Vragen over zelfbouw portaalfrees met servo's en rack/pinion aandrijving

[FreesKever]

Ik zou zelf gaan voor een tandriem.
Volgens mij is het simpelweg een betere oplossing dan een hoge precisie planetaire tandwielkast, en daar bovenop is het ook nog een stuk goedkoper.
Het is eenvoudig, goedkoop en betrouwbaar (Wel ervoor zorgen dat er geen vuil tussen komt).

Een nadeel is er ook bij een tandriem, maar het enige nadeel is dat het op je machine moet passen.
Misschien kun je onderhoud als factor noemen, maar een tandriem vervangen is zo gebeurd.
Staat van de tandriem kun je ook eenvoudig controleren. Zo en planetarie tandwielkast gaat wel lang mee (Iets van 10.000 uur geloof ik), maar hoe goed hij nog is kun je niet van buiten zien of inspecteren.

Een tandriem overbrenging tussen de motor en rondsel is heel gebruikelijk op plaatbewerkings machines van b.v. 1.5 bij 2.5meter.
Standaard overbrengingen worden in massa's gemaakt en zijn goedkoop. Zie:

Nema34_Gear_TimingBelt.jpg

Rek van de tandriem is niet relevant vanwege een aantal redenen.
* Je hebt altijd al een heel klein beetje speling op de tandheugel zelf, anders loopt hij vast.
* De stappenmotor zelf heeft alleen een magneetveld tussen stator en rotor, Bij maximale belasting zit er een hele stap faseverschuiving tussen rotor en stator!
* Het is een korte riem, met een nog korter "vrijhanged" stuk. Daar zit niet veel rek op.
* Vanwege de grote poeli direct op het rondsel is de kracht in de riem al vrij laag waardoor rek in de riem nog minder wordt.

Kijk eens naar het diameter verschil tussen het rondsel en de trandriemschijf.
De trek kracht in de tandriem is ong. een factor 5 kleiner dan de kracht o de tanden.

En kijk eens nar het verschil tussen rechte en schuine tanden.
Het prijsverschil is vrij klein, maar je krijgt er wel meer nauwkeurigheid voor terug en het loopt rustiger (minder kabaal).

[benkr]

Staal, en zeker een stalen strip kun je best wel recht en vlak kopen, ik weet nu zo even niet waar, maar b.v. kars-cnc heeft een hele machine gebouwd van goed vlak staal en die helemaal in elkaar gebout, hij kan je waarschijnlijk goed op weg helpen.

[Zee&Zee]

Mijn recept om platen van 2050-3050 mm te kunnen frezen ;

een gelast en gedeeltelijk aan elkaar geschroefd stalen frame ( zodat je machine ooit ook in een kleinere ruimte binnenkan, mocht dat moeten, al 1 keer plezier van gehad bij een net te kleine roldeur ) - heb daarvoor wel echt lomp dik en zwaar staal gebruikt- dus geen 3mm koker ofzo.
Steppers + 4:1 reductie ( middels pulleys en tandriemen ) met veervoorspanning in een tandheugel gedrukt. (goed genoeg - stapje verder is bv de Damen CNC antibacklash gearbox)
Tandheugels ( aan elkaar ge-tiglaste lengtes van 2 meter -> omdat langere lengtes veel lastiger zijn aan te komen, en dit net zo goed is als je netjes werkt, je zou ze niet eens hoeven te lassen, gewoon koud tegen elkaar bouten, na goed bewerken uiteindes kan ook)
V-geleidingen...JAWEL... en nog zelf gemaakt ook.
En ik frees keurig aan de maat in uiteenlopend hout en kunstof/kleine of grote delen ( en ik meet dan niet met een rolmaat ).


Ff knip plak van mijn post uit eerder in deze thread gerefereerd ouder topic;

Ik gebruik ook ( mod1) tandheugel ( met 4:1 reducties) , op 2x3meter portaal... niks mis mee

Nauwkeurig genoeg voor het gelaste stalen frame dat ik heb. De rest van de machine geeft meer mee dan de afwijking in mijn aandrijving, als je en beetje je best doet. Dikke racebanden onder een 2cv heeft ook geen enkele zin als je de originele ophanging gebruikt. Je banden hebben meer grip, maar dan komt je slappe ophanging aan de beurt. Je moet kijken naar een realistisch doel en het budget dat je ervoor over hebt.

