Koti CNC sivut



Eli miten ilman suuria summia saa aikaan vaikka cnc metallijyrsinkoneen taikka pienen CNC sorvin.
Projekti alkoi jyrsimen osalta noin joulun tietämillä 2002 ja jatkuu edelleen.
Pahimmaksi vastustajaksi osoittautui holkkuma, siis välys tietty. Jokainen pois otettu satanen maksaa useita satasia. Holkkuman saa kyllä kesytettyä käyttämällä rahaa ja rautaa. Siis kunnollisia kuulajohteita ja kuularuuveja.



Projekti CNC Jyrsin

Jyrsimen runkona toimii 100 x 150 x 8 mm rakenneteräspalkit jotka on hitsattu yhteen useasta kohtaan. Vääntöjäykkyys on osoittautunut riittäväksi. Pintakiilto ei ole päätavoite tässä projektissa.
Z johteet 2 x 15x15mm, liike 70 mm, Z liike voisi olla pidempi ja johteetkin sallivat sen mutta kolmioajateluni mukaan liike on 70mm ja . . Lineaarit ovat täysin lyömättömiä näissä hommissa. Z on säädettävissä manuaalisesti 0-300mm välillä. Välitys on toteutettu hammashihnoin ja suhde on1.2. Kuularuuvi 16 x 5mm ilman mutterin säätö mahdollisuutta. holkkuma on vain 0.03mm.





Kara

Karamoottorina toimii vanha ruotsalainen 380v 0.37 KW nimelliskierrokset 2800 per / min. Akseliin on sorvattu holkkikartio ja kiristys mutteri. Kone on lähes äänetön joten suosittelen. Koneen oma jäähdytys on poistettu ja tilalla on 12v laitetuuletin. Tämä on pakollinen ratkaisu. En perustele asiaa sen kummemmin, kokeilkaa itse ilman tai kanssa jos ratkaisu askarruttaa.

Askelmoottorit.
X MAE HN 200 3426 0280 BX08 (väännökäs kone, ei kestä korkeita kierroksia, sakkaa helposti)
Y MAE HS 200 2231 0300 AX08 ( moottoreitten kurko )
Z MAE HY 200 2226 0190 AX08( hengetön mutta riittää z:n jos käyttää kuularuuvia)
X ja Y suuntaa hoitaa vanha ristisyöttöpöytä johon on vaihdettu Y liikkeeseen trapetsiruuvin tilalle kuularuuvi säädettävä 16 x 5mm. Kun lompsa antaa myöden niin X :kin saa 16 x 5 x 620 millisen ja säädettävän kuularuuvin. X holkkuma on nyt 0.06mm, Y holkkuma 0.015mm Molempien liikkeiden välitys on 1:n suhde 2:n .
Rajat on toteutettu mikrokytkimin. Z korkeusmittaus on myös mikrokytkimellä. Jäähdytys on toteutettu Badger 200 ykstoimi ruiskulla. Ilma kautta neste, portaattomalla säädöllä. Jäähdytyksen etuna on erittäin pieni pisarakoko jolloin saadaan nesteelle mahdollisimman suuri pintaala. Alhainen höyrystymislämpötila nesteellä takaa erinomaisen jäähdytyksen.

Elektroniikka

Karamoottorin nopeus säätyy Vacon CS sarjan taajuusmuuttajalla. Taajuusmuuttajan kapasiteetti riittää aina 2.2 KW saakka. Taajuusalue 0-300 hz, joka vastaa 0 - 16800 kierrosta minuutissa. Valmistajan edustaja lupailee korkeampiakin taajuuksia ko. laitteelle. Ohjaus on toteutettu toistaiseksi siten että vasemmalla oleva katkaisija on päälle / pois ja oikealla olevalla potentiometrillä säädetään taajuutta portaattomasti 0-300 hz välillä.




