En alweer een open source cnc portaal freesmachine in aanbouw

[Kjelt]

Hallo allemaal,

Mijn achtergrond is elektrotechniek en software , mechanica is bij mij zwak ontwikkeld.
Begin februari begon het na het lezen van diverse bouwbeschrijvingen op dit forum echt te jeuken en heb ik het plan opgevat om ook een open source portaal freesmachine te gaan bouwen.
Ik heb geen idee waar de OS teller staat, ergens rond de 20 stuks geloof ik inmiddels, maakt ook niet uit voor mij is het de eerste en enigste
Hier voor had ik een Heiz CNC machine, deze is inmiddels via marktplaats naar een ander baasje toe.
Het was best een aardige instap/beginners machine maar ik liep tegen zijn beperkingen aan en dat gaat dan behoorlijk irriteren.
De open source cnc portaal freesmachine is toch wel een hele andere orde machine dus ik kan niet wachten om er mee aan de slag te gaan.
Maar eerst moet ik hem nog bouwen

Uiteraard als eerste even bij Kees aangeklopt die bijzonder veel kennis en ervaring heeft met dit project om een beetje op gang te komen.
Hij had een open source cnc in aanbouw en die ben ik bij hem wezen bewonderen zodat ik een goede indruk kreeg wat het ging worden.
De plaatjes op het forum zijn zeker een goede indikatie maar het is beter om het eens in het echt te zien.
Kees heeft me uitstekend geholpen (en nog steeds) met adviezen, waarvoor mijn grote dank.
Oa met het alu pakket en toebehoren en de KOspindels, wat een geweldige ervaring en kennis bezit deze man!

Werkbereik
Mijn werkbereik wordt 950x550mm (werkelijk 960x600) en ik heb er na diverse mensen gesproken te hebben voor gekozen om het einde open te houden.
Dit zodat ik ook vertikaal wat platen kan inspannen en op de zijkant zou kunnen frezen. Het wordt dus een beetje een U vorm op zijn kant.

Bestellen
Goed, half februari heb ik de hele waslijst (bestellijst) in gang gezet. Pffff dat is toch wel even een stukje logistiek wat daar bij komt kijken.
Ik had grote pech met het chinese nieuwjaar dat heeft zeker 3 weken vertraging opgeleverd.
De Alu profielen bij SMT besteld, duurde ook 3 weken. Spindels en Igus spul kan alleen via een bedrijf dus heeft ook tijd gekost.
enz. enz. Jullie weten van de andere topics wel zo'n beetje het hoe en wat dus dat kan ik overslaan.

Kosten
Totaal ben ik nu rond de 6300 euro lichter maar moet nog de T-opspan plaat (400 euro) en de Eding CNC720 print kopen (schatting 400 euro) die nog niet te koop is maar binnen
nu en een maand er wel zal zijn (hoop ik). Totaal zal het dan richting 7000 euro gaan *slik* laat de vrouw het maar niet lezen hahaha.
Van de spullen uit China mocht ik nog even totaal bijna 270 euro aan de belastingdienst aftikken, dat viel een beetje tegen.
Ze rekenen belasting over de waarde van de goederen en de verzendkosten en aangezien die vaak niet expliciet vermeld staan worden ze geschat via de
verzendkosten lijst. Pakketje van 4kg naar China kost $180 om te verzenden of ik daar dus even 21% over wil aftikken (terwijl de verzendkosten $40 waren).
Maar goed ik heb geen zin om daar hele brieven over te gaan schrijven, en bewijzen te versturen, als ik de daadwerkelijke prijs en verz. kosten zou berekenen zou het ongeveer op hetzelfde neerkomen.

Start
Begin maart was ik redelijk zo ver dat de meeste spullen binnen waren. Ik ben begonnen met tappen wat prima ging.
Helaas kreeg ik 10 maart twee weken zware griep :(
Wat een rotbeest was dat en ik ben nu nog steeds herstellende, kan de X as profiel niet eens optillen :(
Ik had gehoopt in maart het voor een groot deel op de rit te krijgen omdat ik die maand vrij was maar alles is nu wel flink vertraagd.

