Beginner CNC zelfbouw

[mxbouke]

Hallo CNC mensen,

Ik ben bouke, 21 jarige werktuigbouwkunde student aan de Hanze Hogeschool in Groningen.
Na per ongeluk op youtube op zelfgebouwde cnc machines te zijn gekomen leek het me geweldig om zelf ook zo'n apparaat te bouwen.

In de eerste instantie wil ik een probeer-versie maken, niet heel groot en 3 assig XYZ. Als dat succesvol is wil ik overgaan tot het bouwen van een grote 4 assige.

Volgens mij is dit wat ik nodig heb:

Frame
Spindels
machineklem

Stappenmotors
Controller
Software
............

Het frame wou ik gaan maken van aluminium profielen, omdat dit me makkelijk lijkt en er mooie gleuven inzitten die je als geleider kan gebruiken. Ik had nog als idee om digitale schuifmaten erop te monteren (eerst uit elkaar halen natuurlijk) voor een digitale aflezing..

De vraag die ik nu heb is, wat voor stappenmotor / controller heb ik nodig?
Dit setje heb ik op ebay gevonden: http://cgi.ebay.com/4-Axis-Nema-23-step ... 3f031542a8

En is dit een beetje een goed setje? er staat 23 stepper motor 287, waar staat 23 voor (aantal stappen per omwenteling?) en 287?

Hoe krijg je dit goed aan de praat via de computer?
Ik ben veel bezig met SolidWorks, is er ook een mogelijk zoeits om te vormen zodat het onworpen bestand uitgevoerd word?

Moeten er ook eindschakelaars en nul schakelaars oid op?

Misschien zijn er nog wat tips?

Alvast bedankt,

Bouke

[Mcgyver]

Hoi bouke, welkom op het forum...

Wow dat zijn een hoop vragen...

Als eerste zou ik je adviseren om wat avondjes je goed in te lezen hier op het forum over wat mensen al hebben gemaakt... geeft je vaak een helder idee over wat je wilt hoe te bouwen en wat je er mee kunt..


Als basis zijn de onderdelen die je opnoemd correct, maar je zal er snel achter komen dat er nog veel meer bij komt kijken aan klein materiaal..
Voor een portaal machine zul je nog niet eens echt een freesklem nodig hebben...


Als eerste moet je eigenlijk bepalen wat voor machine je wilt maken.. en wat je er op wilt doen.. dit bepaald namelijk in grote mate wat er nodig is voor het ontwerp....


Dat setje op e-bay is een bekende... leuk voor kleine machientjes.....

Het is een besturing bedoeld voor mach3, turbocnc, zeus, emc2.... in elk geval een besturing via de LPT poort van de pc...

De 23 staat voor nema 23.. en dat is de vlensmaat van de motoren en de 287 voor 287 oz/inch oftewel het houd koppel dat is in europese maatstaven ook wel ongeveer 2Newton meter

met solidwrks kom je een heel eind...

Er bestaat ook een solid cam waarin je g-codes kunt genereren, maar je kunt ook werken met diverse andere cam programma's zoals cambam.

Eindschakelaars of home switches hoeven niet perse maar het is altijd wel veiliger.. ook een homeswitch is altijd handig om je nulpunt weer terug te vinden als je de volgende dag met je werkstukje verder wilt gaan die nog ingespannen is.....

Een andere tip is nadat je je een beetje hebt ingelezen om veel doelgerichte vragen te stellen...
Een vraag van "wat heb ik nodig voor een cnc machine" en hoe moet ik er 1 bouwnen is zo algemeen dat er bijna geen direct antwoord op te geven is zonder een heel boek vol te typen in 1 reply.

SUcces met je ontwerp en je bouw!

[Arie Kabaalstra]

Of dat setje wat is weet ik niet..

23 is de afmeting.. dat wil zeggen de Norm-aanduiding.. Nema23, als je daarop Googled weet je meteen waar je de montage gaten kunt boren..

