CNC rezkalnik

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 01 Nov 2009, 15:55

Dobro leto že razmišljam o nabavi ali gradnji novega CNC rezkalnika.
Osnovne zahteve: hiter pomik, močni motorji, pametna regulacija, pomiki X=500-700, Y=500-700, Z=200-300 mm, 3D interpolacija.

Sedaj sem se odločil za samogradnjo.

Najprej krmilnik.
Čeprav so zelo razširjeni krmilniki, ki delujejo z LPT (vzporednim) priključkom, bom uporabil namenski krmilnik z mikroprocesorjem in USB povezavo. Čeprav dobiš LPT krmilnik že za 20e (http://www.stappenmotor.nl/Steppermotor ... boards.htm), pa je pri višjih hitrostih vrtenja LPT zelo nezanesljiv. Nekateri programi so zastonj Mach3 recimo (ampak omejeni s številom vrstic kode), če pa kupimo polno verzijo nas to stane okoli 150e...
USBCNC 4.0 zna iterpretirati RS274-NGC in direktno krmiliti krmilnike motorjev. (v novi verziji programa so dodali tudi popravek zračnosti mehanizma in predogled krivulje-več krajših združi v daljšo pot in zelo pohitri premike)

http://www.usbcnc.com/index_products.html#cpuv4

Vhodi:
* Stop
* 5x končne pozicije in ničelna pozicija
* Senzor višine orodja
* Vrtljiva ročica
* Pavza
* Start
* USB (V2.x) z PCja ali prenosnika

Izhodi:
* 5x Step / Dir / amplifier enable
* Stop izhod
* Hladilna tekočina
* Mešanje tekočine ali sesalec
* PWM
* Smer vrtenja orodja
* AUX1

Maksimalna frekvenca korakov:
* 75 KHz
* 5 osi
* širina pulza od 5 uS. naprej

Drugo:
* PICstep
* vsi vhodi in izhodi so filtrirani in ojačani

Krmilniki koračnih motorjev bodo štirje MSD 5056. Trije za X,Y,Z in en za rotacijo.

http://www.stappenmotor.nl/Datasheets/m ... 50-5.6.htm

* Bipolarni krmilnik. Motorji z 4,6, ali 8 žicami.
* Napajanje 20 Vdc - 50 Vdc.
* Največ 25600 mikrokorakov na en obrat motorja ( z 1.8 stopinjskim koračnim motorjem)
* 1.40 A - 5.6 A tok na izhodu
* Avtomatsko znižanje izhodnega toka (lahko se izključi )
* Zaščita pred pregrevanjem
* Zaščita pred kratkim stikom
* ALU hladilnik
* Frekvenca koraka do 400 Khz.

Napajalniki bodo štirje 48V 7,3A 350W, po eden na bipolarni krmilnik.
http://cgi.ebay.com/ws/eBayISAPI.dll?Vi ... 0371780000

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 01 Nov 2009, 16:15

Motorji za X,Y in Z os bodo NEMA 34 6,4Nm, dvojna os.
http://www.stappenmotor.nl/Datasheets/S ... 0Serie.pdf

Za četrto os pa kar NEMA 23 1,3Nm dvojna os.
Gnal bo pa 150mm rotacijsko mizo.
http://www.chronos.ltd.uk/acatalog/Vert ... ories.html

Veliko sem razmišljal o DC servo motorjih, vendar so še vedno predragi.

Na vsaki osi bodo dve mikrostikali (min in max pozicija), ki bosta direktno izključili pogon, če se ju os dotakne, za ničelno pozicijo bom pa raje uporabil indukcijsko tipalo.

http://www.stappenmotor.nl/Steppermotor ... itches.htm

Mehanika:
Konstrukcija bo iz jeklenih cevi kvadratnega preseka (tankostenskih 40x40, 60x60..). Za jeklo sem se odločil, ker je cenejše (obdelovalne stroje imam, razrez, varjenje...) pa tudi bol togo od namenskih ALU profilov.

