Low budget protaal frees

Alle in grote lijnen opgebouwde aluminium, stalen en houten cnc-machine`s

Moderators: audiomanics, Moderators

koencnc
Berichten: 13
Lid geworden op: 17 nov 2015 19:52

Low budget protaal frees

Bericht door koencnc » 18 nov 2015 11:45

CNC Portaal Frees

Een paar maanden terug kwam het idee om een hobby-project cnc frees te maken. Voornamelijk als leermodel, vandaar dat ik hem ook zelf zou willen maken. Zelf verbeteringen zien en leren waarom diverse dingen beter kunnen.
Zelf ben ik student Mechatronica aan de hogeschool in Eindhoven met een vooropleiding op het MBO. Mijn naam is Koen en ben nu 22 jaar. Mijn interesses gaat uit naar constructie tekenen en het uitwerken en denken van systemen. Ik werk voornamelijk met solidworks CAD systemen. De bedoeling is om een totaal pakket te maken van A tot Z voor het maken van de CNC tafel.
Budget:
Ca. 500 euro
Te frezen materialen: beginnen met Schuim, mdf.
Ontwerp:

Afbeelding

Afbeelding


Mechanisch :

Afmeting: Zie bovenstaande afbeelding
Werkbereik: +/- A3 (420*297mm)

X-as BEREIK:
Frame Gemaakt van 30*30 alu profielen.
Frame Hoek verbinder van hoekprofiel 40*40*4 (kosten besparend)
Geleiding 2x koud gewalste 16mm assen
Geleiding 4x KH-1630 lineair lagers
As ondersteuning 4x SK16 shaft supports
Aandrijving Tr16 pitch 4
Aandrijving Nema 23 – 1.9NM (270oz-in) (op de tekening zit nu nema17)
Overig 1x KFL001, As koppeling, dekplaat 400*10 alu, 2x Lim switch, trapezium moer, bouten&moeren

Y-as BEREIK:
Frame 10mm dik aluminium
Frame Hoek verbinder van hoekprofiel 40*40*4 (kosten besparend)
Geleiding 2x koud gewalste 16mm assen
Geleiding 4x KH-1630 lineair lagers
As ondersteuning Gefreesde as klemmen
Aandrijving Tr16 pitch 4
Aandrijving Nema 23 – 1.9NM (270oz-in)
Overig 1x KFL001, As koppeling, dekplaat 400*10 alu(t.b.v. stijfheid), 2x Lim switch ,trapezium moer, bouten&moeren

Z-as BEREIK: Nog in ontwikkeling
Frame 10mm dik aluminium
Frame Hoek verbinder van hoekprofiel 40*40*4 (kosten besparend)
Geleiding 1x vierkant geleiding
As ondersteuning
Aandrijving Tr12 pitch 3
Aandrijving Nema 23 – 1.9NM (270oz-in)
Overig 2x 608 lager, As koppeling, 2x Lim switch

De gekozen materialen en geleidingen hebben we al liggen, wat dus meteen de kosten weer drukt.
Vraag: Welke upgrade zou er nodig zijn om alu te kunnen frezen (ex Frees)
Vraag: Graag hoor ik welke op/ aanmerkingen er zijn op het frame wat er beter kan?
(De meeste bewerkingen kan ik zelf uitvoeren helaas heb ik geen freesbank tot mijn beschikking)


Elektro
Dit onderdeel wordt voor mij al moeilijker. Momenteel heb ik dit in gedachte

Afbeelding

Schema:
Afbeelding

http://www.ebay.nl/itm/DE-Ship-3Axis-Ne ... Sw0vBUkpd9
Overig: Noodstop, klemmen, hulsjes, Energieketting
Vraag: Is de elektro zo compleet?
Vraag: Kan ik de drivers ook aansturen met een PLC? Die samenwerkt met welke software? Mach3?

De keuze dat er nu een Arduino in zit is omdat ik eerst wil proberen met wat G-codes de boel aan te sturen en zo verder te leren welke software er is en welke controllers ik ga gebruiken. Zou dit mogelijk zijn?

Back to Budget:
Mechanisch
Frame X-as +/- 70 euro (Alu profiel, micro switch, as support, lagers, trapezium + moer)
Frame Y-as+/- 30 euro (Micro switch, lagers, trapezium + moer)
Frame Z-as+/- 20 euro (Micro switch, lagers, trapezium +moer)
Elektro:
Driver kit Inc. motor 170 euro
Overige elektro 60 euro (Noodstop, klemmen, hulsjes energieketting ect.)
Totaal: 420 euro (+20% onvoorziene kosten á 70 euro)

Zou dit reëel zijn? Of wat zie ik over het hoofd…
Bouwplan: Medio december

Wellicht raak ik wel zo besmet met het CNC virus dat er een grotere machine achteraan komt. Maar eerst low-budget testen

Alvast bedankt voor jullie reacties.

