"Blackmill" CNC portaalfrees

[winters]

hallo forumleden,

Ik ben student industrieel productontwerp en ik woon in Gent. Nou ben ik al een tijdje van plan om een cnc-portaalfrees te bouwen. Het zou vooral dienen om mallen te maken en wat ander freeswerk. Materialen waarin ik wil frezen zijn hout, high density schuim, glas-en carbonvezel, aluminium, brons, pom, pa en andere soorten plastic en ....staal (als de machine er toe in staat is). later wil ik nog een 4de as maken.

Ik ben al een tijdje hier op het forum inspiratie en kennis aan het opdoen en ondertussen in siemens nx7.5 (unigraphics) een 3d-ontwerp aan het tekenen.



Het donker grijs is staal, lichtgrijs/wit is alu. Bewerkbare opp. is 670x610x210. De profielen zijn 80x80N. Kogelomloop is 25mm en de lineaire geleidingen zijn 20mm.
De voornaamste reden dat ik voor alu- profielen kies en niet voor staal, is omdat ik nergens men stalen frame zou kunnen laten vlakfrezen voor een redelijke prijs.

De z-as bestaat uit aluminium om het gewicht van de x-as te minderen. Maar ik twijfel of het 160x80 profiel wel voldoende is om de z-as te dragen. Hoe zou ik de doorbuiging kunnen berekenen van zulke aluminium profielen?
De profielen zou ik kopen bij stappenmotor.nl. Maar ik weet niet hoe het zit met de haaksheid van hun zaagsnedes. zijn er personen die hier positieve/negatieve ervaringen over hebben?

En hoe zit het met de afwijkingen bij zulke alu-profielen? omlangs las ik hier dat een profiel wel 0,7mm hol stond in de breedte.

Zouden de stalen platen langs de zijkanten en de andere stalen onderdelen problemen kunnen geven ivm. de uitzetting, alu tov. staal?

Op de y-as zitten er 20mm hiwin geleiders. is dit voldoende? of zou ik voor de 25mm gaan?
de geleiders op de x-as en z-as zijn 20mm.


met vriendelijke groet, Robin

[Arie Kabaalstra]

Hmmm... waar heb ik dit concept eerder gezien?.. 'k had er octrooi op aan moeten vragen..

[clements]

er hobbelt hier op het forum een dwars mannetje rond en die zal gaan roepen dat je moet rekenen!
(frees) krachten, versnellingen snelheid etc.
Wat zijn verder de afmetingen?


Verder ziet het er wel goed uit, of het voor staal geschikt is weet ik niet, maar de overige materialen zal wel gaan lukken. Is wel een vrij brede range.

Vergeet niet een plek voor je controll box, sensoren, kabelrubsen noodstopknop etc.
Je kan de stappenmotoren voor je lange as, aan de achterkant plaatsen.

De platen van je 'portaalbalk' zou je beter kunnen voorzien van schoren/schetsplaten.

Ik heb een beetje dezelfde variant gemaakt, alleen een stuk lichter.

[winters]

afmetingen zijn (incl stappenmotoren) 1170x1070x970

De stappenmotoren van de x-as heb ik bewust vooraan gezet. Ik wil ze bevestigen op die staalstrips die haaks op men profielen staan om een stevigere constructie te hebben. Maar dan is er een 'verloren' werkbereik op de x-as door de askoppeling en lagerblokje. Die 'verloren' afstand wordt nu toch grotendeels goedgemaakt doordat de freesmotor uitsteekt tov de brug. Als ik ze achteraan zou bevestigen zitten de stappenmotoren niet in de weg maar verlies ik wel iets van het werkbereik op de x-as. Elk voordeel heb ze nadeel. En in dit geval kies ik voor een iets groter werkbereik

Die zijplaten zal ik dan ook voorzien van schoren. Dat zal wel een verschil uitmaken naar stijfheid van de brug.

[clements]

het grotere werkbereik kan je denk ik ook bereiken als je de moeren wat naar voren plaatst op de voet van de zijplaten.

Ik noem het omdat een ruimte aan de voorzijde wel lekker is voor het opspannen van je werkstukken etc. Ook kun je wat makkelijker een console oid plaatsen.

[Arie Kabaalstra]

De platen van je 'portaalbalk' zou je beter kunnen voorzien van schoren/schetsplaten.

Ik weet het.. ik roep altijd SCHOREM!..ehh.. SchoreN!! , maar in dit geval zit de portaalbalk dusdanig dicht op de wagens dat 't me een vrij zinloze exercitie lijkt om dit nog af te schoren..
de zijplaten zitten muurvast gebout, met een voldoende aantal bouten aan de balk, en de zijplaten staan min of meer direct op de wagens.. buiging vind je hier weinig van terug.. dat zal em meer zitten in de "trog" van de machine..

