli kun ymmärsin tuosta selostuksesta että siinä stepperin paikoitus on hyvin hallinnassa kun siihen on lisätty oma kontrollipiirinsä paikoitussignaalille. Onko ratkaisu hyvä?

Henkilökohtasesti en kannata linkin rakennetta. tekisin mielummin vaikka kalliipiratkasu onkin ihan kunnon lineaarijohteilla.

aika melkosia voimia uskois kohdistuvan noihin pyörötankoihin. toinen mikä pisti ja silmään oli pituus suunnan trapetsikierre.
kun se on toisessa reunassa vääntää rakennetta poikittain. pitäisi olla keskellä tai kummallakin puolella oma.
tossa viereisessä "opinnäytteenä cnc-jyrsin" keskustelussa ekassa viestissä on kuva ehkä yleisimmästä perus mallista.
(en laita linkkiä kun sama kun jussik viittasi. )

[Jussik]

Tuossa selailin vanhoja myynti ilmoituksia
ja tälläinen sattui silmään:
http://www.cnc-tekniikka.com/CNC-forum1/index.php?topic=486.0

En tiedä tavaroiden kyseistä tilannetta, mutta tuossa olis mekaniikka osat valmiina kohtuu hintaan.

[dooosign]

Henkilökohtasesti en kannata linkin rakennetta. tekisin mielummin vaikka kalliipiratkasu onkin ihan kunnon lineaarijohteilla.

aika melkosia voimia uskois kohdistuvan noihin pyörötankoihin. toinen mikä pisti ja silmään oli pituus suunnan trapetsikierre.
kun se on toisessa reunassa vääntää rakennetta poikittain. pitäisi olla keskellä tai kummallakin puolella oma.
tossa viereisessä "opinnäytteenä cnc-jyrsin" keskustelussa ekassa viestissä on kuva ehkä yleisimmästä perus mallista.
(en laita linkkiä kun sama kun jussik viittasi. )

On tullut mietittyä noiden lineaarijohteiden käyttöä, millaisissa koneissa niitä käytetään ja olen päätellyt niin että niitä käytettäisiin pakkauskoneissa ym. massatuotanto linjoissa joissa nopeus ja suhteellinen huoltovapaus (koska toimivat aika puhtaassa ympäristössä) ovat tärkeitä, eivätkä siten olisi aivan optimaalisia työhön jossa kaikenlainen pikkusilppu ja leikkuuneste lentää milloin minnekin. Asia ei siis ole näin?

[dooosign]

Tuossa selailin vanhoja myynti ilmoituksia
ja tälläinen sattui silmään:
http://www.cnc-tekniikka.com/CNC-forum1/index.php?topic=486.0

En tiedä tavaroiden kyseistä tilannetta, mutta tuossa olis mekaniikka osat valmiina kohtuu hintaan.

No tuossahan myydään yhteishintaan vähän muutakin? Sanon suoraan etten ole valmis noin paljoa tarvittavista osista maksamaan koska en omaa toimeksiantajia jotka minulle maksaisivat työstä jota tarvitsisivat jolloin minun todellakin kannattaisi sijoittaa kunnolla esim. noihin, epäilemättä varsin mallikkaisiin tarvikkeisiin. Hintaluokka pomppaa turhan korkealle tässä vaiheessa.

Mikäli omaisin jo valmiiksi maksajia, sitovin tilauksin, eri töistä niin marssisin huomenna suoraan pankkiin lainaamaan 10.000€ ja tilaisin koneen jolla varmasti pärjäisin tilanteessa kuin tilanteessa. Tarvitsisin myös erillisen tilan tuollaiselle koneelle ja se toisi lisäkustannuksia myös, kuten myös varastotilaa erinäisille materiaaleille sekä kuljetuskalustoakin. Lisäksi tulisi omata hyvät kontaktit materiaalin ja työstökaluston tukkutoimittajiin ym... Ei nyt heti ole mielessä pyöräyttää, erinäisten asiakkaiden erinäisten tarpeiden mukaan, nopeasti valmistavia osasia tekevää pikafirmaa lennossa käyntiin kun ei ole noita toimeksiantajiakaan.. ja jokseenkin paljon vielä cnc-työstämisestä opiskeltavana. Myös teoreettisesti eikä vain käytännössä. :)

[dooosign]

Terve

Kannattaa unohtaa nuo kaikki elektroniikka räpellykset ja keskittyä olennaiseen, eli osta valmiina nuo ohjaimet.
Niitten kanssa itsekin aikani räpelsin ja puoli vuotta sain kulumaan,
kun sen ajan olisin voinut käyttää koneen mekaniikan rakenteluun.

