Advies voor zelfbouw project cnc

Moderator: Moderators

Plaats reactie
johannes77
Berichten: 6
Lid geworden op: 28 aug 2021 22:27

Advies voor zelfbouw project cnc

Bericht door johannes77 »

Hallo,
Ik heb een tijd geleden het idee opgevat om zelf een cnc machine te bouwen. Hij zal wat lijken op de woodsmith cnc waarschijnlijk. Maar ik kan qua ontwerp nu nog alle kanten op.
Ondertussen ben ik alvast bezig gegaan met het verzamelen van onderdelen via marktplaats om de kosten wat te drukken.
Bedoeling is om een CNC te bouwen waarop ik houten platen van ongeveer 61x122 kan frezen. De dikte zal ongeveer 18mm of dunner zijn meestal.
Ik heb ondertussen al belangrijke zaken zoals, frees(kress FM 6990E), geleiders en loopwagens SBR16 en kogelomloopspindels SFU1605 van 100cm en 130 cm verzamelt.
Ik ben van plan de rijbrug te maken van 18mm berkenmultiplex deze zal dus ongeveer een meter moeten overbruggen. Ik schat dat de gehele brug inclusief z-as en router en dergelijke ongeveer een 25kg gaat wegen. Nu is mijn vraag: wat voor stappenmotor kan ik hiervoor het beste gebruiken? Hoeveel torque heb ik nodig? Ik was van plan de rijbrug voort te laten bewegen door een Nema 34 closed loop motor met 9.5Nm torque en de andere assen met een closed loop Nema 23 motor met 3Nm. Zit ik daarmee goed?
benkr
Donateur
Berichten: 7727
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg

Re: Advies voor zelfbouw project cnc

Bericht door benkr »

Zo te lezen wil je een portaalmachine gaan maken, eentje met een bewegend portaal.
Meestal maakt men die door dat portaal aan beide kanten met een eigen motor aan te drijven, dus ook met aan elke kant een eigen KO spindel.
Dit is de meest gebruikte configuratie, en ook de meest stabiele uitvoering.
Het kan ook met één enkele KO spindel die je precies in het midden zet en dan van daar uit onder het bed die beweging naar de zijkanten brengt, maar dat geeft echt veel kans op scheef trekken van het portaal wat je eigenlijk niet kunt voorkomen, ik zou het daarom dan ook niet doen.
De beide KO spindels (een aan elke kant) kun je met één motor aandrijven door ze te koppelen met een tandriem, of met 2 motoren, eentje voor elke kant.
Voor de motoren kun je kiezen uit gewone stappenmotoren, zgn. closed loop stappenmotoren en JMC servomotoren.
Als je nog helemaal niet hebt dan zou ik kiezen voor JMC servomotoren, die zijn compact en hebben geen aparte drivers meer nodig, wat echt heel compact bouwt in de besturingskast. gezien het bereik wat je wil hebben zou ik dan gaan voor 2 stuks 100, 140 of 180W servomotoren aan weerskanten van het portaal. Ik denk dat 100W al voldoende zal zijn omdat je gezien de lengte van de KO spindel toch niet supersnel kunt gaan bewegen.
De benodigde vertraging kun je dmv van een tandriem tussen de motor en de KO spindel realiseren, die tandriem maakt ook dat je de motor niet per se achter de KO spindel hoeft te monteren, maar b.v. onder de tafel of boven de KO spindel, in ieder geval ergens waar die niet in de weg zit of de afmetingen sterk negatief beïnvloedt.
Bedenk ook alvast vooraf welke software je wil gaan gebruiken, dat bepaalt waarschijnlijk ook meteen welke controller je moet hebben.
benkr
Donateur
Berichten: 7727
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg

Re: Advies voor zelfbouw project cnc

Bericht door benkr »

Maak ook alvast eens een schets van hoe je de machine wil gaan maken, waarschijnlijk kom je er dan al heel snel achter dat je met geleidingen van 130 cm lang geen werkbereik van 122 cm kunt realiseren.
Bezint eer gij begint is het spreekwoord toch?
Gebruikersavatar
Sven
Berichten: 5985
Lid geworden op: 24 sep 2008 09:13
Locatie: Arnhem
Contacteer:

Re: Advies voor zelfbouw project cnc

Bericht door Sven »

Lees ook even het draadje in mijn onderschrift door.

Ik denk dat je voor deze toepassing zwaar overdrijft als je nema 34 toepast.
Ik heb 2 Nm steppers in mijn veel zwaarder gebouwde machine.