Rengassydän muuntajat on Trafoxin valmistamat ja kytketty rinnan 2- 4 kpl volttiamppeeri tarpeen mukaan. Nyt kytkettynä on kaksi muuntajaa DC 45V 220VA. Logiikka (5V) ja apujännitteet on konvertoidusta AT powerista. Tämä poweri paketti on kasattu erilleen ohjauselektroniikasta.
Askelmoottoriohjaimina toimii HP-Step 4A ohjaimet. Kortteja on nyt 3 akselille mutta optio A akseli on jo odottamassa kytkentää. Interface on myös NC STEP:in suunnittelema. Elektroniikka ohjataan pulssin ja suunnan avulla rinnakkaisportista käsin. Softana toimii erittäin monipuolinen Mach 2 demo, lukee vain 1000 riviä G koodia . No tosiasiassa 2,5 D ajoon tuhat riviä on paljon. Ja sitäpaitsi 3 D lähtee toistaiseksi ns lapasesta.
Tämän lisäksi on erillinen I/O TTL 64 kortti jossa 32 sisääntuloa ja 32 ulostuloa. Kortissa olisi kapasiteettia suurenpaankin mutta nyt se ohjaa vain korkeusmittausta. Pikku lisätyöllä se myös käynnistää karamootorin ja jäähdytykset ym ym.
Tietokoneen kanssa tuli vähän harjoteltua. Liikkeelle lähdettiin 500 AMD:n voimin ja kun ei pelittänyt niin kokeiltiin 450 penaa erittäin nopeilla väylillä. Lopuksi oli hankittava uusi emo ja se sitten oli ihan oma projekti, minittäin ISA väyläisiä emoja kun ei ole valmistettu sitten siitä kun siirryttiin yli 1000mhz taajuuksiin.
SOLTEK KAV75 on emo jossa on edelleen ISA väylä. Tämä emo on muutenkin oiva värkki monessakin suhteessa. Isa väylää tarvitsen TTL 64 korttia varten. OK joku sanoisi että hanki pci väyläinen TTL kortti mutta kun se ei olekkaan niin helppoa. PCI kortit ovat softa pohjaisia taas kun ISA väyläinen conffataan jumppereilla ja vaihtamalla mikropiirejä. Helppoa.


Powerin uusitut sisukset 22.12.03
Vanha pc hakkuri sai väistyä uuden tieltä jotta koteloon mahtui kaikki 4 muuntajaa. Tehot kasvoi lukemiin DC 45 V 400 va ja logiikan tehot laskivat lukemiin 5 V 14va. Parannusta virtavajeeseen tuli riittävästi. Tuntuisi siltä että jyrsimen powerissa kapasiteettia on nyt riittävästi.













Työstö

Näyttäisi siltä että 6mm kolmileikkuinen terä kulkee yli 150 mm/min kivuttomasti 3 miillin syvyydellä ainakin alumiinissa. Vauhtia oli kuvan kappaleessa 100 milliä minuutissa. Karan nopeus on luettavissa helposti vain taajuus arvona ja 1HZ taajuus vastaa 56 kierrosta minuutissa. Asteikko on lineaarinen joten ymmärtäminen on helppoa. Ko. alumiini kappaletta ajoin 100hz taajuudella.
fe 37 6mm terä menee ainakin millin syvällä pärisemättä.







5. helmikuuta 2004
Vuoden ahkeran säästökuurin tuloksena sain ostettua kuularuuvin myös x liikkeeseen, pituus 620 mm 5 x 16mm vasen. Asennus tuntuu olevan hyvin suurta tarkkuutta vaativaa, ja alankin ymmärtämään miksi nämä koneet maksavat niin paljon kuin maksavat. Jo 0.01 millin sivusuuntainen heitto tuntuu kuormana ruuvia kierrettäessä, ja varmasti kuluttaa mekaanisia osia.
Kuvassa olevat T3 ruuvin mutterit ovat säädettävää mallia ja holkkuman saa vaikka nolliin. Tosin käytössä syntyvä lämpö saattaa aiheuttaa kiinnileikkautumisen jos mutteri on välyksetön. On myös olemassa muttereita joiden välystä säädetään kuulien halkaisijaa muuttamalla ja tai halkaistua mutteria ruuvein kiristämällä.

20.helmikuuta 2004
Holkkuma
X =0.03mm
Y =0.015mm
Z =0.03mm
Liikkeet
X =370mm
Y =170mm
Z =70mm (170mm)







