Frezarka z ruchomą bramą

Cześć,
ponieważ coraz bardziej zaczynam odczuwać brak frezarki (kilka lat temu miałem w pracy, a teraz jedynie drukarki 3d), przymierzam się do złożenia jakiejś z ruchomą bramą i mam kilka pytań w tym temacie.

Wstępne założenia:
- pole robocze około 600 x 400, Z ruch około 120-150, wysokość bramy ok 200
- konstrukcja z profili alu (+ wypełnienie żywicą z piaskiem?) + płyty aluminiowe lub stal cięta laserem
- prowadnice wózki liniowe np hiwin
- wrzeciono 1,5-2 kW z chłodzeniem wodnym

- przeznaczenie: obróbka alu - głównie raczej delikatne rzeczy, grawerowanie, frezowanie


I mam kilka pytań

1. Układ konstrukcji
- dłuższa oś (ok 600mm ruchu) na bramie, krótsza (400) to cała brama z dwoma śrubami kulowymi po bokach
- odwrotnie, czyli na bramie 400, a cała brama 600 - napęd bramy - tutaj możliwe już dwie opcje? Albo jedna śruba od spodu (raczej nie chciałbym tak robić bo wtedy stół na środku "wisi w powietrzu", albo dwie po bokach wtedy cały stół może być podparty
Pytam o to ponieważ większość rozwiązań jakie widziałem raczej krótszą oś miały na bramie a dłuższa to cała ruchoma brama.
Jakie plusy i minusy poza większą wagą bramy mogą mieć takie rozwiązania?

2. Umieszczenie wózków mocowania bramy z boku czy na górze. Są tutaj jakieś przesłanki które rozwiązanie jest lepsze/łatwiejsze w ustawieniu/ albo cokolwiek innego? Czy jedynie kwestia konstrukcji całej maszyny gdzie lepiej i wygodniej je umieścić?

To narazie pierwsze główne rzeczy nad którymi zacząłem się zastanawiać przed rozpoczęciem rysowania
Pozdr

Witam

Może nie napiszę Ci wszystkiego tak dokładnie jakbyś chciał. Ale być może uratuje Cie od błędów z którymi boryka się każdy kto buduje taką obrabiarkę. A każdy kto jest "budowniczym" własnej maszyny z takimi błędami spotyka się dopiero podczas pierwszego frezowania. I nie patrz na wagę takiego urządzenia bo to jest pierwszy krok do porażki.

szecho pisze: ↑

24 kwie 2020, 15:11

1. Układ konstrukcji
- dłuższa oś (ok 600mm ruchu) na bramie, krótsza (400) to cała brama z dwoma śrubami kulowymi po bokach
- odwrotnie, czyli na bramie 400, a cała brama 600 - napęd bramy - tutaj możliwe już dwie opcje? Albo jedna śruba od spodu (raczej nie chciałbym tak robić bo wtedy stół na środku "wisi w powietrzu", albo dwie po bokach wtedy cały stół może być podparty
Pytam o to ponieważ większość rozwiązań jakie widziałem raczej krótszą oś miały na bramie a dłuższa to cała ruchoma brama.
Jakie plusy i minusy poza większą wagą bramy mogą mieć takie rozwiązania?

Ja swoja robiłem w ten sposób, że dłuższa os była na bramie a po krótszej jeździła cała brama. Oczywiście przy odpowiednio zaprojektowanej bramie - czyli sztywnej. I tak musisz bramę w ten sposób wykonać aby ona była odporna na przegięcia/nagięcia/ugięcia podczas obróbki. I w tym przypadku odradzałbym robienie samej bramy z profili aluminiowych. Lepiej bramę zaprojektować i wykonać z profili stalowych i nawet w najgorszym przypadku pospawać a później prze frezować. W najlepszym przypadku bramę wykonać ze stali i ją po skręcać na śruby wraz w kołkami stabilizującymi. Ja wiem, że wtedy obrabiarka będzie dużo cięższa ale bardziej stabilna i odporna na opory w czasie obróbki.

szecho pisze: ↑

24 kwie 2020, 15:11

2. Umieszczenie wózków mocowania bramy z boku czy na górze. Są tutaj jakieś przesłanki które rozwiązanie jest lepsze/łatwiejsze w ustawieniu/ albo cokolwiek innego? Czy jedynie kwestia konstrukcji całej maszyny gdzie lepiej i wygodniej je umieścić?

