Zelfbouw 5-Axis CNC

[EmuuuH]

Ik zag dat mijn video hier op het forum gedeeld was dus wellicht een mooi moment om zelf ook eens wat te delen hier. Laat ik beginnen met een korte introductie:
Ik ben Emiel, op internet beter bekend als: "The Practical Engineer" van mijn gelijknamige YouTube kanaal.
Ik bouw daar allemaal verschillende projecten en ik ben nu gestart aan een 5 assige CNC frees. Ik heb al een tijdje een stepcraft m700 portaalfrees. Maar dit stond al tijden op mijn lijstje en nu gaat het dan echt gebeuren.

Mijn doel is om hier 'met gemak' aluminium op te verspanen en 'voorzichtig' ook staal en rvs te kunnen doen. Het is natuurlijk fijn om zo super nauwkeurig te kunnen werken maar ik gebruik het enkel voor mijn eigen ontwerpen/projecten en heb zelden meer nodig dan 0.1 mm nauwkeurigheid.
Verdere design uitgangspunten:
- Eerst opbouwen als 3 Asser en daarna 4e en 5e as toevoegen.
- bouwvorm: zo compact mogelijk (mijn werkplaats is eigenlijk al vol)
- Bereik 3 assig: minimaal 220 x 400 mm
- Bereik 5 assig: 120mm kubus
- Spindel: 2.2kw 6000 - 18000 rpm
- Motoren: Clearpath Nema34 formaat servos
- Aansturing: Masso CNC

Ik heb een leuke samenwerking met Xometry en wil dus een groot deel van de onderdelen laten frezen.
In de comments op mijn eerste video werd ik gewezen op het vullen van het frame met beton of epoxy graniet, en dat is gelijk het eerste waar ik wel wat design input zou kunnen gebruiken:
Ik heb het nu zo bedacht dat er een solide achterkant is waar alles op gemonteerd wordt. Ik ben alleen nog een beetje zoekende met hoe ik dit met het onderstel (nog in grof concept ook nu) zal verbinden. Ik zou bijvoorbeeld een L vorm kunnen maken van het hele frame maar wil onder ook ruimte voor koelvloeistof en spanen afvoer.
Kortom: wat zouden jullie aanraden hier?




Oh ja: dit is de eerste video:

[Huub Buis]

Emiel,

Voor zover ik weet, is er geen "hobby" software voor een 5 asser CNC machine. Met welke CAD/CAM software ga je deze 5 asser gebruiken.

edit:
Voor het frezen van aluminium/staal is stijfheid belangrijk. Maak het zo stijf mogelijk waar dit gemakkelijk/goedkoop kan. Voor de rest bedenk dat het zwakste onderdeel een hoge invloed op de stijfheid heeft.

Huub

[EmuuuH]

Emiel,

Voor zover ik weet, is er geen "hobby" software voor een 5 asser CNC machine. Met welke CAD/CAM software ga je deze 5 asser gebruiken.

Ik gebruik Autodesk Fusion voor al mijn ontwerpen en ook voor het CAM werk. Daarin kan je wel 3+2 en ook 5 assig simultaan programma's schrijven. De software tenminste, of ik het kan moeten we nog afwachten..

[XL500SZ]

Leuk concept.
Alle geleidingen en aandrijvingen boven het werkvlak scheelt in ieder geval met afscherming daar.

paar dingen die opvallen:
- is de Z as net zo stijf als de rest van de opbouw? Lijkt nu alleen een vlakke plaat te zijn, misschien kun je daar nog iets aan stijfheid winnen.
- getekende spindel lijkt een HF spindel, zal het in aluminium wel doen, maar voor staal ben je dan wel gelimiteerd aan kleine freesjes. (denk aan maximaal ~2mm op 18000toeren, ~6mm op 6000 toeren met hardmetalen frezen, en dan afwachten of de spindel nog voldoende koppel heeft zo onderin het toerentalbereik)
- Als je de kolom nog ietsje dieper maakt heb je de achterste X geleiding ook dichter boven een verikale plaat, kan wat stijfheid opleveren
- onderstel / frame zou ik niet perse vast aan de machine verbinden, levert je maar weinig op qua stijfheid verwacht ik. Beter een stijve machine los op een onderstel.