Onderstel
Een kennis van me die veel last heb ik gevraagd om een metalen onderstel voor me te lassen (zie foto), die ben ik nu voor de tweede keer in de Hammerite aan het zetten.
De poten zou ik kunnen opvullen met zilverzand maar ik weet niet of die paar kg extra nou zo belangrijk is, kan geen kwaad natuurlijk wat extra gewicht.
Het blad wil ik van houtbetonplaat maken tenzij jullie een andere suggestie hebben dan kan dat nu nog.

Elektronica
De elektronica ben ik aan het passen en opbouwen.
Ik ga het iets anders doen dan standaard, omdat ik nou eenmaal eigenwijs ben en elektronica mijn hobbie.
De VFD gaat bij mij in een aparte metalen kast komen maar dat laat ik tzt nog wel zien en ook de argumenten waarom ik dit doe.

wordt vervolgd.

[audiomanics]

Leuk, dat stalen onderstel, maar gezien de wanddikte van dat profiel zou ik zeker de poten even schoren of in ieder geval ergens onder in een paar buisjes er tussen, want ik denk dat als ik er tegen aan leun met mijn 90 kilo dat ik 'm plat druk.. Je trekt een rare smoel als je portaal op zijn kant half in de vloer steekt..
Ik durf er een taart om te verwedden dat ik dit frame met mijn blote handen dubbel vouw..
Zelfs mijn vrouw zegt: 't is geen tafel waar je pannenkoeken op gaat eten...

Kees

[Kjelt]

Het was mijn bedoeling om hem uiteindelijk na het waterpas stellen aan de achterkant tegen de muur vast te schroeven. Blijft dus de vraag of de voorste poten dan nog geschoord dienen te worden? Onderstel weegt schat ik 50kg.

[audiomanics]

Een beetje slappe poten zijn geen probleem: mijn idee is dat vibraties ergens opgevangen moeten worden. Als alles 100% stijf is zullen trillingen als een staande golf terug komen bij de oorsprong en het zwakste punt is waar je frees het werkstuk raakt..
Maar die ca 150 kilo (?) van je portaal moet wel ergens op kunnen staan dat zijn bewegingen ook kan dragen. Als de portaal goed is ingeregeld kan je 'm tegen bonken aan laten accelereren. Zelfs bij mijn stokoude portaalfrees kan dat hele bovenstuk bij dergelijke bewegingen zomaar een halve cm heen en weer schudden. Dat wil je niet terug vinden in je werkstuk, dus moet die energie ergens geabsorbeerd worden. Vastzetten aan de muur helpt daar niet bij, volgens mij..
Portaalfrees zo mogelijk 100% stijf, tafel sterk genoeg maar in staat om vibraties uit te dempen.
Als ik jou was zou ik op ca 15cm van onder nog even rondom een paar ribben tussen de poten laten lassen.. Dan kan je 'm ook gewoon vrij laten staan.

Kees

[Kjelt]

Bedankt voor de tips Kees,
Extra Ribben onderop is van achteren en opzij geen probleem, zal het vragen.
Aan de voorkant (lange zijde) is het wel een probleem omdat ik er van alles onder moet opslaan, stofzuiger, elektrakast, auto krik etc etc.
Niet zo handig schuiven als er een balk zit

[ewoud]

hi, gewoon poten van aluminium 80x80 gezet.
dus de frees is een tafel geworden. deze is stijf genoeg.
dus het onderstel vangt veel op.

Ewoud

[Kjelt]

hi, gewoon poten van aluminium 80x80 gezet.

Ja heb ik gezien, dat is een erg mooie oplossing maar komt wel met een andere prijs.
Ik zat dan alweer gauw aan 500 euro voor alleen het onderstel, dat vond ik nogal prijzig in vergelijk met de originele profielen (700 euro).
Misschien dat ik er spijt van krijg, achteraf beter even vantevoren kunnen overleggen hoe dik het profiel had moeten wezen

Donderdag worden er extra ribben op het onderstel gelast en aan de voorkant twee kleine schoren dus hopelijk is het dan wel stevig genoeg.
Dan ga ik gewoon tzt kijken hoe het loopt en draait, ik was niet echt van plan om de absolute grenzen van de machine op te gaan zoeken, ik heb meer tijd dan geld

[Kjelt]

Terwijl de kennis van me de ribben aan het onderstel last en ik ze deze week weer kan gaan schilderen ben ik ondertussen lekker bezig met de elektronica.
Daar gaan toch stiekem best wat uurtjes in zitten, vooral het puzzelen met de ruimte.
Dat is dus oa een reden om de VFD in een eigen kast te zetten, ik heb gewoon te weinig ruimte.
Daarnaast is de VFD een grote stoorbron en heb ik eerder al ellende gehad met een andere VFD dat de aardlek afschakelt.
Kan dus best zijn dat er een scheidingstrafo voor moet komen en een extra aardlek dus komt later, andere kast.
voordeel is dat ik ook tzt makkelijker een andere spindel en vfd kan ombouwen, allemaal los van de rest van de besturing.

