Leuke werkstukjes (niet mooiste werkstukken)

[Kars-cnc]

Misschien zijn die frezers van nature niet zo bedachtzaam maar zijn ze dat geworden door de ervaring dat een klein moment van ondoordachtzaamheid zomaar kan betekenen dat je de klem freest i.p.v. het werkstuk, het design net buiten de stock blijkt te vallen, of een van de vele andere dingen die lelijk mis kunnen gaan bij CNC frezen.

Als je dan ook nog eens een baas hebt die je daarvoor meteen op je sodemieter geeft, dan wil je wel wat stilletjes worden

[JanSr]

Helaas zijn er nogal wat van dat soort bazen....

[tuonov4]

alsof je op een draaibank niet in de klauwplaat kan lopen of dat er een werkstuk uit de klauwplaat kan vliegen .En wat te denken van de draai/frees combinaties?

[Kars-cnc]

De afgelopen tijd heb ik een 3D taster gemaakt. Je kunt die natuurlijk ook overal kopen, maar het leek me wel een leuk projectje om er zelf een te bouwen. De keuze was gevallen op een taster die naast de spindel komt in een beugel. Graag wil ik nog eens een systeem te maken waarmee hij automatisch weg klapt of schuift maar voorlopig moet ik hem steeds even bevestigen met 1 schroef en een stekker.

Om het idee te testen heb ik eerst een 3D versie geprint. Een stylus had ik toen ook nog niet maar een lange M2 schroef vormt ook een prima stylus

1-Geimproviseerde 3D-Probe.jpg

Dit bleek best aardig te werken! Wel was de flex in de hele constructie goed merkbaar. Als je metingen herhaalt vanaf 1 kant lijkt het prima en reproduceert binnen 0.01mm. maar zodra je b.v. een rond gat vanuit verschillende hoeken gaat meten wordt het toch een heel ander verhaal...

Aan de hand van dit prototype en de verbeterpunten die daar uit kwamen heb ik een definitieve versie gemaakt.

Voor de contacten heb ik M2 bolkopmoeren (vernikkeld messing want die had ik liggen) en messing staafjes gebruikt. Goud contacten zou natuurlijk het mooist zijn maar niet gemakkelijk realiseerbaar. Bovendien begreep ik van een mede forumlid dat ook b.v. de Sorotec 3D-Finder toch nog contact problemen kan geven ondanks de goudlaag en speciale contacten met lagertjes.

Ik heb het draadje van Dabit over zijn 3D probe project uitgebreid bestudeerd (koste wel even tijd ) en kwam tot de conclusie dat mijn beste kans is een hoge schakelspanning te gebruiken. Voorlopig heb ik 36V genomen omdat ik die voor handen heb in de schakelkast. Als het nodig blijkt kan ik dit verder verhogen maar voorlopig werkt het goed. De schakelstroom heb ik zo laag mogelijk gehouden, ca. 4uA. Eigenlijk wilde ik nog minder maar als een en ander te hoog-Ohmig wordt kreeg ik teveel vertraging in het schakelmoment en dat is weer niet goed voor de nauwkeurigheid.

Hieronder het solderen van de bolkop moeren: eerst vertinnen, dan de moer met een M2 boutje en een balpen veertje op spanning zetten en dan weer verhitten tot de moer mooi vlak op de print zakt:

2-PCB assemblage.jpg

De messing staafjes zitten in hun stalen huis geperst met POM busjes als isolatie:

3-Contact staafjes+schijf.jpg

Hieronder de constructie met de stylus:

4-Taster onderdelen los.jpg

De stylus zelf zit met M2 draad in een aluminium insert geschroefd en die zit weer in de ronde stalen schijf met messing staafjes geschroefd. Waarom zo moeilijk doen? Nou, ik hoop dat bij een aanvaring de stylus dan uit het aluminium getrokken wordt en de rest van de probe gespaard blijft.