Hoe ga je alles fabriceren? alles valt of staat natuurlijk met de nauwkeurigheid waarmee je het frame in elkaar kunt krijgen.

miscchien interessant, heb deze een keer gezien en in mijn achterhoofd gehouden, ook een leuk concept voor een kleine 5 assige machine, wel heel anders uiteraard:

[XL500SZ]

.....Daarin kan je wel 3+2 en ook 5 assig simultaan programma's schrijven. ......

MBT Autodesk Fusion, voor zover ik het begrepen heb:
- 5 assig zit helemaal niet in de gratis versie.
- in de 'kale' betaalde versie (zonder machining extensie) zit 4e as positioneel en 3+2.
- wil je je volledig 5 assig simultaan, moet je de machining extensie erbij nemen.

[EmuuuH]

paar dingen die opvallen:
- is de Z as net zo stijf als de rest van de opbouw? Lijkt nu alleen een vlakke plaat te zijn, misschien kun je daar nog iets aan stijfheid winnen.
- getekende spindel lijkt een HF spindel, zal het in aluminium wel doen, maar voor staal ben je dan wel gelimiteerd aan kleine freesjes. (denk aan maximaal ~2mm op 18000toeren, ~6mm op 6000 toeren met hardmetalen frezen, en dan afwachten of de spindel nog voldoende koppel heeft zo onderin het toerentalbereik)
- Als je de kolom nog ietsje dieper maakt heb je de achterste X geleiding ook dichter boven een verikale plaat, kan wat stijfheid opleveren
- onderstel / frame zou ik niet perse vast aan de machine verbinden, levert je maar weinig op qua stijfheid verwacht ik. Beter een stijve machine los op een onderstel.

Thanks voor je feedback! De Z-as stelt nu nog niet zo veel voor inderdaad en staat er puur als blok in nog. Ik wil hier iets gaan doen met flenzen naar de zijkanten om hem zo steviger te maken.
De spindel vond ik zelf wel een interessante, dat is deze: https://www.damencnc.com/nl/quicktoolch ... 0rpm/a3969 Die heeft zijn max koppel al bij 6000 toeren.

"Als je de kolom nog ietsje dieper maakt heb je de achterste X geleiding ook dichter boven een verikale plaat, kan wat stijfheid opleveren" Dat is wel een goede inderdaad. Wellicht moet ik van de hele achterkant gewoon een grote 'stoeptegel' maken met in het midden een gat waar die 4e as op vast kan later.
Het frame/ de basis wil ik zo gaan maken dat de nauwkeurigheid uit het freeswerk moet komen. Met het huidige concept zit alles eigenlijk maar op 2 platen dus als ik die goed laat verspanen dan lijkt me dat een mooie basis. het liefst had ik dit hele achterblok uit 1 stuk laten frezen. Maar werd een beetje te gek.

[JF-Projects]

Hi Emiel,
Ik volg je al op Insta, dus ga ik dit draadje ook volgen. Suc6 met de bouw.

Gr. Joost

[Markus]

Mooi project Emiel,

mocht je UHPC beton bijvoorbeeld Nanodur (zeer geschikt voor CNC machines frames wegens hele goede demping) dan mag je 20kg gratis komen ophalen (is wel een eind rijden)

Nandur is makkelijk te verwerken, ik heb geen krimp kunnen vaststellen tov het ingegoten staal en het is veel minder chemisch met als nadeel dat je geen onbehandelde aluminium erin mag verwerken. Maar goed staal is toch beter, als je demping belangrijk vind en bovendien vaak goedkoper als je het vlak en spanningsloos wilt inkopen.

en je kunt ook nog een zooi inserts van me krijgen die meegegoten kunnen worden.