Als je sjiek de friemel wilt gaan en op dat formaat (2x3meter portaal) op 0,01 mm of eronder wilt werken begin dan maar op die lengte aan 40 of 50 mm dikke voorgespannen kogelomloopspindel met aangedreven moeren, en een gegoten, uitgegegloeid en gevlakt frame van ettelijke duizenden kilo's voor je machine, een speciale vloer om hem op te zetten..... Etc. Etc... en dan praat je voor je het weet over een 100.000 euro aan machine (industrie). En zelfs dan.... wordt het moeilijk om onder de 0,01 mm te blijven op die afmetingen. Om te beginnen moet je dan de ruimte al qua temp gaan controleren etc etc.

Soms vindt ik mensen een beetje doorschieten hier in de nauwkeurigheid obsessie. Als je elke dag chirurgisch gereedschap knutselt ( of horloge uurwerken zoals arie) ... ok, maar driekwart van de mensen freest 99% van de tijd voor de hobby een naambordje, een ophanging voor het een of ander, wat speelgoed etc... Dus ze racen 1 zondag in het jaar en bouwen een paar jaar lang aan een Ferrari ervoor ( met bijbehorende kosten +uren). Je kan ook elk weekend lol hebben met een mini. Tenzij het bouwen juist de hobby is en niet het frezen, dat kan ook (en is vaak zo).

[demian]

Dank voor alle informatie, ik neem het allemaal mee!

Ondertussen ben ik ook naar een spindel aan het kijken, ik zat te denken aan een 3kw van Rattm motors.

Nu hebben ze een eigen shop op aliexpress en ook een pakket waarbij een VFD al bij zit.

https://m.nl.aliexpress.com/item/32659155999.html

Is het aan te raden om zo'n combinatie pakket te bestellen of kan ik beter op zoek naar een andere VFD?

[Goudgele]

Als je een VFD in China besteld, altijd even een berichtje naar de verkoper met de vraag of zij hem voor je instellen. Dan loopt je niet het risico dat je de motor stuk maakt door een verkeerde instelling. Ja, dat kan gebeuren als je het verkeerd doet
Daarom ook altijd als setje kopen, niet een losse motor en losse VFD. Tenzij je het vaker hebt gedaan en echt weet wat je doet natuurlijk.

Zo'n spindle in je linkje lijkt me overigens prima hoor.
Je kunt ook een 2,2kW in overweging nemen, die gaan tot 24000RPM, die jij linkt gaat zo te zien maar tot 18000RPM

[demian]

Dank je voor de suggesties!

Ik had gezien dat de spindel tot 18k toeren ging waarschijnlijk ivm de te verwachten hogere belasting? Wel apart, zoek ik iets met wat meer dan gemiddeld vermogen, gaat het max toerental weer omlaag, lijkt wel alsof er altijd ergens op ingeleverd moet worden, wat je ook kiest.

[demian]

Ik denk dat ik dan toch voor een 2.2kw uitvoering ga, ik wil misschien toch op 24k toeren kunnen frezen, al is het maar soms.

Prijs verschil met 3kw is minimaal overigens.

https://m.nl.aliexpress.com/item/32435696679.html

[Goudgele]

Een 2,2kW zou in dit geval ook mijn keus zijn. Ik zou er wel een pakken met een andere VFD. Een huangyang (of hoe je het ook schrijft). Dat is wel de meest gangbare VFD op het forum. Mocht je problemen hebben of toch nog wat aan willen passen in de settings kan je daar dus wel hulp mee krijgen hier.
Wil niet zeggen dat deze niet goed is hoor, het is meer voor de zekerheid dat je support kan krijgen. Waarschijnlijk is dit gewoon een prima VFD verder.

Heb je mechanisch trouwens ook al het een en ander uitgedacht, behalve dan de servo's en overbrenging? Mag best een aardige constructie worden bij dit formaat portaalfrees lijkt me.

[Kars-cnc]

Staal, en zeker een stalen strip kun je best wel recht en vlak kopen, ik weet nu zo even niet waar, maar b.v. kars-cnc heeft een hele machine gebouwd van goed vlak staal en die helemaal in elkaar gebout, hij kan je waarschijnlijk goed op weg helpen.