Vodila: tračnica z palico premera 20mm. /dva para 500 mm, 4 pari 900 mm), 12 krogličnih vodil 20mm..
Vijačnice: 16mm z krogličnimi maticami... ena 550, in dve 950 mm.

http://cgi.ebay.com/3-SBR20-sets-3-ball ... 3a52bcf631

V kompletu so tudi ležaji in spojke.
Spojk ne bom uporabil (so prešvoh za 6,4Nm), saj nameravam gnati vijačnico z zobatim jermenom. Tako bom pridobil še prestavno razmerje med motorjem in vijačnico (če bo potrebno), motor bom lahko "spravil" v konstrukcijo saj ponavadi "štrli ven"...

Rezkar: za začetek Kress 800W, nato pa visokofrekvenčni 3 fazni, čeprav sem razmišljal tudi o inrunnerju ampak je napajanje preveč komplicirano (preveliki tokovi)...

Računam na hitrosti premika do 8000mm/minuto, obdelovalno površino 700x700x300mm...

Komentarji zaželjeni.

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 01 Nov 2009, 19:44

Vodno hlajen 1,5kW motor in VFD krmilnik...

http://cgi.ebay.com/WATER-COOLE-MOTOR-S ... 35a48f674e

matej rozman · Odgovor Napisal/-a **matej rozman** » 02 Nov 2009, 08:04

Da se ne boš pretirano trudil z nabavo vijačnic, najceneje jih imajo pri Flexmatic-u, kvaliteta dobra (ISEL), dobava hitra. Vzemi velik korak, pod 10 pri mikrostep-u nima smisla, razen če ne misliš mikronov lovit, za "stotko" bodo pa čisto OK.
http://www.flexmatic.si/

lp, Matej

Roadracer · Odgovor Napisal/-a **Roadracer** » 02 Nov 2009, 08:45

Melly, nisi nam zaupal zakaj boš mašino uporabljal? Sam sem jo naredil pred dobrim letom in mi dobro služi.

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 02 Nov 2009, 08:57

Hja sem razmišljal o ISELu... cena je odločila v prid Kitajcem (komplet vijačnice, vodila, ležaji 530e v SLO). V skrajni sili lahko menjam dve vijačnici pa bom še vedno v rangu cene ISELa.

Skušam ostati pod mejo 2000e.

Z 5 mm korakom in 25000 ukazi na sekundo, z 8 mikro koraki ... dobim 4,6metra/minuto, z 16 mikro koraki še vedno zadovoljivih 2,3 metra / minuto. Ker pa ima stroj pomike 700x700x300 mislim, da bo dovolj.

Za hiter razrez deporna bo 4,6 metra dovolj (itak ga raje na laserju), za les (VP ali balsa) bo pa 2,3 tudi dobro. Bolj me zanima ALU (manjši kosi) ali pa 3D rezkanje modelov za izdelavo kalupov...

Bolj me še vedno muči DC servo motor namesto koračnikov...
http://www.stappenmotor.nl/Servomotor/s ... 20menu.htm
190e komplet s krmilnikom (60V 6A).

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 02 Nov 2009, 09:09

Roadracer napisal/-a:Melly, nisi nam zaupal zakaj boš mašino uporabljal? Sam sem jo naredil pred dobrim letom in mi dobro služi.

Najprej sem mislil namesto laserja 80W 1200x900mm narediti 1200x1200x100, potem pa sem si premislil... ker je že dovolj večjih (2000x3000x100mm) strojev v Sloveniji (ura razreza pa je kar poceni), sem razmišljal o povečanju Zja na 300mm, za izdelavo 3D modelov. Potem X in Y nista tako pomembna, 700 mm je dovolj. Pomembna je solidna hitrost, natančnost in toga koknstrukcija ter dobro krmiljenje (hobi ampak dobro). Pa tudi lastniki 50k evrov vrednih rezkalnikov neradi rezkajo lesene kalupe (čiščenje)...

