Archive for juli 2011

Litt retting

All skruingen hadde dradd ting skjevt. Var nødt til å rette opp X mot Y aksen. Skal sjekke hvordan Z aksen står i morgen.

Det lager seg nesten selv

Vel, ikke helt, men i dag har fresen laget deler til seg selv.

Det har vært en ganske produktiv dag i dag. Mye som har blitt ferdig, og mange detaljer som er fikset og avklart. Mesteparten av jobben måtte jeg nok gjøre selv, men på slutten i dag har fresen jobbet en god del.

Jeg planla å sette på dobbel kulemutter på det om nå er Y-aksen (tidligere X) for å redusere dødgang, men heldigvis bestemte jeg meg for å måle den først. Til min store overraskelse var dødgangen her mindre enn jeg klarte å måle, dvs mindre enn 0.005mm. Jeg så derfor ikke noen grunn til å gjøre den jobben da, så det var 2 timers arbeid spart.

Parallellportkortet jeg kjøpte har t releer som tåler 230V/16A. Perfekt for å skru av og på spindelen. Jeg skrudde opp en vanlig stikkontakt inni kassa, og koblet den opp via releet. Og så kunne jeg skru av og på spindelen via G-kode. Nesten en forutsetning spør du meg. I tillegg til at man slipper brydderiet med å slå av og på manuelt før og etter program, så får man også fordelen av at spindelen stopper når man avbryter programmet. Kjekt hvis man må stoppe ting litt fort.

Neste punkt på agendaen var å lage litt mer deksler i MDF. Jeg laget sidevegger til kassa. Det eneste som mangler nå er frontdekselet, men det kan jeg ikke sette på før jeg har byttet ut den gamle haugen av en PC med en liten Atom basert (venter på bursdagen min).

Det siste jeg gjorde i dag var å få ferdig fresebordet. Først saget jeg til to MDF plater i passe størrelse. Hvorfor to? Jo jeg trengte en som er tykkere enn 16mm, og jeg orket ikke å kjøpe en hel plate på 100×200 (eller hva det nå er) bare for dette. Jeg tapet alt sammen til Rexroth profilene med dobbeltsidig tape, og brukte fresen til å lage hull for å skru fast platene, og hull for islagmuttere som skl brukes til å spenne fast arbeidsstykke.

Undersiden:

 

Og oversiden

 

Det siste jeg gjorde var å skru fast MDF platene til fresebordet, og så planfrese dem. Dette sikrer at bordet er parallelt med X og Y aksen, og helt plant.

Det var vel det. Neste jeg skal gjøre nå er å måle opp om aksene fremdeler er ortogonale, og når det er i orden er jeg i grunnen klar for å lage ting.

Begynnelsen på fresebordet

Ting går hele tiden raskere enn jeg har fryktet. Delvis kommer dette av en relativt grundig og detaljert tegning, men det er nå også en gang slik at det ikke er så ille vanskelig. Som så mye annet her i livet, er den vanskeligste biten å gå fra tenkefasen til faktisk handling. Det er jo klart at man av og til gjør en bommert når man handler før man har tenkt ting godt gjennom, men stort sett går det bra. Så får man heller bare gjøre om igjen de bommertene man gjør.

Etter å ha gjort et par forsøk på fresing, ble det skrikende klart hva som er den største svakheten med konstruksjonen min. Fresespon har direkte tilgang på skinner og skrue under fresebordet. De fester seg i smørefettet og blir skikkelig grisete. Og ikke minst, det kan fort bli med inn i kulelagerene. Derfor bestemte jeg meg for å slutte med fresingen til jeg hadde fresebordet på plass, og fått dekket til skinnene. Dette regnet jeg med skulle ta litt tid, men et par timers jobb var det som skulle til.

Foreløpig har jeg montert 4 stk 48cm lengder med 30x60mm Rexroth som «fundament» for selve fresebordet. Disse er ikke på noe vis plane nok til å være fresebord i seg selv, men de er stive, og det er enkelt å feste ting i dem. Selve fresebordet, som kan være av aluminium eller MDF, fester på toppen av disse. Selv MDF bør bli ganske stabilt når det ligger oppå disse, og det er det jeg har planer om å bruke i første omgang. Jeg borer en mengde hull i den, og setter i M8 islagmuttere på undersiden slik at jeg kan spenne fast ting med skikkelige bolter. Deretter planer jeg det med fresen selv. Burde bli ganske bra. Senere kan det hende at jeg kjøper et T-slot bord i aluminium, eller kanskje en stor aluminiumsplate og lager den selv. Dette er ganske dyrt, så det får vente litt. Hvis MDF plata fungerer bra, så er det ikke noen grunn til å svi av penger.