Groet,

Koen

Gebruikersavatar
Sven
Berichten: 3887
Lid geworden op: 24 sep 2008 09:13
Locatie: Arnhem
Contacteer:

Re: Low budget protaal frees

Bericht door Sven » 18 nov 2015 12:50

Hey Koen, welkom.

Je eisen zijn aardig tegenstrijdig, budgetmachine en alu frezen, dat wil niet zo makkelijk.

Je gaat uit van niet-ondersteunde geleidingen, daar gaat de stijfheid mee onderuit.
Ondersteunde geleidingen zijn echt heel veel beter, en moeilijk achteraf om te bouwen.

Trapezium spillen zijn later evt nog te veranderen in kogelomloop.
Sven
350 kilo aluminium, wat boutjes en moertjes en een beetje plaksel:
http://cnczone.nl/viewtopic.php?f=8&t=13039
Beginnen met CNC?
http://cnczone.nl/viewtopic.php?f=8&t=15481

koencnc
Berichten: 13
Lid geworden op: 17 nov 2015 19:52

Re: Low budget protaal frees

Bericht door koencnc » 18 nov 2015 13:14

Bedankt voor je reactie, het deel alu frezen is meer een toekomst perspectief.
Zoals het frame nu getekend is heb ik onder de assen een profiel 60*30. Waar later eventueel een ondersteunde geleiding op gemonteerd kan worden.

De lineaire lagers heb ik nu liggen waardoor ik het eea bespaaar op geleidingen.

Gebruikersavatar
Arie Kabaalstra
Berichten: 8915
Lid geworden op: 07 feb 2007 18:37
Locatie: Bakhuuz'n
Contacteer:

Re: Low budget protaal frees

Bericht door Arie Kabaalstra » 18 nov 2015 14:18

Tip 1: bouw op de toekomst..

Ooit.. lang geleden.. toen ik nog als Gereedschapmaker werkte.. wilde ik een klein CNC machientje om onderdeeltjes voor bouwmodellen te maken.. dingen zoals wielen, maar ook metalen onderdelen.. van Alu, Messing, brons, staal, dat soort werk..
aanrip schreef:Oké, dan neem je M14 x 4. Maar pas op, al die ambities kosten veel geld en leveren wellicht toch uiteindelijk niet de voldoening op, die je voor ogen hebt. Denk ook aan je volgende project, waar je alles weer beter wilt doen of anders, of met toevoeging van wijsheid. Maak van die ene bank niet een heel orgasme.
Die reactie kreeg ik toen.. "maak van die bank niet een heel orgasme"... nou... ik kan je vertellen.. 'k ben blij dat ik dat dus WEL gedaan heb..

Begon ik met onderdeeltjes als dit..

Hoe ik dat voor elkaar kreeg? dat lees je hier: http://www.cnczone.nl/viewtopic.php?f=8 ... lit=beagle
maar.. toegegeven.. dit is een heel ander concept.. maar.. Kijk voor de gein eens naar de Open Source machine hier op het forum.. deze machine is bedacht door meerdere mensen.. met ervaring in het zelf bouwen van machines, en budgetbewaking.. omdat sommigen hun uitgaven ook moeten kunnen verantwoorden aan "moeders de baas"..

Afbeelding

een messing slotje voor in het zadel van mijn motorfiets..

tegenwoordig komen er dingen zoals DIT

Afbeelding

uit mijn machine rollen.. Ja.. 't is Titanium...

Flupke85
Donateur
Berichten: 437
Lid geworden op: 13 jan 2014 18:57
Locatie: Eijsden (achter maastricht)
Contacteer:

Re: Low budget protaal frees

Bericht door Flupke85 » 18 nov 2015 14:32

Hi Koen! Welkom.

Zoals eerder gezegd: Gebruik geen zwevende assen maar op z'n minst ondersteunde assen. Kijk eens bij stappenmotor.nl bijvoorbeeld. Ze zijn echt niet zo duur en véél stabieler!

Tip: Mocht je daar assen bestellen, bestel ze dan iets langer dan dat je nodig hebt. Het gatenpatroon komt nooit overeen van 2 gelijke lengtes. Daar komt nog bij dat ze afgekort worden met een slijptol :oops:
Die van mij waren eens midden op een schroef doorgezaagd, waardoor het volgende stuk pas na 20cm een schroef had en dus krom aan kwam met de post.