20. helmikuuta 2004
Muutama sana kuularuuveista. Niitä ja niiden ominaisuuksia on tullut opiskeltua kaiken tämän ohessa. Kuularuuvi on loistava ja kallis sekä kestävä keksintö jolla pyörivä liike saadaan lineaari liikkeeksi ja päinvastoin.
Kuularuuveja valmistetaan tangosta valssaamalla ja tai hiomalla, vasen/oikea kätisiä yksikiertoisia /useampi kiertoisia. Pääsääntöisesti hiotut ruuvit ovat aina mittatarkempia. Ja tarkkuus maksaa. Muttereita valmistetaan kiinteitä siten että holkkuma valitaan kuulan kokoa muuttamalla ja sitten on säädettäviä muttereita jossa holkkuma säädetään kahden mutterin välissä olevalla levyllä, muuttamalla levyn paksuutta. Kiinnitystapa on laipalla tai holkkina, tms. Mutterit voidaan säätää vaikka välyksettömäksi asti. Mitä tarkempi hionta niin sitä pienenpi holkkuma.
Erilaisia halkaisijoita sekä nousuja on saatavilla lähes kaikkiin tarpeisiin. Esim. Kaksikiertoisen liike on kierroksella 20 mm vaikka nousua näyttää olevan vain 10 mm. Nousu on kuitenkin 20 mm, koska kierreuria on kaksi.
Ruuvin halkaisija usein määrää kuinka pitkä ruuvi voi olla. Esim jotkut 16 x 5mm ruuvit ei voi olla yli 1500 mm pitkiä. Ruuvi alkaa myötämään jolloin laitteeseen tulee taas joustoa joka ei useinkaan ole haluttu ilmiö.
Yllä on valokuva erilaisista ja eri kokoisista kuularuuveista.
Vasemmalta oikealle. valssattu T714x5mm, Valssattu T3vasen16x5mm, Hiottu20x20mm, hiottu25,20mm, hiottu35x10mm.
Ruuvivalmistajia on useita ja hintahajonta on valtava.


29. helmikuuta 2004
Nyt alkaa projekti olla siinä vaiheessa että voin kait sanoa että NC1 on lähestulkoon valmis. Kone on saanut vakaamman jäähdytyksen jalan, kiinteän paineilmajärjestelmän sekä paremmat lastusuojat. Toistotarkkuus on hyvällä mallilla. Liikkeet ovat optimoidut ja nyt alkaa tuntua siltä että koneesta tuli lähes tuotantokoneen tasoinen.





25.syyskuuta 2004
Askelvirheitä !!!
Taajuuskäyttö on tuonut ongelmia lähinnä ylimääräisinä askelina. Ongelmaan paneutuminen on ollut iso projekti ja niinpä sen tuloksena koko laitteiston maatasojen uudelleen järjestely on parhaillaan käynnissä. Myös ohjainten ohjelmisto täytyy päivittää ja bugit korjata. Bugeja on muuten 1.4 kortilla kahdessa paikassa. 2 100nF konkkaa ja kaksi 10-15 ohmin vastusta on lisättävä jokaiseen HP-Step 1.4 version korttiin. Tosin vastukset tarvitaan vain jos käiriöitä ilmenee. Konkat ovat lähestulkoon pakko lisätä.

Hienosäätöä ohjelmistopäivityksellä.
HP-Step askelmoottori ohjain on mikrokontrolleri käyttöinen värkki. Tämä Atmel 90s3344 kontrolleri ilmeisesti mittaa ja säätelee yhtä sun toista asiaa. Ohjelma siihen on kirjoitettu Ostermannin toimesta. Siitä on monia versioita, ja omani oli yli kahden vuoden takaa. Päivitys tarve oli ilmeinen ja siispä ohjelma piti päivittää. Päivitystä varten piti valmistaa puskuripiirillä varustettu kytkentä. (yläkuvassa). Itse päivitys tapahtuu käyttämällä esimerkiksi Ponyprog ohjelmaa ja kytkemällä sovitin tietsikan rinnakkaisporttiin ja toinen pää HP-Step kortin ohjelmointi kantaan (6 piikkinen). Sitten vain virrat päälle (vain 5V logiikka) ja uuden .hex tiedoston ajo jokaiselle kortille. Ledi sovittimessa on merkkinä ohjelman käynnissä olevasta ajosta.
Päivitys toi mukanaan positiivisen yllätyksen. Virranrajoitus toimii kunnolla ja hätäseis toimii oikeinpäin. Riittävä jäähdytyksen saanti on turvattava koska uusi ohjelma sallii 3 A virran käytön per ohjain.

Sorvista CNC sorvi



Tuli hankittua uusi Quantum D 250 x 550mm 400 V 15. lokakuuta. 2003 Mittaustodistus antoi vain 0.004 holkkuman mitattuna pakkaan kiinnitetystä kappaleesta. Laite on ilmeisesti aika kelpo peli koti nc koneen alustaksi. 3 Vaiheinen oikosulkumoottori antaa tässäkin valtavan suuren käyttökierrosalueen.