Greezt,

Markus

[keesfrees]

[..] gratis komen ophalen (is wel een eind rijden)

Weet je dan waar OP woont ?
Of neem je maar aan dat . . ? ( de meeste mensen niet in groningen wonen, wat wel klopt :-) )

[Markus]

[..] gratis komen ophalen (is wel een eind rijden)

Weet je dan waar OP woont ?

Hij heeft gewoon een website :)

https://thepracticalengineer.com/contact

Haarlem dus

Greezt,

Markus

[P1-Engineering]

Dat is toevallig, zo te zien zijn wij buren op Garagepark!
En ik ben ook bezig om mijn CNC frees 5-assig te maken.
Freeswerk is allemaal klaar, nu alleen nog extra drive plaatsen en voorbereiden voor de eerste testen.

-Betreft de besturing zou ik nog even goed nadenken of je Masso wilt gebruiken, die heeft namelijk geen ondersteuning voor RTCP wat al snel vervelend wordt voor 5 assig werk. Zonder RTCP moeten al je gereedschap lengtes in je CAM pakket exact gelijk zijn met de werkelijkheid.
In de praktijk betekent dit dus eerst al je gereedschappen inmeten, in CAM alle lengtes bijwerken en programma re-freshen. Breekt er een keer een freesje, dan op exact op dezelfde lengte terugplaatsen of weer gaan wijzigen in je CAM pakket......

-Voor het ontwerp, ik zou de machine in eerste instantie alleen in simpele blokken moduleren (parametrisch) hiervan vervolgens een MachineModel in Fusion maken zodat je kan simuleren met de volledige machine. Als je dan wat voorbeeld producten programmeert kan je zien of je uitkomt qua slag van de assen en de positionering van de B en C as.

Aangezien ik al een portaal frees had ben ik voor een trunion model gegaan en deze zo laag mogelijk geprobeerd te maken ivm beperkte z-as hoogte

De trunnion


De 4de as


Met snelspansysteem kan ie op de 4de as gezet worden (enige foto die ik nu heb)



Mocht je vragen hebben of een keertje willen kijken (op het moment is het een zooitje ) ben je uiteraard welkom.

[veteq]

Ja Freespark Haarlem is goed vertegenwoordigd hier, frees dat wij ook buren zijn. Zit zelf in midden van het terrein op begane vloer, tegenover P1- eng.

Zelf lekker bezig met FS4Mg 3 asser en een zelfbouw graniet machine, beetje printen, lassen etc.

Kunnen wel een verspanningsborrel doen een keertje, zit boven ook nog een kerel met een opensource cnczone machine.

Leuk !

[MeMoRy]

Mooi design, al ziet de Z as er inderdaad niet zo stevig uit: die mag een schoring of een andere versteviging aan de zijkant hebben.

Maar goed, je wil er uiteindelijk staal of RVS mee doen. Dat klinkt al een uitdaging: daar moet de machine wel heel stijf voor zijn. Zo stijf is dit ontwerp niet. Ik weet niet hoeveel je kan verwachten van lineaire lagers zo. Maar ik ben geen expert

[EmuuuH]

Ja Freespark Haarlem is goed vertegenwoordigd hier, frees dat wij ook buren zijn. Zit zelf in midden van het terrein op begane vloer, tegenover P1- eng.

Zelf lekker bezig met FS4Mg 3 asser en een zelfbouw graniet machine, beetje printen, lassen etc.

Kunnen wel een verspanningsborrel doen een keertje, zit boven ook nog een kerel met een opensource cnczone machine.

Leuk !

Ha! wat leuk! Ik had al wel eens een andere cnc gezien / gehoord op het park maar leuk om eens bij elkaar te kijken inderdaad!