De verloren ruimte tov het standaard opensource ontwerp is oa een iets grotere voeding, koellichaam op de drivers, klemmen,
en omdat ik gekozen heb om een veiligheidsrelais te gebruiken (Pilz X3) met dank aan Skillalot voor de tip waar deze 2e hands te vinden.

De ingangen van het veiligheids relais zullen een aantal Noodstop schakelaars zijn in serie en hard limit switches op de assen.
De uitgangen van het veiligheids relais schakelen oa via een SSR de voeding van de motoren (Meanwell HRP-600-36) af en een signaal naar de spindelkast om
daar eerst de spindel te stoppen via een ingang op de vfd en vervolgens enkele seconde later via een tijdvertragingsrelais de hele spanning daar er ook af te gooien.

Linksonder komt dan tzt de CNC720 van Eding die heeft als aansluiting 24V en 2x 26polige headers die ik via (toevallig tegenaangelopen) Phoenix Contact breakout printjes aansluit.
Eerst wilde ik zelf een print maken maar dat is nu niet meer nodig, scheelt ook weer tijd.
Het mooie van de CNC720 is dat alle in en uitgangen 24V proof zijn dus geen schottky diodes meer nodig voor de proxy's. Nadeel is dat ie nog niet leverbaar is, dus geduld en afwachten maar.

[andrefc101]

Ik vind het er nu al mooi uitzien, ga zo door!

[benkr]

Het ziet er inderdaad niet verkeerd uit, maar toch wat opmerkingen:

1. die koelplaat onder die drivers is echt niet nodig, monteer ze gewoon op die metalen plaat en het wordt echt niet meer dan handwarm.
2. dat EMC filter is misschien wel een goed idee, maar dan moet je wel zorgen dat in- en uitgang elkaar absoluut niet 'zien', nu lopen de draden van de ingang over die van de uitgang, dan doet dat filter zo ongeveer niets meer, iets in de orde grootte van 3 tot 6 dB demping i.p.v. de 20 tot 40 die je zou willen en die het filter doet volgens de spec's.
3. zorg dat je goed bij de bevestiginspunten komt van die montageplaat, voor je het weet kun je er niet meer goed bij om de moeren vast te zetten, ik spreek uit ervaring

[Kjelt]

1. die koelplaat onder die drivers is echt niet nodig, monteer ze gewoon op die metalen plaat en het wordt echt niet meer dan handwarm.

Op zich ben ik dat met je eens, door de ventilator is er genoeg luchtstroom. Ik heb een Youtube filmpje gezien waarbij iemand met een Flir IR camera naar Leadshine drivers keek, kan hem niet zo 1,2,3 terug vinden.
Die werden iets van 50-60 graden op zich prima.
Het koellichaam had ik nog liggen, ik heb de ruimte en hoop er 10 graden af te krijgen door ze via een thermisch geleidende folie/sticker (had ik ook nog liggen) op die koelplaat te zetten.
10 graden minder is een verdubbeling van de levensduur van de elco's, dus mee eens dat het niet hoeft maar het kan ook geen kwaad vandaar.

2. dat EMC filter is misschien wel een goed idee, maar dan moet je wel zorgen dat in- en uitgang elkaar absoluut niet 'zien', nu lopen de draden van de ingang over die van de uitgang, dan doet dat filter zo ongeveer niets meer, iets in de orde grootte van 3 tot 6 dB demping i.p.v. de 20 tot 40 die je zou willen en die het filter doet volgens de spec's.

Goed punt neem ik mee, ik wil perse niet dat de netspanning 24/7 op het filter staat dus eerst het relais , eens even uitvogelen hoe ik dat beter kan bedraden.