CNC

Yllä olevaan sorviin on tarkoitus rakentaa lyhyen ajan sisään CNC ohjaus joten sivua päivitän tällä hetkellä useasti. Niinkuin kaikessa nii tässäkin oli aluksi tutustuttava alan termeihin, sekä alalla vallitseviin käsitteisiin. No muutaman kompastuksen jälkeen asia on alkanut selvitä.
Liikkeiden tarkentimet ovat seuraavat: poikittaisliike= X pitkittäisliike=Z .
Ruuvit on oltava kunnollisia. Trapetsiruuveilla ei tee nc vehkeissä yhtään mitään. Ei ainakaan jyrsimessä.
Ruuvien tarkkuuksia 300 millimetrin matkalla:
T3 = 0.0?? (pieni)
T5 = 0.023mm
T7 = 0.050mm
T9 = 0.100mm

Ohjaukseen aion käyttää HP-step ohjainta ja nema 23 askelmoottorikokoa. HP-Step kortissa on mikroaskellus ja 1/8 askeusta käyttäen tarkkuus on mahtava, tietty ruuvin noususta riippuen. Esim: 1600 askelta kierroksella = 0.003125 per askel jos ruuvin nuosu on 5mm ja välitys on 1.1 . Sama 2 millin ruuvilla on 0.000125. Taitaa olla turhan tarkkaa.
No jää nähtäväksi mikä on lopullinen tarkkuus tai paremminkin holkkuma. Tavoite on kuitenkin asetettu 0.03mm:n.



X . 28. lokakuuta 2003
No niin Hyvin suunniteltu on puoliksi tehty pitää taaskin paikkansa. Muutaman susikappaleen jälkeen istuin alas ja SUUNNITTELIN.
Suunnittelun tuloksena askelmoottori vaihtoi paikkaa edestä taakse ja sai ruuvilaakeroinnin, Syncroflex hihnavedon ja säädöt jokaiseen kiinnittimeen. Hihnan leveydessä taisi tulla vähän liioiteltua 16mm 3 millin hammasjaolla 16 H, hihnan pituus 201mm , mutta niinhän se on että pois on helpompi ottaa kuin lisätä. Vaikka itse sanonkin niin hyvältä näyttää. Se mitä X on jää nähtäväksi kun Z:kin valmistuu ja päsen ottamaan savut tai oikeastaan lastut. Holkkuma on vielä mittaamatta mutta silmämääräisesti asteikko näyttäisi alle 5 satasta.



Z . 1. marraskuuta 2003
Tämän Suunnan proton aloitin tekemään sorvin oman trapetsin avulla käyttäen sorvin omia hammaspyöriä. Voi olla että jääpi protoksi ja joudun sijoittamaan kuularuuvviin. Mutta ehkä homman apuna on 2 millin nousu trapetsi ruuvissa. Holkkumasta ei ole vielä tietoa
Pitihän se arvata että askelmoottori tehot eivät riitä vaan pitää hankkia kunnolliset sellaiset. Z jaksaa pyöriä vapaalla akselilla ja X on saman kaltainen tehontarpeeltaan kuin Z. Siis moottorikauppaan.

3. marraskuuta 2003
No niin. vääntömomentti tai sen puute on askelmoottorin suurin ongelma ja väännön puutteesta pääsee eroon kun ostaa noin1300 eurolla Mitsubishin 400 W servon ja ohjaimen. HUOM: hinta on per liike. Niin ja onhan tuo pätevä kokonaisuus, mutta 2600 euron lisäsijoitus sorviin on paljon se. No minä kuitenkin säilytin tyylitajun ja ostin väännöstä huolimatta vielä uudet askelmoottorit.
Valinta on aina vaikeaa ja valmistajien tavat esittää moottoreiden faktat poikkeavat toisistaan melko paljon joten niistäkään ei ole paljoa apua. Hinnat sensijaan tuntuvat olevan lähes linjassa mutta ei suhteessa vääntöön. No jokatapauksessa pikku Wextat lähti kierrätykseen ja tilalle hankin 2 kpl SONCEBOZ 6600R374 askelmoottorit. Pito 1950 mNm + - 10 % jää nähtäväksi miten moiset soveltuvat tällaiseen käyttöön. Sonceboz askelmoottori myyjä olikin sitten vaikeampi löytä Suomenniemeltä. Ihan sattumalta ja varmaan vahingossa löysin maahantuojan ja vieläpä kotopuolesta.




X liike ( välitys edelleen 1.1 hammashihnalla ) momentti tuntuisi riittävän oikein hyvin ja ylikapasiteettia on paljon, moottori lämpenee jonkin verran. Tuonnempana on suunnitteilla mitata eri moottorivalmistajien pitomomentit ihan kunnolla ja taulukoida ne.







