bedenkingen eerste cnc portaalfrees

[segmentor]

Beste forumleden,
Gisteren mezelf kort voorgesteld, vandaag maar eens de ideëen spuien....

Eerst en vooral.....knap forum met een ......tja overload aan info ....
Ben zelf een totale leek als het over cnc sturingen en bouwsels gaat. Als operator heb ik wel een jaar een tapelayer van cincinnati mogen bedienen, wat uiteindelijk resulteert in het herkennen van wat vaktermen maar meer ook niet.

Het doel:

Wegens een hoop omstandigheden ben ik genoodzaakt mijn huidige werkplaats sterk in te krimpen enerzijds, anderzijds heb ik ook de behoefte een andere weg in te slaan. De huidige activiteiten vallen onder de term ambachtelijk. Waar ik naartoe wil is een modernere benadering om onderstaande producten te kunnen maken.

* onderdelen voor kleine meubels in massief hout
* frees/graveerwerk , denk aan uithangborden , reclame etc in massief hout
* centrisch en off center draaien (vijfde as) . Momenteel werkstukken van 200mm x 50mm maar tot 400x60 gaan is wel toekomstgericht reëel. Vooral massief hardhout (wengé, esdoorn, muvingui, eik...)
* mogelijk tot bewerken van MDF,multiplex....

Huidige situatie:

Een hoop stationaire machines, waaronder kleine paneelzaag, kolomboormachie, pennenbank, vlak, vandikte, langgatboormachine, afkortzaagmachine, eigenbouw freestafel , houtdraaibank, metaalbandzaag, laspost etc.....
Deze zullen grotendeels vervangen en of weggelaten worden mits het vinden van een juiste cnc machine.

De huidige houtdraaibank (een oudere Myford ML8, die niet echt zuiver te noemen is, heb ik uitgebreid met een zelfgebouwde kopieerinrichting. De opbouw is op zijn minst gezegd vrij amateuristisch, maar ik wilde enkel een idee krijgen over de haalbaarheid van wat ik in gedachte had. 30mm zwevende assen met lineaire lagerblokken erop en on top een Kress 1050W motor. De opzet was om te kijken of ik op deze manier eenvoudig houtdraaiwerk kon kopiëren. De foutmarge van de draaibank zelf is ook van die orde dat er dure cnc componenten opbouwen nogal onverantwoord is.

Bedenkingen:

Na dit forum en het internet af te speuren denk ik dat mits wat begeleiding het een haalbare kaart is een portaalfrees te bouwen met volgende rudimentaire specs. Ik ga er in ieder geval van uit dat een portaalfrees met draaiinrichting het juiste type cnc is om mijn doelen te kunnen produceren. Zoniet, hoor ik het graag!!

*Portaalfrees werkbereik 1200x600mm voor het bed en daarnaast...
*extra draai inrichting, liefst naast het bed,om omsteltijden te beperken....
* werkhoogte: panelen tot 50mm dik bewerken, te draaien werkstukken tot max. 60mm , nu dit nog vertalen naar het gewenste bereik van de z as.

Van de plannen voor een mechmate tot de chinese brouwsels .....na veel wikken en wegen heb ik de "keuze" laten vallen op twee totaal verschillende bouwprojecten. Nu had ik graag wat raad hierover.

Het eerste type was de hier voorgestelde opensource portaalfrees. Knap stukje samenwerking en ziet er degelijk en haalbaar uit.....hoewel....ik er nog niet overtuigd van ben om dergelijke stukje vernuft als eerste project aan te gaan.

Het tweede bouwverslag waarbij de klik kwam was het "trinity" MDF portaalfrees bouwverslag van Jim.
Eveneens knap, doordacht en mits het uitbouwen met een draaiinrichting een mooi eerste toestel.
Om eerlijk te zijn moet ik zeggen dat mijn voorkeur uitgaat naar een houten bouwmethode, MDF of multiplex terzijde. Ik heb namelijk vernomen in het bouwverslag van Jim dat hij zijn toestel nu ook zelf kan upgraden door de onderdelen in aluminium te maken. Anderzijds hoop ik wel een redelijk freesbeeld te kunnen realiseren. Het is absoluut niet de bedoeling om een horlogemakerij nauwkeurigheid te behalen.

De geleidingen en aandrijvingen had ik graag in pakket aangekocht, denk aan chai of duitse (europese) leveranciers.

