Bouwverslag stalen vijf-assige frees

[deargonaut]

Ha,

Na een aantal vragen gesteld te hebben, misschien ook leuk om mijn vorderingen te laten zien.

Op basis van volgende ontwerp:

Ben ik begonnen met de bouw van mijn vijf-assige joekel-frees. Enorm geholpen door diepchess.

Voor de foto's tot zo ver:
http://s1382.photobucket.com/user/dearg ... uw%20frees

Het geheel is opgebouwd uit HEA/IPE-profielen.
En verstevigd dmv staalplaten. Vastgehouden door bouten en moeren.
Uiteindelijk gaat ie +/- 2 ton wegen.

De buitenmaten zijn: 2000 x 2000 x 3000 mm
Werkbereik: +/- 1800 x 1400 x 500 mm

Het geheel gaat rijden op dubbel THK rails.
Gebruikt 4 nema 34 motoren en 2 maal nema 24. Closed-loop.
3.2 kW water-gekoelde spindle.

De basis ligt er dus al behoorlijk. De volgende stap is het vlakken van de X-balken en de rails bevestigen.
Tegelijkertijd wil ik een begin maken met de electronica. Bijna alles heb ik inmiddels binnen, dus kan ik gaan mijn schakelkast gaan inrichten.

Hoewel ik begin met een budget van +/-5K, zit ik daar inmiddels al wat overheen.
Ik hoop onder de 10K te blijven met een hoge nauwkeurigheid.

Besturing zal gaan via LinuxCNC.
Liefst zou ik de CAM-oplossing ook open-source hebben, niet per se gratis, maar wel open. Helaas is dat echt een 'missing link' binnen dit proces. Er zijn wat 3D-oplossingen, maar blijft allemaal een beetje hutjemutje-werk. Dit zou een zeer interessante ontwikkeling zijn, mocht dit soort software er komen. Ik ben nu ook in gesprek met een aantal ontwikkelaars om een open-source variant te laten bouwen.

Benieuwd wat jullie vinden, en eventueel aanvullingen zijn zeker welkom.

[julesbosma]

Hoe wil je de krachten in de Y-richting gaan opvangen?
Je gebruikt hoge profielen, waarbij de verticale delen relatief dun zijn.
Het is wat lastig in te schatten, maar wanneer hier door de belasting vervorming optreedt, lopen je X-as wagens vast.
Hoe wil je de aansturing gaan doen, met welke software?

Leuk project!
Groet,
Jules

[FSSF]

Zo dat wordt een flinke jongen inderdaad Ben benieuwd.

[DaBit]

Diepchess heeft mij ook aan een Nema17 motortje en stepstickje geholpen. Heb 'm ook ooit op bezoek gehad.
Vreemde vogel? Jawel. Rotzak of onaardig? Nee, zeker niet.

@TS: ik vind het een rare constructie. Heb je wat meer detailplaatjes?

[fcnh]

Hmm, je kan niet zeggen dat je het niet groots ziet
Ik vind het raar dat de betonnen steunen niet op de uiterste hoeken staan.
Je had misschien de poutrels waar het bed op komt misschien langer kunnen maken en langs de buitenkant met driehoeken kunnen verbinden met je opstaande poutrels.
Bij zo'n project zou ik alles toch eens laten doorrekenen door iemand die er de kennis voor heeft om alle krachten en vervormingen in te calculeren. Of je moest het zelf kunnen en al gedaan hebben.

[deargonaut]

Enorm geholpen door diepchess.

van de wal in de sloot?..

Wonderlijk dat je van alle info dit eruit pikt. De grap is hij geeft hoog over jou op.

@dabit: wat voor detailplaatjes? Van t ontwerp?

De z-as is in het getekende plaatje iet wat groot uitgevallen. Zal een stuk compacter worden.
De verticale balken op X zijn hea 500. Daar staan de gemiddelde huizen ook niet op. De doorbuiging zal minimaal zijn. 0,001 ofzo was t volgens mij.

Het doel is om met zo weinig mogelijk kosten zo'n ding te bouwen.
Die balken zijn lomp, intens onhandig als je ze 0,01 mm wilt verplaatsen, maar ze doen waar ze goed in zijn: zwaar en stijf zijn.

[deargonaut]

Hmm, je kan niet zeggen dat je het niet groots ziet
Ik vind het raar dat de betonnen steunen niet op de uiterste hoeken staan.
Je had misschien de poutrels waar het bed op komt misschien langer kunnen maken en langs de buitenkant met driehoeken kunnen verbinden met je opstaande poutrels.
Bij zo'n project zou ik alles toch eens laten doorrekenen door iemand die er de kennis voor heeft om alle krachten en vervormingen in te calculeren. Of je moest het zelf kunnen en al gedaan hebben.

Om het stellen makkelijker te maken ben ik van zes naar vier poten gegaan.
Als ik ze op de hoeken zet is m'n doorbuiging vele malen groter dan op deze manier.
Het ergste wat er nu zou kunnen gebeuren is dat het hele ding omsodemietert als het portaal op de uiteinden staat.
Maar dit kan ik makkelijker opvangen dan een doorbuiging in de basis

[DaBit]

@dabit: wat voor detailplaatjes? Van t ontwerp?

Ja..