3. zorg dat je goed bij de bevestiginspunten komt van die montageplaat, voor je het weet kun je er niet meer goed bij om de moeren vast te zetten, ik spreek uit ervaring

Neem ik ook mee, ik heb nog voldoende ruimte op de vier punten maar zal het zeker vrij laten.

[audiomanics]

dus geen schottky diodes meer nodig voor de proxy's.

Vertel? Proxy's hebben (in het geval van NO NPN) een open-collector uitgang.. Ik denk dat ik ca 100 proxy's aangesloten heb, gewoon gevoed met een spanning die voorhanden was. 5V lijkt wat weinig (meestal staat er 6-30V voor), maar het werkt prima. 12V en 24V geven geen enkel probleem bij TTL of 5V ingangen.. al jaren niet...
Een Schottky lijkt me bangigheid, net als mensen die zelfs een proxy aansluiten op een optocoupler....

Over de koeling... Ik heb ze nog niet warmer dan ca 30 graden gehad. En als je dan toch een koellichaam wil plaatsen, doe dat dan waar de transistoren tegen de plaat zitten: iets uit het midden van dat grote zijvlak..

Ik heb het filmpje ook gezien. Ik weet niet wat die man deed maar ook de motoren worden niet of nauwelijks warm..

Kees

[DaBit]

Ook met een FLIR is het 'meten is weten, maar weet wat je meet'.

En die elco's, majh, dat is nou net redelijk aan de krappe kant in die Leadshines. Zijn toch leuke rimpelstromen die er lopen. Een van de redenen dat ik een stervormige voeding met strak getwiste voedingskabels aanraad (wat jij ook doet). Dat twisten is opzich nog niet zo nodig, maar wel de handigste manier om het lusoppervlak gegarandeerd klein te houden, en daarmee de zelfinductie. Krijgt de elco in de drive weer wat minder RMS stroom voor z'n kiezen.

[Kjelt]

Vertel? Proxy's hebben (in het geval van NO NPN) een open-collector uitgang.. Ik denk dat ik ca 100 proxy's aangesloten heb, gewoon gevoed met een spanning die voorhanden was. 5V lijkt wat weinig (meestal staat er 6-30V voor), maar het werkt prima. 12V en 24V geven geen enkel probleem bij TTL of 5V ingangen.. al jaren niet...
Een Schottky lijkt me bangigheid, net als mensen die zelfs een proxy aansluiten op een optocoupler....

Ik heb die discussie gevoerd met de HW man Alfred van EdingCNC op de beurs in Veldhoven.
5V is geen enkel probleem. 12 en 24V alleen als de proxy een zuivere open collector uitgang heeft oftewel de ingang alleen naar 0V trekt en zweeft bij geen detectie. De chinese proxies die ik via Ebay heb gekregen gebruiken allemaal een pullup van een aantal k-ohm naar de ingangsspanning.
Als je naar het schema van de Eding controller kijkt zit er alleen een 1,5k weerstand naar de +5V en verder rechtstreeks op de 74ttl ingang. Volgens de spec mag die ingang niet boven de 6,5V komen.
Ik heb mijn proxies aan een vergelijkbare ingang gehangen en mat bij 12V naar de proxy gewoon 11V op de ingang van het ic. De stroom is zeer beperkt en in de praktijk kan het jaren goed gaan maar Alfred was het eens dat dit niet volgens de spec is. De proxy mag GEEN pull up hebben bij spanningen groter dan 5V, alleen een echte open collector uitgang mag gebruikt worden.
Een schottky van 0,3V van €0,10 zou dan uitkomst bieden.

Over de koeling... Ik heb ze nog niet warmer dan ca 30 graden gehad. En als je dan toch een koellichaam wil plaatsen, doe dat dan waar de transistoren tegen de plaat zitten: iets uit het midden van dat grote zijvlak..

Zou ik best willen maar daar heb ik geen plaats voor of ik moet twee verdiepingen bouwen maar dan zit ik weer te klooien met de kabels. Ik vond jouw ontwerp met deze vertikale montage erg mooi en bruikbaar.
Ach die plaat kan geen kwaad en het is een iets grotere oppervlakte waar de lucht langs stroomt.
Als ze inderdaad niet boven de 30 graden komen is het zowiezo overkill, ik had die koelplaat nog liggen dus kwam niet uit de portemonnaie.