Milling Gantry

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

Moderators: audiomanics, Moderators

diepchess
Berichten: 1430
Lid geworden op: 02 jul 2013 11:02
Locatie: Veenendaal
Contacteer:

Milling Gantry

Bericht door diepchess »

Hallo,

Was paar weken terug begonnen met een aluminium ontwerpje van een gantry om eens te zien wat mogelijk is met aluminium. Vanzelfsprekend ook geinspireerd door de OSPF die daar een fundamentele keuze laat zien hoe een efficiente brug te bouwen met laag zwaartepunt.

Dit ontwerp is gratis.Een ieder die de CAD wil kan 'm krijgen.
TZT produceer ik ook wel van elk onderdeel van aluminium dat zelf te boren/frezen is ook wel een STEPFILE.
Op dit moment is gros alleen functioneel getekend - dus er zijn nog geen afschuiningen noch fillets noch chamferings genomen voor een mooie finish van objecten en aantal moeten nog uitgewerkt worden of de gaten zelfs nog goed getekend worden.

Erg enthusiast ondertussen - wil 'm zelf ook bouwen. Dacht eerst over verkleinde versie bouwen ervan maar het voordeel is juist dat hij deze grootte heeft.

Hier 't eerste resultaat. De X en Y as zijn functioneel al ontworpen.
De Z-as zal vast iedereen anders willen want hangt af van welke freesmotor je hebt of wilt gebruiken of wat je wenst te willen ontwerpen.

Wat Kees daar doet met de OSPF valt natuurlijk ook te cut'n pasten.

Bereik rond de 1020+ x 610+ mm voor 't middelpunt van de frees - daadwerkelijke groter is de machine dus er valt nog meer uit te peuteren.
Hij schaalt ook makkelijk langer - echt enorm fors breder zou ik 'm echter niet maken met die 160x160 extrusie. Centimeter of 10 lukt wel natuurlijk, maar zelfde stijfheid en 2x breder lijkt me niet zo'n fris idee.

Het Z-bereik zoals hier getekend is 94mm maar door andere extrusies te gebruiken aan onderkant voor de torsiebox kan dat vrij simpeltjes 60mm hoger worden voor wie wil.

Volgens mijn kostencalculatie - maar dat is zonder verzendkosten voor de extrusies noch freesmotor is wat je hier ziet rond de 3000 euro aan materiaal.

De Z-as zoals hier getekend ben ik nog mee bezig zoals een goede ziener zal zien die naar de Z-as motor kijkt. Ik heb toevallig dat materiaal hier liggen die gladde assen en een kogelomloopje 1605 van 300mm. Verstandiger is een betere kogelomloop natuurlijk en sterkere motor.

Zoals hier ontworpen is de gantry opgebouwd uit extrusies: 60x240mm (schwer) van SMT. 160x160 brug van ITEM, en de torsiebox is 45x180 extrusies (Motedis en SMT leveren die goedkoop lijkt 't). Waarbij zaagkosten niet gerekend zijn. Fiks wat korte stukjes nodig.

Midden van de freesmotor staat op 79mm van de 6mm aluminium stripjes waar de rails op staat oftewel op 85mm afstand van de 160x160 extrusie.

Stijfheid - ja ja als dun aluminium je dat kan geven - berekend op tussen de 1 en 2 micrometer in deze constructie.

Dat betekent dus dat er wat vragen zijn van mijn kant. Ten eerste - het olien van de hiwins. Als ik nameet zijn die loopwagens er in allerlei soorten en maten - dus vooral als 't geen hiwin's zijn - dus olien zit dan steeds op andere plek. Is er methode om iets in 't aluminium te prikken wat dan doorlust naar 't oliegat van de linker loopwagen?

Hoe olien anderen dat hier?

Komende posts: screenshots van CAD.
diepchess
Berichten: 1430
Lid geworden op: 02 jul 2013 11:02
Locatie: Veenendaal
Contacteer:

Re: Milling Gantry

Bericht door diepchess »

23466
23465
23464
23463

Op X-as en Y-as liggen dubbele moer 2005 kogelomlopen getekend dus dat is DFU2005. Ik heb dan C5 kwaliteit daar op 't oog.