To narazie pierwsze główne rzeczy nad którymi zacząłem się zastanawiać przed rozpoczęciem rysowania
Pozdr

Generalnie to chodzi o to aby sama gotowa obrabiarka nie przeginała się a więc była odporna na opory pracy. Ja swoją domową zrobiłem w ten sposób, że bramę postawiłem na dwóch prowadnicach i na czterech wózkach z jedną śrubą na podstawie stalowej. Oczywiście później brama przechodziła modernizacje usztywnienia ponieważ wykonałem ja z aluminium. I po jakimś czasie i wielu wielu przeróbkach brama uzyskała odpowiednią sztywność - frezy przestały się łamać, element po obróbce posiadał kształt i wymiary zgodny z projektem. Nawet zachowuje wymiary i kształt na frezowanych łukach przy obróbce kształtowej i wykańczającej.

Ale nie dawno widziałem frezarkę zrobiona przez osobę prywatną i co mnie zaskoczyło to jej sztywność. Brama była tak jakby podparta w czterech punkach. Oczywiście brama stała na dwóch prowadnicach i na górze była oparta na dodatkowych dwóch prowadnicach. Po prosty podstawa wykonana była ze stali i dodatkowo od podstawy szły do góry wsporniki do wysokości bramu, dodatkowe wsporniki. Całość wyglądała jakby prostopadłościan wykonany z profili stalowych a w środku umieszczona była brama w czterech miejscach przymocowana do konstrukcji podstawy a pod nią leżał stół. Całość wyglądał bardzo solidnie a 1,5kW wrzeciona w czasie frezowania narzędziem 6mm z wejściem 12 milimetrowym w materiał (drewno) nie było wstanie przegiąć bramę aby nastąpiły odchyłki przy frezowaniu. Fakt miała to być maszynka do domowej pracy ale z uwagi na rozmiar wagę oraz odgłosy przy pracy maszynka został "zaparkowana" w pomieszczeniu przy domowym świeżo wyremontowanym.

robert

Dzięki za odpowiedź,
jak narazie jako belkę do bramy myślałem o wykorzystaniu profilu z serii 30 o wymiarze 60x120 lub serii 40 - 80x160 - sprawdzę je jeszcze dokładnie w kalkulatorze ugięć i zobacze jak one tam wypadają.

Ciekawe takie rozwiązanie z tymi dodatkowymi prowadnicami i podparciem jej na górze.

Ja zastanawiam się nad konstrukcją podobną do tego:
https://openbuilds.com/builds/granite-1-0.7661/

Czyli bardzo bliskie postawienie belki bramy na prowadnicach. Przez co minimalizuje się problem dużej odległości od dolnych wózków do bramy. Prowadnice bramy będą wymagały postawienia wysoko nad stolikiem ale to będzie już konstrukcja nieruchoma podstawy. Przy tym rozwiązaniu do napędu to jedynie opcja z dwoma śrubami ale to nie jest jakiś problem

Tu też podobne rozwiązanie z leżącą belką na wózkach (dobrze widać pod koniec filmu)
https://youtu.be/ingI-Q8J0Zk?t=321

szecho pisze: ↑

24 kwie 2020, 17:37

Dzięki za odpowiedź,
jak narazie jako belkę do bramy myślałem o wykorzystaniu profilu z serii 30 o wymiarze 60x120 lub serii 40 - 80x160 - sprawdzę je jeszcze dokładnie w kalkulatorze ugięć i zobacze jak one tam wypadają.

Ciekawe takie rozwiązanie z tymi dodatkowymi prowadnicami i podparciem jej na górze.

Ja zastanawiam się nad konstrukcją podobną do tego:
https://openbuilds.com/builds/granite-1-0.7661/

Właśnie taką frezarka jak z linku miałem okazje się pobawić Bardzo przyjemne urządzenie - ciche, sterownik bardzo przyjazny a oprogramowanie mach 3 do przyjęcia - nadaje się do pracy w domu czy mieszkaniu w bloku. Tylko ma jedna wadę. Obróbka prowadzona taką maszyną jest bardzo czasochłonna - zbyt duże zagłębienia w materiał są szkodliwe dla takiej maszyny. Do miękkich materiałów takich jak drewno, czy tworzywo sztuczne jak najbardziej do przyjęcia. Ale do twardszych materiałów raczej się nie nadaje. W czasie obróbki mdf ulega wygięciu brama a co za tym idzie frez kierowany jest w inną stronę.