Får å dekke til skinner og skrue fant jeg et flak med fake vinylskinn på loftet. Jeg kjøpte det for lenge siden til et prosjekt jeg aldri kom i gang med (og ikke husker helt hva var), men nå kom det til sin rett. Skrudde det fast bak et aluminium-flatjern på enden av Rexroth profilene, og tapet det fast med dobbeltsidig tape til enden på fresebordet. Ser ikke veldig bra ut når jeg kjører aksen, men det får duge til jeg finner på noe bedre. Skal prøve å finne på litt tildekking ned på sidene av fresebordet også.

En siste ting jeg har gjort, og det er kun en software-greie, er å bytte X- og Y-akse. Når man tegner noe avlangt, så blir det nesten alltid til at den lengste siden går langs X-aksen, men av en eller annen uviss grunn hadde jeg plassert Y-aksen der. Vel, det var en kjapp fiks i konfigureringen til EMC2. Vandringen på aksene er nå:

  • X:  0mm – 520mm
  • Y:  0mm – 295mm
  • Z:  -160mm – 0mm

Hvem trodde aluminium var noe problem?

Midt oppi alle de tragiske hendelsene var jeg nødt til å ta en liten timeout i snikkarbua.

Jeg har puslet litt smått noen en halvtime her og en halvtime der, og nå har jeg fått rettet opp aksene til et akseptabelt nivå. Det er ikke så lett å gjøre det skikkelig ennå siden fresebordet mitt er ganske provisorisk av MDF plater, men det er ikke så ille. Jeg har skrudd fast maskinstikka mi til disse MDF platene, og den sitter godt fast, men det gir ørlite grann etter. Blir nok bedre når fresebordet blir litt mer skikkelig.

Uansett, et uttalt mål for dette prosjektet er å kunne arbeide seriøst med aluminium. Jeg hadde derfor ikke tålmodighet til å utsette forsøket lenger. Jeg gjorde noen lette kutt i går, hvor jeg kun planet ut en liten kloss. Brukte annledningen til å bli litt kjent med hvor grove kutt jeg kunne tillate meg. Har nok en del å gå på der, men det er greit å ta det litt pent så jeg ikke knekker for mange fresepinner. Kuttdybde på 0.5mm på en 4mm fres i full bredde gikk svært pent, så jeg har lagt meg på det som maks inntil jeg får skikkelig fresebord og fastspenning. GWizard ga meg følgende tall:

  • 0.5mm dybde
  • 1100 mm/min feed
  • 10000rpm

Så, hva freste jeg, og hvordan ble resultatet?

Jeg laget en cam-fil i CamBam som freser ut en side av en såkalt Turners kube. Først laget jeg et grovkutt som fjernet mesteparten av materiale, men lot 0.2mm bli igjen på alle flater. Deretter gjorde jeg et lett finishkutt få å fjerne det siste materiale. Den største sirkelen er ca 30mm og den minste er ca 5mm.

Resulatet var aldeles fantastisk. På bildet ser det litt grovt ut, men husk at det er en ganske stor forstørrelse, og at jeg har øk kontrast og detaljnivå en god del i bildebehandlingen. Sett med det blotte øye er det på høyde med kommersiell fresing. Jeg har ikke gjort noe etterbehandling, og det er heller ikke nødvendig. Vanligvis vil man jo måtte file kanter for å ta gradene (de skarpe rufset som ofte blir igjen langs kanter), men her var kantene helt rene.

Alt ble frest tørt, og det gikk glimrende.

Jeg har nok ikke en helt optimal verktøybane ennå, men så har jeg nesten null erfaring på området. Blandt annet ser jeg et lite spor langs siden av hullene der kuttet begynner og slutter, noe jeg kunne unngått med enkle midler. Jeg har også bittelitt dødgang på X-aksen som skal reduseres, men jeg har ikke orket å sette på den ekstra fjærbelastete kulemutteren her ennå.

Her er en video:

Første nyttige gjenstand

Jeg har ennå ikke rettet opp aksene, eller gjort noe forsøk på å lage et skikkelig fresebord, men det er alt for kjedelig i forhold til å prøve ut fresen. Derfor laget jeg et lite brett for å holde styr på spennhylsene til spindelen.

