Bygge av stor CNC-portalmaskin

[marmander]

Hej!

Jag har haft många funderingar på CNC-projekt, men olika omständigheter har gjort att det inte blivit något än.

Ett CNC-bygge som började som lyftbord skall ta form, dock lär det ta lite tid mellan uppdateringarna pga. familj och andra jobb mm.

Det började med att jag köpte ett 2-tons hydrauliskt lyftbord, en väldigt bra sak att ha i verkstaden. Redan från början så visste jag att det skulle behövas hjul på det och byggde då en liten vagn med vridbara tunglasthjul.

Blev hyffsat sprutfria svetsningar med puls-MAG'en


Jag har saknat ett rejält bord där man kan spänna upp fixturer mm. t.ex. när man skall svetsa stora konstruktioner som måste vara raka (ex.vis en vedmaskin). För att göra ett sådant bord behövdes det lite stål... typ 500kg...


Efter lite klurande och en del borrning mm. så har jag nu fått lagt grunden till ett sådant bord. IPE120-balkarna skall skruvas ihop med M20 gängstänger och två flänsmuttrar på varje för att få dem stabila i sidled, sedan skall dessa skruvas fast med M12-skruvar i springorna mot bordet.


Sedan ballade det ur...
Från början tänkte jag ju skruva fast allt i lyftbordet, nu skall jag satsa på att bygga en CNC-multimaskin med 2600x1050x700? slag med 2500x1000 bordsyta. Tanken är att använda den till div. fräsning, plasmaskärning och lite "robotsvetsning". Länge har jag ju tänkt tanken att bygga en CNC-maskin så servon, linjärstyrningar, linjärenheter anpassad dator mm. ligger redan hemma gömmorna.

Jag har inte gjort någon slutgiltlig konstruktion på maskinen och just nu funderar jag på om jag skall använda kulskruvar med hög stigning eller om jag skall ha fast kulskruv med lägre stigning och roterande muttrar? Det kritiska varvtalet blir ju tämligen lågt på 2600mm lagringsavstånd...

Jag har 4st 700w Eurotherm
AC G-0170-4/01-3. 2st med planetväxel 5:1 och 2st med 10:1 utväxling.
Och 1st 2000w Eurotherm
AC M2n 0480-4/2-6 D
http://www.inverterdrive.com/file/ACG-S ... -Catalogue
Styrningarna till de små motorerna är Eurotherm SSD 635
http://www.inverterdrive.com/file/635-S ... ive-Manual

Grunden på fräsen kommer jag försöka få till ungefär som en biltvätt är konstruerad, dvs. Z-axeln kommer vara lagrad i båda sidorna på portalen och ha två kulskruvar. X-axeln kommer ha en kulskruv på var sida om bordet och Y kommer ha en kulskruv. Anledningen att jag vill göra på detta vis är för att minimera brytkrafterna i portalen och Z-axeln, vilket borde innebära att ju lägre föremål jag fräser, desto stabilare blir fräsningen. När jag behöver ha hög höjd på portalen så är det förmodligen när jag skall svetsa med maskinen eller för att fräsa lättare material.

Tror ni det är rimligt att få bra kontroll och en matningshastighet 20'000mm/minut med typ 150kg-200kg portal och dubbla 700w motorer till X?

Mvh/
Simon

[säter]

"Z-axeln kommer vara lagrad i båda sidorna på portalen och ha två kulskruvar."
Jag gillar den typen av Z-axel.
Konstigt nog har jag aldrig sett något sådant bygge här.

"Tror ni det är rimligt att få bra kontroll och en matningshastighet 20'000mm/minut"
Jag tycker det låter väldigt högt.

Hur stor spindel, och hur stora verktyg har du tänkt använda?

[NeoTech]

Dom inledande måtten är jue def, imponerande. =)

Vart 17 fick du ens tag på all balk, ja fick leta evigheter för o hitta 4m HPA 150 balk till mitt hydraulik press bygge.

[gunne]

"Z-axeln kommer vara lagrad i båda sidorna på portalen och ha två kulskruvar."

Som drloves CNC?


Edit: Äh. Kollade lite noggrannare i tråden och den är ju inte alls lagrad på båda sidor även om det vid första anblick kan verka så...

[Meduza]

nej, jag tolkar det som varianten där det sitter separata linjärgejdrar på portalsidorna och man höjer-sänker hela Y-bommen.

[säter]

Var det inte LaRdA som ritade några fina förslag med denna princip?

[marmander]

Hej och vad kul att så många intresserat sig

Jag har ju ganska rejäla servon att tillgå och enligt mina beräkningar borde jag kunna få en drivkraft på ca 3500N för X-axeln om jag kör utväxling som ger 20m/min.

Eftersom min knäfräs har Mk4 så lutar det åt att göra en motsvarande spindelkona. Tänkte bygga den av en mk3-mk4 förstoringshylsa och ett par vinkelkontaktlager eller ev. dubbla koniska rullager som ligger i oljebad som man vid behov kan kyla. Drivmotorn vet jag ej vad det blir än, men min 2kW servomotor kanske skulle funka bra?
Verktygsmässigt får man väl se vad som fungerar, men blir det ostabil så får man väl köra mindre prylar och högre varv bara.

Allt stål köper jag på Svenljunga Handels AB, de har bra priser och är inte svåra att handla av även om man har ett litet företag eller som privatperson. Alla balkarna på släpet sågade de till mina mått +-1mm för ca 500kr om jag inte minns fel och allt hade de hemma i lager.