5-Taster onderdelen gemonteerd.jpg

6-Taster+staafjes assembly.jpg

En zo komt dat op de bolkop moeren te liggen:

7-Assembly op PCB.jpg

Het printje registreert rondom met de bovenkant tegen het aluminium huis dus de uitzettingscoëfficiënt en flex van het PCB materiaal zouden nauwelijks invloed mogen hebben.

Het maken van het aluminium huis was een mooie oefening in CNC frezen. Op de BF20 had ik deze vormen heel moeilijk zo kunnen maken.

8-Alu-body.jpg

De afdekkap op de bovenkant is 3D geprint. Dit in het kader van: als 3D printen goed genoeg is moet je het 3D printen! In de sleufvormige verdieping aan de bovenkant komt een kort stukje LED strip als signalering. Onder dit kapje worden de draden aangesloten en er zit ook nog een contactje onder wat een External-Error signaal afgeeft als de stylus meer dan 1.5 a 2mm weggeduwd wordt. Bij lage feeds werkt dat op tijd heb ik al gemerkt . Bij hoge feeds is dit kansloos en hoop ik maar dat de schade beperkt blijft tot het stukje aluminium waar de stylus in geschroefd zit.

9-Bovenkap.jpg

Hieronder de geassembleerde probe samen met de beugel waarmee hij aan de Z-as gemonteerd wordt:

a-Probe+bracket (los).jpg

De probe in de beugel (in de bankschroef):

b-Probe in bracket (in bankschroef).jpg

En tenslotte de probe aan de Z-as gemonteerd:

c-Probe aan Z-as.jpg

[hfjbuis]

Mooi gemaakt en bolkopschroeven zijn toch gemakkelijker te plaatsen dan een kogeltje solderen.

Wat is nu de herhaalnauwkeurigheid van de metalen versie?

Wat waren de kosten van de stylus?

[DaBit]

Ziet er smakelijk uit!

Ik heb mijn taster nog steeds met de 3-kogels-3-V-groeven kinematische montage vast zitten waarbij een potmagneet de kogeltjes in de V-groeven houd. Bij mishandeling komt dat los (maar als de boel vervolgens op de stylus land is het alsnog stuk...)

[bartL]

Nu heb ik het draadje van Dabit niet gelezen dus misschien een domme vraag naar detecteert zo'n ding doordat 1 van de pootjes omhoog komt bij een aanraking en daardoor het circuit onderbreekt?

Verder een mooi stukje vakwerk! Ik zie ze weleens voorbij komen en vind ze altijd knap duur, dus dat je hem zelf maakt vind ik zo gek nog niet.

[Arie Kabaalstra]

Nu heb ik het draadje van Dabit niet gelezen dus misschien een domme vraag naar detecteert zo'n ding doordat 1 van de pootjes omhoog komt bij een aanraking en daardoor het circuit onderbreekt?

Ja zo werkt zo'n Driepootschakelaar.. ongeacht de richting die je em beweegt is er altijd één pootje dat van de kogel wordt gedrukt, en daarmee verbreek je de kring.
Het zijn feitelijk 3 NC schakelaars in serie, bediend door 1 arm.

Ik heb mijn taster nog steeds met de 3-kogels-3-V-groeven kinematische montage vast zitten waarbij een potmagneet de kogeltjes in de V-groeven houd. Bij mishandeling komt dat los (maar als de boel vervolgens op de stylus land is het alsnog stuk...)

Daar heb ik zelf ook aan zitten denken.. je kunt dan de Taster aan de machine laten zitten.. en de Stylus eronder hangen als je em nodig hebt.. of.. meerdere Styli, en dan automagisch wisselen...

Mooi gemaakt en bolkopschroeven zijn toch gemakkelijker te plaatsen dan een kogeltje solderen.