Budget: staat momenteel vrij, maar het is niet de bedoeling een fortuin kwijt te zijn voor een eerste machine die waarschijnlijk toch te verbeteren valt. Een degelijke prijs kwaliteistverhouding en haalbaarheid zijn belangrijkere factoren.

Nog weinig concreet maar alvorens me te verdiepen in een bepaald bouwplan/aanpak had ik toch graag jullie mening/suggesties hierover gehoord.

Groeten,
Tom

[ewoud]

Welkom Tom,

heel veel stekte in het bouwen van je eerste portaal.
en ook de keuze van je eerste portaal zal afhangen van wat wil je.
ik ben hier ook te volgen met een bouw van een opensource cnc.

gtz.

[Ballegooijen]

Welkom Tom,

Ik ben zelf ook houtbewerker en doe ook aan houtdraaien. Ik heb onlangs een portaalfrees gebouwd en ben nu weer bezig om hem te verbouwen. Ik wist ook niets van CNC maar ik heb hier een hoop geleerd. Wel goed luisteren is mijn advies want ik dacht ook dat het simpeler kon. Maar de kennis hier op het forum is heel groot, daar ben ik inmiddels wel achter. Veel succes met het ontwerpen en het bouwen van een machine!

Groet,
Johan

[Sven]

Omdat je je frees voor professioneel gebruik wilt hebben zal je denk ik ook niet over ongelimiteerde tijd beschikken.
Zou je niet beter af zijn een goede zelfbouw te kopen om te kijken hoe ver je daar mee komt?

Maar waar je voor hout en evt. 4e as denk ik veel aan hebt en wat je minder vaak ziet is een hoge overspanning en een goede aansluiting voor stofafzuiging.
Daarnaast is het voor hout fijn als je machine snel is, in toerental en in freessnelheid.

Edit:
Ik zie in je andere topic dat je ook draaiwerk wilt doen in je frees, dat ben ik ook gaan doen:
http://cnczone.nl/viewtopic.php?f=22&t=5375

[segmentor]

Afgelopen dagen niet stilgezeten, me verder verdiept in de verschillende bouwtechnieken en weer heel wat bijgeleerd.

Ik weet niet of ik de enige ben in heel dit proces maar .....de kip of het ei.....pfffff

Een voorlopige balans:

Werkbereik: 850x1400x200 (groter als vooropgesteld)
Materiaal: Russisch berken multiplex / bamboe multiplex (meerlaagse "blokplaat")/ eventueel mdf waar nodig
dikte platen 18/20 en 25mm
Rails: twijfel tussen ondersteunde as of monorail.....geven de monorails een meerwaarde aan de stijfheid van de cnc machine? of is de kwaliteit van een monorail overkill voor een houten cnc.....?
Spindels of tandheugel.....al erg veel over gelezen, voor en nadelen op een portaaal met dit bereik...

Motoren en alles wat daarachter komt......nog geen idee van. Wel moeten er op de X as sowieso twee stappenmoteren komen.

Opbouw uit hout: Volgens mij is het mogelijk om een behoorlijk stijf geheel neer te zetten uit kwalitatief multiplex, eventueel behandeld met vernis/epoxy. De MDF frees van Jim http://www.cnczone.nl/viewtopic.php?f=8&t=12597 vind ik best logisch opgebouwd, rekeninghoudend met de "MDF factoren. De Momus freestafel heeft dat principe ook.

Zelf denk ik dus aan een "torsion box" bed maar dan wel de opbouw laten doorlopen in de verhoogde zijkanten voor de x as. Voor de y as hetzelfde principe. Eventueel de holle ruimtes die achterblijven uitvullen met xps plaat.

Zelf denk ik door deze bouwmethode en materiaalkeuze binnen het houten cnc gebeuren een optimale stijfheid te kunnen realiseren. Indien jullie hierover bedenkingen hebben.....graag. Ik blijf echter wel met wat twijfel zitten.....velen vinden de verhoogde zijkanten niet handig mbt tot gebruik, maar anderzijds zijn de "slappe" benen van een houten portaal wel vaak de zwakste schakel.

@Sven Ik begrijp je vraag, maar zelf bouwen zal het toch worden. Naar mijn inziens en toch herkenbar in andere bouwverslagen een heel leerrijk proces dat ik niet wil missen.

Grtz Tom

[Sven]

Ik zou zelf niet zomaar voor Berken kiezen, dat heeft dacht ik de neiging krom te trekken?
Bamboe is voor een "houten frees" denk ik een prima optie, misschien zelfs de beste, als het mooi vlak is.

