cnc.info.pl - FORUM CNC

Długo się przymierzałem do zrobienia jakiejś małej frezarki samemu. Koncepcji było kilka, a dopiero jedenasta weszła w fazę produkcji

Podglądając kilka tematów tu na forum, kolegów Smoukiego, Ursusa, Noela czy Waltera, zdecydowałem się na zrobienie małej konstrukcji z ramą odlewaną z betonu. Chciałem mieć małą obrabiarkę do niewielkiego, hobbystycznego warsztatu w którym dłubię sobie różne różności. Głównie przy rowerach.

Pewnego dnia zobaczyłem takie stworzenie w odmętach internetu: http://zealcnc.wordjot.co.nz/posts/make-one-yourself/ A całkiem przypadkowo, dzień wcześniej znalazłem do kupienia 2 szyny THK HRW35 630mm, z wózkami. Ze dwa dni szkicowania w solidworksie i uznałem że koncepcja jest na tyle wystarczająca dla mnie, że nie ma co dłużej się zastanawiać. I kupiłem szyny. Uznałem że do małej maszynki lepiej będzie mieć jeden dość potężny wózek na szerokiej prowadnicy, niż wałki wiszące 20 czy podparte 16. A cenowo wychodziło podobnie.

Główny "egzoszkielet" to dwa, zespawane ze sobą, w kształt litery L ceowniki hutnicze 120mm. W ceownikach pogwintowane otwory na śruby mocujące szyny i pozostałe elementy konstrukcyjne. W otwory zostały wkręcone śruby a od spodu nakrętki kołpakowe, które zwiększają długość gwintu i uniemożliwiły zabetonowanie śrub i otworów. To na wypadek, gdyby trzeba było sfrezować powierzchnie pod szyny. Pręty wystające na boki spełniają funkcję "kotew", klinując dodatkowo ceowniki w betonie . Są przewiercone przez profil na wylot. Do nich będą zamocowane kątowniki aluminiowe, na których spoczywać będą prowadniki przewodów w przyszłości i wtedy zostaną skrócone do niezbędnego minimum. W środku kilka prętów jako dodatkowe zbrojenie. Beton wyrabiany samodzielnie, znaczy się z pomocą taty; do betonu dodane włókna polipropylenowe, w celu zmniejszenia szansy na spękania.
Forma do zalania została złożona z płyt wiórowych.

Z tyłu kolumny przewidziałem 6 otworów gwintowanych na płaskownik z prowadnicą, po której w przyszłości będzie jeździć przeciwwaga dla wrzeciona.

Konstrukcja ze sklejki 18 i 20. Osiemnastka jest naprawdę potężną, gęstą sklejką, pozyskaną z jakichś starych mebli. 20mm to blaty biurek, wyciągnięte niemalże ze śmietnika. Część cięta przez mojego tatę na bardzo dobrej pile, część już robiona przeze mnie samego, w warsztacie, wyrzynarką. Widać ogromną różnicę na niekorzyść wycinanych wyrzynarką elementów. Mimo zastosowania brzeszczota do metalu (aby nie wyszarpywać fornirów na krawędzi) i cięcia przy przymiarze kątowym, brzeszczot uciekał na boki. Wszystkie elementy, prócz stołu, mają takie wymiary, że frezarka będzie mogła wyciąć sobie ich ładniejsze wersje sama. Po zmianie wrzeciona, chcę wyciąć te części z alu 15mm (właściwie wycinanie ograniczy się do splanowania i powiercenia otworów).

Na próbę, po taniości, śruby Tr10x2 i nakrętki z poliamidu. Śruby zataczane pod łożyska 8mm, ale zastosowałem po 2 łożyska, aby więcej zwojów było podparte. Bez zmiany elementów aluminiowych (kątowniki), będzie można zamocować kiedyś śruby kulowe do rozmiarów 16XX. Nic większego już nie wejdzie. Zataczanie śrub to była moja pierwsza własna praca przy tokarce, której użyczył mi kolega (a właściwie jego tata).

Chwilowo za wrzecionko robi multiszlifierka FERM. Miała być stara frezarka górnowrzecionowa, ale okazało się że miała pękniętą obudowę. Nie chciałem ryzykować.

Na razie jestem na końcówce etapu 1 czyli test koncepcji i możliwość przefrezowania czegoś ręcznie, tylko jakieś pokrętła czy korbki na śrubę muszę kupić/zrobić. Mam już wykonaną płytę główną i dwa sterowniki krokowców na A3977 i płytce własnej konstrukcji. Muszę kupić silniki (1,3 lub 1,9Nm) i przekładnie (wybrałem paski HTD3M, przełożenie 1:2).