Valmiina saa todella hyviä ohjaimia kohtuu hintaan, ei niitä kannata itse ruveta väsäämään.
Se on ihan oma maailmansa johon perehtymiseen menee jonkin aikaa.


http://www.pico-systems.com/pwmservo.html
PWM Servo Amplifier 125 dollaria. 
Tehon kesto 160Vdc ja 20A Teholuokaksi tulee siis 3,2 kW.
Luulis tehon riittävän.

Lisäksi tarvii mesan 5i20 kortin, IO kortin.
Mahdollisesti myös jonkin servo interface kortin jolla suodattaa / tulkata oikeille jännitteille nuo encoder jännitteet.
Lisää tietoa DC-servo systeemin pystyttämisestä löytyy paljon A Wallinin sivuilta.
Linkki löytyy tuosta alla olevan linkin takaa.

Mulla on lähinnä kokemusta AC-servo järjestelmistä, askelmoottoreita en edes ikinä kokeillut.
edit: pöydällä olen niitä pyöritellyt mutta koneessa ei ikinä niitä ole ollut kiinni.

Tässä hiukan videota servo käytöstä syöttö tuossa nopeammassa puoliympyrässä 18000mm/min ja seurantavirhe pysyy alle 0,04mm. Max akseli nopeus tuola koneella on noin 40000-50000mm/min.
Kyseessä porttaali kone jossa Y-akselilla on 2kpl 750W servoa.
http://www.youtube.com/watch?v=MNPTofQksJw


Moottoreita ja muita linkkejä laitoin täälä ketjussa:
http://www.cnc-tekniikka.com/CNC-forum1/index.php?topic=664.msg2746;topicseen#msg2746

Linkki myös A Wallinin sivuille sieltä saa hyvää tietoa.

Olen vähän pihalla neuvoistasi kun omien sanojesi mukaan omalla koneellasi pystyy ehkä jotenkuten alumiinia työstämään etkä ole maininnut mitä oikeasti aiot sillä tehdä. Seurantavirhe on mielestäni hyvin mallikas. En nyt heti ole löytänyt A Wallinin sivuilta kokonaiskuvaa hänen koneestaan, en vain osaa ettiä??

Aika tehokkailta värmeiltä nuo vaikuttavat ja uskoisin myös tehojen jotenkuten mallikkaasti riittävänkin erittäin nopeatahtiseen toimintaan. Kysymys onkin nyt vain siitä tuleeko tuollaisella järjestelmällä koneeni varustettua jokseenkin ylimitoitetuksi siihen työhön mihin olen sitä rakentamassa. Aikomus on tosiaan pystyä alumiinia hyvin (tarvittaessa) työstämään vaan koko ajan sitä ei ole tarkoitus työstää. Puusta ja muovista sabluunoita ym. sekä pienempiä osia hyvin runsaasti eri materiaaleista nyt ensiksi mielessä. Yritän löytää järkevää kompromissia jossa pystyn työstämään hieman isompia osia tarvittaessa (pystyn esim. modifioimaan jo valmiita, isoja osia omiin parametreihini soveltuviksi) vaan pääsääntöisesti tulisin työstämään pienempiä kappaleita eikä sillä työtahdilla nyt aluksi ole kovin merkitystä. Suoraan sanoen en todellakaan heti tohtisi tuollaisen järjestelmän kasatessani, "nuppeja kaakkoon vääntää" ja katsoa kuinka terät silmissä hajoavat. Sellainen tuntuma tuosta nyt jäi... näin aloittelijalle =D

[porepe]

Ymmärtääkseni JUSSIK:in kone on tarkoitettu puuseppä teollisuuteen.

Jos kerran ajat pääasiassa muoveja tms pehmeitä materiaaleja ja nopeudet ovat pieniä, niin et tarvitse kovinkaan kallista, jäykkää ja massiivista konetta. Mutta tuo alumiinin ajo hieman hämää??? Jos olet valmis ottamaan 0,5mm lastua työajan moninkertaistuksen kustannuksella, niin koneen saa tehtyä edullisesti.