Maar is dat een beetje betaalbaar te krijgen?
Ik heb er ook naar gekeken maar kon alleen hele dure platen vinden.

En heb je aluminium tooling plate al bekeken als optie?
Je kan het voor het overgrote deel met houtbewerkingsmachines bewerken (alleen kan je er niet zo een schroefje indraaien, maar dat kan denk ik ook niet met bamboe) en vlakker dan dat kan je geen standaardmateriaal vinden.

Het kan prijstechnisch best interessant zijn.

En misschien ten overvloede, heb je mijn oudere topic al gelezen?
Daar zijn veel goede reactie op gekomen, heb ik veel van geleerd.

http://cnczone.nl/viewtopic.php?f=8&t=7968

[segmentor]

Bedankt voor je input Sven....maakt het weeral veel gemakkelijker als het over materiaalkeuze gaat .....
Ik heb je topic verscheidene keren doorgenomen en je zet daar een mooie machine in mekaar.

Het is inderdaad zo dat bamboe multiplex panelen niet goedkoop zijn en in vergelijking met aluminium en staal eigenlijk niet de meest logische keuze. Mijn voorkeur voor bamboe mp is eigenlijk ontstaan vanuit de zoektocht naar het ideale plaatmateriaal om een houten portaalfrees te bouwen.

Nu wil ik zeker niet vastlopen in mijn eigen idee en ben ik naar aanleiding van de aangegeven argumenten verder gaan struinen op het internet. Het ene bouwverslag na het andere doorgespit, de voor en nadelen van materialen en bouwmethodes....en dan komt het moment dat je beseft dat materiaalkeuze niet gemakkelijk is
Naast het eerste idee om met hout te werken is er nu dus aluminium bijgekomen, en dan is de stap naar staal maar heel klein. Eigenlijk dus een stap achteruit gezet. Maar toch, misschien heb ik alu en staal in eerste instantie wat te snel uitgesloten.

Om het mezelf en jullie wat aangenamer te maken zal ik maar eens beginnen met het één en ander te ontwerpen.
De voor en nadelen van de te gebruiken materialen zullen dan iets concreter in zicht komen.

Nu ben ik als "ambachtelijk" houtbewerker niet zo thuis in technische tekeningen maken en had ik dus het plan om mezelf daar ook in te verdiepen. Solidworks en fusion360 hebben mijn voorkeur. Even kijken of dit oude laptopje geschikt is.....CPU32 bits.....niet dus. Beetje gefrustreerd verder kijken naar bouwverslagen dan maar.

Heel wat gevloek later (gvd stomme laptop enzo) loop ik naar mijn desktop pc (Mac) en blijkt deze wel een 64 bit processor te hebben.....solidworks op mac draaien gaat niet dus voorlopig fusion 360 installeren.....
Is een ouder laptop HP wel geschikt om straks (hahaha over paar maanden dus) Mach 3 te draaien?

Grtz Tom

[Sven]

Tja, cad gebruiken voor je ontwerp is wel slim om te doen.
Ik heb mijn eerste machine op papier ontworpen en de tweede in cad.

Als je alles in cad tekent (en dan bedoel ik ook echt alles) dan gaat de bouw enorm veel sneller dan als je op papier tekent of maar een deel in cad.
Maar ik kan me voorstellen dat je eerst gehannes met niet passende onderdelen moet hebben gehad om echt te doorgronden hoe dat zit ; )

Als je eventueel cad wil gaat kopen, ik meen dat brigscad ook op mac draait.

[Breaker]

Als je eventueel cad wil gaat kopen, ik meen dat brigscad ook op mac draait.

CAD op de mac is niet zo'n probleem alhoewel vaak niet de standaard programma's, AutoCAD kan maar is duur. Heb een tijdje ViaCAD Pro gebruikt en ook SketchUp maar werk tegenwoordig toch liever met Fusion360. Heeft ook CAM geïntegreerd, want dat is een probleem: Er is bijna geen CAM programma te vinden. Uiteindelijk is het soms gewoon handig om een windows omgeving te hebben, desnoods als virtuele machine.

Is een ouder laptop HP wel geschikt om straks (hahaha over paar maanden dus) Mach 3 te draaien?

Een laptop is niet ideaal, vaak geen parallel poort en een laptop heeft de neiging om op de meest onmogelijke momenten in een energiebesparing stand te springen, soms alleen de USB poorten, soms meer. Kijk voorzichtig uit naar een tweedehands PC, hoeft niet duur te zijn.