Ik zou bij een houten machine absoluut geen centrale spil voor het bewegen van het portaal toepassen. Ik heb gezien hoeveel een (iets grotere) machine van gietijzer nog met de hand scheefgedrukt kan worden. Echt niet doen!

Bedenk ook dat multiplex niet vlak is en dat je geleidingen dus ook niet vlak te monteren zijn.
Echt recht zal je dus niet kunnen frezen. MAAR, als je alleen hout freest zie je van deze onzuiverheden weinig terug.

Voor de duidelijkheid: Met echt recht en echt vlak bedoel ik dat een meetklokje nauwelijks uitslaat als je aan de machine gaat meten.

En die tip van Ben is een goede, plaats eerst een schets van je plannen voor je gaat bouwen.
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
johannes77
Berichten: 6
Lid geworden op: 28 aug 2021 22:27

Re: Advies voor zelfbouw project cnc

Bericht door johannes77 »

Het wordt inderdaad een portaalfrees om hout mee te vrezen. Qua nauwkeurigheid hoeft deze natuurlijk niet tot op een 100ste van een millimeter nauwkeurig te zijn, ik werk met hout dat zet uit en krimpt ook. De Woodsmith Portaalfrees werkt bij veel mensen blijkbaar prima voor dit werk. Ik heb de tekeningen van deze machine ik moet alleen de maten er nog wat in aanpassen ze zijn allemaal in inches. Ik ben gewent om alles een beetje al bouwende uit te vogelen qua maten en maak eigenlijk zelf nooit tekeningen alleen wat ruwe schetsen. Zou ik het scheeftrekken niet kunnen minimaliseren door extra loopwagens of een extra geleider?
Die 61x122 zijn trouwens hele ruwe maten, ik wil er een 61x122 plaat op kwijt kunnen het kan best zijn dat ik dan qua lengte van frezen op 105 cm of zo uit kom. Als ik die laatste centimeters al nodig heb is daar ook wel weer een mouw aan te passen in incidentele gevallen.
FreesKever
Berichten: 623
Lid geworden op: 15 apr 2019 01:01

Re: Advies voor zelfbouw project cnc

Bericht door FreesKever »

Ik heb zelf een kleine machine gebouwd met lange (112mm) Nema23 motoren en 1605 kogelomloopspindels. Ik heb daar eens een 50kg veerunster aan geknoopt en die trok ik met zo een stappenmotor gemakkelijk over zijn top heen. Ik vermoed dat ik 700N tot 800N kan trekken met deze opstelling, maar precies weet ik het niet. Het is echter al veel meer dan je nodig hebt. Kortere (76m) Nema23 motoren werken waarschijnlijk ook, maar het prijsverschil is erg klein.

Ik heb geen ervaring met de geintegreerde JMC motoren. Een nadeel voor mij is dat er veel gaten in de behuizing zitten. Ik wil zelf ook metaal frezen, en i.v.m. gedoe meet koelvloeistof en spanen zet ik de motor sturingen dan liever in een aparte kast ver weg. Het is maar waar je prioriteiten liggen.

Ik wil je wel sterk aanraden om minstens "closed loop" stappenmotoren te kopen. Die zijn wel wat duurder dan de "open loop" varianten, maar het prijsverschil is klein. De "closed loop" varianten zijn echter veel stiller en gebruiken alleen stroom als het nodig is, waardoor de motoren veel koeler blijven.

En zoals benkr al schreef. met geleidingen van 130cm is het niet goed te doen om een werkberijk van 122cm te kreeren. Als je de lagerblokken tegen elkaar monteert, dan wordt de belasting op de lagers groot vanwege de hefboom werking van het portaal. Ook leveren uitleinfouten in de lagerblokken veel meer wringing op dan als ze wat uit elkaar zitten. Meestal zit er zo'n 15cm tot 20cm (Hart-hart) tussen de lagerblokken op dezelfde geleiding. Een vereplaatsing van 105cm met 130cm geleidingen is een goede richtwaarde.

Ik heb mijn huidige machine ook gebouwd met SBR16 rails. Dat doe ik echter nooit meer. Het idee van puntkontact van ronde kogels op ronde assen is erg ongunstig. Het prijsverschil met de vierkante geledingen is ook niet groot meer. Bij Ali kun je b.v. een komplete set kopen met 1605 spindels BK12 lagerblokken (wel lagers vervangen voor hoekkontact) voor EUR320, en voor EUR450 heb je een set met SFU2005 spindels en railzen van 400/1000/1500mm Als je dan kijkt naar het aantal uren wat je in een machine stopt om hem te maken, dan maak ik zelf liever de "betere" variant.