A teraz zdjęcia. Konstrukcja główna, nóżki i zbrojenie


Płytki formy z tulejami gwintowanymi i śrubami jako kotwami. Tylna i przednia:


Składanie i zalewanie. Wibrowane wiertarką z sds i złamanym prętem od długiego wiertła koronowego. Z przodu error - tam już pręt nie sięgnął i pierwsza porcja betonu była trochę za gęsta:






Pierwsze składania i przymiarki. Stół roboczy zrobiony jest z dwóch płyt. Do jednej przykręcona jest szyna, do drugiej będą wkręcane śruby mocujące detale na polu obróbczym:



Blok łożyska. Poliacetal. Materiał kumpel załatwił (dzięki jeszcze raz!). Obrabiane całkowicie niezgodnie ze sztuką, ale, o dziwo, wiertło płytkowe z czasów gdy w polsce jeszcze opłacało się produkować, robiło otwór, w który łożysko pasuje bardzo dobrze, z minimalnym luzem. Nie miałem tego jak inaczej zrobić, a nie chciałem nadużywać gościnności kolegi.


Kolejne przymiarki i składanie do reszty. Oczywiście błąd musiał być. Na kolumnie, jeden z nagwintowanych otworów rozminął mi się z otworem w szynie. O jakieś 0,5mm, więc szans na wkręcenie nie ma (śruby M6). Jak na złość, na samej górze, świetnie widoczny błąd.




Uff, na razie chyba to wszystko, co chciałem napisać. Mam paskudną tendencję do rozpisywania się w tematach zbliżonych do technicznych; a w liceum miałem straszny problem z napisaniem 250słów na wypracowanie...

No i gitara

Wibrowałeś ten beton ? Czy tylko zalałeś i zostawiłeś ?

Wibrowałem wiertarką na udarze. Na jednym ze zdjęć widać leżącą na "buławę" czyli kawał wiertła SDS z ułamanym gwintem na koronkę. Wibrowane zarówno wewnątrz jak i poprzez przykładanie do obudowy na zewnątrz. Na 600mm wysokości kolumny beton siadł o jakieś 8-10mm. Potem tylko uzupełniłem wierzch i zostawiłem do związania.

Silniki możesz dać bezpośrednio bez przełożenia. Przy śrubie tr 10x2 z przełożeniem 2:1 to będzie się strasznie ślimaczyć i nie pogonisz z prędkością. Zrobisz jak chcesz. Ja mam u siebie śrubki tr 16x4 i napęd bezpośredni i prędkość jest tak na styk. Do metra mogę gonić przy silnikach 1.9 Nm.
Trzymam kciuki

Tak też ostatnio się zastanawiałem że chyba jednak 1:1 zrobię. Przy 5obr/s będę miał posuw 600mm/min, a zawsze mogę puścić wolniej. Z 300mm/min puszczać wolniej było by pewnie męczące. Mam już silniki, ~1,3Nm. Do moich zabaw w drewnie czy plastiku tak słabym wrzecionem (na razie) powinno wystarczyć. Na osiach silników są już koła HTD3M 14z. Także trochę mi to sprawę ułatwi i będę musiał roztaczać tylko 3 koła zamiast 6 :]

No i sobie cośtam już pofrezowałem kręcąc ręcznie pokrętłami na osiach. Niby nic a gęba się cieszy

Cały czas cośtam sobie dłubię. Przygotowałem trasy na kable do silników. Na silnikach przymocowałem puszki, w których schowane będą kostki połączeniowe silnik-kabel. W puszkach wycięte są otwory takie, aby całe gniazdo połączeniowe było schowane. Wycinane ręczenie, właśnie na tym potworku ze zdjęć. Niby jeszcze nie gotowa a już robi dla siebie . Silniki bym już dziś przykręcił, ale zbrakło mi podkładek M5.
]

Dłubię sobie nadal. Było by więcej fot, ale baterie w aparacie umarły.
Zamocowałem już wszystkie silniki. Paski napędowe okazały się na tyle sztywne, że napinacze do dwóch osi, które planowałem zrobić, nie dały by rady ich naciągnąć (mam za słabe sprężyny), więc wymagana była zmiana konstrukcji niektórych elementów. nigdy w życiu wcześniej, na żywo, nie miałem takich pasków w ręku, więc powinienem od razu założyć zastosowanie fasolek zamiast napinacza ze sprężyną. Cóż, jedno doświadczenie więcej.
Jestem w trakcie dopieszczania czyli minimalizowanie tarcia na śrubach, luzów w łożyskach itp.
Niestety, okazało się że jedna z zębatek do paska ma otwór przekoszony względem osi. Albo tokarz źle chwycił, albo wiertło (fi 5mm) zeszło na którąś stronę podczas toczenia albo spieprzyłem gwintowanie. Bo wszystkie zębatki są nagwintowane w środku i będą już na końcu składane na jakiś klej i ściskane nakrętką kontrującą.
Niby mam już złożony komputer z LinuxCNC ale brak mi monitora. Niemniej, zanim nie dorobię dedykowanego stolika pod maszynę, na kółkach i z półką na peceta, nie będę go używał. Postanowiłem że na próbę będę maszynkę testował za pomocą arduino uno i wsadu GRBL i mam nadzieję przed końcem roku już ją odpalić. Cośtam bym sobie pofrezował na próbę, np. obejmy na drugą nakrętkę na każdą oś.