[segmentor]

Vele kleine stapjes maken de vooruitgang zegt men dus......
Het eerste kleine stapje is gezet. Moest jammer genoeg toch eerst nog wat aan de hardware doen. Mijn mac heeft dan wel een 64 bits cpu maar geen behoorlijke grafische kaart. Snel afgehandeld en maar een andere computer aangeschaft.

Eindelijk aan de slag met fusion 360.....heel wat tutorials en probeersels later begint één en ander duidelijk te worden. Wel jammer dat de grote 'samenhang' van bodies en componenten niet echt verhelderd wordt. Maar goed, ik veronderstel dat ik de komende weken hierin nog heel wat zal bijleren en dat het uiteindelijke ontwerpen dan wel goed komt.

Ondanks het behoorlijk druk was met werken ben ik 's avonds en 's nachts verder gegaan met ....nadenken...
Naar materiaalkeuze toe denk ik toch voor staal te kiezen. Eerst en vooral omwille van de mogelijkheid tot lassen en verzagen, staalhandelaar om de hoek en uiteraard , de relatie sterkte, stijfheid en kostprijs. Om de zaak zo vlak mogelijk te krijgen wil ik werken met epoxy.
Zoals jullie wel zullen zien is onderstaande ontwerp zo goed als helemaal gebaseerd op een voorbeeld van cnc.com. Gebruikte kokers zijn 80/80/4.

Onderstaand een eerste basis gemaakt in f360.



Nog lang niet klaar maar hoor graag jullie suggesties of verbeteringen.

wat moet er nog bij : verstelbare pootjes, eventueel extra hoeksteunen....

grtz Tom

[segmentor]

Vandaag onverwacht een dagje vrij... dus lezen, lezen en ....lezen

Gezien het ontwerp van Boyan Sylvatsky op cnczone.com me zo erg bevalt, heb ik beslist daarop verder te gaan. Om een eerste cnc freesmachine te bouwen ga ik zelf geen wielen uitvinden, en zijn ontwerp is.....denk ik toch goed.

Op basis daarvan mijn eigen ontwerp richting gegeven maar nu heb ik toch concretere vragen. Zoals ik al had laten weten is het doel; - kleinere meubelstukken maken/plaatwerk
- draaiwerk van hout (max 400x60)
- letters frezen etc.
- eventueel onderdelen maken voor volgende machines (aluminium?)

Dit keer wel aan te klikken.....



vooraleer ik verder (moeizaam) ontwerp had ik graag jullie advies over het volgende: enerzijds wil ik het goed doen, anderzijds moet alles een beetje in proportie blijven.

- kogelomlooprails of ronde ondersteunde assen: ik zal voornamelijk hardere houtsoorten bewerken en dus vermoed ik dat kogelomlooprails beter geschikt zijn....twijfels dus

-spindels gebruiken of toch maar tandheugelsysteem: Met een X as van 1600mm vallen de spindels zoals voorgeschreven af, maar toch lees ik verschillende bouwverslagen waarin beargumenteerd wordt dat op deze schaal topsnelheden niet aan de orde zijn en er dus ook veel minder last is van trillingen op de spindels......twijfels dus

-de plaatsing van de geleiding op de y as: Hier op het forum hebben jullie de voorkeur om deze voorop het portaal te plaatsen , echter boven en onder het portaal de zaak vlak maken met zelfnivelerende epoxy lijkt mij gemakkelijker ......twijfel dus

- Vaak lees ik als argument om de z as in alu toolingplate te maken omdat dit het gewicht bespaart, wat dan weer ten goede komt om een lichtere stappenmotor te gebruiken. Anderzijds lees ik dat bij het gebruik van staal in de z as het max bereik weer ten goede komt. Ikzelf dacht aan een bereik van 200mm voor de z as gezien er nog een vierde as onder moet kunnen.

Pasklare antwoorden hoef ik niet, een duwtje in de rug echter..... .....Als ik bovenstaande vragen opgehelderd heb kan ik weer verder met fusion om de zaak op papier te zetten.

Grtzz Tom

[Sven]

Als Uiterst beroerde lasser moet ik het even vragen:

Kan je lassen?
Zoniet, dan niet een gelast stalen frame kiezen.

