bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Alle andere vragen over zelfbouw machine`s kunnen hier terecht.

Moderator: Moderators

sbk replica
Berichten: 9
Lid geworden op: 25 okt 2020 20:39

bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Bericht door sbk replica »

geachte lezende,

ik lees al enige tijd mee op dit forum en heb nu toch de knoop doorgehakt om een zelfbouw CNC machine te bouwen.
ik heb zelf nog weinig CNC ervaring, maar verspaan al een jaar of 15 hobbymatig manueel. ik heb hier thuis een huvema freesmachinetje staan en kan op mijn werk een 330x900 huvema draaibank gebruiken.

mijn plan:
ik heb een zeer zware vlakplaat gekocht (+-350kg gietijzer :shock: ) van 800x1000mm en wil hier een fixed portaal freesmachientje van gaan maken.
youtuber run cnc at home heeft me op het vlakplaat idee gebracht. het plan is om een werkbereik te creëren van ongeveer 400x650mmx 300mm hoogte.
ik zal hier 75% van de tijd aluminium mee gaan verspanen, maar ik wil ook wel staal kunnen verspanen, dus het doel is wel een stabiele machine te bouwen.

nu mijn vraag, hoe bepalen jullie hoe zwaar de geleidingen en KO spindels moeten zijn ?
is het simpel weg hoe groter de geleidingen en KOspindels zijn, hoe stabieler het geheel is ? of hebben deze delen juist ruimere toleranties als het groter word ?

ik heb mijn oog laten vallen op HIWIN geleidingen en KOspindels via damenCNC, wat voor precisie mag ik hier van verwachten ?

dan als laatste kwestie, de motoren en evt. bij behorende overbrenging, ik heb hier heel weinig kaas van gegeten en waardeer elk advies op dit gebied.

mijn gedachte momenteel is om spindels te gebruiken met een grote spoed (voor snelheid) en zwaardere (veel koppel om voldoende kracht te hebben icm de grote spoed) stappenmotoren direct gekoppeld op de assen.
ik wil een masso controller gebruiken, die kan 110khz schakelen en zou door microsteppen de resolutie groot genoeg willen maken om de stapjes klein genoeg te maken.

is dat een goed plan? is er hier iemand die mij een aanbeveling kan doen wat voor combinatie te gebruiken ?

hier onder een grove 3d schets van wat ik van plan ben. als ik een beeld heb bij wat voor KOS en geleidingen ik ga gebruiken, ga ik een definitief ontwerp maken .
Schermafbeelding 2021-09-22 om 11.56.06.png
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.
benkr
Donateur
Berichten: 6440
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg
Contacteer:

Re: bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Bericht door benkr »

Welkom op dit forum, als eerste een waarschuwing, we zijn voor een deel van de corona af, maar bedenk dat de CNC hobby veel besmettelijker is, en daarnaast is het ook nog eens flink verslavend, je kunt nu nog terug, maar dat duurt niet lang meer, dan is het onherroepelijk.
mijn plan:
ik heb een zeer zware vlakplaat gekocht (+-350kg gietijzer :shock: ) van 800x1000mm en wil hier een fixed portaal freesmachientje van gaan maken.
Dat is zeker een goede basis, heel vaak zie je dat juist die basis helemaal niet zo stevig is, en daar blijf je altijd last van houden.
Bedenk wel dat je geen enkele garantie hebt op vlakheid en getordeerd zijn, vooral dat torderen is een lastige, hoe ga je dat controleren?
De makkelijkste manier is dat te controleren met een hele nauwkeurige waterpas, zeg 0,01 a 0,02 mm/mtr, een haarliniaal van zo ongeveer de lengte van je vlaktafel is ook een heel fijn hulpmiddel, samen met een lampje kun je erg snel zien of je tafel goed vlak is. Als er licht onder de haarliniaal door komt dan jun je met dun voelerband nog bepalen hoe groot e afwijkingen zijn.
nu mijn vraag, hoe bepalen jullie hoe zwaar de geleidingen en KO spindels moeten zijn ?
is het simpel weg hoe groter de geleidingen en KOspindels zijn, hoe stabieler het geheel is ? of hebben deze delen juist ruimere toleranties als het groter word ?