Complimenten voor het zoek- en tekenwerk!! :!:

Gebruikersavatar
DaBit
Donateur
Berichten: 7768
Lid geworden op: 05 dec 2012 13:48
Locatie: Oss

Re: Low budget protaal frees

Bericht door DaBit » 18 nov 2015 15:15

Sven schreef: Je eisen zijn aardig tegenstrijdig, budgetmachine en alu frezen, dat wil niet zo makkelijk.
Ik heb het nog nooit in het echie gedaan dus je mag het een grote bakkes noemen, maar volgens mij kan ik op een MDF machine nog best gehard staal frezen als ik dat perse zou willen. As usual is het poppetje achter de knoppen eerder de bepalende factor dan de machine.
Zie ook het topic van FSSF, die op een met accutol en rolmaat gebouwde lowbudgetmachine toch heel smakelijke onderdelen uit aluminium uit weet te spugen.

We hebben de discussie al ooit eerder gehad en ik ben toen op m'n neus getikt, maar ik verwacht van een student mechatronica eigenlijk beter dan dit, voornamelijk omdat ik verwacht dat-ie uit kan zoeken wat een CNC-machine tot een goede machine maakt (en dat staat los van budget).
'een goede machine' is dit niet imho; de constructie lijkt gestuurd op 'de plaatjes moeten er smakelijk uit zien'. Er is weinig tot geen aandacht besteed aan basisbehoeften nummer 1 en 2 voor CNC-machines: stijfheid en spelingsarme aandrijving.

- Niet-ondersteunde geleiding van de iele soort werkt niet lekker zoals reeds door velen bewezen.
- De frameconstructie is niet gemaakt op stijfheid. Geen driehoek of gesloten vorm te zien.
- De 'zijflappen' zijn niet stijf; onderaan kunnen ze gewoon roteren zelfs.
- Trapezium of gewoon metrische schroefdraad is niks mis mee, wel graag een voorziening om de speling er zoveel mogelijk uit te stellen en axiaallagering om de schroefspindel zelf op de plek te houden.

Wel netjes gedaan:

- Rekening gehouden met bekabeling.
- Rekening gehouden met het feit dat je spanen uit de buurt van je spindels wil houden.

Gebruikersavatar
hugo stoutjesdijk
Donateur
Berichten: 6041
Lid geworden op: 02 mar 2011 17:04
Locatie: elst (u)
Contacteer:

Re: Low budget protaal frees

Bericht door hugo stoutjesdijk » 18 nov 2015 15:44

Dat gootje voor de kabelrups gaat na verloop natuurlijk vol met spanen liggen.
( kwam ik toevallig zelf van de week achter :lol: )
Heb nog even niks beters kunnen verzinnen.
( zelfdragende kabelrups ? )
Ik ben voor meer techniek op school, maar dan wel vanaf groep 1 basischool.

Gebruikersavatar
Arie Kabaalstra
Berichten: 8915
Lid geworden op: 07 feb 2007 18:37
Locatie: Bakhuuz'n
Contacteer:

Re: Low budget protaal frees

Bericht door Arie Kabaalstra » 18 nov 2015 15:57

- Niet-ondersteunde geleiding van de iele soort werkt niet lekker zoals reeds door velen bewezen.
- De frameconstructie is niet gemaakt op stijfheid. Geen driehoek of gesloten vorm te zien.
- De 'zijflappen' zijn niet stijf; onderaan kunnen ze gewoon roteren zelfs.
- Trapezium of gewoon metrische schroefdraad is niks mis mee, wel graag een voorziening om de speling er zoveel mogelijk uit te stellen en axiaallagering om de schroefspindel zelf op de plek te houden.
Niet ondersteunde geleiding, dat probleem is snel genoeg op te lossen met ofwel ondersteunde rail, of vierkante Kogelomlooprails( Hiwin oid)

de basis is als ik het goed zie een inmiddels bewezen rechthoek van ALu Extrusies.. grote plaat erop, meteen om werkstukken aan vast te kleven.. Problem solved ( voor een groot deel dan.. )
Aandrijving van de brug.. 1 centrale spindel.. da's niet de meest optimale, echter wel de goedkoopste oplossing.. 2 spindels aan de zijkant doen de job beter.. kost iets meer, maar is te doen..

't beste is inderdaad als je de zijplaten OP inplaats van TEGEN de wagens monteert.. zie ook OpenSource Frees..dan worden je bouten tenminste optimaal en puur op trek belast..

de zijflappen zijn eenvoudigweg te verstijven met een rib erop.. ook de moeite niet.. :)en.. daar kan je nog eens wat moois van maken.. (het oog wil ook wat.. )


Dan het software verhaal.. PLC's.. ja in professionele CNC machines zitten PLC's.. maar voor een hobbymachine kan je zonder..