X-as : 2x1200mm en Y-as 900mm.

De lengte van de 160x160 extrusie is daarop aangepast (827mm zeg ik uit hoofd) om 'm op die manier te kunnen bevestigen.
Motoren: nema34 steppers op X en Y (dus 3 in totaal) en een Nema23 (planning 3 Nm) op de Z-as.

De freesmotor past daar net naast als die omhoog gaat. Getekend 130+ mm beweging op Z-as mogelijk. Maar ja zo'n ronde freesmotor zet je makkelijk even omhoog of omlaag in de klem.

Nema34's heb ik hier verder nog wel maar zie geen makkelijke manier die op de Z-as in te passen.

Aantal bouten zoals getekend hier zijn DIN912's omdat ik in FreeCAD simpelweg geen buitenzeskantboutjes getekend heb en ik heb wel hele directories met stepfiles van vanalles en nog wat maar deze oude freecad15 heeft daar te veel problemen mee als je die importeert. Crasht er zelfs op en herberekeningen kosten eindeloos lang.
diepchess
Berichten: 1430
Lid geworden op: 02 jul 2013 11:02
Locatie: Veenendaal
Contacteer:

Re: Milling Gantry

Bericht door diepchess »

Heb ondertussen zitten googlen naar hoe dat hok op 19 graden continue te houden hele jaar door.

Dit hok waar ik normaal zit bij de computers heeft bijvoorbeeld wel airco -maar dat werkt vrij lomp dat ding en als 't buiten vochtig is slaat hij gelijk uit omdat hij dan zelf vol met water zit.

Verwarmen is simpel van hok - kwestie van computer wat laten rekenen op priemgetallen bij wijze van spreken - is het al te heet in dat hok - probleem is de airco dus en vooral als ik 'r niet ben. Welke oplossingen kan ik kamer continue mee op 19 graden houden? De aircootjes van 300 euro die ik op bol.com zie geloof ik niet zo in dat die zo nauwkeurig gaan werken.
Gebruikersavatar
ruudpg
Donateur
Berichten: 1051
Lid geworden op: 19 jul 2011 12:37
Locatie: Spijkenisse
Contacteer:

Re: Milling Gantry

Bericht door ruudpg »

Ik voel weer wat aankomen...

Waarom 19 graden?
Temperatuur van een meetkamer hoort 20 graden te zijn + of - 0,2 graden.

En wat wil je dan gaan bewerken waar deze temperatuur zo belangrijk voor is?
Hou dan ook rekening met koeling van zowel de machine, het werkstuk als je gereedschap tijdens het bewerken.

Optie is natuurlijk het meten van de temperatuur van het werkstuk, de machine en je gereedschap en dan de maatafwijking door temperatuurwisseling automatisch te laten corrigeren in je freespaden.

Maar... zie ik op je z-as nou niet ondersteunde ronde geleidingen? En je maakt je zorgen over een paar graden temperatuurverschil?
Goudgele
Berichten: 514
Lid geworden op: 21 jul 2020 12:56

Re: Milling Gantry

Bericht door Goudgele »

Op het eerste gezicht een degelijk ontwerp. Ik vraag me alleen af hoe dik die plaat is waar je de karretjes op hebt zitten voor wat jij de Y-as noemt. Lijkt me dat die wat dikker mag.

Is dit de eerste machine die je gaat bouwen of heb je al veel ervaring? Als het de eerste is zou ik hem eerst eens gaan bouwen en lekker wat ervaring op doen met frezen, voordat je je druk maakt om temperatuurverschil.
Zoals ruudpg ook al aangeeft, gebruik in ieder geval andere geleidingen dan die ronde op de Z-as, als je echt jaagt op een hoge nauwkeurigheid.

Als je hoofddoel is om aluminium te gaan frezen, zou ik zeker zorgen voor meer ruimte in de Z richting, zodat je gemakkelijk een machineklem kan plaatsen.