Co do profili aluminiowych to ja jestem przeciw. Ale jeżeli Ty koniecznie chcesz zrobić z profili aluminiowych to oprócz tego co piszą sprawdź grubość tych "żeberek" lub ścianek w takim profilu. Z profilami jest tak, że jeden ma grubsze ścianki z innej firmy ma cieńsze ścianki a obydwa mają tę samą specyfikacje.

szecho pisze: ↑

24 kwie 2020, 17:37

Czyli bardzo bliskie postawienie belki bramy na prowadnicach. Przez co minimalizuje się problem dużej odległości od dolnych wózków do bramy. Prowadnice bramy będą wymagały postawienia wysoko nad stolikiem ale to będzie już konstrukcja nieruchoma podstawy. Przy tym rozwiązaniu do napędu to jedynie opcja z dwoma śrubami ale to nie jest jakiś problem

Tu też podobne rozwiązanie z leżącą belką na wózkach (dobrze widać pod koniec filmu)
https://youtu.be/ingI-Q8J0Zk?t=321

To, że brama jest bardzo niska to ma wpływ na jest sztywność. Brama w tej obrabiarce jednak "jeździ" na czterech łożyskach wzdłużnych. Ale pomyśl jeszcze o tym, że brama może się uginać na boki. W tym pierwszym linku możesz zauważyć, że belka bramy stanowi obciążenie na dwa tylne łożyska wzdłużne. Dopiero uchwyt i samo wrzeciono jest tak ustawione, że obciąża pierwszą parę łożysk wzdłużnych bramy. Czy to dobre rozwiązanie oceń sam. W przypadku belki aluminiowej moim zdaniem raczej nie. Opory pracy które będą działały podczas obróbki będą powodowały odkształcanie belki jak i tych blach pomocniczych. A po pół roku intensywnego użytkowania takiej maszyny wrzeciono będzie "zjeżdżało" ze stołu.

Chcesz do bramy podłączyć dwie śruby pociągowe dla jednej osi? A czy pomyślałeś o regulacji takiej obrabiarki? Pomylisz się o pół milimetra na jednej śrubie i już brama idzie skosem - zamiast kwadratu wytnie Ci romb.

Ja wiem, że taka maszyna jest budową bardzo podobna do drukarki 3d. Ale obciążenia podczas pracy takiej frezarki są nie porównywalne do drukarki. Drukarka 3d ma lekki ekstruder "plujący" rozgrzanym plastikiem na stół - opór żaden. Łożyska wzdłużne mogą być małe i delikatne a nawet da się skonfigurować dwa silniki krokowe dla jednej osi. Brama zbudowana jest z profili aluminiowych tzw wystawowych.

W przypadku frezarki podczas pracy występują ogromne obciążenia właśnie na bramę i jej elementy przesuwu. Więc profil aluminiowy raczej do tego się nie nadaje. Chociaż można mniej katować taką maszynę i trochę posłuży a co za tym idzie czas obróbki będziesz mierzył kalendarzem a nie zegarkiem.

Ale jeżeli jedna z śrub w frezarce np drgnie w winy sprzęgła to możesz zapomnieć o zgodności wymiarów. Dlatego proponuje Ci jednak się zastanowić na tym rozwiązaniem. Moim zdaniem ale to jest moje zdanie lepiej założyć mocny silnik i wytrzymałą śrubę trapezową albo jeszcze lepiej śrubę kulową.

robert

No to muszę jeszcze przemyśleć kwestię napędu, bo to będzie kluczowe. Tak czy tak myślałem o śrubach kulowych, pewnie tak jak wózki hiwiny (do amatorskiej frezarki nic lepszego chyba nie ma co szukać), bo o noname z chin się trochę naczytałem i różnie można trafić