Ik heb het staal voor mijn machine bij Abrams Premium Staal gekocht. Het heeft voor mij heel goed gewerkt, het bouwen was eigenlijk alleen maar de platen en strippen op maat maken, dan (heel veel) gaten boren en tappen en in elkaar schroeven. De uitlijning was alleen maar schroefverbindingen afstellen, ik heb nergens hoeven shimmen. OK..., de Z-as staat nog zo'n 0.01mm per 100mm achterover, daarvoor moet ik nog ca. 0.02mm shimmen onder de achterste Y-as karretjes. Dat heeft nog even geen prioriteit

Maar... voor een werkbereik van 250 x 125cm, zoals Demian in gedachten heeft, gaat deze bouwwijze niet! Je kunt deze geslepen profielen tot maximaal 1m lengte kopen. Bovendien worden massive stalen profielen al gauw te zwaar op die lengtes, je wil dan toch koker profielen lijkt mij.

Zelf zou ik denk ik kiezen voor een gedeeltelijk gelast en gedeeltelijk geschroefd frame zoals Zee&Zee voorstelt. Sterker nog, als ik van te voren geweten had wat een profesionele CNC firma snel even voor je kan doen had ik mijn brug denk ik laten lassen, gloeien en nafrezen. Dat spaart wel heeeel veel tijd.

[Zee&Zee]

Zeker dikwandige (!) kokers nodig.
Maar ook lompe stalen koker blijft gewoon spaghetti op die lengtes, dus je constructie ( genoeg driehoeken ) is heel belangrijk.
Het is niet voor niks dat de basisregel bij een grote profi CNC voor het frame groot lomp & zwaaaaaar is.

Je zult verbaasd staan over hoe je een frame van een paar duizend kilo aan het dansen krijgt, als je vol staat te frezen.

Ik heb trouwens een 3KW watergekoelde (chinese) spindle erop hangen met een tweedehands Siemens VFD ( persoonlijke voorkeur boven een nieuw chinees geval ). Maar ja je moet dan moet je je wel goed inlezen idd hoe je een en ander instelt.

Maar als je het zelf instelt/bouwt, kan je het zelf ook ooit repareren, en dat gaat geheid een keer gebeuren.
Over 4 jaar is je leverancier er niet meer ( service na de sales zijn chinezen zowiezo niet zo van ) jij hebt een klus, je VFD hangt in storing of is instelling kwijt en je klus moet af. Succes. En met documentatie van een Siemens kom je er uiteindelijk wel uit, maar met de chinenglish documentatie kan je al snel rook maken. Food for thought.

[demian]

Een groot frame maken begint steeds problematischer te worden lijkt het haast wel. Een stalen frame maken van duizenden kilos is in ieder geval geen optie. Waarschijnlijk ga ik er voor kiezen om de tafel toch maar wat kleiner te maken. Of, toch maar alles van extrusie profiel maken en eventuele afwijkingen en uitzettings verschillen tussen staal en alu voor lief nemen. Ik ben er nog niet uit.

Ik heb nu deze spindle (Rattm 2.2KW 220V)

https://nl.aliexpress.com/item/1005003317670214.html

en deze VFD van HuangYang in mijn winkelmandje staan.

https://nl.aliexpress.com/item/1005003638307719.html

Ik dacht ergens gelezen te hebben dat ik de VFD zwaarder moest kiezen dan het vermogen van de spindle, maar ik twijfel daar ook weer over, ik bedoel, waarom is er dan een 2.2KW VFD die matched met een 2.2KW spindel? Ik zag dat een 4.5KW RATTM met ATC wordt begeleid van een 5.5KW VFD in een pakket wat op aliexpress wordt aangeboden.

[serum]

VFD hoeft geen overcapaciteit te hebben tav de spindel.

Trek gewoon je eigen plan; Begin en leer van je fouten

ik zei planetaire reductie, op mijn machine staat een portaal van ietsjes over de 450kg met een 9kw spindel te duwen met 850W servo's. Voor mij zijn die planetaire reducties een must, snaren komt stof op en planetaire reductie is voor mij beter/stijver dan een snaaraandrijving. Maar dat is een NEMA42 nidec shimpo reductie met erg weinig omkeerspeling. Meeste machines uit China komen standaard met snaaraandrijving. Ik ben er persoonlijk geen fan van en zal het zeker niet 'beter' noemen dan planetair. Qua prijs maakt het tegenwoordig niet zoveel meer uit.