En ook wat de anderen schrijven. Maak een schets (en daarna echte tekeningen?) van je machine. Ik heb zelf een probleem met de "basis" van het soort machine wat ik wil hebben. In de afgelopen jaren heb ik in FreeCAD ong. 8 verschillende machines getekend. Vaak kom je er halverwege achter dat iets "net niet past", en dan kun je in de tekening gemakkelijk iets opschuiven om plaats te maken. Als je de machine in het echt al half gebouwd hebt, dan is aanpassen erg tijdrovend. Je hebt vermoedelijk al wat rondgesnuffeld op internet (& youtube) Daar staan erg veel zelfbouw en ook kommerciele machines. Ik vind dit wel een aardige machine: https://www.instructables.com/LOW-COST- ... -CNC-MILL/ Hij is grotendeels van hout en daardoor gemakkelijk te maken, en er zitten wat Aluminium profielen in om er wat meer stijfheid in te stoppen. Verder is het een bijna rechstreekse vertaling van een Sorotec machine (Sorotec maakt ze helemaal van Aluminium) Ook https://wiki.printnc.info/en/home vind ik wel interesant. Staal is veel goedkoper dan Aluminium. Je moet dan wel zelf gaten boren en tappen. En veel van de "geprinte" onderdelen kun je natuurlijk ook van hout maken.
De portaal zelf zou ik zelf nooit alleen van hout maken. Hout werkt nogal, terwijl de stalen railzen dat niet doen. Daarmee trekt de machine krom afhankelijk van luchtvochtigheid. Dit kun je een heel stuk tegengaan door b.v. een houten koker te maken, en dan op de hoeken over de gehele lengte een stuk stalen hoekprofiel te lijmen / schroeven. Daarmee werken de houten platen alleen als een soort "vakwerkconstruktie" zoals je ook ziet in een torenkraan. Bedenk ook dat je geleidingen zelf al 2 "poten" zijn van de stalen construktie.

Een zwak punt van zowel die Instructables als de PrintNC is de bevestiging tussen de kogelomloop spindels en de motoren. Als je ze op dezelfde hartlijn zet is het veel beter om de lagerblokken met geintegreerde motorflens te gebruiken. Dat bespaart een hele hoop gedoe met uitleinen. Ik geef er zelf echter de voorkeur aan om een tandriempoelie op het einde van de kogelomloopspindel te monteren, en dan de motor 180 graden te draaien om het geheel een stuk compacter te maken.
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3057
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Advies voor zelfbouw project cnc

Bericht door hfjbuis »

Ik heb het filmpje gezien van deze CNC. https://www.woodsmithplans.com/plan/cnc-router/. De router, grotendeels uit hout gemaakt, is voorzien van stappenmotoren, waarschijnlijk Nema23. Stappenmotoren passen wel bij deze niet zo'n sterke constructie.

Of met de working area van 24" x 48" het bereik of de grootte van het werkblad bedoeld wordt, kan ik nergens vinden. De tekeningen zijn niet gratis! Zoals gezegd, het is wel belangrijk om dit van te voren te controleren want achteraf alles aanpassen is veel meer werk.

De router uit het filmpje lijkt goed te werken en ik heb ook geen "slechte reviews gevonden". Ik zou daarom de router uit het filmpje nabouwen met zo min mogelijk aanpassingen. Ik heb dit bouwverslag gevonden dat misschien de moeite waard is om te lezen.https://brucemacdonald.wixsite.com/macteam/cnc-router
There are only 2 limits, the sky and your imagination
FreesKever
Berichten: 623
Lid geworden op: 15 apr 2019 01:01

Re: Advies voor zelfbouw project cnc

Bericht door FreesKever »

Deze prijs indicatie van Christoph Lehner geeft ook een mooi kosten overzicht.
https://www.youtube.com/watch?v=5BvZuybBrjU

Alle kleine dingetjes (bouten, schroeven, lijm verf) en de "o ja, dat moet er ook nog bij" (Stof afzuiging, tafel, eventueel gesloten kast, enz) tellen nog best op bij elkaar. Mijn conclusie daaruit is dat je er niet veel mee opschiet door te beknibbelen op onderdelen. Ik stop zelf liever een paar honderd EUR meer in materiaal (zoals de vierkante geleidingen i.p.v. de ronde rails), maar dat is een balans die persoonlijk is, en bij zelfbouw kun je helemaal zelf kiezen. Bij de bouw van je eerste machine is het wel moeilijk om zulke afwegingen te maken, omdat je niet weet wat de invloed is van veel van zulke beslissingen.