Dit ziet er wel zwaar uit maar bepaald niet stijf. Die onderste grote balken van je opstaande randen zit dan wel een plaat omheen lijkt het, maar die daarboven dan weer niet.
Ik ben ook wel benieuwd naar die extra assen bovenop de cartesische. Dat zijn toch rotzakken om stijf te krijgen; de kans dat je daar een factor 1000 slechter zit als met je frame is best aanzienlijk. En dan hoeft je frame niet zo lomp.

Voor minimale doorbuiging gebruik je de besselse punten om te ondersteunen. 22% van de kant af dus.

[veteq]

Welk materiaal ga je ermee frezen?
Is het alleen voor schuim of wil je ook hardere materialen bewerken, welke tolerantie wil je ongeveer gaan halen.

Een vijf-asser is tof man, gaaf

[Lude]

Ik zou de I profielen door kokers vervangen, heb nog nooit een I of H profiel gezien die recht genoeg was (en blijft) voor een freesmachine. Heb zelf de basis van 100x200x8 koud getrokken koker gebruikt. Deze waren na wat finetuning aardig recht (genoeg).

[hugo stoutjesdijk]

@TS: ik vind het een rare constructie. Heb je wat meer detailplaatjes?

Dat was precies mijn idee bij dat plaatje.
Om onderaan te beginnen, die 6 stukjes draadeind waar die hele machine (2000kg) op staat is waarschijnlijk om trillingen vanuit de grond te verminderen.
Die zijwanden lijken idd. ook wat wankel.
Zo'n grote tafel zou ik geloof ik direct op de grond monteren, waarom nog een halve meter omhoog.
Je stelt die 2 onderste I-binten met kleine voetjes op de betonvloer, en ondersabelt dan het geheel.
Dan zou ik denk ik die portaal buiten m'n tafel laten komen en ook over die onderste I-balken laten lopen. BIj een 5 asiige machine heb je snel heel veel ruimte verlies door de kanteling de freesspil.

Maar ik geloof dat wij niet weten wat het uitgangspunt van deze machine is.
5 assig, misschien alleen om schuimmodellen te frezen ? Met een gewenste nauwkeurigheid binnen ?? mm.

[skillalot]

Ik ga me niet mengen in de discussie over de constructie.
Ik wil alleen wel even kwijt dat ik het echt fantastisch vind dat je ook echt aan het bouwen bent.
Meestal blijft het bij dit soort projecten hangen in de ontwerpfase, nu wordt er ook echt iets gebouwd.
Ik ga dit bouwdraadje met plezier volgen.

[deargonaut]

Dank voor de reacties.

Wat betreft de constructie. Deze is - nu al - behoorlijk stijf.
Alle bouten worden op moment aangedraaid. Wat niet in de afbeelding staat zijn nog een paar zijplaten. Hierdoor wordt bijna alles een gekunsteld koker-profiel.

Ik heb gekozen om de tafel op werkhoogte te maken, omdat dit toch prettiger werkt.
Zeker als ik het gehele oppervlak wil gebruiken is het lekkerder om het te verspanen materiaal op heuphoogte neer te leggen. Zodat ik met gestrekte rug kan werken.

Maar hoewel ik dit allemaal vertel vind ik het weinig opbouwend, eerlijk gezegd.
Zoals te zien is de basis opgebouwd, dus daar ga ik niet echt aan tornen, moest dat niet nodig zijn.
Ik moet zeggen ik heb geen opleiding binnen dit vakgebied, en ben meer van de trial-and-error-methode.
Toch heb ik veel mensen naar dit ontwerp laten kijken, waaronder diverse jongens werktuigbouwkunde van de TU Delft. Zelfs zij zeggen dat dit behoorlijk overkill is.

Ik zou het leuk vinden om dingen te horen die ik nog kan incorporeren in het proces. :)
Bijgaand nog wat detail-afbeeldingen. Wellicht helpt dat.

Dank nogmaals!

Groetjes!

[DaBit]

Maar hoewel ik dit allemaal vertel vind ik het weinig opbouwend, eerlijk gezegd.

Ik zou het leuk vinden om dingen te horen die ik nog kan incorporeren in het proces. :)

Wat wil je horen dan?

Net zoals de rest vind ik het leuk dat je met de bouw begonnen bent; meestal blijft het inderdaad bij wilde plannen en iemand die ook eens niet alleen maar lult maar ook poetst is een verademing.
Maar je gaat er wel 5k-10k in stoppen, en dan is het wel leuk als het apparaat ook enigzins presteert.

Kijk ik naar je spindelophanging, dan zie ik een slap plaatje met 3 beugeltje op een draaipunt aan een lange spriet. Da's net zoiets als een auto gebruiken om het topje van de antenne stil te houden bij tegenwind.

Als ik van mijn machine een 5-asser zou willen maken, dan zette ik een grote draaischijf op het bed (C-as), bouwde ik een Z-as kolom die kwa stijfheid past bij de rest van het frame en de af te leggen afstand, en monteerde ik daar de spindel op via een groot formaat kruisrollager zodat die 'van links naar rechts' kan kantelen (B-as als je de beweging van je portaal Y noemt).
De aandrijving deed ik dan via een spelingsarme wormaandrijving of nog liever een harmonic drive.

De draaitafel zit dicht bij het bed, dus die is stijf te maken. De spindel hoeft maar 1 kant op te zwiepen, en dan kan de kolom makkelijk veel substantieler gemaakt worden.