Archive for CNC Fres

Z-akse og VFD-styring

Z-aksen lever! Fikk dreid den siste delen, montert og testet Z-aksen. Den bare fungerer rett og slett. Veldig lite støy og meget fin gange på denne kombinasjonen av motor og steppermotorstyring. Steppermotordriveren er av en annen type enn de for X og Y aksen. Har tidligere også benyttet den på X-aksen og der fungerer den bedre enn den som er til X-aksen.

Så var det å få styring av VFDen opp og kjøre, ingen stor sak, men det passa fint å få dette på plass nå. Laga et interfacekort med noen optokoblere og en liten PWM->10V overgang. Masse trøbbe pga en idiotfeil i .hal fila (konfigurasjon av alle inn og utgangspinner). Fikk knota dette til så ser det meste ut til å fungere. Har planer om å utvide med en pickup på turtall. Da kan jeg har en PID som justerer for å holde konstant turtall uansett belastning.

Men denne spindelen er alt for treg til å frese endel av materialene jeg vil frese. Dvs skum og Alu med små freser. Så det blir nok å kjøpe en spindel fra Ebay når det nærmer seg jul. Enn så lenge så regner jeg med å klare meg med å enten kjøre litt sakte, eller å montere en liten brakett for dremelen.

Ny fres?

Det er bare å innse det. Det morsomste prosjektet til dags dato var å lage fresemaskinen min.

Den har blitt brukt en god del, men i det siste har den stått stille. En liten analyse  har avdekket litt av grunnen.

  1. Mer unger.
  2. En nesten tilsvarende fres tilgjengelig på jobb.
  3. Vanvittig mye griseri.

Det første punktet var høyst reelt mens yngstejenta var veldig liten, men nå har hun rundet 3, og muligheten for litt hobbyprosjekter har bedret seg igjen.

Fresen på jobben gjør forsåvidt det den skal. Den har litt større XY vandring, men mindre Z vandring. Liten vandring på Z aksen er et av punktene jeg irriterer meg over.

Så kommer vi til det siste punktet. Når jeg freser inni den bittelille bua mi, så blir det spon over alt. Virkelig over alt. Det er umulig å holde det noenlunde rent der inne. Dette er vel i grunnen det største problemet.

Vel, hva skal vi så gjøre?

Bygge en ny selvfølgelig…. Hva annet.

Vel, kanskje da. Jeg driver å tegner på en nå, så får vi se hvordan det går.

Planen før den nye fresen er følgende.

  1. Mindre X-Y Arbeidsområde (300mmx200mm)
  2. Mye større Z-vandring. 300mm mot 160mm på den gamle (130mm på jobben)
  3. Hybrid av aluminium og epoxygranitt. Det siste vil markant dempe vibrasjoner, noe som vil bedre finish og minske støy.
  4. Fullstendig beskyttelse av skinner og kuleskruer så disse ikke sauses inn i spon og griseri.
  5. Kabinett som holder alt av spon inne.
  6. Avtrekk fra kabinettet som pumper ut damp fra smøremiddel.
  7. God belysning.
  8. Alt av elektriske og mekaniske deler skal være skjult i konstruksjonen. Dvs steppermotorer, endestoppbrytere og slik skal skjules. Detter er primært for å beskytte mot spon.

Konstruksjonen er relativt tradisjonell, dvs en enkel søyle der Z-aksen beveger seg, og et X-Y bord under. Vekten kommer til å ende opp på ca 110kg der mesteparten ligger i basen og søylen. Med arbeidsområdet på XYZ = 300x200x300mm vil maskinen kunne pakkes inn i et kabinett som er ca 950mm bredt, 600mm dypt, og ….. høyt nok. Dette planlegger jeg å bygge av alu-profiler, kryssfiner og plexiglass.

Selve designet av fresen er i veldig stor grad styrt av hvordan jeg ser for meg at jeg skal kunne lage den. Dvs hvilken muligheter jeg har ifm støping, maskinering av deler osv. Det krever en del planlegging for å kunne få tilstrekkelig presisjon på de rette stedene. I tillegg må man ta hensyn til hva man kan få tak i av deler som man ikke kan lage selv. Det mest vriene å få tak i (hittil) er belger for å beskytte aksene mot spon. De fleste dyre komponentene skal jeg gjenbruke fra den gamle fresen.