PC-CNC Besturing in de notedop: een PC met Software, een Koppeling tussen Software en Electronica en een koppeling tussen electronica en de machine..

De Software.. 't meestgebruikt hier op het forum zijn (in random order of appearance): LinuxCNC, EdingCNC en Mach

de eerste weet ik niet veel van.. de tweede gebruik ik zelf op beide CNCmachines in mijn werkplaatsje (Draaibank en Freesbank) en de derde zoals hier algemeen bekend, heb ik persoonlijk een bloedhekel aan.. maar laat dat jouw keuze niet beinvloeden.. :lol:

EdingCNC is wel een beetje de "Vreemde eend in de bijt" omdat de Timing van EdingCNC niet in de PC geregeld wordt.. bij Linux, naar ik begrepen heb wel, en bij Mach ook.. Voor EdingCNC heb je dus een Dedicated Board nodig.. de EdingCNC CPU, die is er in verschillende smaken.. Dat bord knoop je middels USB, of Ethernet aan je PC, en aan de andere kant knoop je de drivers eraan.. de software is gratis, Bij LinuxCNC en Mach gaan de signalen normaliter via de LPT Poort over een 25 polige kabel naar een "Breakout board" met OptoCouplers om je PC te beschermen tegen electronische ellende vanuit je besturing.. als daar wat misgaat.. wordt je PC niet gefrituurd.. stook je alleen een paar Optocouplers op.. kosten dezes?.. paar muntjes..

de gemiddelde besturing bestaat dus uit één of meerdere voedingen voor de stappenmotoren, een paar SolidState Relais om Freesspindels te starten, de drivers voor de stappenmotoren.. en dan nog wat ambulante aansluitmeuk voor voeding-override, Spindel-override (indien er ook een VFD in zit.. ) en een Noodstopcircuitje..

Voor een niet-electronicus zelfs nog goed te doen.. heb er meerdere gebouwd.. niets spectaculairs..
Heb je een oude PC?.. sloop de PC eruit, en de Besturingsmeuk erin. .. Daar kun je heel wat in kwijt..

Gebruikersavatar
Arie Kabaalstra
Berichten: 8915
Lid geworden op: 07 feb 2007 18:37
Locatie: Bakhuuz'n
Contacteer:

Re: Low budget protaal frees

Bericht door Arie Kabaalstra » 18 nov 2015 15:58

hugo stoutjesdijk schreef:Dat gootje voor de kabelrups gaat na verloop natuurlijk vol met spanen liggen.
( kwam ik toevallig zelf van de week achter :lol: )
Heb nog even niks beters kunnen verzinnen.
( zelfdragende kabelrups ? )
de Rups op pennen laten rusten?.. gootje alleen aan de zijkanten laten dragen,, de rest grote gaten?.. luchtankers, hemelbouten?..

Gebruikersavatar
hainjedaf
Donateur
Berichten: 1436
Lid geworden op: 01 aug 2011 10:01
Locatie: Amsterdam
Contacteer:

Re: Low budget protaal frees

Bericht door hainjedaf » 18 nov 2015 17:38

hugo stoutjesdijk schreef:Dat gootje voor de kabelrups gaat na verloop natuurlijk vol met spanen liggen.
( kwam ik toevallig zelf van de week achter :lol: )
Heb nog even niks beters kunnen verzinnen.
( zelfdragende kabelrups ? )
Neodyum magneten aan de kabelrups zodat deze aan de goot hangt en zichzelf lostrekt?
Met vriendelijke groet,
Marout Borms,
Amsterdam

HBM BF 25 L / Leadshine / Mesa 5i25 / LinuxCNC
(in aanbouw)

Gebruikersavatar
DaBit
Donateur
Berichten: 7768
Lid geworden op: 05 dec 2012 13:48
Locatie: Oss

Re: Low budget protaal frees

Bericht door DaBit » 18 nov 2015 17:59

Mijn kabelketting-goot is horizontaal voornamelijk gat. Gatenboor met diameter zo groot als de breedte van de goot, mm of 3 laten staan tussen de gaten. Gemaakt van triplex met een laagje zwarte spuitlak van de Action erover; simpel, lowbudget en doeltreffend.

Doet de truuk goed genoeg. Blijft wel wat troep in hangen, maar dat is met een stofzuiger zo opgelost en het is niet genoeg om de ketting 'omhoog te laten komen' op een steeds dikker bedje van spanen.

koencnc
Berichten: 13
Lid geworden op: 17 nov 2015 19:52

Re: Low budget protaal frees

Bericht door koencnc » 18 nov 2015 19:00

Zo wat een antwoorden! Daar kan ik zeker wat mee..