Ik zie ook nog niet helemaal hoe je nou precies die motor voor de Y-as in dat profiel gaat bevestigen. Je zou de motor en ballscrew voor het gemakt ook bovenop de gantry kunnen zetten.
Kjelt
Donateur
Berichten: 6259
Lid geworden op: 14 jun 2007 21:51
Locatie: Eindhoven

Re: Milling Gantry

Bericht door Kjelt »

diepchess schreef: 10 mei 2021 13:24 Heb ondertussen zitten googlen naar hoe dat hok op 19 graden continue te houden hele jaar door.
Andersom denken.
Niet de kamer is van belang, de machine is van belang.
Dus door alle profielen koelvloeistof pompen die je op de gewenste temperatuur houdt met een gecombineerde verwarmer/chiller.
diepchess
Berichten: 1430
Lid geworden op: 02 jul 2013 11:02
Locatie: Veenendaal
Contacteer:

Re: Milling Gantry

Bericht door diepchess »

Goudgele schreef: 10 mei 2021 14:03 Op het eerste gezicht een degelijk ontwerp. Ik vraag me alleen af hoe dik die plaat is waar je de karretjes op hebt zitten voor wat jij de Y-as noemt. Lijkt me dat die wat dikker mag.

Is dit de eerste machine die je gaat bouwen of heb je al veel ervaring? Als het de eerste is zou ik hem eerst eens gaan bouwen en lekker wat ervaring op doen met frezen, voordat je je druk maakt om temperatuurverschil.
Zoals ruudpg ook al aangeeft, gebruik in ieder geval andere geleidingen dan die ronde op de Z-as, als je echt jaagt op een hoge nauwkeurigheid.

Als je hoofddoel is om aluminium te gaan frezen, zou ik zeker zorgen voor meer ruimte in de Z richting, zodat je gemakkelijk een machineklem kan plaatsen.

Ik zie ook nog niet helemaal hoe je nou precies die motor voor de Y-as in dat profiel gaat bevestigen. Je zou de motor en ballscrew voor het gemakt ook bovenop de gantry kunnen zetten.
Dank voor de feedback!

Goudgele - ik ontwerp machines zoals je misschien zou weten. Die ontwerpen post ik hier niet maar zijn wel gebouwd en heel wat ingewikkelder dan simpele CNC freesmachientje ontwerpen waarbij je met makkelijke kant en klare onderdelen kunt bouwen zoals vierkante rails etc.

Die ronde geleiders zijn erg kort en 20mm doorsnede. Heb ik 'r toevallig nog 4 van liggen van oud project wat niet doorging qua bouw helaas. Doorbuiging van ronde geleiders an sich is 1 micrometer op papier maximaal bij maximale belasting op X of Y as.

Een dikke harde ronde as is erg nauwkeurig als hij maar erg kort is, of als je weinig belasting erop zet in X en Y richting in dit geval.
De kogellagers (LM20uu) is ander verhaal - daar C2 kwaliteit radiele speling kopen is stuk beter natuurlijk. Qua berekening werkt dit prima als het maar netjes gebouwd wordt. Dus bij freesmotoren waar je echt meer dan 1 kilowatt vermogen op gaat zetten en bijbehorende thrusts op de LM20uu's dan gaat 'm dat niet worden maar dan is ook de vraag waarom je iets van aluminium bouwt als je zoveel vermogen erop wilt zetten :)

Neem aan dat fors wat luitjes een andere Z-as zullen willen, vooral wie vierkante freesmotoren wil. Ik heb hier ook al zitten uittekenen met vierkante geleiders maar dan wordt Z-as wel stuk hoger - of je moet de ophanging pakken zoals Kees dat bij de OSPF doet. Zeg tot mechatron 2.2 kW met 80mm doorsnede of 2.2 kW GDZ (ja ja da's een theoretische 2.2 kilowatt natuurlijk) dan lukt die 20mm gladde assen nog wel. Als je meer bereik zou willen dan deze 130mm over de Z-as dan is gladde assen ook geen best idee natuurlijk. Bij grotere belastingen - waarom bouw je dan met aluminium?