Kiedyś, kilka lat bawiłem się frezarką/ploterem polskiej firmy (chyba z Gdańska) ErgWind MFG 4025, bardzo fajnie się na tym działało, sztywna i masywna stalowa konstrukcja z nieruchomą bramą. Teraz właśnie mi jej brakuje i chcę coś złożyć i postawić w garażu, właśnie z ruchomą bramą aby zaoszczędzić trochę na miejscu.
Nie upieram się na 100% tylko przy profilach alu, bo w garażu leży TIG także coś tam pospawać dam radę . Myślałem o nich ze względu na prostszy i łatwiejszy montaż - nie trzeba się bawić z wierceniem, spawaniem, szlifowaniem i chyba najważniejsze z krzywieniem się przy spawaniu i koniecznością późniejszej obróbki - planowaniem itp. Ale to jak już przemyślę całą konstrukcję to dopiero będę wiedział z czego to składać.

Jeszcze co do samego napędu bramy to:

Opcja z napędem bramy dwoma śrubami - prostsza konstrukcja (brak dolnej części bramy idącej pod stół gdzie jest śruba), trudniejsze ustawienie maszyny (to co pisałeś idealne równe ustawienie), sterownikiem i samymi silnikami bym się nie martwił bo są enkodery itd które jednak trochę ułatwiają

Opcja z jedną śrubą pod stolikiem - wymagana dolna część bramy (która raczej także powinna być dosyć sztywna ) , odpadają problemy z ustawieniem

I jeszcze jedna kwestia, którą poruszyłeś to dopytam bo nie wiem. Przy ruchomej bramie przednie wózki powinny wypadać w osi wrzeciona?

szecho pisze: ↑

25 kwie 2020, 12:33

No to muszę jeszcze przemyśleć kwestię napędu, bo to będzie kluczowe. Tak czy tak myślałem o śrubach kulowych, pewnie tak jak wózki hiwiny (do amatorskiej frezarki nic lepszego chyba nie ma co szukać), bo o noname z chin się trochę naczytałem i różnie można trafić

Wiesz, ten towar z chin bywa różny - raz trafisz dobry raz złomowy. Więc nie ma sensu polować na takie produktu.
W obecnym czasie jakbym miał budować frezarkę to bym ją zrobił na śrubach kulowych.

szecho pisze: ↑

25 kwie 2020, 12:33

Kiedyś, kilka lat bawiłem się frezarką/ploterem polskiej firmy (chyba z Gdańska) ErgWind MFG 4025, bardzo fajnie się na tym działało, sztywna i masywna stalowa konstrukcja z nieruchomą bramą. Teraz właśnie mi jej brakuje i chcę coś złożyć i postawić w garażu, właśnie z ruchomą bramą aby zaoszczędzić trochę na miejscu.
Nie upieram się na 100% tylko przy profilach alu, bo w garażu leży TIG także coś tam pospawać dam radę . Myślałem o nich ze względu na prostszy i łatwiejszy montaż - nie trzeba się bawić z wierceniem, spawaniem, szlifowaniem i chyba najważniejsze z krzywieniem się przy spawaniu i koniecznością późniejszej obróbki - planowaniem itp. Ale to jak już przemyślę całą konstrukcję to dopiero będę wiedział z czego to składać.

Ale profile aluminiowe nigdy nie będą tak sztywne jak profile stalowe. W przypadku profili aluminiowych też byś musiał mocno to połączyć - czy to śrubami czy spawaniem. A z kolei te systemy do łączenia profili to zbyt mocne nie są, więc lepiej je sobie daruj. One są dobre do reklam a nie obrabiarek.

A skoro masz spawarkę to nie rozumiem nad czym się zastanawiasz. Fakt w tym przypadku lepszy byłby migomat ale skoro masz tiga to myślę, że dasz radę. A idealnie by było jakbyś maił tego tiga z "przejściem" na zwykłe elektrody. Jedynie co musisz zrobić to przygotować sobie miejsce abyś mógł wszystkie elementy najpierw przymocować do płaskiej powierzchni a później je pospawać. A, że robisz to dla siebie to jednak warto dołożyć trochę pracy bo sam z tego będziesz korzystał.