Maar daarmee komen we wel in het lastigste gebied, wat je zelf ook al aangeeft:

Hoe goed wil je dat het ding wordt?
Voor hout zal het eerder voldoen dan als je ook veel alu wilt gaan frezen.

Als je door gaat met staal, zet dan sowieso dwarsverbindingen tussen de poten onderin, anders is je bed per definitie hol.
Laat vervolgens de diagonalen in de hoeken aangrijpen.

Bedenk je ook dat stalen kokers niet recht of vlak zijn. Nou ja, eigenlijk is niets recht, behalve een rij.
En dan ben je weer bij de vraag, hoe goed moet het ding worden?
Als niet professional bouwer heb je de neiging alles zo goed mogelijk te willen doen terwijl dat soms niet nodig is.
En vaak zie je ook niet waar het wel nodig is....

Was het Boyan die met epoxy gevlakt heeft?
Van wat ik daar tot nu toe over gelezen heb lukt het de ene keer wel en de andere keer niet.

Lang verhaal naar een korte conclusie:
Mijn derde frees bouw ik waarschijnlijk zoals ik mijn tweede heb gebouwd....
Snel, verassend betaalbaar, en waarschijnlijk heel zuiver (maar dat moet nog gemeten worden).

[Sven]

Met een X as van 1600mm vallen de spindels zoals voorgeschreven af, maar toch lees ik verschillende bouwverslagen waarin beargumenteerd wordt dat op deze schaal topsnelheden niet aan de orde zijn en er dus ook veel minder last is van trillingen op de spindels......twijfels dus

Ik heb ze, met dezelfde 1600mm en 10 mm spoed. Met een kleinere spoed haal je een minder hoge snelheid.
Mijn hoogste snelheid is nu 10 meter per minuut maar hoger heb ik nog niet geprobeerd.

Vaak lees ik als argument om de z as in alu toolingplate te maken omdat dit het gewicht bespaart, wat dan weer ten goede komt om een lichtere stappenmotor te gebruiken.

Mijn aluminium z-as weegt 23 kilo. de 2Nm motor kan dat makkelijk aan met 10 mm spoed.
Maar hij zakt wel meteen in als de spanning er af is, daarom gasveer.

[segmentor]

Het advies van Sven in acht genomen en heb enkele extra kokers bij geplaatst.



Lassen mag geen probleem zijn, ik las nu ruim 12 jaar en heb een goede synergic van lastek. Ook het correct puntlassen overhoeks en aflassen is me bekend (door scha en schand leer je wel wat )

Wat ik van de cnc machine verwacht? Hoe goed ik hem wil? .....Zoals eerder aangegeven hoef ik geen nauwkeurigheid te behalen van 1/1000. Het zou uiteraard mooi zijn als 1/10 behaald kan worden. Nauwkeuriger is uiteraard mooi meegenomen. Het hoofddoel is het bewerken van massief hout, zowel op het bed als in een draaiinrichting (4e as). Een budget heb ik niet vooropgesteld, maar had het wel graag in de middenklasse gehouden....op een zeepkist leg je geen banden van een Porsche, wel wil ik de zeepkist degelijk bouwen

Het was inderdaad Boyan die ook met epoxy werkt om zijn portaal en tafel vlak te krijgen....ervaring met epoxy is hier ruim voldoende in huis. Hier en daar gaat het wel eens de mist in met het gebruik ervan maar toch zijn er door meerdere bouwers ook goede resultaten mee behaald. Met oog op de nauwkeurigheid die ik nastreef denk ik hier mee uit de voeten te kunnen. Anderzijds wil ik hier op het industrieterrein wel gaan informeren naar de prijs voor het vlakken........vrees wel dat de prijs hiervan behoorlijk hoog zal liggen, e, dat dit in het porsche segment zal vallen.

Sven: dus zoals jij het stelt moet spindels best bruikbaar zijn voor wat ik wil bouwen? Ben mezelf hierover aan het inlezen maar wijsheid is nog niet in huis..... Voorlopig blijf ik een beetje hangen op het gebruik van 2010 voor zowel 2*x, y en 1610 voor de z as.

Voor de kogelomlooprails kwam ik de newton monorails tegen......gunstig geprijsd, hoewel een klein stemmetje me zegt dat dit wel eens "meetbaar" kan worden. Mag ik ervan uitgaan dat ze hoe dan ook beter zijn als ronde geleiding?


weer heel wat verder uit te pluizen....en alvast bedankt voor jullie inbreng!


Grtzz Tom