Begin gewoon lekker te bouwen, slechter dan je het nu hebt wordt het niet. Misschien bouw je in de toekomst nog een andere machine. Ik heb een kleine machine met die 2.2kw spindel en ga zonder problemen met een 6mm frees met 7m/min door dubbellaags HPL beplakt 19,4mm berken multiplex. Dikker moet je niet willen met een 6mm frees. Recent met een 8mm frees, 20 of 25mm diep in eiken was hem teveel en toen sloeg de VFD in de stress door een te hoge belasting. 18krpm is prima. Ik heb een 24000rpm spindel op beide machines en gebruik dat toerental nagenoeg nooit. (alleen in de opwarmroutine). Tenzij je veel met kleine freesjes gaat werken, dan valt er wat voor te zeggen. Maar 18000 rpm zou ik mij goed mee kunnen redden als max rpm voor de frees

Ik vermoed zelf dat je 1,5kw side channel blower niet genoeg zal zijn voor kleinere werkstukken. Ik heb een 7,5kw die 280m3 doet bij -920mbar onderdruk, en daar moet je soms kunstgrepen mee uithalen om alles op 4,5m2 stil te laten liggen. Maar als je je CAM slim aanpakt, dan is dat alsnog te doen.

[demian]

Nog eens over het frame, zou dit geen goede basis zijn voor een 3x1.5m tafel?

Van aluminum profielen maken is minstens net zo duur en dan heb ik geen stalen blad als basis.

Evt kan dit frame nog wat verstevigd worden met stukken op 2x 45 graden gezaagd en gelast.

https://lastafelshop.com/product/lastaf ... -compleet/

Lastafelshop.com-002-1-scaled.jpg

[FreesKever]

Ik heb nu deze spindle (Rattm 2.2KW 220V)

https://nl.aliexpress.com/item/1005003317670214.html

en deze VFD van HuangYang in mijn winkelmandje staan.

https://nl.aliexpress.com/item/1005003638307719.html

Dat is een slechte kombinatie.
De spindel is een 2-polige motor, en die heeft 800Hz nodig om zijn maximale toerental te berijken en die frequentieregelaar gaat maar tot 400Hz.

Ik dacht ergens gelezen te hebben dat ik de VFD zwaarder moest kiezen dan het vermogen van de spindle, maar ik twijfel daar ook weer over, ik bedoel, waarom is er dan een 2.2KW VFD die matched met een 2.2KW spindel? Ik zag dat een 4.5KW RATTM met ATC wordt begeleid van een 5.5KW VFD in een pakket wat op aliexpress wordt aangeboden.

Het klopt allemaal, maar verschillende mensen (en bedrijven) kijken er op verschillende manieren tegenaan.
Motoren kun je een korte tijd overbelasten. Na een tijdje wordt hij dan te heet, en als de overbelasting blijft, dan gaat het roken.

Fabrikanten aan de west kant van deze bol begrijpen dat, en een frekwentieregelar van van 2kW, kan dan gedurende een korte tijd 2,5kW leveren.
Bij andere fabrikanten mag je al blij zijn als een frequentie regelaar het vermogen kan leveren wat op het typeplaatje staat.

Bij de "goedkope" frequentie regelaars uit een bekend land is er soms ook twijfel over de kwaliteit van die frequentie regelaars. Over het algemeen is electronica niet blij met warmte. Betrouwbaarheid en levensduur gaat achteruit bij stijgende temperatuur, en je kan er op gokken dat als je een iets grotere frequentie regelaar koopt, dat hij dan langer mee zal gaan omdat hij koeler blijf en niet op het randje van zijn kunnen belast wordt. Maar het blijft een gok, voor een groot gedeelte omdat je niet weet wat de filosofie is van de fabrikant van jouw regelaar.

Voor een eerste motor wil ik aanraden om een set te kopen. Dan hoef je niet na te denken over bovenstaande afweging, en je maakt geen fouten zoals een 2-polige motor met een 400Hz frequentie regelaar.

Ik heb hier thuis nu een gloednieuwe G-Penny BST2.2MC-80-24K spindel met een Fuling frequentie regelaar liggen.
Hij wordt aangeboden als een "metaal" spindel, en daarom hoop ik maar dat er betere lagers in zitten.
Het is ook een 2-polige motor (meer koppel in lage toerentallen).
Ik wil deze motor op 2 manieren gaan gebruiken. Rechtstreeks een frees in de ER20, of een asje met tandriemschijf in de ER20 en dan met 1:6 naar b.v. een BT30.

Maar ook voor mij is het een gok.
Een frequentie regelaar instellen lukt me wel zolang er een engelstalige gebruiksaanwijzing bij zit (of ik die op internet kan vinden)