't staat er trouwens bovenaan de pagina: 4 Axis Nema 23 stepper motor 287 oz.in
287 oz.in, kwestie van even omrekenen naar Nm.. moet je als werktuigbouwer toch wel uit kunnen komen..

een CNC systeem bestaat uit een aantal elementaire zaken..
een PC, met Software, een verbinding tussen de software enerzijds en de stappenmotoren anderzijds..
dit kan op verschillende manieren, maar je hebt er in elk geval drivers voor nodig..
drivers vertallen de step en direction signalen van de software naar pulsen voor de stappenmotoren
Daar moet ook nog een voeding aan, de signalen zijn doorgaans 5V TTL, de spanning voor de stappenmotoren zo ergens tussen de 30-80 V
bij "ouderwetse systemen (TurboCNC, ZeusCNC, Mach) zet de software de signalen op de printerpoort, waardoor je de drivers ( al dan niet met tussenkomst van een optocoupler kaart ) aan de printerpoort kunt knopen.
USBCNC daarentegen werkt met een dedicated interface kaartje dat via de USB poort communiceert met de PC.
Tevens beheert deze interface de timing, zodat timingsverschillen door Windows uitgefilterd worden

niet om een welles - nietes battle te ontketenen, maar .. laat ik het zo stellen, probeer eens een nieuwe PC te kopen met een printerpoort..

eindschakelaars zijn wel aan te bevelen.. scheelt je een hoop ellende als er om welke reden dan ook iets misgaat.. stappenverlies, of je machine homen op de verkeerde plek als je geen eindschakelaars hebt, en de machine kan zichzelf stukdraaien..

qua software om dingen om te zetten naar G-Code voor je machine.. voor platte DXF's kun je CamBam gebruiken, of de ingebouwde module van USBCNC.
3D vormen is en ander verhaal, daarvoor zijn er ook allerhande programma's, CamBam kan ook 3D aan, in de vorm van een STL bestand, verder is er nog Deskproto, en nog een hele rits andere software.. ik ken niet alle pakketten.. maar er is van alles mogelijk..

[parallax]

Heey Welkom,

zat even naar je setje te kijken maar volgensmij zit daar een
Aerospace TB4-axis HY-TB4DV-M drive board bij.

Zelf zou ik niet snel voor dit type kiezen aangezien alles op een print is gesoldeerd. Zelf dacht ik ook een goede koop te hebben gedaan maar niets bleek minder waar. Nee ik ben niet zo heel optimistisch over dit chineese product. Niet dat ik het je geheel afraad, aangezien de prijs wel erg aantrekkelijk is, maar kijk ook eens verder om je heen naar andere mogelijkheden.

Aangezien je zelf al aangeeft in verloop van tijd de machine uit te gaan breiden/upgraden zou ik kiezen voor een iets betere prijs/kwaliteit verhouding. Dus liefst gewoon een breakout bordje met een paar losse drivers.
Dan kan je daar met de toekomst ook nog iets zwaardere steppers aan vast hangen. Anders zit je meteen weer met het probleem dat je waarschijnlijk een gehele nieuwe set moet kopen (dus 2 keer uitgaven)

Trouwens even aansluitend op het antwoord van Mcgyver en Arie.
De meeste steppers hebben allemaal 200 stappen op 1 volle rotatie van 360 graden
Met een driver kan je ze in microstep aansturen waardoor je een veel hogere resolutie kan verkrijgen.

[mxbouke]

Hallo allemaal,

Bedankt voor de verwelkomingen en uitgebreide reacties! :)

@ McGuyver:
Ik wil eerst een kleintje maken, die niet veel hoeft te kunnen, misschien wat kunststof en hout en ik hoop natuurlijk ook aluminium. Maar aluminium kan ook later. Een portaal machine lijkt me wel wat, ik ben er veel wezen kijken op deze site en ik kwam die veel tegen. Mooi ontwerp en ook logisch. Ik ben ook even opzoek gegaan naar Solidcam, die ik net heb binnengehaald via nieuwsgroepen, die ga ik even bekijken:)

@ Arie Kabaalstra

ik zie het inderdaad:p komt dus neer op 2Nm. Ik ben ook nog even op zoek gegaan naar de USBCNC controllers maar die vind ik vrij prijzig om een beginnend project mee te starten. Er bestaan trouwens wel LTP to USB convert kabels, kosten niks. Heeft iemand hier ervaring mee?


@ Parallax

Inderdaad, volgens mij is dat zo'n printplaat. Wat is er mis dat alles vast gesoldeerd is? Bedoel je dat alles op 1 zit ipv losse printplaten? Ik heb verder rondgekeken naar USBCNC kaarten maar die vind ik dus vrij aan de prijs, plus dat je dan nog losse stappenmotors en een voeding moet kopen.. Weet je een goed alternatief dat een beetje in de richting kom van die prijs? ca €200?
Als ik het goed begrijp heb je dat setje zelf ook aangeschaft maar was je er niet tevreden over. Heb je deze kit dan nog over en eventueel te koop staan?