Niestety frezarka z ruchomym stołem wymagają sporo więcej miejsca. Dlatego większość ludzi buduję z ruchoma bramą. Każdy rodzaj takiej frezarki ma swoje wady i zalety ale to temat rzeka i nie ma sensu się nad nimi rozpisywać. Czy zbudujesz z ruchomą bramą czy stołem to tylko Twoja inwencja twórcza - na obu da się pracować bardzo dobrze a koszty są podobne.

szecho pisze: ↑

25 kwie 2020, 12:33

Jeszcze co do samego napędu bramy to:

Opcja z napędem bramy dwoma śrubami - prostsza konstrukcja (brak dolnej części bramy idącej pod stół gdzie jest śruba), trudniejsze ustawienie maszyny (to co pisałeś idealne równe ustawienie), sterownikiem i samymi silnikami bym się nie martwił bo są enkodery itd które jednak trochę ułatwiają

Opcja z jedną śrubą pod stolikiem - wymagana dolna część bramy (która raczej także powinna być dosyć sztywna ) , odpadają problemy z ustawieniem

Jeżeli chcesz mieć sztywną frezarkę nawet z profili stalowych to jednak zamknij bramę pod stołem. Nawet jeżeli zrobisz bramę stalową bez części dolnej, czy z jedną śrubą czy dwiema to i tak brama będzie się kosiła. Po prostu bramę z zrób zamkniętą od dołu wówczas frez podczas pracy nie będzie "tańczył". Brama otwarta od dołu będzie sprężynowała i będzie się przeginana podczas frezowania.

szecho pisze: ↑

25 kwie 2020, 12:33

I jeszcze jedna kwestia, którą poruszyłeś to dopytam bo nie wiem. Przy ruchomej bramie przednie wózki powinny wypadać w osi wrzeciona?

Przy dobrze usztywnionej bramie wrzeciono możesz zamontować gdzie chcesz. Widziałem już takie maszyny gdzie wrzeciono wystawało po za podstawę bramy. Ale z tego co ja się orientowałem to jednak ludzie projektują tak bramę a by wrzeciono i cały system przesuwu wychodził w podstawie bramy czyli w polu utworzonym przez łożyska ślizgowe.
Ja wiem Twoje pytanie dotyczy również konstrukcji tej frezarki z linku. Tu ktoś pomyślał o wyważeniu bramy za pomocą wagi wrzeciona i wagi elementów przesuwu. Powiem więcej jakbyś taką frezarkę rozebrał i samą bramę wraz z wrzecionem i elementami przesuwu postawił na stole, to brama by stała i to dość stabilnie. Więc śmiało możesz zaprojektować sobie w ten sposób bramę - na pewno to nie zaszkodzi.

robert

Po chwilowej przerwie wróciłem do tematu budowy frezarki i aktualnie siedzę nad jej rysowaniem. Projekt oparty na dosyć spotykanych rozwiązaniach, dostosowanych i przerobiony pod siebie.
Założenia mam takie:
- prowadnice hiwin: 15 - oś Z i Y, 20 - oś X
- śruby kulowe z ali od 'Freda' (jeśli coś będzie z nimi nie tak to wtedy podmiana na hiwin) 1605 do Z, X oraz Y 1605 lub 1610
- pole robocze aktualnie około 72 x 54 x 16 cm
- brama profil alu 80x160 item/aluteck
- rama spawana z profili stalowych 60x60x4 - płaszczyzna do montażu szyn osi X poziomowana żywicą
- oś X - dwie śruby i dwa silniki, najpewniej z enkoderami

Zastanawiam się nad jedną rzeczą, czy prowadnice na bramie zostawiać tak jak są na rysunku na przedniej płaszczyźnie czy może przenieść na górę i dół profilu? Zwiększy się wtedy rozstaw prowadnic a co za tym idzie sztywność powinna być większa.

Montując wózek pod poprzeczką tracisz prześwit, czyli wysokość zamocowanego materiału. Równie dobrze można obniżyć bramę, co też usztywni konstrukcję. Dodatkowo będziesz musiał cudować kątownikami, żeby zamocować wózki. A ustawienie geometrii będzie dużo trudniejsze. Ja bym nakręcił płytę precyzyjną wyższą niż poprzeczka, a do niej zamocował szyny w większym rozstawie. Czekam właśnie na przesyłkę z Gleich.

U mnie jest tak jak



to już 2 CNC (obok stoi 1270mm x 800 mm x 220mm )

Mniejsza ma 960 x 600 x 260mm

w obu na sztywność nie narzekam , dobrze mi się pracuje na nich .