Voor zover de verbeter punten:
-ondersteunde assen (kan ik begrijpen aangezien de brug een moment uit oefenend waardoor er een doorbuiging ontstaat)
- Top plaat stijf maken, een plaat T slot o.i.d. om de gehele constructie stijver te maken
- De 'zijflappen' zijn niet stijf; onderaan kunnen ze gewoon roteren zelfs. Deze snap ik niet???
- Backlash moeren toepassen
- Zijplaten Op de wagens monteren
- zijplaten verstijven d.m.v. een rib (hoe? lassen is geen optie i.v.m. spanningen)
- De tip om de kabelrups te laten rusten op pennen vind ik geen gek idee. Gewoon om de 5 cm een pen in de extrusie maken

Top! Bedankt allemaal

Geen garantie dat ik het allemaal ga toepassen :roll:. Ik heb geen moeder om te verantwoorden maar wel een studenten budget :cry: .
Al ga ik wel proberen al deze tips zo te verwerken dat het in de toekomst een "aanpassing" wordt i.p.v een nieuwe machine. :mrgreen:

Gebruikersavatar
Arie Kabaalstra
Berichten: 8915
Lid geworden op: 07 feb 2007 18:37
Locatie: Bakhuuz'n
Contacteer:

Re: Low budget protaal frees

Bericht door Arie Kabaalstra » 18 nov 2015 19:35

De 'zijflappen' zijn niet stijf; onderaan kunnen ze gewoon roteren zelfs. Deze snap ik niet???
Je hebt "dunne" platen als Portaal gebruikt.. in het vooraanzicht zie je dan 2 dunne staanders.. als je in die richting aan het verspanen bent.. vervormt dat hele ding tot een ruit.. als je wat meer "dikte" erop brengt, door er bijvoorbeeld een "rib" aan de buitenkant tegenaan te bouten.. ben je al spekkoper..

die zijplaten zitten nu aan de zijkant van je wagens geschroefd.. je zet er een flinke kracht op in de lengte richting.. en... de boel gaat roteren om de bouten.. je hebt je bouten op deze manier niet zuiver op trek belast.. en dat is niet gunstig..

Bevestig je ze bovenop de wagens, dan kun je de bouten alleen maar op trek belasten.. daar zit geen rotatie mogelijkheid meer in..

Gebruikersavatar
DaBit
Donateur
Berichten: 7768
Lid geworden op: 05 dec 2012 13:48
Locatie: Oss

Re: Low budget protaal frees

Bericht door DaBit » 18 nov 2015 21:01

koencnc schreef: - De 'zijflappen' zijn niet stijf; onderaan kunnen ze gewoon roteren zelfs. Deze snap ik niet???
Je karretjes onderaan kunnen roteren om de as. Duw van bovenaf de boel scheef, en die karretjes verdraaien. Van dat punt hoef je dus geen extra stijfheid te verwachten.
- zijplaten verstijven d.m.v. een rib (hoe? lassen is geen optie i.v.m. spanningen)
Schroeven?
Zo'n extra rib bied overigens wel extra weerstand tegen buigen, maar niet tegen torsie.
Ik heb geen moeder om te verantwoorden maar wel een studenten budget :cry: .
Om dingen stijf en spelingsarm te maken heb je geen dubbel budget nodig hoor. Je moet alleen dezelfde hoeveelheid materiaal op de juiste plekken zetten.

Wat is torsie/buigstijver: een ronde massieve stalen as van een meter lang en een kilo zwaar, of een ronde stalen holle buis van een meter lang en een kilo zwaar?
Wat is torsie/buigstijver: een stalen plaat van 100x100x10mm dik, of een doos van 100x100x20mm met 4mm stalen wandjes?
Arie Kabaalstra schreef: die zijplaten zitten nu aan de zijkant van je wagens geschroefd.. je zet er een flinke kracht op in de lengte richting.. en... de boel gaat roteren om de bouten.. je hebt je bouten op deze manier niet zuiver op trek belast.. en dat is niet gunstig..
Daar ben ik het niet mee eens; Als het materiaal van karretje en plaat onderling een frictiecoefficient heeft van 1,1 en ik trek die twee delen met zeg 12kN naar elkaar toe door 4 boutjes aan te draaien, welk moment heb ik dan nodig om de boel onderling te roteren? Ik weet het effectieve oppervlak niet, maar ik durf wel te stellen dat tegen de tijd dat dat gehaald word deze machine gewokkeld en wel in een chipszak past.

Plaats reactie