DIY Precisions 5 axel CNC-fräs inkl. för Rapid prototyping

[Elektra]

Hej

Nu kör jag igång och ska i mål !

Jag ska göra en mindre DIY 4-6 axel CNC-fräs med hög precision för "Rapid prototyping".
Jag ska därefter även göra en mindre och enkel 2-axel CNC-svarv med hög precision.
Fräsen ska även klara bearbetning av hårdare metaller än bondjärn, fast bara med 3 axlar.
Jag har en oanvänd Jula-fräs sedan tidigare som jag ska försöka använda den som bas.

Fräsen behöver INTE vara snabb, men den ska ha hög precision. (bara "bra precision", duger inte)
Jag planerar att bara använda fräsverktyg i små dimensioner (=> liten diameter) och med höga varvtal.
dvs. jag ska inte använda stora lågvarviga planfräsar, för det kräver tunga och starka maskiner.
Fördelen med små fräs-verktyg är att dom blir högvarviga och därmed minskar även vibrationerna i maskinen.
Nackdelen är att det tar mycket tid att göra större bearbetningar,
men jag ska inte hålla på med produktion utan bara tillverka enstaka prototyper.
Det gör inget om fräsen håller på i flera timmar för att göra en enda detalj....

Jag ska använda fräsen för:
- Tillverkning av mindre plast och metall-delar
- Tillverkning av gjutformar för plast
- Tillverkning av vakuumformar för plast
- Tillverkning av PCB-kort och fräsa bort kopparfolie och borra små hål (typ enkla kretskort eller kraftkort)

Jag har tittat en hel del på http://www.taigtools.com 's fräs (och svarv) och
det verkar vara typ en standard för alla DIY i USA och är väldigt bra och billig ! (mycket för pengarna)
Det är t.o.m. många stora företag som har denna för "Rapid prototyping"
Den säljs även i England under namnet http://www.peatol.com/.

Men, jag ska försöka utgå ifrån min Jula-fräs, men det är ju massor som inte går att använda på denna fräs.
Kanske snarare, vad går att använda ?
Hela Z-enheten måste bytas ut har jag insett.
bl.a. med en riktig högvarvig spindel (jo, jag vet att den är dyr).
X och Y matningen måste ersättas helt med nya kulskruvar.
Troligen måste man även öka på precisionen lax-stjärten i både X och Y-led,
men det kommer jag inte att börja med utan det gör jag senare.

Jag kommer att använd stegmotorer (ej servo för dom är för dyra) och kontroller med många mikrosteg.

Elektronik, programmering och 3D-CAD är jag senior på, så det är inga problem,
men mekanik och metaller är ett område som jag inte är så hemma på.

Det svåra är att få en helhetsbild på alla felkällor för att få en hög precision på fräsen,
men någonstans måste man ju börja.

Jag börjar med några frågor:

Fråga 1:) Vad ska man ha för att förflytta Z-axeln för att få en hög precision ?
Lax-stjärt eller några som har andra bra förslag ?
Kanske denna z-axel ebay.com/../6-Z-AXIS-LINEAR-MOTION-TABLE-FOR-CNC-ROUTER-WITH-BALLSCREW ?

Fråga 2): Hur ska man positionsbestämma x-y-z axel med hög precision ?
Räkna antal varv på stegmotorn (inkl många mikrosteg) med kulskruv eller använda digitala skalor till CNC-kontrollen ?
ex. http://shop.otdtools.se/digitalskala-ho ... mm/21113-0

Fråga 3: Klarar Mach3 av att läsa digital mätskalor ?

Mvh Uffe

[Meduza]

När du säger 4-6axlar, vilken konstruktion har du tittat på då? Tänker du en variant som vrider spindeln i alla leder eller eller en 3-axlig maskin med trunnion table och 5e axel i rotation på det bordet?

Ska du ha återkoppling gör du bättre i att titta på LinuxCNC än Mach 3

[Krille Krokodil]

Mach klarar inte closed-loop med mätskalor. Efter att våra mätskalor pajade kör vi bara på mappad skruv och det ligger vi inom 0.01 mm på 1 meter med. Vi gjorde felkorrigeringen med laserinterferometer, vilket går på en 10.000/dag, för hemmapularen är det väl passbitar eller mätskala som är aktuellt för att göra en sådan kalibrering.

[tecno]

den ska ha hög precision. (bara "bra precision", duger inte)

Och vad är det du är ute efter, lite siffror vore bra.

[Elektra]

När du säger 4-6axlar, vilken konstruktion har du tittat på då? Tänker du en variant som vrider spindeln i alla leder eller eller en 3-axlig maskin med trunnion table och 5e axel i rotation på det bordet?

Ska du ha återkoppling gör du bättre i att titta på LinuxCNC än Mach 3

Jag tänkte mig främst en 3-axlig maskin med trunnion table och 5e axel i rotation på det bordet.
ev en 6 axel med vridning på spindeln, men troligen inte....

[Elektra]

den ska ha hög precision. (bara "bra precision", duger inte)

Och vad är det du är ute efter, lite siffror vore bra.

Jag är ingen mekaniker, så jag ville inte ge några siffror som inte är rimliga.
Allt har ju ett pris, så jag får väl se vart efter vad som är rimligt....

Ett av dom mer krävande fräsjobben som jag ska göra just nu
är en RC Jet Engine kompressor som ska snurra med 150.000 varv/minut.
Dessa kompressorer måste balanseras, oberoende hur bra precision man har på fräsen.

[DW]

Välkommen till forat!