Z Tuli huomattua että hammashihna on itseasiassa aika oiva keksintö. No kuitenkin, ( välitys 1.1 hammasratas ) momentti on heikko ja ylikapasiteettia on aivan liian vähän sen lisäksi teräsrattaat pitävät tosi rajua ääntä, joten seuraavaksi mennään taas hammashihna ostoksille. Välitys ilmiselvästi tarvitaan tähän liikkeeseen. 1.2 tai 1.3 suhde on suunnitteilla. Jää nähtäväksi mitä minulle myyvät.






6. marraskuuta 2003
22, 44 xl jaolla oleva hihnapyöräpari tuli hankittua ja nyt se on asennettukin. Johan muuttui ääni sorvissa. Periaatteessa kun poistan ruuvin päittäisen niin sorvi on valmis kokeiltavaksi asti nc ohjattuna.







7. marraskuuta `Maailma muuttuu veliseni´ siis hetken harkinnan jälkeen HP-step vaihtui 3D-steppiin. Syyllinen on aina etsittävä, siis tällä kertaa sorvauksessa käytettävä voima ja nopeus on hieman pienempi kuin jyrsimessä joten 2.1 A ohjain sai riittää.
Sorvin CNC ohjain tilaus sitten saapui. Reissu paketilla kesti Saksasta jotakuinkin viikon verran niinkuin kesti edellinenkin tilaus. Toimittaja on varman oloinen toimissaan, joten kait sitä voisi suositella. Aikaa paloi kokonaisuudessaan 2 viikkoa siitä kun maksoin laskun ja noudin paketin postista. No jotakin hyötyä tästä EU:ssa olosta on vapaa tavaran liikkuminen, vaikkei EU:n periaatteet edelleenkään toteudu oikeudenmukaisesti täällä Suomessa.
Tavaraa on sen verran että sitä on ihan vaikka myytäväksi asti. Tosin kasattuna ja testattuna.
Nc-Step tuotteiden ohjeet on muuten sitten lähes aina Saksan kieliset ja Saksan tekniinen sanasto on sitten jokseenkin haastavaa, joten oli pakko käännättää Suomeksi suuri osa HP step ohjeista. Tosin maalaisjärjellä nämäkin vehkeet saa kasattua ja niin että myös toimivat. Yllätykseksi 3D-step ohjeet olivat tälläkertaa englannin kieliset..
3D-step ohjeet Suomenkielinen käännös
Käännös on auttava, ja sitä ei pidä verrata käännöstoimistojen töihin. Halvalla ei saa hyvää ja ilmaiseksi ei juuri mitään.


8. marraskuuta Sorvin cnc ohjain on sitten kasattu. Aikaa 3-D stepin komponenttien asentamisessa menee suurinpiirtein 3-5 tuntia. Yksikin korjaus niin aikataulu on lepikossa. Mikropiirit ovat toistaiseksi kuvan kortista poissa, syystä että asennan ne vasta sitten kun kaikki muu työ oheislaitteiden kanssa on tehty.





9. marraskuuta 2003 Toimii.

No niin niinkuin on tarkoitettu niin 3 D step pärähti käyntiin ja tehoja löytyy yli tarpeen. Meinattiin innoissamme polttaa yksi askelmoottori noinniinkuin kokeeksi.





30. marraskuuta 2003
Nyt laite alkaa olla käyttökytkintä ja merkkivaloa vaille valmis. Vanhasta kotelosta tuli melko tiivis kokonaisuus mutta eipä tuo haittaa.

Yhden 24 V 5A hakkurin tehot ei oikein riittänyt ja niinpä taas kerran totesin että rengassydänmuuntaja on oikeaa tavaraa tämmöiseen käyttöön. Eli sorvin askelmoottoriohjaimen tarvittavat jännitteet ja virrat ovat: 35 V DC 7A + apujännite12VDC 1A, sekä logiikka 5V 1A hakkuri poweri. Varokkeet 3.15A hidas pct vastuksella.











LINKKEJÄ TAVARANTOIMITTAJIEN SIVUILLE
SOFTAA
Kotimaisia harraste CNC sivuja Ulkomaisia harraste / CNC sivuja

Jos tiedät kotimaisen CNC harrastus linkin niin laitappa eemeili.
Päivitetty: eb2133 miuku kolumbus.fi 2004 © 26.02.2007 klo 18.00