[Roy 1.6]

Als je twijfelt over de sterkte van het 80x160 profiel, neem dan een 80x160S (zwaar) is stukken stabieler. Overigens als stappenmotor.nl de profielen net zo zaagt als de ondersteunde as is het niet plug en play.

Je profiel zit nu tussen twee platen die haaks op platen staan die op je wagens zitten. Ik zou eventueel nog een rib in deze hoek bouten.

[Arie Kabaalstra]

Je profiel zit nu tussen twee platen die haaks op platen staan die op je wagens zitten. Ik zou eventueel nog een rib in deze hoek bouten.

if it's worth doing, it's worth overdoing is MIJN onderschrift!! die portaalbalk schoren tussen de platen brengt ook helemaal niets extra's.. de wagens lopen gelijk op..
160X80 of 160x80 S dat scheelt amper.. de vezelafstand is niet groter..

[Arie Kabaalstra]

Hmmm... waar heb ik dit concept eerder gezien?.. 'k had er octrooi op aan moeten vragen..

Daarzo! dus..

[winters]

Ik heb me 'lichtjes' laten inspireren op jouw ontwerp . Maar het is volgens mij dan ook wel de beste manier om een stijve constructie te creëren met alu-profielen. En voor minder dan dat ga ik niet.
En het is nou nu ook niet volledig copy-paste hé .

[Arie Kabaalstra]

gekopiëerd worden is zo ongeveer het grootste compliment wat iemand kan krijgen.. 't betekend namelijk dat anderen vinden dat dit een goed idee is.. en de klant waar ik de eerste machine voor ontworpen heb, is daar nog steeds van overtuigd.. :)

Als je de zijplaten van je portaal aan de buitenkant op de wagens zet, dan heb je een iets langere portaalbalk, dus meer bereik, met een zelfde formaat machine.. vinden we altijd leuk..

Ik heb er destijds voor gekozen de portaalbalk aan de voorzijde tegen de platen aan te schroeven, op die manier is de lengte van de portaalbalk minder kritisch..

Ohja!... ik zie dat je de Steppers op 4 losse pilaartjes hebt staan... da's niet zo gunstig qua stijfheid.. beter is 2 platen, of een "kokertje"..
dat kan op verschillende manieren.. ik heb eens een motor-mount gezien gemaakt van vierkante buis, waarbij de motor op één kant werd geschroefd, en de koker op de tegenoverliggende zijde tegen de machine zat.. 2 grote gaten erin maakten dat de motor erop kon, en de spindel erdoor..
Bij DamenCNC gebruikten we steevast 2 Alu platen.. die maakten we daar zelf van 80x20 plat..

[winters]

bedankt voor de tips.

Ik ga nu nog wat kleine aanpassing doen en de boutgaten tekenen.
De 80x80N alu profielen ga ik bij boikon bestellen. Ze zagen ze daar perfect haaks. Het 80x160 profiel bestel ik bij stappenmotor.nl en ga ik in de werkplaats op school haaks frezen.

Volgens de deflection calculator van Bosch-Rexroth buigt het 80x160 profiel van de y-as pas bij 2500N en dan is het nog maar 0,01mm. Dat lijkt me wel stijf genoeg. De z-as zal ruw geschat ongeveer 25kg wegen. Eventueel bevestig ik nog een dikke alu plaat aan de achterkant.

[winters]

Ondertussen heb ik een pakket alu profielen van Boikon ontvangen. Keurig verpakt en de zaagsnedes zijn ook in orde.


Ik had bij men bestelling ook heel wat inbusbouten besteld. Onder andere M8 bouten om de profielen aan elkaar te bevestigen. Maar de kop van de M8 bouten past niet in de gleuven.
Het scheelt maar een millimeter. Dus ik overweeg nu om van elke boutkop wat af te slijpen.

[Swets]

ja ik heb ook zo'n soort machine gebouwd, met van die hoge zijkanten.... maar ik had dat ook al zelf bedacht, en ook al eens eerder hier op het forum gezegd... want me eerste machine had zo rijdende brug... maar dat is moeilijk star en stijf te krijgen.. dus ik had toen ook al zitten kijken hoe ik het makkelijk beter zou kunnen maken... en ook je kan die zijkanten zo zwaar maken dan je wil... het staat toch stil... (je kan zo bewegende brug ook heel zwaar maken... maar ja hij moet wel heen en weer)

zo'n machine met de hoge zijkanten heeft ook wel een nadeel, je kan rotter bij je werk.... maar er zijn veel meer voordelen....