Angående konstruktionen där man höjer och sänker y-axeln har jag aldrig sett, även om jag letat en del på youtube och google. Men det känns som den bästa lösningen när man har mycket slaglängd på Z.

Nya eller egentligen gamla idéer dök upp idag. Jag har 8st Festo DGEL-ZR 40 remdrivna linjärenheter liggandes som jag tänkte bygga en maskin av förut. Att jag valde bort dem nu var för att de är specade till en repeternoggrannhet på +-0,1mm vilket jag tyckte var lite dåligt för en fräs. Men nu känns det som jag har mindre tid och tålamod för att få ihop den här maskinen, så det lutar åt att jag sätter två enheter på var sida om Y-bommen som i sin tur byggs av två andra enheter, eller tre, eller fyra
Det är sådana här jag har, fast grövre modell, 4st med 700mm slag (specad till 600) och 4st med 1000mm slag (specad till 800):

https://www.festo.com/net/sv_se/Support ... &tab=2&s=t

I så fall blir det till att skruva fast dem i en rejäl skruvad stålkonstruktion byggd av kalldragna plattjärn i dimension 200x20 eller dylikt. Hade min knäfräs haft längre slag så hade jag nog övervägt att svetsa ihop något och fräst till det i efterhand.

X-axeln lär jag köra med kulskruv, frågan är bara vilken grundkonstruktion som är bäst lämpad, roterande mutter med 5mm stigning eller roterande skruv med 25mm stigning? Eftersom det inte blir något kritiskt varvtal att ta hänsyn till, så kan man kanske gå ner till 20mm kulskruv, eller får man problem med svikt och vibrationer i skruvarna om man har två st 2700mm långa 20mm skruvar med muttrar som varvar 4000rpm och en maximal matningskraft på 3500N?
Jag har nämligen väldigt många 30mm SKF lagerbockar och flänslager med excenterlåsning och allt (klarar ca 5000N axiell last/st). Går jag ner till 20mm kulskruv kan jag lagra en axel som håller kulmuttern i dessa lager.
Man kanske kan förspänna de långa kulskruvarna axiellt (måttligt alltså) för att minska risk för vibrationer och svikt?

Kom gärna med kritik och idéer, jag har många alternativ för att lösa konstruktionen och än har jag ju bara bordet och mina servomotorer att ta hänsyn till. Skulle vara kul att kunna använda mina linjärenheter som jag "fyndat" 16st m5 T-spårsmuttrar av Festo för det ringa priset av 800kr plus moms
Jag har också proximitetsgivare som passar i t-spåren, men vet ej om det är magneter i enheterna...

Mvh/
Simon

[3uba296]

Är designen tänkt något åt det här hållet?

[säter]

Det var den där typen jag tänkte på i alla fall.

[marmander]

Japp, som den övre varianten, fast kanske aningen mindre

Är det någon som har erfarenhet av att fräsa med en remdriven konstruktion?

Lite OT kanske, men...
Är det någon som är sugen på att köpa linjärenheterna tro?
Har även ett hundratal festo proximitetsgivare (magnetavkännande), ett tiotal INA rullskenor, ett tjugotal INA rullvagnar mm.

[säter]

Vad är det för INA rullvagnar du har?
Rullblock?

[Purre]

Varför 1050/1000 i bredd? Känns väldigt dumt att inte göra så man får plats med en hel byggskiva som är 1200 bred.

[marmander]

Säter, det är INA LFL32-SF vagnar och LFS-skenor på ca 1450mm om jag inte minns fel;
http://www.schaeffler.se/content.schaef ... rungen.jsp
http://medias.schaeffler.de/medias/en!h ... F*LFL32-SF
http://medias.schaeffler.de/medias/en!h ... /LFS*LFS32

Det är nya prylar i kartong, eller vissa som varit provmonterade men ej använda.
Proximitetsgivarna är dessa; http://www.kiowa.co.uk/products/SMTO-1- ... 033603/643 och dessa; http://www.kiowa.co.uk/products/SMTO-1- ... 033601/643. SKF FYTB 30 har jag ett 100 tal. INA kulbussningar, tätade 20mm finns ett dussin. Skicka pm om något verkar intressant.

Purre, jag arbetar mest med stål och där är de små plåtarna 1000mm breda och längden behöver jag för att få plats att spänna upp de maskiner jag tänkt svetsa på bädden. Din tanke är befogad och jag skall seriöst överväga att lägga till 3-4st I-balkar till. Tyvärr har jag så lite plats i min verkstad just nu, så varje extra dm gör skillnad. Det som talar för att göra 1200 bredd är att jag kanske kommer fräsa prylar i plywood och som du säger så är det dumt att begränsa sitt användningsområde. Hm... då får jag fixa någon förlängning till mina gängstänger också...

Senaste budet är att jag kör med INA kulskenstyrningar till Y och Z och beroende på vad jag kan få för pris på skenorna så blir det INA eller Hiwin kulskenstyrning på X, så är någon sugen på att köpa mina linjärenheter så är jag öppen för förslag.

Mvh/
Simon

[X-IL]

Marmander, precis såna INA-skenor med rullvagnar(LFL32) har jag i min lilla fräs. De är väl egentligen lite klena men funkar bra till så små krafter som det är i min maskin. Jag tror att jag har extravagnar, men annars kan jag vara intresserad av ett par. Beroende på vad du vill ha för dem förstås. Skickar ett PM isf.

[caltex]

Intressant projekt !
Speciellt att kombinera fräsningen med Plasma, vilka dimensioner har du tänkt kunna skära med den?
Jag har några 35 mm SBG Skenor i div olika längder, kunde kanske vara lämpligt till detta?

/Tobias