Nogmaals bedankt voor de reacties:)

groeten,

Bouke

[Arie Kabaalstra]

die kosten voor een USBCNC vallen in het niet als je bedenkt dat dat Plug and play is. aan een LPT moet je ALLES instellen.. dus ook welke pin waarvoor dient.. verder heb je daar nog de nodige extra hardware voor nodig.. qua kosten maakt het eigenlijk geen verschil..

LPT naar USB?.. waarom zou je?..

[lucas]

Inderdaad, volgens mij is dat zo'n printplaat. Wat is er mis dat alles vast gesoldeerd is? Bedoel je dat alles op 1 zit ipv losse printplaten? Ik heb verder rondgekeken naar USBCNC kaarten maar die vind ik dus vrij aan de prijs, plus dat je dan nog losse stappenmotors en een voeding moet kopen.. Weet je een goed alternatief dat een beetje in de richting kom van die prijs? ca €200?

Een beter alternatief voor ongeveer 200€? zal héél erg moeilijk zijn.
Dit soort bordjes en sets wordt door verschillende verkopers aangeboden en zijn best bruikbaar voor een "low budget" beginner maar hebben hun beperkingen en soms irritante probleempjes, maar ja voor die prijs .
Als alles op een print zit en er gaat iets defect dan heb je een probleem indien je het zelf niet kan herstellen of het goedkoop kan laten doen.
Een andere mogelijkheid is Ebay, Marktplaats ed. afspeuren, geduld hebben, goed weten wat je koopt en nodig hebt.
De goedkoopste drivers zijn gebaseerd op de TB6560 chip (ook die in jouw link) en de Allegro 3977. Er zijn ook nog antieke ontwerpen met de L298 ed. maar die zou ik zowieso niet kopen (geen microstepping en veel hitte).


USBCNC is een gratis CAM programma maar je moet wel de dure interface kopen.
Plug en play is het ook niet echt er komen wel enkele but en if's bij kijken, installatie problemen zij er regelmatig.
Extra hardware is ook nodig: connectie kit, 0-10V printje voor spindle snelheid, printje voor bijkomende 5V en 12v voeding ed...

De kosten voor het instellen van een LPT gebaseerd systeem zijn meestal altijd nul, nikse, nada voor een doe het zelver: tijd kost geen geld men leert er allen van. Bovendien worden veel LPT bordjes geleverd met bv de Mach instellingen EN men is niet beperkt tot EEN enkel CAM programma: LPT wordt ondersteund door Turbocnc (bijna gratis), Mach (gratis evaluatie), EMC linux (volledig gratis), Kcam ............

Kwa kosten maakt het dus wel degelijk een groot verschil:
USBCNC = minimum 275 Euro voor cpu4.
Een LPT interface zoals bv http://www.diycnc.co.uk/html/uniport.html met een van de bovenstaande evaluatieversies is voor een beginner het ideale.

Just my 2 ct's.

[Barcosmurf]

De topicstarter geeft aan dat deze eerst een probeer portaaltje wil maken en dat kan met het zijn driver/stappenmotor setje het is geen meegroei setje voor een volgende groter portaal, maar je doet ervaring op en je hebt iets waarmee je onderdelen of verbeteringen kunt maken voor huidige of volgende portaal.
Deze kaartjes worden met mach3 settings vaak geleverd, voor EMC moet je even voor de puls settings zoeken op fora, verder heb je voor de eerste start geen extra hardware nodig, dan een LPT poort in de PC.

Het is dus €250 (incl invoer heffing) tegen ~€700 voor USBCNC (CPU4 275 + voeding 35 + 100-125 driver/stappenmotor per as)

Het zelfde geldt voor de spindelmotor, een dremeltje, kress of een VFD geregelde watergekoelde HF spindel.
Op het moment dat je weet wat je wilt gaan bewerken kun je gaan plannen wat het beste passend is, schuim frezen voor maquette bouw kan met andere eisen dan alu-frezen of metaalfrezen.
Je dient dan ook rekening te houden ermee dat de eerste kennismaking met CNC een investering is van €500-600, waarvan het hergebruik beperkt is voor een volgende grotere portaalfrees

Het kan ook met beperkte middelen, ik heb bijv nog een trespa portaalfrees, bereik 400mmx450mm met een portaal van 35kg die ik aandrijf met een L296/297 en 1 Nm (1,4 stA) stappenmotor en kress FME1050, waarmee ik voornamelijk trespa en wat alu op frees, het gaat niet snel Alu 2-3mm VHM 2 snijder 1/2D diep en 300-500mm/min of trespa 12mm frees tot 2mm diep 600mm/min. Het is een kwestie van overbrenging 1 rpm van stappenmotor is 2mm is tevens ook de grens voor een L296/297 in mijn ogen (400stappen/rpm) omdat deze geen microstepping heeft en de investering in L296/297 is ongeveer evenveel voor minder met meer knutselen nu, 2 jaar terug lag die verhouding nog iets anders.