Esimerkki: ( oma kaiverrus koneeni steppereilä)

-Runko 15x80mm Alumiini lattaa, joihin koneistettu vain kriittiset reijät ja liitospinnat.
- 16mm pyöröjohteet (X ja Y)
- 9mm lineaarijohteet (Z) 
- 3d-step:n ohjain ja 24v virtalähde ( ei optoerotin korttia)
- käytetyt stepperit ( ei kuitenkaan mitään printterin moottoreita)
- Normaalit m14 jenkatangot, joissa teflon mutterit ( helppo ja halpa vaihtaa tarvittaessa)
- Ei T-ura pöytää vaan vaneeri "JIGI"
- Helvetisti tunteja suhteessa lopputuloksen arvoon,  jotka olisi voinut käyttää paremminkin esim isomman koneen tekemiseen, koska työmäärä on jopa huomattavasti isompi, kuin kalliimman koneen tekemisessä.

Lopputulos
-Tarkkuus alle 0,1mm
-Nopeus 1600mm/min
-Käy jyrsinnässä muovien ja puun työstöön, sekä varauksin alumiiniin ( hyvin pientä lastua esim 0,5-1mm) 
- Kaiverruskäytössä jopa ruostumaton teräs.
- EDULLINEN

[Jussik]

Terve

Missään nimessä kyse ei ole masentaa, mutta tosiasia on että kevyellä rungolla ei
saa ihmeitä aikaiseksi .

lainaten nimerkki porepea:
sekä varauksin alumiiniin ( hyvin pientä lastua esim 0,5-1mm) 
Varmasti myös aika pientä terää joutuu käyttämään.

En väitä etteikö pystyisi pienellä koneella alumiinia jyrsimään, mutta se että mikä on lopputulos.
Millainen teränjälki, minkälaisia teriä halutaan käyttää ja ennen kaikkea millaisia paloja sillä halutaan tehdä. Jos palat on luokkaa pienois mallien osat esim 1:20 höyryveturin osia ja aikaa on riittävästi eli lastun paksuudet pidetään luokassa 0.1-0.5mm.

Siihen riittää tuommoinen porepen mainitsema rakenne.

Mutta jos suunnittelet isompien alumiini osien valmistusta niin kyllä suosittelen panostamaan
siihen rungon rakenteisiin.

Tuo pienois sorvi mistä mainitsin sekin painaa 100kg ja on aivan liian pieni vähäkin kiireellisemmälle kaverille ;)


Vaikka tuo kone josta laitoin videon on noin iso ei se ole vielä riittävän jäykkä teräksen jyrsintään.
Alumiinia sillä saattaa jotenkin jyrsiä.
Suurimmaksi ongelmaksi tulee värinä, joka tekee kappaleeseen huonon pinnanlaadun, rasittaa koneen rakenteita ja juuri se värinä murtaa paloja siitä terästä.

Jos tarkoitus on harjoitella ja tutustua pelkästään CNC-koneen liikeiden toimintaan kannattaa koneen runko tehdä vaneerista.
Alumiiniprofiili rungollla pääset työstämään puuta, muovia ja rungon massiivisuudesta riippuen alumiinia. Kunnon teräsrungolla pystyt sitten puusta --> teräksen jyrsintään.
Teräsrakenne tulee ehkä halvimmaksi, liitokset voi tehdä hitsaamaalla toisin kuin alumiinirakentessa.
Rakenteesta tulee painavempi joka jo itsessään vaimentaa värähtelyjä.
Rauta runko tulee kilohinnaltaan halvemmaksi kuin alumiini ja valinnanvaraa rautarungon tekoon löytyy.

Helpoin vaihtoehto on ehkä C-tyyppisen rungon tekeminen.
Materiaalina voi käyttää vaikka ratakiskoa, no ehkä toi on jo vähän liioiteltu.
Mutta pointti on että jos löytää sopivan pitkän ja paksuseinäisen neliöpalkin.
Se kävisi suoraa rungoksi, kuten tässä jirin koneessa:
http://www.saunalahti.fi/~jikuuk/Images/Project/cnc/

Rungon voi myös valaa betonista:
http://www.edfinfo.com/x/temp/other.html

http://www.edfinfo.com/x/temp/mill060312.jpg

Oman koneen runko on niin sanotusti hybridi. Ohutlevy runko paksuus 10mm raudoitettu ja täytetty betonilla. Painoa sillä on > 500kg.