Deze kast is voor een 58mm GDK ontworpen met ook uitbreiding naar 60mm mogelijk (er is een ATC van 60mm die sorotec verkocht - kweenie of zij die nog verkopen). Voor een 80mm diameter freesmotor dient natuurlijk kast iets vergroot te worden. In Y-richting is wel zat ruimte daarvoor.

Deze ronde geleiders maakt de kast mooi klein in Z-bereik. Dikke 15mm aluminiumplaten hier boven en onder die de zaak vasthouden en het is heel stevige kast. 1 zijplaat moet er wel af om zaken bij te stellen zoals de freesmotor bijstellen etc.

100mm diameter freesmotor, die natuurlijk ook meteen 10+ kilo wegen zou ik ook geen ronde gladde assen op de Z-as gebruiken. Dat is gewoon te veel gewicht en te veel vermogen.

We zullen zien hoe de gladde ronde assen bevallen!
Het is uiteindelijk altijd alleen een kogellagerverhaal en hoeveel thrust eropgezet kan worden.

De 6mm platstafstrip is met name om daar bovenop correctiestripjes (van 0.01mm etc) te kunnen leggen om de rails recht te mounten. Dat is dus inderdaad het onzekere traject hoe goed dat uitpakt. Misschien lukt 't zonder wel beter maar dan hebben de correctiestripjes minder grip op de rails dan op zo'n platstaf. Qua doorbuiging is het geen probleem want het ligt over de hele lengte van de rails en om de 6CM zit er boutje in die rails zoals wij weten. Enige soort materiaal wat ik totdusverre heb gevlakt (met de hand) is staal geweest totdusverre dus weet niet hoe dat gaat uitpakken bij aluminium. In ontwerpje hier is het heel simpel om gewoon de 6mm strip te vervangen door dikkere strip natuurlijk mocht dat niet bevallen.

Een dikkere strip, tenzij die 160mm breed is en de beide rails bereikt - dat gaat niet zoveel verschil maken qua stijfheid als we rekenen gaan met de extrusie zelf die daar qua aluminium maar net iets boven de 5mm dikte overal zit. Vraag is of dat wel een ITEM extrusie wordt of toch een SMT versie. De SMT is net iets anders maar lijkt er heel erg op. Onheilspellende verhalen gehoord over prijsnivo's bij ITEM.

De nema34 motor heb ik in de extrusie gestopt en aan andere kant zit een 80mm ventilator die keihard lucht blaast tegen de motor en rondom de motor zitten uitsparingen waar die lucht eruit komt. Een 300mm HTD 5m past er zo prima op en er kan ietsjes bijgesteld worden bij de motor met al die boutjes waarmee hij vastzit. Of dit handigste methode is valt te betwijfelen, maar het is goed voor 't zwaartepunt op deze manier natuurlijk.

Het ding is 6.5 kilo die nema34 dus de enige 3 opties wat mij betreft zijn 'm er op deze manier in, 180 graden omgekeerd of links naast de 160x160 extrusie. Niet bovenop - zwaartepunt komt dan hoger te liggen van wat over X en Y beweegt terwijl idee juist is snel kunnen bewegen over X en Y-as.
diepchess
Berichten: 1430
Lid geworden op: 02 jul 2013 11:02
Locatie: Veenendaal
Contacteer:

Re: Milling Gantry

Bericht door diepchess »

Kjelt schreef: 10 mei 2021 16:01
diepchess schreef: 10 mei 2021 13:24 Heb ondertussen zitten googlen naar hoe dat hok op 19 graden continue te houden hele jaar door.
Andersom denken.
Niet de kamer is van belang, de machine is van belang.
Dus door alle profielen koelvloeistof pompen die je op de gewenste temperatuur houdt met een gecombineerde verwarmer/chiller.
Het wordt te heet in dat hok. Ik heb zitten rekenen op de gantry qua uitzettingen. De gantry is enorm stijf - dus er zit geen flex in de machine hier - dus de temperaturen van ver boven de 30 graden die ik al snel in dat hok heb zijn gewoon niet acceptabel. Dus 'm net onder die 20 graden houden dat hok - of plek waar ik 'm ga neerzetten is van cruciaal belang.