ik heb mijn oog laten vallen op HIWIN geleidingen en KOspindels via damenCNC, wat voor precisie mag ik hier van verwachten ?
Groter is niet altijd beter, dat geldt voor KO spindels en ook voor motoren.
Zo'n KO spindel, net zoals de rotor van een motor, heeft een massa, hoe groter de diameter, hoe groter de massa, en hoe meer kracht je nodig hebt om deze massa aan het draaien te krijgen, dit gaat vooral ten koste van de acceleratie en dus snelheid.
Dus een dikkere KO spindel is zeker niet beter, er is altijd een optimum. Ik zeg grotendeels uit ervaring dat een 16mm KO spindel voor de afmetingen die jij voor ogen hebt voldoende is. KO spindels zijn er in verschillende uitvoeringen, om te beginnen zgn. gerolde spindels en geslepen spindels.
De geslepen spindels zijn nauwkeuriger. De nauwkeurigheid voor KO spindels is ingedeeld in klassen, C7 is de meest voorkomende, maar ook de minst nauwkeurige. Naast C7 is er ook C5, C3 en nog wel beter. Kost een C7 spindel van 16mm doorsnede en zeg 1000mm lang zo rond de 100 Euro, een C3 uitvoering kost al snel 300 Euro. Naast de KO spindel zelf bepalen ook de lagerblokken je totale nauwkeurigheid, Zeker voor C3 spindels is het belangrijk om daar ook een goede kwaliteit (vast)lagerblok bij te kiezen. In zo'n vastlager blok zit een zgn. hoekcontact lager, (of dat hoort er in te zitten) de Chinese lagerblokken hebben dat vaak niet, dat is dus ook een punt van aandacht.
dan als laatste kwestie, de motoren en evt. bij behorende overbrenging, ik heb hier heel weinig kaas van gegeten en waardeer elk advies op dit gebied.

mijn gedachte momenteel is om spindels te gebruiken met een grote spoed (voor snelheid) en zwaardere (veel koppel om voldoende kracht te hebben icm de grote spoed) stappenmotoren direct gekoppeld op de assen.
ik wil een masso controller gebruiken, die kan 110khz schakelen en zou door microsteppen de resolutie groot genoeg willen maken om de stapjes klein genoeg te maken.
Voor motoren geld net zoals voor KO spindels dat de rotormassa uiteindelijk de acceleratie bepaald. Daarom dienen motoren te zijn afgestemd op de toepassing, ook hier geldt weer dat groter en zwaarder niet per definitie beter (lees sneller) betekent.
Een voorbeeld: een Nema 17 stappenmotor haalt met gemak 2 a 3000 rpm, een Nema 23 stappenmotor ergens tussen 1000 en 2000 rpm, een Nema 34 stappenmotor met moeite 400 rpm. Voor al deze max. snelheden geldt dan al dat het koppel bij die genoemde max. snelheden is gedaald tot 10 a 20% van het nominale koppel.
Ga je naar zgn. Closed Loop Steppers dan haalt zo'n motor al snel 3000 rpm bij een hoger koppel bij die snelheid, als er eventueel stappenverlies optreedt dan zal de driver dit (in beperkte mate) zelf corrigeren, wordt het verlies groter dan een ingestelde waarde dan zal de drive in een foutmode gaan, het grote voordeel is dat je dan een foutmelding krijgt waar je iets mee kunt doen, een gewone stappenmotor en driver hebben deze mogelijkheid niet.
De laatste tijd, zeker hier op het forum, zijn de servo motoren van JMC populair, ze zijn niet echt veel duurder dan Closed Loop systemen, ze zijn nog sneller en bij dezelfde afmetingen ook nog krachtiger.
Inmiddels hebben diverse forumleden deze motoren op hun machine zitten, vrijwel iedereen is positief over de prestaties.
Als laatste zijn er ook nog de traditionele "echte" servo systemen, op vrijwel alle professionele machines worden ze toegepast, dat is niet voor niets.
Deze servo systemen vragen wel een complexe controller en besturingssysteem. Een Masso controller kan hier b.v. al niet echt mee omgaan, ze zeggen dat het wel kan, maar ze gebruiken STEP en DIR sturing, eigenlijk spoel je dan meteen het kind met het badwater weg, een groot deel van de voordelen van dit soort systemen gebruik je dan niet.