Olen työskennellyt isommilla ja pienemmillä jyrsimillä harrastus mielessä(manuaali / cnc).
Kun on tehnyt noita harraste osia isommalla jyrsimellä ei halua enää ikinä siirtyä käyttämään pienempää konetta. Juuri se rungon ja syöttöpyödän tukevuus tekee isot syötöt /paksut lastut mahdolliseksi.


Tässä vielä kuvia levyrungon tekemisestä.
http://www.saunalahti.fi/~jikuuk/Images/Project/cnc/indexv.html

Jos tarvii pienen ja tukevan rungon joutuu karsimaan liikepituuksista.
jos haluaa isot liikeet ja kevyen rungon, joutuu karsimaan tukevuudesta.

Jos haluaa pajon voimaa ja tarkkuutta halvalla, on se koneen nopeudesta pois(askelmoottorit).
Jos taas halutaan nopeutta, tarkkuutta ja varmuutta, joutuu käyttämään kallimpia servoja.

Mitään oikotietä ei onneen ole.

Vaihtoehtoja on paljon, kannattaa miettiä mikä niistä soveltuu itselle parhaiten.

[dooosign]

Kylläpäs tuleekin hyviä ja tyhjentäviä selostuksia, kiitos siitä. Tilanne onkin nyt sellainen että pääsen piakkoin mitä ilmeisimmin (välillä) työstämään aivan uudella Syil X4:lla joka on ymmärtääkseni varsin passeli peli ja sillähän nuo pienemmät metallityöstöt onnistuvatkin sitten varsin hyvin. Mutta ei tämä poista sitä tosiasiaa että tässä kun olen nyt aikani pyöritellyt tätä mini-cnc projektia päässäni, pohtien tietysti enemmän niitä varsinaisia ongelmakohtia, niin olen saanut muutaman varsin sinnikkäästi aivokaloreja kuluttavan ratkaisun,

(varsin haastavankin joiltain osiltaan koska en ole nähnyt vastaavia markkinoilla saati edes kuullutkaan eivätkä omat taitoni suoraan sanoen mitenkään riitä niistä villeimmälle koska ohjauskoodin matemaattinen puoli vaatii huomattavasti minua matemaattisesti lahjakkaampaa ja viitseliäämpää sen toteuttamisessa. Jutun juoni on siinä että sitten kun ohjauksen matemaattinen puoli on hallussa ja tarkkuus kohdallaan niin eipä kovin paljoa tarvitse välittää (helpoiten 3-akselisia silmälläpitäen vaan onnistuupa tuo 5-akselisellekin kun vaan vähän viitsii..) cnc-koneita riivaavista, mekaanisista välysongelmista.. nyt en ole edes varma mille kaikelle materiaalille se sitten soveltuisikaan .. tietynlaisen työstötekniikan vakavasta/vaikeasta/saamarin helposta? kehittymisestä on siis kyse. Ihan kuin mulla ei olisi muuta hommaa kuin näiden kelailu... saakeli sentään! =D)

niiden teknisen toteuttamisen kiehtomaan itseäni ja on siten tarvetta katsoa pidemmälle niiden kehittelyssä joten aluksi aikomaani konetta en nyt sitten kuitenkaan lähde rakentamaan vaan pyrin mahdollisimman laajaan ja kotioloihin soveltuvaan työstämiseen, jättäen nyt sitten dedikoidun alumiinintyöstön laskuista pois. Hyvä lähtökohta myös elektroniselle puolelle voisikin siten tässä olla jos ohuesti (max.1mm?) alumiinipinnoitettua ja paksuakin kennopaneelia kykenisi tarkasti leikkaamaan ja muotoilemaan. Sen ollessa siis se kovin materiaali FRP-muovien lisäksi. Lisäksi olenkin ajatellut tehdä siitä ns. modulaarisen joka avittaa omalta osaltaan pienempien kappaleiden työstötarkkuudessa huomattavasti. Hihnoilla homman toteutus niin välttyy kierretankojen ym. (hintojen) ihmettelyltä.