Wil

[parallax]

Dat ben ik zeker met je eens bacosmurf

De setjes doen zeker hun werk en natuurlijk kan je daar heel veel plezier mee beleven en misschien nog wel net zo veel frezen als dat wij allemaal doen. Het was meer een advies in de richting van pas op
deze set valt niet goed uit te breiden. Wanneer je wil uitbreiden loop je al snel tegen de limiet aan van je hardware.

Inderdaad vergeet de import niet, en zoals anderen al hebben gezegt, als je wat meer wil dan moet je ook nog een licentie van mach3 aanschaffen. Je komt er vaak al snel echter dat die 500 regels toch wel erg weinig zijn. Maar opslitsen van de code is ook een mogelijkheid, zodat je ook met de proefversie voldoende plezier kunt beleven.
Tevens moet je vaak voor je computer nog een Parallele poort aanschaffen

Als je dan bekijkt ben je voor dit kaartje
250 + 35 voor parallele poort + 130 euro licentie mach3 = 415 euro kwijt

Voor USB cnc kan ik niet zo snel een optelsommetje maken

Maar als ik dan kijk naar de prijzen van keling voor een geheel setje van
http://www.kelinginc.net/CNCNEMA23Package.html
4 Axis System :
4 pcs KL-4030, driver with heat sink, 40V, 3.0A
4 PCKL23H276-28-4B (Dual Shaft) 270 oz-in, 2.8A (hier hangen ze nog gerust een 3 NM stepper aan)
1 PC 24V/8.3A Switching Power supply
1 PC C10 Breakout Board Specification
1 PC 5V power supply

Voor +/- 330 euro ex import/douane kosten (letop ook hier weer eventueel mach3 + parralele kaart)
en een 3-axis verzie voor 290 euro ex import/douane kosten
Dan zou ik wel nog even een paar nachtjes er over slapen?!
Hier kan je met de tijd nog wat aan aanpassen en bijkopen, al doe je het stuk voor stuk!


@mxbouke Helaas, de motoren zijn inmiddels verkocht. De kaart heb ik nog wel maar die dient nu als donor voor wat andere printjes. Zo heb ik alle optocouplers al van het bordje af gehaald om mijn relais aan te sturen

Robert

[Arie Kabaalstra]

Installatieproblemen met USBCNC, mag ik zo vrij zijn dat tegen te spreken?.. ik heb talloze systemen opgebouwd, en dat is echt een fluitje van een eurocent..

los van de discussie over welke besturing het beste is.. als je een machine wilt bouwen om het allemaal eens te zien hoe het werkt?.. dan hoef je er geen dure frequentieregelaar en 0-10V regeling aan te hangen.. voedingen heb je altijd wel nodig voor de stepperdrivers..

je kunt nu wel goedkope drivertjes nemen, maar als je investeert in een paar degelijke drivers dan kunnen die zo mee naar een nieuwe machine..

't belangrijkste is in mijn ogen.. als alles nieuw is.. begin dan eenvoudig.. ik heb in het begin ook met een LPT-gestuurde machine gewerkt, met ZeusCNC onder DOS, dat was een verdomd goede besturing.. kon de vergelijking met een Fanuc met glans doorstaan.. ik had dan wel nog nooit een freesbank in ISO geprogrammeerd, maar de G-Code interpreter van Zeus is beter dan die van Mach, EMC of USBCNC.
de verdere functionaliteit was beperkt, maar wat het deed, deed het goed..

een overzichtelijke GUI is ook belangrijk bij een machine.. zeker als je het hele proces van bedienen en programmeren nog moet leren.. Zeus en USBCNC scoren in mijn optiek hier duidelijk beter dan Mach, EMC heb ik nog nooit gezien, dus daar kan ik niet over oordelen..