Verwarmen lukt wel dat hok - het hok is al snel te heet - er staat ook een server met gpgpu kaart die crunchen kan (en halve kilowatt vreet under full power en machine in geheel 900 watt) - dus ik had al 'elektrische verwarming' op afroep daar. Naast echte verwarming. Probleem is echt hok in zomer koel genoeg houden. Als ik 1 van de CNC's aan heb staan in dat hok is het echt gelijk sauna. Zelfs als het vriest dat het kraakt buiten. De temperatuur waarop het hok gehouden wordt is ook de temperatuur waarop dit gantrietje gebouwd dient te worden natuurlijk. Je zegt 'chiller' - heeft dat ingebouwde airco?
Goudgele
Berichten: 514
Lid geworden op: 21 jul 2020 12:56

Re: Milling Gantry

Bericht door Goudgele »

Ik denk niet dat een marginaal hoger zwaartepunt het grootste probleem is als je echt snel wil bewegen (wat vindt je snel? en bedoel je dan een hoge topsnelheid of een hoge acceleratie?). Ik zou dan eerder denken aan het switchen naar 1605 KO spindels en Nema 23 stepper, eventueel closed loop. Door de lagere massatraagheid van die KO's en motorassen kan je veel sneller accelereren. En 16mm KO's is prima te doen voor deze lengte.

Heb je ook al een idee voor de elektronica/software die je gaat toe passen?
diepchess
Berichten: 1430
Lid geworden op: 02 jul 2013 11:02
Locatie: Veenendaal
Contacteer:

Re: Milling Gantry

Bericht door diepchess »

Goudgele schreef: 10 mei 2021 16:43 Ik denk niet dat een marginaal hoger zwaartepunt het grootste probleem is als je echt snel wil bewegen (wat vindt je snel? en bedoel je dan een hoge topsnelheid of een hoge acceleratie?). Ik zou dan eerder denken aan het switchen naar 1605 KO spindels en Nema 23 stepper, eventueel closed loop. Door de lagere massatraagheid van die KO's en motorassen kan je veel sneller accelereren. En 16mm KO's is prima te doen voor deze lengte.

Heb je ook al een idee voor de elektronica/software die je gaat toe passen?
Elektronica is heel simpel natuurlijk. Computer met linuxcnc - Breakout bordje van 4 dollar en aansluiten zoals ik vorige CNC's ook aangesloten heb. paar schroefjes en motordrivers erop en klaar. Da's 40 minuutjes. Alleen het knippen van de draadjes en 't koper onbloten kost me paar uur. Ventilatortjes overal op voor zekerheid. Op elke motordriver.

Extra geld uitgeven voor closedloop heb ik nooit begrepen. Gewoon standaard nema34's met motordriver. En eindstops. Die nema34's zijn stuk in prijs gedaald. zo'n wantaikit wordt ook via Duitsland goedkoop geleverd door zo'n partijdametje van Wantai.

Je koopt de KO's waar je je lekker bij voelt natuurlijk. Hier ingetekend op 20mm DFU2005's. De 900mm heb ik nog niet gekocht de DFU2005's van 1200mm heb ik 'r al 2 op voorraad hier. Op de Z-as is die 1605 die ik ingetekend heb al erg tricky hoor. Is dat ik die hier heb liggen anders had ik daar ook zeker een DFU2005 gepakt maar op zijn minst deen DFU1605 ipv enkele moer 1605.

Op de X-as en Y-as kun je natuurlijk ook nema23's neerpoten als je zou willen. Vooral op de X-as want daar heb je 'r 2. Accelereert het iets trager natuurlijk.

Volgens mij is nu wel goed moment om te kopen. vierkante rails kost echt niks nu online evenals die kogelomlopen. Kijk eens op aliexpres naar DFU2005 - echt spotgoedkoop. Zelfs C5 kwaliteit voor prikkie.
diepchess
Berichten: 1430
Lid geworden op: 02 jul 2013 11:02
Locatie: Veenendaal
Contacteer:

Re: Milling Gantry

Bericht door diepchess »

Wat betreft zwaartepunt en 6.5 kilo hoog hangen - waarom zou je dat doen als 't niet hoeft?