Ik heb er eens een gebouwd met gedraaide Messing contacten.. daar zit een pootje aan die in het printje geperst wordt.. dan hoef je er alleen nog maar een bout en wat soldeer tegenaan te houden om'm vast te krijgen..
Als je met Kogeltjes werkt.. stel, je hebt je printje op een stukje hout liggen.. dan spijker je daar een verfhoutje op, en die gebruik je dan als wasknijper om de kogel op zijn plek te houden..
'k heb zelf bijvoorbeeld ook een soldeermalletje om wijzerplaatpootjes aan wijzerplaten te solderen.. dat zijn 2 verende klemmetjes op een blok Alu, met groefjes erin, daar waar de draad waar de pootjes van gemaakt worden in geklemd worden.. Wijzerplaatje eronder.. stukkie messingdraad, even het koppie in de flux dopen, draadje achter de veer schuiven in het groefje, naar beneden drukken tot op de wijzerplaat.. snippertje soldeer erbij.. vlammetje erlangs.. vast als een huis..

Verder een mooi stukje vakwerk! Ik zie ze weleens voorbij komen en vind ze altijd knap duur, dus dat je hem zelf maakt vind ik zo gek nog niet.

Er zijn er heel veel die em zelf maken.. niet alleen om de kosten.. maar ook omdat het een leuk ding is om te ontwerpen en te bouwen..

[Kars-cnc]

Wat is nu de herhaalnauwkeurigheid van de metalen versie?

Ik ben daar nog een beetje mee bezig. Vanaf 1 kant gemeten blijven 10 herhalingen binnen +/-1um. Tenminste in te X en de Y+ richting. In de Y- richting is de onzekerheid wat groter, zo'n +/-3um. Ook gebeurt het in die richting dat het contact even staat te wisselen voor er een stabiele 1 of 0 uit komt. Dit verklaar ik doordat in die richting er 2 contacten min of meer gelijktijdig open geduwd worden. Waarschijnlijk staat een en ander even te hinkelen tussen die twee. Ik wil het huis nog 15 graden draaien in de beugel en kijken of het dan beter gaat. Tijd en temperatuur invloeden weet ik nog niet.

De flex in de constructie lijkt nu zo'n 25um. Dat komt er tenminste uit als ik een calibratie uitvoer op een lager met 50mm binnendiameter. Na calibratie wordt die diameter wel steeds binnen +/-2um gemeten. Maar als ik vervolgens de buitendiameter van hetzelfde lager meet zit die er zo maar 20um naast. Wat daar de oorzaak van is ben ik nog niet achter. Dat zou ook heel goed met de positioneringsnauwkeurigheid van mijn assen te maken kunnen hebben. Dan is het geen taster probleem...

Wat waren de kosten van de stylus?

DIe op de foto's was 14 euro bij Ali. Ik heb ook een goedkopere variant van ca. 8 euro in huis. Of er merkbaar verschil tussen die twee zit weet ik nog niet.

[hfjbuis]

De flex in de constructie lijkt nu zo'n 25um. Dat komt er tenminste uit als ik een calibratie uitvoer op een lager met 50mm binnendiameter. Na calibratie wordt die diameter wel steeds binnen +/-2um gemeten. Maar als ik vervolgens de buitendiameter van hetzelfde lager meet zit die er zo maar 20um naast. Wat daar de oorzaak van is ben ik nog niet achter. Dat zou ook heel goed met de positioneringsnauwkeurigheid van mijn assen te maken kunnen hebben. Dan is het geen taster probleem..

Het kan ook aan het (eivormig) lager liggen, misschien ligt het niet vlak genoeg of is het opgespannen. Als je het lager draait, moet de fout hetzelfde blijven. De stijfheid van de constructie kan ook meespelen, zeker bij een groter formaat lager als de verplaatsing groter wordt.

Ook gebeurt het in die richting dat het contact even staat te wisselen voor er een stabiele 1 of 0 uit komt.

Ik zou op de 1e trigger meten.

[DaBit]

Het kan ook aan het (eivormig) lager liggen, misschien ligt het niet vlak genoeg of is het opgespannen.

Dat zou kunnen. Wat dat betreft kun je beter een grote lagerkogel aftasten of een calibratie-ring.
Maar al dat geneuzel op de micrometer... Er zijn er hier maar weinig die zich realiseren dat een micrometer ook maar 2x de golflengte van groen licht is... We hebben hobbymachines en een hobbytaster. Dan is 0,02mm best prima voor afwijking machine + taster.