de kosten voor USBCNC?.. uitgaande van CPU 4:, die kost 275,00 ik weet niet of daar een USBkabel bijzit, maar die zullen niet meer kosten dan 5 ,- dan nog wat flatcable en connectors.. tientjeswerk.. dat kaartje van 250 is voor de drivers?.. dan zit je op nou... 550,- ongeveer?..
je bent waarschijnlijk wel iets meer kwijt aan een USBCNC systeem, en ik hoef niet meer te herhalen waarom ik dat de investering waard vind..
en dan is het echt niet meer dan een kwestie van aansluiten, assen inregelen.. en gaan..
hoe je het ook wend of keert.. een besturing is best wel een investering..maar als je een goede bouwt, dan kan ie wel even mee.. :)

Mijn machine draait nu een jaar of 4, eerst op lichte drivertjes op 18 Volt, nu op drivers op 35 Volt, en over een tijdje draai ik vollekracht en een halfje.. met 75 Volt voeding en 8078 Drivers..

als je "proefmachine mechanisch goed in elkaar zit, dan kun je 'm altijd nog verpatsen als je een nieuwe, zwaardere machine gaat bouwen..maar pas nadat die nieuwe machine klaar is natuurlijk.. kun je op de oude onderdelen maken voor de nieuwe..

[Niels]

USBCNC heb ik minder tijd nodig gehad om op te bouwen en draaiend te krijgen dan Mach 3.

Daarnaast is de ontwikkeling veel sneller geworden en abolsuut niet stil gestaan. Bert doet zn best naast zn dagelijkse baan een top product te leveren.
Ik heb nu zelf een machine waar ik met geweld 3 meter per minuut uit alu haar met 1 mm voorzet als eerste testje.
Mach heb ik veel mee gestoeid en ben er toch weer vanaf gestapt omdat de stabiliteit niet was zoals ik wilde.
USBCNC voldeed meer aan mn verwachting en kwaliteitseis dan welk ander product voor het geld.

Het is duurder, je krijgt er ook meer voor.
Je kan kiezen van de V3 tot de V5 interface. Maar net wat je zou willen en hoe gek je wilt doen.

[Barcosmurf]

Voor het setje dat parallax hier aandraagt versus het all in one kaartje zou ik zeker een nachtje overslapen, want
deze is veel flexibeler de stappenmotoren zijn beter passend bij de drivers/spanning, ondanks hetzelfde houdkoppel en het breakout kaartje kan zo vervangen worden door USBCNC afhankelijk van de smaak.

Ik ben zelf EMC gebruiker, ik heb in het begin eerst MACH3 geprobeerd maar dat ligt me niet zo, EMC is meer googlen voor oplossingen dan mach3 en USBCNC, want linux realtime aansturing loopt niet uit de doos zo op elke PC, MACH3 heeft dit binnen de windows PC opgelost, USBCNC lost dat op via door de externe CPU V? die aan de USB poort hangt.

[mxbouke]

Hmm het word er niet makkelijker op.
Ik begin nu wel te twijfelen aan USBCNC maar als ik naar de prijzen kijk blijf ik toch eerder weer bij het setje van $180.

Als ik namelijk alle componenten even los bekijk:
Stepper motors, gelijke soort als setje, nema23 2 nm los ca $40 p/s dus 4x 40= $160
Voeding ca $40
controller, usb 275 euro!!

Alleen met de stappen motor en de voeding los zit ik al boven het aankoopbedrag van de hele kit!

ik dacht dus, ik koop eerst dat setje van 180 dollar, heb ik in ieder geval al 4 stappen motors en een voeding, plus proberen van het hele CNC verhaal waar ik nog een beginner in ben.. Ohja, moet nog wel een LPT kaart komen want heb de leverancier gemailed en een LPT to USB kabel gaat helaas niet werken. Het liefst gebruik ik mn laptop, dus dan komt er een PCMCIA to LPT bij, kosten ca $30. Totaal van ca $215...
Dan kan ik later toch een USBCNC controller kopen en dezelfde stepper motors + voeding daar op aansluiten of gaat dat niet werken??

Weer bedankt voor alle reacties mensen, i appreciate it :)

[Arie Kabaalstra]

gebruik geen laptop...

laptops hebben vaak een beperkte spanning op de LPT staan, als ze nog een LPT hebben.. datzelfde zal dan gelden voor een LPT kaart die je achteraf monteert..

Je kunt dan nog beter een 2de hands Desktop PC kopen.

Alle waar is naar zijn geld.. waarom zou je je stappenmotoren uit de VS halen?, er zitten in nederland genoeg zaken die ze ook kunnen leveren..

Uiteraard kun je de drivers en voeding voor de steppers altijd aansluiten op een nieuwe soort besturingssoftware..

maar, als je overweegt om in de toekomst naar USBCNC te gaan, waar ga je dan in eerste instantie mee besturen?..