Ook een motor kies je gedreven door de toepassing en machine parameters.
Globaal is voor de machine zoals jij voor ogen hebt een Nema 23 of 24 motor een goede keuze, als je kiest voor een JMC servomotor dan is een 180 of 200 Watt versie een goede keuze, als je kiest voor een ouderwetse stappenmotor dan is 3 a 4 Nm een goed begin.

Omdat KO spindels een kritische snelheid kennen dient de aandrijfsnelheid hier op afgestemd te worden, een motor die 3000 rpm kan draaien dient vrijwel zeker vertraagd te worden tot de toelaatbare snelheid van de KO spindel, 1 : 2 of 1 : 3 is een vaak gekozen vertraging.
Die vertraging wordt vaak gerealiseerd met tandwielen en tandriemen, dat geeft je ook meteen de mogelijkheid om de motoren op en plaats te positioneren waar dat qua ruimte het best uit komt.
ik heb mijn oog laten vallen op HIWIN geleidingen
HiWin is zeker niet de beste keuze, maar is ook zeker geen slechte keuze, ook hier geldt dat beter meteen veel duurder is.
Verder zie je op de machines die wij bouwen en gebruiken 15 en 20 mm brede geleidingen worden toegepast.
Zelfs de 12 mm geleidingen hebben specificaties die op onze machines zelfs niet een klein beetje benaderd worden.
Ook in deze geleidingen heb je keuze uit nauwkeurigheids klassen, ik denk dat de minst nauwkeurige geleidingen volop goed genoeg zijn voor onze toepassingen.

Algemeen, als je daar de mogelijkheden voor hebt, zet je hele ontwerp een een CAD systeem en doe voor de dingen die echt belangrijk zijn ook simulaties en analyses voor doorbuigen en dat soort dingen, zeker als je beginner bent op dit gebied dan overschat je erg makkelijk dingen die dan later juist de zwakke punten blijken te zijn.
Ook hier je ideeën posten en de commentaren over je heen laten komen zal leiden tot een beter ontwerp.
Ik moet wel opmerken dat wanneer je hier dingen publiceert er altijd commentaar komt, positief, maar ook negatief, gegrond, maar ook ongegrond.
Laat je dus niet gek maken, de een stuurt je linksaf, de ander rechtsaf, weer een ander achteruit en weer anderen sturen je vooruit, wat het beste advies is mag je zelf bepalen. Laat je vooral niet ontmoedigen als het commentaar wat confronterend is, dat hoort er bij.
sbk replica
Berichten: 9
Lid geworden op: 25 okt 2020 20:39

Re: bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Bericht door sbk replica »

bedankt voor je reactie berkr,

dat het verslavende hobby is, daar was ik me al half van bewust! vind het heerlijk om dingen te maken en denk dat deze machine me daar zeker bij gaat helpen.

opbouwend kritiek is altijd welkom, hier leer ik alleen maar weer van. ik hoop met dit topic me helpt fouten te voorkomen die ik eenvoudig had kunnen voorkomen. als ik begin met bouwen, dan zal ik ook wel een topicje aanmaken.

de vlakplaat die ik heb gekocht, is in zijn leven al een keer opnieuw gevlakt, hoe vlak dit is, is nog nader te bepalen. ik wil in ieder geval nog een machine waterpas aanschaffen om het geheel waterpas te stellen. hiermee zal ik ook kijken hoe vlak hij is. een liniaal van die lengte zou zeker mooi zijn, ik heb alleen een korte haarliniaal van 200mm. in het ergste geval moet ik de plaat opnieuw (laten) vlakken.

mbt de motoren, ik wil minimaal een closed loop stepper, maar ik had inderdaad ook al het eea. voorbij zien komen over de JMC motoren, brengen deze buiten de voordelen, ook nog nadelen met zich mee ? kwa prijs lijken ze inderdaad niet veel duurder als de gemiddelde closed loop stepper.

mbt de maatvoering van de geleidingen en KOS zat ik dus al weer veel te groot denken, dit is vaak mijn achilles hiel dat ik alles veel te zwaar wil maken.

mbt de CAD ontwerpen, een vriend van mij heeft solid works rechten en is hier erg handig mee, hij zal me eerdaags ook gaan helpen bij een definitief ontwerp, daarom ben ik opzoek naar de info mbt de maatvoering van alles.
Gebruikersavatar
Oscar f1
Berichten: 426
Lid geworden op: 29 jan 2009 22:58
Contacteer:

Re: bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Bericht door Oscar f1 »

Benkr
Groter is niet altijd beter, dat geldt voor KO spindels en ook voor motoren.
Zo'n KO spindel, net zoals de rotor van een motor, heeft een massa, hoe groter de diameter, hoe groter de massa, en hoe meer kracht je nodig hebt om deze massa aan het draaien te krijgen, dit gaat vooral ten koste van de acceleratie en dus snelheid.
Dus een dikkere KO spindel is zeker niet beter, er is altijd een optimum.
Daar zijn ook weer oplossingen voor bedacht:


Link
Gebruikersavatar
Sven
Berichten: 5181
Lid geworden op: 24 sep 2008 09:13
Locatie: Arnhem
Contacteer:

Re: bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Bericht door Sven »

Voor een steppermotor geldt dat het vermelde koppel het koppel is als ie stil staat.
Hoe meer toeren, des te minder koppel.

Bij mijn machine kwam het er op neer dat bij de gewenste maximum snelheid(= max toerental ) het overgebleven koppel ongeveer 1 nm was, ongeacht nema 23, 24 of 34.

En dus heb ik nema 23 2 nm closed loop genomen.

Als het goed is staat er ergens in mijn bouwdraadje een link naar de berekeningen in een eigen draadje.
350 kilo 1250x1250 aluminium portaalfrees:
http://cnczone.nl/viewtopic.php?f=8&t=13039
Beginnen met CNC? Ontwerpen, bouwen, of toch kopen?
http://cnczone.nl/viewtopic.php?f=8&t=15481
Gebruikersavatar
Kars-cnc
Berichten: 969
Lid geworden op: 07 okt 2015 05:33
Locatie: Heerde (Gelderland)

Re: bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Bericht door Kars-cnc »

Dat lijkt mij een robuuste constructie. Toch is het misschien verstandig de opstaande profielen nog te schoren. We hebben net zaterdag op de Brabant meeting bij Caesar gezien dat zo'n rotsvast ogende opbouw dan toch nog zo maar een 0.1mm kan veren. Daarvoor was het wel nodig dat een reuze sterk iemand er met z'n hele gewicht aan trok, maar toch... Schoren is nu nog een kleine moeite.
Gebruikersavatar
Ballegooijen
Donateur
Berichten: 4747
Lid geworden op: 20 sep 2016 15:45
Locatie: 's-Gravendeel
Contacteer:

Re: bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Bericht door Ballegooijen »

Kars-cnc schreef: 14 okt 2021 09:00 Dat lijkt mij een robuuste constructie. Toch is het misschien verstandig de opstaande profielen nog te schoren. We hebben net zaterdag op de Brabant meeting bij Caesar gezien dat zo'n rotsvast ogende opbouw dan toch nog zo maar een 0.1mm kan veren. Daarvoor was het wel nodig dat een reuze sterk iemand er met z'n hele gewicht aan trok, maar toch... Schoren is nu nog een kleine moeite.
Nou, zo sterk nou ook weer niet. Hoefde niet eens heeeel hard te duwen. :lol:
Ik zou dan ook nog adviseren om de kopse kant van de koker dichte te maken met een plaat. Een koker heeft in de dwarsrichting heel weinig sterkte en buigt heel makkelijk. Beter zou nog zijn om er een passende ronde buis in te lassen. Dat maakt het echt sterk!
Kennis vermenigvuldigt zich alleen als je het deelt.
https://www.Baldas.nl
ruudderooy
Donateur
Berichten: 503
Lid geworden op: 14 jul 2015 21:23
Locatie: Beuningen

Re: bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Bericht door ruudderooy »

Ik heb wel dit exel docje gemaakt (bijlage)
daar kan je een inschatting maken wat je nodig hebt let wel op dat je moet controleren of de motor dat koppel nog kan leveren bij de maximale toeren (geld voornamelijk voor stappen motoren.