Los daarvan is het voor onze doeleinden ook ruim goed genoeg. We gebruiken zo'n ding om het werkstuknulpunt te bepalen, dat komt maar heel, heel zelden nauwkeuriger dan die +/- 0,02.

[Arie Kabaalstra]

De flex in de constructie lijkt nu zo'n 25um. Dat komt er tenminste uit als ik een calibratie uitvoer op een lager met 50mm binnendiameter. Na calibratie wordt die diameter wel steeds binnen +/-2um gemeten. Maar als ik vervolgens de buitendiameter van hetzelfde lager meet zit die er zo maar 20um naast. Wat daar de oorzaak van is ben ik nog niet achter. Dat zou ook heel goed met de positioneringsnauwkeurigheid van mijn assen te maken kunnen hebben. Dan is het geen taster probleem...

Flex? Bedenk je wel.. zodra je Taster schakelt,krijgt je besturing een signaal.. op dat moment beweegt ie nog.. en gaat ie remmen..
het verschil tussen het tastpunt, en het punt waar ie stopt bepaalt je "actuele kogelradius" die moet je ook kalibreren.. Leuk dat je een kogel hebt van precies 2 mm, en dan op 0.1µm zuiver.. maar je machine heeft ook nog even de ruimte nodig om te stoppen natuurlijk.

't Kalibreren van je kogel is het eerste wat je doet.. pas dan kun je er metingen mee doen.

[hfjbuis]

Flex? Bedenk je wel.. zodra je Taster schakelt,krijgt je besturing een signaal.. op dat moment beweegt ie nog.. en gaat ie remmen..
het verschil tussen het tastpunt, en het punt waar ie stopt bepaalt je "actuele kogelradius" die moet je ook kalibreren.. Leuk dat je een kogel hebt van precies 2 mm, en dan op 0.1µm zuiver.. maar je machine heeft ook nog even de ruimte nodig om te stoppen natuurlijk

Mijn grbl controller leest op het schakelmoment de positie van de stappenmotoren en stopt dan met maximale deceleratie. De snelheid (50 of 500 mm/min) bij het proben, maakt niets uit. Ik moet er alleen voor zorgen dat de as niet te ver doorschiet.

Er zijn er hier maar weinig die zich realiseren dat een micrometer ook maar 2x de golflengte van groen licht is... We hebben hobbymachines en een hobbytaster. Dan is 0,02mm best prima voor afwijking machine + taster.

Als ik mijn t.z.t. te bouwen taster net zo "nauwkeurig" is als mijn huidige kanten taster, ben ik dik tevreden. Ik haal een dupliceerbaarheid beter dan 0.01 mm. Maar als ik een week later weer meet, zit ik er makkelijk 0.02 mm naast. Dat is voor zo'n stuk staal op trapezium geleiding (BF16) ook wel het max haalbare denk ik.

[Arie Kabaalstra]

Zo'n Taster ga je in elk geval een hoop lol van hebben.. zeker als ie "vast" aan de machine zit..
Je kalibreert em één keer.. en dan kun je in no-time je werkstuk nulpunten opzoeken, Al dan niet automagisch.
gewoon een dialoogje waarin je de ruwe maten van je werk ingeeft, en dan zet je je taster gewoon "ongeveer middenboven" start heien.. probe gaat naar beneden.. Z0.. Naar links.. Linkerkant tasten, naar voren.. voorkant tasten.. naar rechts.. rechterkant.. Naar achter.. achterkantje..Coordinaten instellen.. klaarrrr.. taster wegklappen, Freesje erin... Lengte meten.. ( ik neem aan dat je ook een Toolsetter hebt), en dan de grote groene knop een optater geven..

917K-Scan.jpg

Dit soort dingen zijn ook leuk.. ik weet niet meer hoe ik dat toen gedaan heb, maar ik kreeg het in elk geval voor elkaar om van de Puntenwolk een Surface model te maken