Zabawa trwa. Przedwczoraj pierwsze frezowanie, coś tam szło. Silnik osi X bardzo hałasuje i czasem sobie stuka.
Szlifierka ta co na zdjęciach nędzny frez trzypiórowy 3,125mm z zestawu końcówek do szlifierki, materiał to odpadkowy MDF. Problem taki, że kod który miałem przygotowany, zrobiłem dla mniejszego narzędzia.
Druga próba, po zmianie kodu ujawniła że frezarka ma luz na osi Y, w dodatku oś Y jest odwrócona, czyli wzorek został tak jakby odbity lustrzanie względem X. Luz znalazłem bardzo szybko - zapomniałem dokręcić obejmę trzymającą nakrętkę pociągową.
Próba 3 - wyszło już całkiem ładnie, nadal oś Y odbita, ale już wiem co muszę zmienić w parametrach GRBL.

Dziś:
Próba 4 - szkic kalibracyjny, osie obróbki już się zgadzają, +Y jest w tą stronę, w którą miał być.
#5 - frezowanie tego samego co w 3 próbie i objawia się jakiś zonk. Parametry obróbki identyczne jak wcześniej. Silnik X czasami nie dokręca pełnego wymiaru, w efekcie widzę że warstwy się już rozjeżdżają. Znów szukam jakichś luzów (brak), obejma dokręcona, blok łożysk dokręcony, naprężam trochę mocniej pasek. Oś X przy zadanych 20mm rusza się może o 5mm w bok, strasznie hałasuje. Poluźniam pasek, luzuję wszystko, zero poprawy. Zwiększam prąd sterownika - zero zmian. Ostatecznie silnik luzuję tak, że już pracuje sam - drży zamiast się ruszać. Wcale nie ma momentu trzymającego, przy ruszeniu palcem czuć że się przestawia. Żadnych zmian w kablach. Umarł silnik albo sterownik. Podejrzewam silnik.
Plan na jutro - zobaczyć jak się zachowuje sterownik z mniejszym mikrokrokiem - jest 1/8, sprawdzę 1/4 i 1/2. Potem zamienię silniki ze sterownikami w XY, bo w tych dwóch osiach silniki są jednakowe. Jeśli problem będzie się powtarzać - zdechł silnik; jeśli się przeniesie na drugi silnik - zdechł sterownik.

Dla formalności:
- za płytkę główną robi arduino uno z softem GRBL,
- sterowniki A3977, prąd ustawiony na ok 1,6-1,8A, zasilanie silników ok. 20VDC, mixed decay
- silniki sześcioprzewodowe, ok. 1,3Nm, prąd znamionowy 2,6A, 5V
- trapezy 10x2, jedna nakrętka na oś (na razie)
- nędzna szlifierka i nędzny frez
- obrabiany materiał próbny to mdf
- F300mm/s

Okazało się że sterownik szwankował. Poprawienie lutownicą mu pomogło i mimo brzęczenia silnika, pracował nieźle.
Ale.
Śruba w Y złamała się w miejscu nakręcenia koła zębatego. Koło było nakręcone na oś i zakontrowane nakrętką. Gwint M6 miał widocznie zbyt mały przekrój rdzenia i zbyt mocno napięty pasek zniszczył go zmęczeniowo. Najgorsze jest to, że każda śruba jest zarobiona tak samo = również wkrótce strzelą. Tak więc czekam na odpowiedź od sprzedającego na ebayu i kupuję dwie śruby kulowe 1605, z miejsca na oś Y oraz X. W osi Z wymyśliłem że dorobię dodatkowe łożysko wspierające po drugiej stronie koła zębatego. Równomierne podparcie powinno uniemożliwić tak szybką degradację śruby. Wykorzystam do tego blok łożyska z osi Y, który będę musiał zmienić na inny (większe łożyska). Natomiast jedna z nakrętek trapezowych z osi poziomych pójdzie jako druga na oś Z celem kasowania luzów. Także nic się nie zmarnuje.
Przez Chiński Nowy Rok paczki będą wysyłane po 10 lutego, także czas mniej więcej do początku marca mam zamiar wykorzystać na wygładzenie i pomalowanie ramy. Oraz zespawam sobie jakiś stolik, bo ciągłe schylanie się jest masakryczne.

Gdybym miał tokarkę, to bym sobie to w godzinę naprawił.

Karma jest suką.