Vel, her er et render av 3D modellen så langt. Kommer noen flere oppdateringer når jeg har laget mer ferdig. Foreløpig er det mange deler som mangler, samt at mange av delene ikke har fått alle skruehullene sine. Med litt flaks kan jeg starte å bygge mot høsten, men først skal jeg pusse opp kjøkken.

k-mill_01

5 akset CNC på skrivebordet

Denne var ganske morsom

http://www.pocketnc.com

Absolutt verdt et besøk på den siden. De lager en 5 akse CNC fres som veier litt over 10kg og får plass på et vanlig skrivebord.

Litt mer Fusion360

Her er en video jeg tok av en 3D adaptiv fresebane. Total dybde er 8mm, det første passet er 5mm og det andre er 3mm. Det kommer et par finish pass etter også som jeg ikke filmet.

Fusion 360

Nå har jeg brukt et par uker på et flott CAD verktly som heter «Autodesk Fusion 360 Ultimate». Dette er et ganske tungt CAD verktøy som har mer eller mindre alle funksjoner man forventer av en profesjonelt parameter-drevet CAD verktøy. Når det er sagt, så har det fremdeles en del småkjipe bugs her og der, men utviklingsteamet er ganske bra på ballen. All lagring er Cloud basert, noe som er både bra og ikke. Krever litt tilvenning.

Men for å starte med det aller beste. For hobbybruk og start-ups med omsetning under $100000 er det gratis. Virkelig gratis, ingen begrensninger. Som hobbybruker får du den gromeste versjonen som koster $1200 i året. Ellers kan man betale $300 i året for en litt mer begrenset versjon.

Så er det den andre fantastiske tingen med dette programmet. Det inneholder en utgave av HSM Works 2.5D og 3D CAM. Dette er så fantastisk at jeg nesten ikke kan tro det. Denne CAM pakken går i ring rundt alt annet som er tilgjengelig for hobbybrukere. Stort sett er man nødt til å nøye seg med en halvbra CAM til par hundre dollar som er laget av en enkeltperson. I Fusion jobber man direkte på 3D modellen man har tegnet, fult integrert i tegneverktøyet. I tillegg kan den lage skikkelige verktøybaner av den mer avanserte sorten. Såkalt HSM verktøybaner.

Jeg testet nettopp på et aluminiumstykke, og forskjellen går i veldig stor grad på hvor agressive kutt man kan gjøre. En bra CAM sørger for at verktøyet treffer emnet på en slik måte at belastningen blir så jevn og liten som mulig. De billige CAM-pakken moser pare fresen rett inn i,  bråstopper inn i hjørner, og gjør masse rart som har en tendens til å knekke fresepinner.

Mens jeg tidligere med en 3mm pinnefres funne kutte ca 1.2mm dypt med mating på ca 1200mm/min, så kunne jeg nå kutte 5mm dypt med 1600mm/min.

Jeg kommer ennå ikke over at jeg får tilgang til dette både lovlig og gratis.

Z-akse in the making!

Nå er arbeidet med Z-aksen til ZX-45 fresen meget godt igang. I et tidligere innlegg viste jeg et rendret bilde av hvordan jeg så for meg at det skulle ende opp med å se ut. Det er kun små justeringer som er gjort etter dette.

Først freste jeg ut plata som steppermotoren skal monteres på. Dette var med god margin den mest kompliserte delen jeg noen gang har laget. Delen ble frest ut av en 10mm jernplate. Linux-CNC styret X og Y aksene, mens jeg styrte Z-aksen. Delen måtte freses ut med to oppspenninger for å bli riktig. Jeg la det opp slik at all fresing ifra undersiden (den andre oppspenninga) kun var avhengig av at X0Y0 (senter for koordinatsystemet) var sentrert midt i hullet for selve akslingen ifra motoren. Dermed var det kun å finne igjen senter som trengtes ved den andre oppspenninga. Dog ble det nok av utfordringer. Pga en feil i g-koden så bøyde jeg en 10mm fres og mista senter i oppspenninga ganske tidlig. Dette ble forsøkt reddet inn igjen, og jeg tror det gikk ok. Neste 10mm fres ble bøyd da jeg ikke var flink nok til å lage tabs ved fresing av omrisset på selve delen. Det er ingen mangel på krefter i steppermotorene, de bøyer glatt en 10mm fres uten å skippe noen stepp.