Helppo nakki toteuttaa halvalla? Saattaapa se ihan ollakin! No haasteitahan tämä poika ei pelkää.. http://www.widgitmaster.com/ tuossa ihan hauska pikkuinen cnc vaan hintaahan noilla onkin jo kokoonsa nähden aika hyvin. Ymmärtäisin paremmin mikäli runko olisi rosterista..

Kun ajattelin käyttää pöytäkonettani CAD-työskentelyyn ja mini-läppäriä CAM-työskentelyyn jolle erittäin sopivan viileä työskentelytaso muodostuu 260x380x50x10 mm alumiinisabluunasta jossa kauniit kaarevat kulmat (sisäosan täyttää mm. 12 kpl 12x2.5cm tuuletinta) jonka sisään aion mahduttaa kaiken ohjauselektroniikan joka tulee olemaan vielä hyvän nestejäähdytyksenkin alaisuudessa.. tietty voisipa olla järkevämpää käyttää tuota ihan mini-cnc koneen rungoksikin niin tulee koko rakenteen jäähdyttämisestäkin huolehdittua hyvin.. hmm.. valintoja, valintoja, vaikeita valintoja... Kun nyt taas aloin oikein ajattelemaan niin tästähän muodostuukin erittäin kätevä kombinaatio jonka kyllä esittelen sitten myös teille kunhan se nyt ensin valmistuu. :)

Kyllä tässä nyt ihan sisäinen pieni insinöörini jo vallan kattoon pamahtaa!! Nyt tiedät sinäkin mistä erään fantasiahahmon nimitys, Katto Kassinen tulee.. ;D

- Olisiko muuten yhtään hassumpi idea toteuttaa varsin monipuolinen hybridi jossa tuon alumiinikehikon rakenteen liikkeet ovat 2-akseliset ja jonka voi sitten enemmän rahaa käytössä ollessa istuttaa isompaan runkoon josta saa sen kolmannen/neljännen akselinkin käyttöön? Siis työstäessä ainoastaan tuolla 2-akselisella pieniä kappaleita niin kappaletta taikka pikemminkin kehikkoa joutuu kääntämään suorittaakseen työstön loppuun? Muutamaan kertaan joutuu tosin välillä muljauttelee.. löytyykö ohjelmistoa joka ymmärtää että kappale kääntyy manuaalisesti työstösuuntaan nähden joka vetäisyn jälkeen jos tarpeen jollei löydy/tee hyvää kääntöpöytää järkevään hintaan? Kysehän on silloin eräänlaisesta vertikaalisorvista.

Löytyisiköhän jostain halvalla vioittuneet kuularuuvit joissa olisi 2x 360mm verran täysin ehjää kierrettä jotka voisi pätkäistä tähän käyttöön? Erittäin tiuhalla kierteytyksellä vaan mahdollisimman paksuna. Kiitos. :-*

[Jussik]

Terve

Tänään ensi lastut alumiinista tuolla porttaalikoneella.
2 leikkuunen halk 6mm terä lastun paksuus 1 mm leikkuunopeus 250mm/min.
Lopputulos 2 terää poikki, silta(25mm alumiinia) värisi niin lujaa että terä haukkasi jyrsityn uran reunaan.

Lopputulos liian heikko rakenne alumiinin jyrsintään.

Tämän takia painotin sen rakenteen jämäkkyyttä.

[dooosign]

No jep jep.. vaikka ideoita riittäisi monellakin taholla tällä saralla niin päätinpä nyt ottaa lentävän lähdön ja tilaan pian valmiin mutta hyvin pienen routerin jotta saisin nopeasti tuntumaa itse asiaan ja ennenkaikkea nopeasti POMia työstettyä kun eräs prototyyppi on odottanut monta kuukautta valmistumistaan. Mikäli jotakuta muutakin kiinnostaa liikeradaltaan 200x150x60 mm oleva pieni, nätti ja kevyt mach/emc2-sopiva router täysalumiinista niin voi ottaa yhteyttä sillä samallahan noita tilaisi sitten muutaman. Tuo on suunniteltu piirilevyjen tekoon vaan saas nyt sitten nähdä mitä tuota tuunaamalla oikein saa aikaiseksi.. Valmispaketin hinta ei ole nimittäin kovin paha ja sähköpostitse voi ottaa asian tiimoilta yhteyttä. ;D