Nå gikk jeg relativt grundig til verks for å lage rimelig optimale kutt. Jeg brukte GWizard til å beregne hastighet på kuttet, og brukte relativt generøs dybde. Alt dette ga langt mer agressiv fresing enn jeg ville gjort intuitivt, men det virket som bare det. Og det gikk fort. Videoen under er klippet, men total kjøretid er på 3-4 minutter, pluss fomling for å bytte verktøy midt i.

Legg merke til hvor fine og runde hullene blir til slutt. Jeg er veldig fornøyd.

G-koden blir generert med et program som heter CamBam. Det er et ganske rimlig program som ser ut til å fungere forbløffende bra.

Men, snurr film:

 

Også snurrer det

Spindelen er på plass.

Foreløpig har jeg kun frest ut EMC2 splashen (samme som sist), men nå ble ikke bokstavene skjeve og dradd. Sirkelene ble helt runde. Dette kjennes bedre og bedre.

Spindelen, en Suhner UA25RF (tror jeg det var) på 1050W virker svært solid og velbygget. Det er ikke noe merkbar slark i akselene, hverken radielt eller aksielt. Det vil ikke nødvendigvis si at det er perfekt, men det er i hverfall ganske bra. Mer vet jeg ikke før jeg evt. måler. Turtallet, som går fra 3500-25000rpm ubelastet justeres med en liten skruknott. Lydnivået er ganske høyt, men etter sigende betydelig lavere enn Kress som er den nærmeste konkurrenten. Opptil 12000-14000rpm er det helt greit, men når man drar den opp til 25000 bråker den som et jetfly. Får ta et par lyttetester rundti huset og nabolaget senere.

Ting begynner å ta form nå, men det er sykt mange detaljer igjen som kan/bør fikses. Neste punkt på agendaen blir nok å lage et fresebord, og deretter rette opp aksene slik at de blir ortogonale. Deretter er det er par MDF plater som skal lages til, og så en mengde med elektrikerarbeid.

Diverse oppdateringer

Tenkte jeg kunne nevne litt forskjellige småting som har blitt gjort.

Endestoppbryterene er montert, bortsett fra en som jeg ødela. Venter på ny bryter fra Farnell.

Jeg var litt spent på hvor presise disse bryterene er. Det står ingenting om det i databladet, men det som er viktig for dette bruket er at bryteren slår inn på eksakt samme punkt hver gang. Litt måling ga svært så oppløftende resultater. Det virker som om bryteren er presis på langt bedre enn 0.005mm. Jeg klarte ikke å se noe forskjell fra gang til gang på det måleinstrumentet jeg har til rådighet.

Ellers har jeg besluttet å pakke kulemutter og linærlager med kulelagerfett. Det er jo et spørsmål om man går for olje eller fett. Olje har den fordelen at støv og skitt ikke fester seg så lett, mens fett har den fordelen at det ikke damper bort. For en hobbymaskin trengs det sannsynligvis ikke å smøres om på mange år hvis man bruker fett, men det kan hende at man drar spon inn i lagerene. Effektiv skjerming av kuleskrue og skinner burde bøte på dette problemet. Jeg dro nå i hvertfall fram fettpressa og fylte opp lagerene på Y-aksen. Litt jobb var det siden jeg måtte demontere en god del for å komme til. Skal ta de andre aksene etter hvert.

Jeg har eksperimentert mye med hastighet og akselerasjon på aksene. Det er ganske mange parametre å skru på, og det tar litt tid å bli kjent med dem. Foreløpig har jeg kjørt aksene opp til 6000mm/min med ganske bra hell, men det er et problem. Såvidt jeg har skjønt, så er det ganske vanlig at step-motorer har en turtallsone hvor dreimomentet faller en del. På mine kan det se ut som om dette skjer rundt 3000-3500mm/min. Det er umulig å kjøre dem stabilt på disse hastighetene, og motoren staller ofte når man akselererer gjennom dette området. Maks hastighet på 2700mm/min ser ut til å fungere bra. Må prøve dette igjen når jeg før øket spenning på strømforsyningen min. Nå er det omtrent 42V, men ved å sette noen innganger riktig kan den bli opp til ca 55V. Dette bør øke dreimomentet på høye hastigheter en god del. Akselerasjonen er satt til 500mm/s^2 og jeg bruker 10x mikrostepping.

Skal hente spindelen på mandag. Ligger på UPS og venter på meg.