Neste del ut var plate som lagerholderen er festet i. Også denne ble frest ut av en 10mm jernplate. Det er en mindre del, og med my færre hull og utfresninger. Eneste problemet med den var at jeg hadde brukt opp alle metallbladene til stikksaga på forrige del.(DeWalt påstår 10mm stål er greit med stikksaga, men OBSbygg klarer ikke å levere slike blader, dårlig!) Så da ble det å kjøre på med baufil da… Tips: Biltemas skjæreolje fungerer selvfølgelig like bra på baufilblader som på freser og bor. Brukte selvfølgelig opp et slik blad også. Delen ble iallefall meget bra, og det tok meg relativt lite ekstra tid utenom maskineringstiden å lage den. Jeg prøver å være litt bevist på hvordan jeg spenner opp og planlegger en jobb for å kunne både få til et godt resultat, men også få jobben unnagjort så effektivt som mulig. Jeg er ingen tålmodig sjel, slik er det bare.

Delene ble prøvemontert på steppermotoren. Og det så greit ut.

IMG_1696

Men akslingen på stepperen kunne godt vært litt kortere. Frem med dremelen og kutt ivei. Endte med å kutte det siste med baufil, den akslingen var ikke akkurat superherdet. Så ny prøvemontering og måling av hvor langt dette avstandsrøret trengte å være. Kappa dette skikkelig sjevt med baufila. Tok det så i fresen og fresa det til det var bra. Ny prøvemontering, litt pussing av avstandsrøret og så var disse delene egentlig ferdige. Monterte alt sammen med masse Loctite.Som dere ser av bildet under er det et hull i siden på avstandsrøret. Det er for å komme til sett-skruen som låser torsjons-koblingstykket til kuleskruen. Også her ble det brukt Loctite. Usikker på hvor lurt det var. Prøvde å demontere noen dager senere, men ga opp, da jeg ikke ville ødelegge noe.

 

IMG_1698

 

Neste jobb var å demontere fresen. Først måtte fresehode med motor, girboks og greier av. Jeg spikra en liten stabel med planker som støtta sånn passe opp. og så sveiva jeg selve spindelen helt ned i fresebordet. Og istedenfor den vanlige skruen som låser ISO-30 delene i spindelen så kappa jeg til en M12 gjengestang slik at denne gikk i en mutter i ene slissen i selve fresebordet. Og så med noen skiver og en mutter på toppen så var egentlig alt låst helt fast.

 

 

 

 

 

IMG_1741

 

Nå kunne jeg enkelt løsne de tre M16 skruene som holdt fresehodet fast i Z-aksen. Og så bare bruke LinuxCNC til å flytte det unna. Meget enkelt og helt kontrollert. Nå kan jeg gjøre akkurat det samme når det skal på, da har jeg også kontroll på Z-aksen uten å måtte svive og styre.

 

Så tok jeg av Z-akse-kolona, og der var det ikke helt plass til de delene jeg hadde laget. Tok meg mellom 2 og 3 timer med dremelen med pusseskive for å få fjernet nok materiale til at jeg tror monteringen skal gå greit. Fjerna også unødig lakk på toppen slik at monteringsplata for motoren får ligge rett imot metallet der på toppen. Bildet under viser litt av hva som ble pussa unna. Har tatt bort 3-4mm i ca 10cm lengde nedover. Mulig jeg bør ta litt mer på høyre side i bildet.

 

 

IMG_1759

Det er altså status idag. Neste jobb er å få modifisert den gamle mutteren for Z-aksen slik at jeg får montert kulemutteren i den. Da må jeg få litt hjelp av Truls og hans nydelige Myford dreiebenk. Og så er det selvfølgelig en masse småting jeg vil gjøre nå som fresen er så demontert. Alt ifra å lage nye hull for trekking av kabler til bytte av simmerringer i girboksen osv. Det er nok av ting å finne på med en slik maskin.