Mijn mening over die "Woodsmith Router" is iets waar je ongeveer op uit komt als je echt op materiaal gaat beknibbelen. Er staan ook wat filmpjes van dit ding op Internet. Bij deze zie je b.v. op 07:02 dat ze V-groef lagers gebruiken op een aluminium profiel: https://www.youtube.com/watch?v=MsL4kB0IPpw
Dat is iets wat volgens mij nooit heel blijft. Aluminium is veel te zacht om lagers met zo een klein contact oppervlak te gebruiken. Ze gebruiken ook trapeziumdraad spindels. Die zijn goedkoper dan kogelomloopspindels, maar hebben ook een lager rendement. Dingen die ze wel goed hebben gedaan bij dat ontwerp is vrij dik hout gebruiken, een gesloten koker in elkaar lijmen voor het portaal, en een ruime ruimte tussen de lagers op een geleiding. De voorste lagers van de "Y-as" (lange rails onder de tafel) zitten ook ongeveer op lijn met de spindelmotor. Gevolg hiervan is dan dat je geen hefboom werking hebt op de Y-geleiding bij bewegingen op de Z-as.
johannes77
Berichten: 6
Lid geworden op: 28 aug 2021 22:27

Re: Advies voor zelfbouw project cnc

Bericht door johannes77 »

Closed loop was ik sowieso al van plan. Zit er nog verschil tussen : https://hardware-cnc.nl/winkel/aandrijf ... ed-driver/

en deze https://hardware-cnc.nl/winkel/aandrijf ... el-2-fase/ ?

Zo'n geïntegreerde driver zorgt wel voor minder kabels, maar is het de moeite waard? Of geven ze juist meer storing?
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3057
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Advies voor zelfbouw project cnc

Bericht door hfjbuis »

Je kunt met closed loop het maximale uit je CNC halen. Bij fouten kan een closed loop driver aan de noodrem trekken en "verdere schade" voorkomen. Bij stilstand worden de steppers niet warm en ze draaien in het algemeen stiller. Een closed loop of geïntegreerde driver moet je tunen. Tunen van 2 closed loop drivers op één as (2 kapiteins op één schip), is niet echt eenvoudig.
Bij een geïntegreerde driver moet je een voedingskabel leggen naar de driver en de kabels voor de step/dir/enable signalen. Ik houd de gevoelige stuurkabels liever in de kast en zo kort mogelijk.
Een CNC is een heel pakket aan onderdelen. Het resultaat wordt bepaald door de zwakste schakel. Zelfs de allerbeste spullen, op een verkeerde manier gebruikt/gemonteerd/afgesteld, geven een slecht resultaat.
Voor mijn gevoel leg je de lat voor je 1e zelfbouw project hoog en is het verschil in kwaliteit van de te gebruiken onderdelen hoog en niet op elkaar afgestemd.
There are only 2 limits, the sky and your imagination
nico
Berichten: 79
Lid geworden op: 16 apr 2011 12:55
Locatie: Nuenen
Contacteer:

Re: Advies voor zelfbouw project cnc

Bericht door nico »

kijk eens bij mijn afbeeldingen.
m.v.g. nico
johannes77
Berichten: 6
Lid geworden op: 28 aug 2021 22:27

Re: Advies voor zelfbouw project cnc

Bericht door johannes77 »

hfjbuis schreef: 24 apr 2023 14:29 Ik heb het filmpje gezien van deze CNC. https://www.woodsmithplans.com/plan/cnc-router/. De router, grotendeels uit hout gemaakt, is voorzien van stappenmotoren, waarschijnlijk Nema23. Stappenmotoren passen wel bij deze niet zo'n sterke constructie.

Of met de working area van 24" x 48" het bereik of de grootte van het werkblad bedoeld wordt, kan ik nergens vinden. De tekeningen zijn niet gratis! Zoals gezegd, het is wel belangrijk om dit van te voren te controleren want achteraf alles aanpassen is veel meer werk.

De router uit het filmpje lijkt goed te werken en ik heb ook geen "slechte reviews gevonden". Ik zou daarom de router uit het filmpje nabouwen met zo min mogelijk aanpassingen. Ik heb dit bouwverslag gevonden dat misschien de moeite waard is om te lezen.https://brucemacdonald.wixsite.com/macteam/cnc-router
Deze bedoel ik inderdaad. Ik heb de beide uitgaven met daarin de tekeningen al in bezit. Ik moet alleen de maten nog aanpassen want die zijn in inches.
Plaats reactie