Uporaba 2D razrez in graviranje: pleksi, vitroplast, VP, ALU (debeline nekaj mm)
Uporaba 3D: les (MDF), plastične mase (CIBA...), kakšen kos ALU po potrebi

Do sedaj sem imel Iselovo mašino 700x500x100 (sposojeno in porihtano, sam sem napisal nov program...), ampak je mehansko na koncu življenja (je bil že ko sem ga dobil), pa tudi lastnik (RPS) ga hoče nazaj, saj ga misli dati v vitrino (prvi stroj v firmi).
Tako mi ostane za obdelavo: klasična stružnica, klasičen rezkalnik, laser 80W 1200x900 (razrez pleksi, depron, VP), laser 25w 900x600 (graviranje ALU, pleksi...) in bodoči stroj...

matej rozman · Odgovor Napisal/-a **matej rozman** » 02 Nov 2009, 09:18

Dobro razmisli glede servo motorjev. Saj nič ne rečem, hitrejši pomiki, večja zanesljivost....terjajo pa zelo močno konstrukcijo. Obdelava bo veliko lepša s koračniki pri enaki konstrukciji (predvidevam da se ne boš šel orodjarstva). Servo motorji so veliko bolj občutljivi na vibracije. Presenečen boš, kako lahko stroj, tudi bolj kompakten zavibrira že pri 2m/min pri dobrih pospeških. Pa še to, bolje je imeti velike pospeške kot velike hitrosti (lepša obdelava, veliko hitrejša obelava,...)

lp, Matej

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 02 Nov 2009, 09:36

Hja saj to sem tudi razmišljal, pa tudi servo motorji za malo denarja... raje koračnike (mislilm, da bo 6,4Nm dovolj). Tako sem računal, da do konca izkoristim krmilnike (5,6A) s koračniki 6,4Nm, zato tudi posamezno napajanje.

Orodjarstva se ne bom šel (jih je dovolj v bližini)... bom pa kdaj kakšen košček ALU obdelal za kakšen domači projekt. Recimo izdelava delov za CNC stiropor rezalnik z 1Nm motorji in poceni 2A krmilniki na LPT...

Hja togost je problem, zato tudi jeklene cevi namesto namenskih ALU profilov. Kakšni kosi pa iz polnega jekla (verjetno nosilci Y osi)...

Zrisano imam Z in Y, zvečer še okvirno porišem X. Potem počakam na vodila in vijačnice, dobro premerim in dokončno zrišem.

Napajalnike že naročam (vsak dan enega) me zanima, če bodo šli čez carino (27e na kos)...
Za mehaniko se dogovarjam s Kitajcem.
Za motorje in krmilnike čakam ponudbo.

brejker · Odgovor Napisal/-a **brejker** » 02 Nov 2009, 11:31

Melly napisal/-a:. Bolj me zanima ALU (manjši kosi) ali pa 3D rezkanje modelov za izdelavo kalupov...

3D boš rezal tudi Al ali mediapanu(MDF) podobni materjali?

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 02 Nov 2009, 13:22

brejker napisal/-a:
Melly napisal/-a:. Bolj me zanima ALU (manjši kosi) ali pa 3D rezkanje modelov za izdelavo kalupov...

3D boš rezal tudi Al ali mediapanu(MDF) podobni materjali?

Upam, da tudi aluminij.

matej rozman · Odgovor Napisal/-a **matej rozman** » 02 Nov 2009, 13:53

Po tem kar sem videl (oprema) bi moralo iti BP.
Ali boš imel most fiksen (premična miza) ali gantry?

lp, Matej

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 02 Nov 2009, 15:37

Verjetno fiksna miza, kaj predlagaš.
Sicer pri mizi velikosti 700x700 bi bila lahko po eni osi (X) premična. Tako je verjetno bolj toga Y os.
Začel sem risato od rezkarja proti Z osi, nato od Z na Y... Tako, da imam X še v delu...

Danes gruntam malo elektro povezave.
Na vhodu ena varovalka 16A.
Potem glavno stikalo, ki vklopi 24V2A pomožno napajane.
Potem dva tropolna releja (3x10A, 24Vdc vklop) za glavnim stikalom, prvi vklopi X, Y in B 48V napajalnike in vejo od tipke za vklop, drugi pa Z in A 48V napajalnike in pomožni najalnik 5V10A.
Ta dva releja vklopim s 24V. Vklop s tipko, na plus 24V, na minus veji pa mikrostikala za min in max na oseh in STOP tipka. Z prvega releja gre ena veja na plus... tako če izklopim z mikrostikali ali STOPom ne morem prižgati z mirostikali ali STOPom lahko samo s tipko vklop. Tako imajo narejeno ponavadi namizni vrtalniki, stružnice in podobni stroji.