 

Bildene under viser hvordan det ser ut nå.Har ikke boret og gjenget hull for festeskruene for å montere Steppermotorfestet i selve fresen enda. Det kommer når alt er tilpasset og stemmer.IMG_1765[1]

 

 

IMG_1766[1]

 

X og Y-akse «ferdig»

Nå sier jeg meg ferdig med modifikasjon av X og Y-aksen. Ikke at det er perfekt, men nå er det mer en godt nok til å kunne brukes i lang tid fremover.Hovedsaken med dagens innlegg er å vise litt bilder av herligheten:

 

Man ser  bla. endestoppbryteren for X-aksen med deksel.

Man ser bla. endestoppbryteren for X-aksen med deksel.

 Alu-platen er frest ut med denne fresen ved hjelp av Linux-CNC, som en test. Den første som jeg laget manuelt så alt for stygg ut.

Alu-platen er frest ut med denne fresen ved hjelp av Linux-CNC, som en test. Den første som jeg laget manuelt så alt for stygg ut.

Her ser vi X-aksens motorkobling. Den er lik som den på Y-aksen. Jeg har ettermontert de to låseskruene, da det ikke var tilstrekkelige å bare klemme  fast koblingen på de polerte akslingene på motorene.

Her ser vi X-aksens motorkobling. Den er lik som den på Y-aksen. Jeg har ettermontert de to låseskruene, da det ikke var tilstrekkelige å bare klemme fast koblingen på de polerte akslingene på motorene.

Her ser man at det godt kan ryddes litt i ledninger. Ingen stor jobb, men man bør også tenke på at det kommer noen slanger ifra smøresystemet etterhvert.

Her ser man at det godt kan ryddes litt i ledninger. Ingen stor jobb, men man bør også tenke på at det kommer noen slanger ifra smøresystemet etterhvert.

Nødbryter og nøkkel til nødbryter.

Nødbryter og nøkkel til nødbryter.

Det er en slik rund trigger for mikrobryteren på hver ende. Bildet viser den ende hvor det ble pent :).

Det er en slik rund trigger for mikrobryteren på hver ende. Bildet viser den enden hvor det ble pent :).

Her ser man også pleksiglassdekslet som sørger for å holde spon unna glidere og skruer.

Her ser man også pleksiglassdekslet som sørger for å holde spon unna glidere og skruer.

 

Fikk også testet litt på backlash på X-aksen. Den er på ca 3/100mm. Men den er ikke helt konstant. Så etter å ha lagt inn kompensering i LinuxCNC så bommer den med opp imot 1,5/100mm ifra gang til gang. Er litt usikker på om jeg skal være fornøyd eller ikke. Akkurat nå velger jeg å være fornøyd. Det er godt nok til de tingene jeg skal lage i nærmeste fremtid. Og når fresen har gått litt så bør jeg uansett ta en runde med å stramme opp og kompensere på nytt.

En annen ting jeg har testet siden sist er HSM-cam. Dette er en plugin til Autodesk Inventor. I sin enkleste form er den gratis. Den tøffe (5 akse) utgaven koster såpass at man får med Inventor på kjøpet. Men siden vi kjører Inventor på jobb så var det enkelt å bare laste ned gratisversjonen og teste. Dette fungerte akkurat slik jeg hadde drømt om. Når alle fresebaner, boreoperasjoner osv. er lagt til så kan man oppdatere delen, og så regenerere all g-koden uten å måtte fikle med noe som helst. en har innebygget simulator. Postprosessoren støtter LinuxCNC. Og man kan kjøre g-koden igjennom en «backplotter» som rett og slett simulerer hva som skjer basert på g-koden (og ikke på 3D-modellen). Sikkert mer viktig for de som utvikler HSM ann for meg, men det gir en god følelse å se koden kjøre på PCen før man putter den i fresen.

Nå er det klart for å lage deler til Z-aksen. Men før den tid må jeg nok ta meg en skikkelig rydderunde i verkstedet. Og jeg rekker helt sikkert også å feire litt jul og nyttår før det blir noe særlig med fresing.

 

Huskeliste for hva som videre kan gjøres med X og Y-aksen:

  • Ny mutterholder for Y-aksen (for å fjerne ca 0,12mm med backlash)
  • Forbedre ledningsføring.
  • Ferdigstille «røropplegget» for automatisk smurning.
  • Skave inn sleidene slik at de blir rette og presise.
  • Evt lage noen av delene som vises på nytt for å få de litt mer estetiske.