Gr Ruud
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.
sbk replica
Berichten: 9
Lid geworden op: 25 okt 2020 20:39

Re: bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Bericht door sbk replica »

Kars-cnc schreef: 14 okt 2021 09:00 Dat lijkt mij een robuuste constructie. Toch is het misschien verstandig de opstaande profielen nog te schoren. We hebben net zaterdag op de Brabant meeting bij Caesar gezien dat zo'n rotsvast ogende opbouw dan toch nog zo maar een 0.1mm kan veren. Daarvoor was het wel nodig dat een reuze sterk iemand er met z'n hele gewicht aan trok, maar toch... Schoren is nu nog een kleine moeite.
de duitser van youtube runcncathome heeft in de koker meerdere platen gelast ( dacht een stuk of 5/6 ) om dit te overkomen. ik zit ook nog na te denken over een andere oplossing ipv de koker, ik zit er een beetje mee dat de ik de koker niet over de hele lengte zelf kan bewerken. nu zou ik dat ook kunnen uit besteden, maar wat is daar de fun van :lol:
sbk replica
Berichten: 9
Lid geworden op: 25 okt 2020 20:39

Re: bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Bericht door sbk replica »

ruudderooy schreef: 14 okt 2021 14:16 Ik heb wel dit exel docje gemaakt (bijlage)
daar kan je een inschatting maken wat je nodig hebt let wel op dat je moet controleren of de motor dat koppel nog kan leveren bij de maximale toeren (geld voornamelijk voor stappen motoren.

Gr Ruud
bedankt voor deze sheet ruud, erg handig!
benkr
Donateur
Berichten: 6440
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg
Contacteer:

Re: bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Bericht door benkr »

ruudderooy schreef: 14 okt 2021 14:16 Ik heb wel dit exel docje gemaakt (bijlage)
daar kan je een inschatting maken wat je nodig hebt let wel op dat je moet controleren of de motor dat koppel nog kan leveren bij de maximale toeren (geld voornamelijk voor stappen motoren.

Gr Ruud
Ruud, ik heb je rekensheet ook maar in de knowledge base geplaatst, dan kun je daar naar verwijzen.
benkr
Donateur
Berichten: 6440
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg
Contacteer:

Re: bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Bericht door benkr »

Mocht je alsnog gaan kiezen voor aluminium profiel, ik heb nog een flink stuk X95 profiel staan, is 2350 mm lang.
Ik heb daar ook nog verschillende adapterdingen bij.
Dit profiel heeft een ronde binnenstructuur, als je daar aan de buitenkant nog platen tegenaan maakt dan heb je de meest sterke constructie die je kunt vinden, zowel qua rotatie als qua buigen. Het wordt daarom vooral gebruikt in de optische meetwereld.

https://www.newport.com/f/x95-structura ... d-carriers
Kjelt
Donateur
Berichten: 4745
Lid geworden op: 14 jun 2007 21:51
Locatie: Eindhoven

Re: bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Bericht door Kjelt »

@sbk_replica, waarom laat je de brug links zover doorlopen?
Je werkstuk wordt schat ik zo beperkt tot de breedte van de opening tussen de twee staanders ?
Misschien een ATC met toolchange op die positie ?
benkr
Donateur
Berichten: 6440
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg
Contacteer:

Re: bepalen formaat geleidingen / stappenmotoren zelfbouw machine

Bericht door benkr »

Ballegooijen schreef: 14 okt 2021 13:46
Kars-cnc schreef: 14 okt 2021 09:00 Dat lijkt mij een robuuste constructie. Toch is het misschien verstandig de opstaande profielen nog te schoren. We hebben net zaterdag op de Brabant meeting bij Caesar gezien dat zo'n rotsvast ogende opbouw dan toch nog zo maar een 0.1mm kan veren. Daarvoor was het wel nodig dat een reuze sterk iemand er met z'n hele gewicht aan trok, maar toch... Schoren is nu nog een kleine moeite.
Nou, zo sterk nou ook weer niet. Hoefde niet eens heeeel hard te duwen. :lol:
Ik zou dan ook nog adviseren om de kopse kant van de koker dichte te maken met een plaat. Een koker heeft in de dwarsrichting heel weinig sterkte en buigt heel makkelijk. Beter zou nog zijn om er een passende ronde buis in te lassen. Dat maakt het echt sterk!
Die zelfde ervaring had ik met mijn BF25, die kolom van zeg 60 cm lang druk je met één vinger met gemak 0,5 mm om, reden voor mij om er een stevige koker, ik geloof 80 x 120 en 8 mm wanddikte of zoiets achter te zetten, dat scheelde echt enorm.
Plaats reactie