Dat is zo'n simpele optimalisatie van die gantry - of je 'm dan IN de extrusie wilt hangen of buiten de extrusie - kijk dat is yet another question :)
Ik weet uit ervaring dat ventilator door tube heen hard lucht laten blazen dat dat enig geluid geeft - als dat toevallig bij deze extrusie leidt tot keiharde orgelgeluiden dan wordt er nagedacht over oplossing daarvoor natuurlijk - niet eerder :)

In de gekozen opstelling knalt een 80mm ventilator die wel behoorlijk geluid maakt (65 decibel toch wel minimaal wat ik hier nog aan Delta fans heb liggen) - die heeft vet minder vierkante centimeter om zijn 40+ CFM naar buiten te blazen. Leidt tot overdruk tegen de nema34 aan wat beter koelt.
Kjelt
Donateur
Berichten: 6259
Lid geworden op: 14 jun 2007 21:51
Locatie: Eindhoven

Re: Milling Gantry

Bericht door Kjelt »

diepchess schreef: 10 mei 2021 16:38 Het wordt te heet in dat hok.
Dan inderdaad een airco.
Je zegt 'chiller' - heeft dat ingebouwde airco?
Nee een airco is een apparaat met compressor die via een warmtewisselaar specifiek de omgevings lucht koelt in een ruimte.
Een chiller is een apparaat met compressor die via een warmtewisselaar een ander medium in dit geval een vloeistof afkoelt.

Let wel op dat je er eentje met compressor koopt, bv een S&A CW5200, er zijn ook neppers in omloop zonder compressor en die gebruiken de omgevingslucht om de vloeistof te koelen, iets dat niet werkt als de kamer zelf al warmer is.
diepchess
Berichten: 1430
Lid geworden op: 02 jul 2013 11:02
Locatie: Veenendaal
Contacteer:

Re: Milling Gantry

Bericht door diepchess »

Kjelt schreef: 10 mei 2021 17:18
diepchess schreef: 10 mei 2021 16:38 Het wordt te heet in dat hok.
Dan inderdaad een airco.
Je zegt 'chiller' - heeft dat ingebouwde airco?
Nee een airco is een apparaat met compressor die via een warmtewisselaar specifiek de omgevings lucht koelt in een ruimte.
Een chiller is een apparaat met compressor die via een warmtewisselaar een ander medium in dit geval een vloeistof afkoelt.

Let wel op dat je er eentje met compressor koopt, bv een S&A CW5200, er zijn ook neppers in omloop zonder compressor en die gebruiken de omgevingslucht om de vloeistof te koelen, iets dat niet werkt als de kamer zelf al warmer is.
Een chiller - heel interessant. Mogelijk de oplossing die ik zoek. Hoe zou je die hier aansluiten?

Claim is op 0.3 graden nauwkeurig. Dat klinkt goed!

Eerst eens wat youtubes bekijken wat de mogelijkheden daar zijn voor er vast nog stortvloed aan vragen komt!

Ik denk nu aan combinatie van vloeistof door wat extrusies van de gantry zelf heen te laten lopen en als optie ook een CW5202 die een 2e vloeistofkanaal heeft en daarmee de kamer ook wat verkoelen met een radiator met wat ventilators erop.

Dan vast 2 buizen nodig en 2 gaten in kantoor zagen naar buiten toe.

Dan de optie maken op 1 of andere manier dat ik deurtje van de gantry indien gesloten en gantry niet in gebruik dat dan 1 watercircuit gebruikt wordt en alleen water circuleer door de gantry zelf om 'm op temperatuur te houden en de rest van de kamer mag dan afwijkende temperatuur hebben.
Goudgele
Berichten: 514
Lid geworden op: 21 jul 2020 12:56

Re: Milling Gantry

Bericht door Goudgele »

Als je je druk maakt om verminderde nauwkeurigheid ivm een paar graden temperatuurverschil zou je het voordeel van een closed loop systeem ook wel moet begrijpen....maargoed het is jouw feestje natuurlijk.

En dat een 1605 'tricky' is op een z-as raakt kant noch wal. Wat maakt dat tricky dan?
Plaats reactie