-som tecno skriver, lite siffror på precision. Mäter vi med tumstock eller vad. Du nämner Jula i samma veva därav frågan.
"jag är ingen mekaniker"
Ööö, då får du nog bli detta för om jag förstår rätt är det rätt mekaniskt men utveckla gärna hur du får ihop detta spännande projekt

[Elektra]

Mach klarar inte closed-loop med mätskalor. Efter att våra mätskalor pajade kör vi bara på mappad skruv och det ligger vi inom 0.01 mm på 1 meter med. Vi gjorde felkorrigeringen med laserinterferometer, vilket går på en 10.000/dag, för hemmapularen är det väl passbitar eller mätskala som är aktuellt för att göra en sådan kalibrering.

10.000 för att trimma mätskalor är helt klart utanför min budget ...
Digitala mätskalor är ju inte orimligt dyra och man behöver kanske inte ha dom på alla axlar.
Jag har sett att man kan ju bygga om vanliga billiga digitala mätskalor (även skjutmått) själv,
så att man får ett RS-232 interface.
Förhoppningsvis, så blir det lite billigare.
0.01 mm låter för mig som helt acceptabelt, men hur mycket fel får man med Kina-skruvar, tro ?

[Elektra]

Välkommen till forat!

-som tecno skriver, lite siffror på precision. Mäter vi med tumstock eller vad. Du nämner Jula i samma veva därav frågan.
"jag är ingen mekaniker"
Ööö, då får du nog bli detta för om jag förstår rätt är det rätt mekaniskt men utveckla gärna hur du får ihop detta spännande projekt

He-he !

Det är ju därför som jag är på forumet, så att jag kan lära mig lite nya saker om mekanik
Helst då innan jag börjar köpa en massa prylar.
När jag köpte Jula-fräsen för 3 år sedan,
så insåg jag snabbt att den inte uppfyllde dom låga förväntningar som jag hade då ! (utan CAD/CAM)
Idag har betydligt större krav, för jag har tänkt att tillverka helt andra saker och med hjälp av CAD/CAM.

Men för mig, så är "bra precision" ~ 0.1 mm och "hög precision" några hundradels millimeter.
Men vad som krävs för att göra en fräs med "hög precision", det har jag en väldigt vag uppfattning om :-/

Är det möjligt att med mycket eget arbete och till en rimlig peng (typ 30-40 tkr ) att göra en sådan fräs ?

[persa]

Inte för att jag är någon expert men här kommer några synpunkter med tanke på att du söker HÖG precision:

Utgå från en mekaniskt bra maskin (med andra ord knappast en Jula-fräs). Vad har du för max. avstånd mellan spindelnos och bord på Jula-fräsen ? Tänk på att en vagga tar mycket plats i alla riktningar

Gärna med linjärstyrningar och kulskruvar av bra fabrikat

Använd riktiga servomotorer med ordentlig positionsfeedback. Det går lika bra med vanliga pulsgivare som med mätskalor (mätskalor är mestadels en bekvämlighetsgrej enligt min uppfattning)

[Meduza]

Jag hävdar att du inte kommer lyckas med 40kkr.

[Elektra]

Jag trodde servomotorers styrka var att dom är snabba och inte främst för precisionen ?!
Servomotorer är väl dyra som tusan ?
En vanlig stegmotor brukar väl ha 200 steg per varv (1,8 grader per steg)
och sedan använder man mikro-steg m.h.a kontrollerkortet för att öka precisionen.
(blir även tystare och mindre slitage)
Vet inte hur många mikro-steg som i praktiken ökar precisionen,
men antag att man har 10 mikrosteg och 200 steg per varv,
så har man en upplösning på 2000 steg per varv på stegmotorn.

Därefter har man kanske en utväxling (kugghjul eller kuggremhjul) mellan motor och kulskruven.
Kulskruven har ju en ganska brant stigning p.g.a. av kulorna storlek typ 2 mm eller ?
Har man sedan en utväxling på 1:5 mellan stegmotor och kulskruven,
så får man en teoretisk upplösning på 10.000 steg per millimeter.....tänker jag rätt eller fel ?

[Krille Krokodil]

10.000 för att trimma mätskalor är helt klart utanför min budget ...
Digitala mätskalor är ju inte orimligt dyra och man behöver kanske inte ha dom på alla axlar.
Jag har sett att man kan ju bygga om vanliga billiga digitala mätskalor (även skjutmått) själv,
så att man får ett RS-232 interface.
Förhoppningsvis, så blir det lite billigare.
0.01 mm låter för mig som helt acceptabelt, men hur mycket fel får man med Kina-skruvar, tro ?

Det du vill ha är att få bort att glapp så att bara längdfelen på skruven återstår, för det kan du åtgärda i mjukvara med kompenseringstabeller.

[Elektra]

Jag hävdar att du inte kommer lyckas med 40kkr.

Jag hoppas att du har fel

Jag kommer att köpa det mesta ifrån Ebay och "Made in China",
men mycket är väl en fråga om vilken precision jag vill uppnå.

Jag går inte bara och köper det bästa och dyraste
utan utvärderar och överväger noggrant varje val av komponent i relation till vad det kostar.

Jag får säkert räkna med att jag gör något dumt köp av en dålig Kina-pryl (ex kul-skruv) som jag sedan får byta ut,
men man måste ju prova för att få veta....

Ett sätt att spara på är ex att köpa lite klenare stegmotorer och köra med högre utväxling istället.

[Elektra]

Angående priser...
Inköp av metallbitar i små volymer och med små mått är ju inte det lättaste i Sverige,
men här hittade jag en underbar web-site
http://www.onlinemetals.com
Undrar bara om dom levererar till Sverige ?