Vsa mikrostikala in STOP so sklenjeni v delovanju, če se prekine eden od njih pa vse skupaj ugasne. Tako preprečim poškodbe stroja ali delavca.
Bom porisal bo bolj jasno.

Vse skupaj pa bi zmontiral v eno PC ohišje. Prednjo ploščo naredim na novo.

Indukcijska tipala pa samo za ničelno točko X, Y,Z.

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 02 Nov 2009, 18:36

No slikca elektrike (močnostnega dela).

matej rozman · Odgovor Napisal/-a **matej rozman** » 03 Nov 2009, 09:47

Če nimaš težav s prostorom, potem raje naredi pomično mizo po eni osi, X na primer, most pa statičen, bo veliko bolj togo.
300mm Z-ja bi ti pri gantry izvedbi znalo delati velike težave.
Sicer je malo več dela z glihanjem mize, ampak se po mojem splača.
Pa kakor sem videl, boš za x uporabil samo eno vijačnico. Težko je narediti most tako tog, da se nebi zvijal pri uporabi samo ene vijačnice.
Ponavadi imajo gantry izvedbe po dve vijačnice na most (dobre), povezane z zobatim jermenom, ali celo vsaka svoj motor (servo).

lp, Matej

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 03 Nov 2009, 11:01

Si mi dal misliti, bom probal pogruntat... res ni velika miza, bi se dalo. Okoli togosti mostu sem že razmišljal in nisem prišel nikamor... verjetno je fiksen most in premikajoča miza še najboljše.

Nekaj podobnega temu (po konstrukciji)...

http://www.markusmechatronics.com/index_eng.html

matej rozman · Odgovor Napisal/-a **matej rozman** » 03 Nov 2009, 11:34

Ja, to je to.

Melly napisal/-a: Indukcijska tipala pa samo za ničelno točko X, Y,Z.

Si kaj razmišljal o hal-ih? Jaz jih uporabljam in moram rečt, da so neverjetno natančni, pa še bistveno manjši so, je pa res, da zahtevajo malce domišlije pri vgradnji.
So me tako navdušili, da sem ga porinil še v A os in v merilec orodja.

lp, Matej

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 03 Nov 2009, 11:45

HALi, zanimivo, kakšne magnete pa uporabljaš (modelarske)?
Če imaš kakšno fotko (malo za predstavo...).
Itak logika podpira od 5V do 24V... bi šlo.

matej rozman · Odgovor Napisal/-a **matej rozman** » 03 Nov 2009, 14:34

Hja, kaj pa vem, če so modelarski. Meni je hal-e predlagal kolega, ki sicer izdeluje midi-je za harmonike. Tam jih uporablja kot senzorje. Magnete, ki mi jih je dal so okrogli, fi4, dolgi 5mm. Zvrtaš fi4 v aluminij in ga vtisneš, pa je. Sami hali so pa po mojem enaki kot na governerjih od helijev. Ko sta ga Žiga in Igor polomila, sem jima dal svoje in je delovalo bp. Delajo na 5V. Oznako bi pa moral poiskat v arhivih.

bray · Odgovor Napisal/-a **bray** » 03 Nov 2009, 14:59

Ce lahko vskocim....

Mislim, da bi bili uporabni hali iz serije HAL-50x proizvajalec Micronas. Ekvivalente pa izdeluje tudi se par drugih firm...oznake so podobne.

http://www.micronas.com/automotive_and_ ... index.html

Jaz sem uporabljal HAL-501 kot senzor za merjenje hitrosti 1:10 elektro avtomobilcka (magnetek fi1.5/3mm prilepljen direktno na polosovino).

Ce zelis preveriti zadevo ti lahko kaksnega posljem.

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 03 Nov 2009, 20:02

bray napisal/-a:Ce lahko vskocim....

Mislim, da bi bili uporabni hali iz serije HAL-50x proizvajalec Micronas. Ekvivalente pa izdeluje tudi se par drugih firm...oznake so podobne.

http://www.micronas.com/automotive_and_ ... index.html

Jaz sem uporabljal HAL-501 kot senzor za merjenje hitrosti 1:10 elektro avtomobilcka (magnetek fi1.5/3mm prilepljen direktno na polosovino).

Ce zelis preveriti zadevo ti lahko kaksnega posljem.

Ko pridem do montaže senzorjev, te pokličem. Drugače sem pa jaz uporabljal TLE 4905 za bencinski motor in za eagle tree merilec obratov.
V hte.si manj kot 1e na kos.

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet- ... E4905.html

Sicer sem pa danes vplačal za USBCNC 4.0 in počasi sem podrl en star BIG TOWER in ga na novo sestavil (malo letvic, alu profilov) bom jutri poslikal.

Ko dobim krmilnik USB bom najprej povezal na stari stroj (motorji, krmilniki in stikala) da stestiram kako deluje. Potem začnem z gradnjo nove mehanike, zato hitim z izdelavo ohišja, še tiskano vezje za povezavo z USBCNC... pa je.
Naročil sem tudi napajalnike (4x48V 350W, 1x5V10A in 1x24v2A) in vodila z vijačnicami...

Ostanejo še motorji in krmilniki za motorje, senzorje bom pa počakal (itak lahko uporabim mikro stikala začasno).

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 03 Nov 2009, 20:14

Še eno vprašanje... kakšne priključke naj uporabim za koračne motorje na krmilnik... dobro bi bilo če ima 4 pole in še ozemljitev, do 10A... pa če se prišraufa, da slučajno ne odpade...
Če ne bo druge bom uporabil faston v 6 polnem plastičnem ohišju...

Recimo kaj takega

http://cgi.ebay.com/1-Military-Gold-4-P ... 1bfebb12bb

Še raje tole

http://cgi.ebay.com/3-4-Pin-Male-Female ... 43957f7e6e

matej rozman · Odgovor Napisal/-a **matej rozman** » 04 Nov 2009, 08:40

Lepo, mene tudi matra tale usb krmilnik že nekaj časa. Me resnično zanima, kako bo deloval. A je 75kHz za tale arm krmilnik po izhodu ali je to max, ki ga zmore tudi pri interpolaciji?

Tudi jaz uporabljam konektorje iz drugega linka, samo so postali prava rariteta. Včasih se jih je pri nas tudi dobilo (HTE, IC...), sedaj se moraš pa prav potrudit, da jih dobiš.

Sem preveril za hale, moji so tip 114 od micronasa.

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 04 Nov 2009, 21:08

Nekaj urc dela in nastalo je tole. Še zadnjo steno naredim (ko dobim konektorje).
Napajalniki bodo do konca meseca v SLO (upajmo).
Konektorje naročam (vsak dan en paket, da pridem pod 22e na paket).
Jutri se probam zmenit za koračne motorje in krmilnike. Razmišljam, da bi dal prenos 1:2. (en obrat motorja dva obrata vijačnice), tako dobim 10 mm na obrat. Tako se rešim spojk in še motor lahko montiram kontra (recimo na Z osi navzdol, da ne štrli gor in na zadnjo stran vodila, če je rezkar na prednji, tako pridobim na ravnotežju).
Še par SSR relejev 25A230V vzamem za vklop sesalca, motorja...

Melly · Odgovor Napisal/-a **Melly** » 04 Nov 2009, 23:15

matej rozman napisal/-a:Lepo, mene tudi matra tale usb krmilnik že nekaj časa. Me resnično zanima, kako bo deloval. A je 75kHz za tale arm krmilnik po izhodu ali je to max, ki ga zmore tudi pri interpolaciji?.

"La versione 4.00 di USBCNC ha frequenza di step variabile via software (da 25Khz fino a 75Khz) cosi' da permettere di ottimizzare il proprio sistema e raggiungere velocita' molto elevate per mezzo di movimenti estremamente fluidi. Prove comparative tra l' USBCNC versione 4.00 e le piu' diffuse schede per parallela, realizzate sulle stesse meccaniche, hanno evidenziato un aumento della velocita' fino a 4 volte."

Hja če prav razumem je 75Khz po osi (v verziji 4.0).

p.s. ima pa http://www.nextcnc.com/index_ita.html boljšo dokumentacijo (tudi sheme krmilnika...)
Jutri probam porisat vezje za vhode in izhode...