Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Alle in grote lijnen opgebouwde aluminium, stalen en houten cnc-machine`s

Moderators: audiomanics, Moderators

KB91
Berichten: 4
Lid geworden op: 17 okt 2022 16:54

Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Bericht door KB91 »

Beste mede cnc liefhebbers,

Ik ben momenteel in de design en bouwfase van een cnc frees die ik wil gebruiken om o.a. Aluminium mee te frezen. Het lijkt mij leuk om de bouw bij te houden dmv dit online verslag. Niet in de laatste plaats om op dit forum nog wat te leren en deze kennis hopelijk gelijk te kunnen verwerken ipv achteraf spijt hebben.

Algemene info
-Fixed gantry
-Volledig uit lasergesneden staal. Kokers zijn 5-6mm dik, plaatmateriaal tussen de 6-12mm en nog een buis die door de hele brug heengaat van 70x5.
-Al het laswerk, exc onderstel, wordt uitgegloeid en vervolgens worden de relevante referentie vlakken machinaal bewerkt.
-Uitgloeien en de bewerkingen aan de brug en basis moet ik uitbesteden.
-Bijna alle verbindingen worden gemaakt met behulp van tab/slot, heb dit in aardig wat andere hobby projecten gebruikt en vind dit super werken.
-Hiwin 25 en 20mm geleidingen (wil rol maar wordt waarschijnlijk kogel ivm prijs), TBI 20x10 ballscrew voor xy, 20x5 voor z, Delta 400w servors (denk met 2:1 reductie)
-hoogte onderkant brug t.o.v. tafel is 350mm.
-x en y zijn respectievelijk +- 500 en 600mm, z= 290mm.
-Ben ook druk met andere dingen dus het zal een project van de lange adem worden, daarom maar alvast begonnen met wat dingen lassen zodat er geen weg terug meer is :lol:

Voor de cnc zelf ben ik nog aan het tekenen, ik wil nu eerst de basis afmaken en dan alvast het staal voor de basis bestellen. Dan kan ik op momenten dat ik daar tijd voor heb lekker bouwen (weekeinden) en in de avond af en toe wat tekenen. Hoop de basis dit jaar nog in elkaar te lassen en dan komend jaar de brug en ZheadAssembly af te ronden (in ieder geval qua lassen).

Afbeelding

Afbeelding


Het onderstel, bestaande uit koker 50x50x4, 30x30x2 en wat plaatmateriaal, heb ik al grotendeels gelast. Op het onderstel komt alleen nog een spanenbak mbv ladegeleiders die alle spanen/koelmiddel opvangt, althans dat is het idee.

Afbeelding
Afbeelding
Afbeelding
Afbeelding

Groeten,
KB
Laatst gewijzigd door KB91 op 18 okt 2022 23:20, 1 keer totaal gewijzigd.
Gebruikersavatar
Kars-cnc
Donateur
Berichten: 1750
Lid geworden op: 07 okt 2015 05:33
Locatie: Heerde (Gelderland)

Re: Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Bericht door Kars-cnc »

Dat lijkt een degelijke machine te worden! Zo te zien heb je ook goede mogelijkheden om iets dergelijks te bouwen.
Ik ben erg benieuwd en ga dit topic zeker volgen.
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3058
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Bericht door hfjbuis »

KB91 schreef: 17 okt 2022 21:03 Delta 400w servors (denk met 2:1 reductie)
Als het precies moet, dan kun je beter een directe koppeling gebruiken (geen reductie) dan heb je minder kans op elastiek (belt) in de aandrijving en backlash.
Meer koppel kun je ook bereiken met een kleinere spoed van de spindel.
There are only 2 limits, the sky and your imagination
Gebruikersavatar
serum
Berichten: 5396
Lid geworden op: 08 mar 2008 20:37
Locatie: Zwolle

Re: Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Bericht door serum »

Knappe bouw! Ik zou ook geen snaren (meer) gebruiken in de aandrijving, ik heb dat nou wel en recent de z as om moeten bouwen naar direct ivm een wat grotere motor en de stilte die een direct aangedreven motor boven een snaaraangedreven model geeft is een verademing. Voor mij een reden om geen snaren meer te gebruiken. Het loopt veel mooier. Nou gebruik ik niet de meest stille snaren (htd5 in 15mm)

Een datron neo en co gebruiken ook direct aangedreven assen. (In geval van de neo met een bescheiden 0,2kw servootje).

Een ko met een minder steile pitch heeft doorgaans meer kogelrijen tussen de moer/spindel en is daarmee per ontwerp stijver. Neem aan, gezien het niveau van de bouw, dat je dat wel meegenomen hebt.

De massatraagheid van een grote pulley met een flinke buitendiameter is ook groot tav een ko.

Neem preloaded geleiders en KO's.

Wat voor spindel komt erop?
Gebruikersavatar
hugo stoutjesdijk
Donateur
Berichten: 11995
Lid geworden op: 02 mar 2011 17:04
Locatie: elst (u)
Contacteer:

Re: Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Bericht door hugo stoutjesdijk »

Ik begrijp het gebruik van tandriemen voor freesspindels niet zo goed, pak gewoon een poly-V-snaar, doet het prima en zonder lawaai.
Oke, voor rigid tapping misschien niet handig, moeten ze maar een encoder op de spil zetten.

Maar het ging over transport spindels, ik dacht even freesspindel te begrijpen. :oops: Dus m'n opmerking had geen grond.
Ik ben voor meer techniek op school, maar dan wel vanaf groep 1 basischool.
KB91
Berichten: 4
Lid geworden op: 17 okt 2022 16:54

Re: Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Bericht door KB91 »

Dank voor de reacties

De reden dat ik in eerste instantie voor pulleys heb gekozen was ivm de uitlijning, servos die hoger toerental aankunnen dan kogelomloop, kunnen variëren in ratio's en het mooi kunnen wegwerken van de motor. Ik dacht dat de backlash verwaarloosbaar was bij gebruik van een geschikte belt (HTD)? Elasticiteit heb ik geen rekening mee gehouden. Is dit ook een aanzienlijke factor als je een wat grotere D pulley en bredere (15mm) belt neemt wat op spanning staat?

Qua koppel of acceleratie, een lange stalen ballscrew heeft aanzienlijk groter traagheids moment dan aluminium pulleys. D.m.v. (2:1 of 3:1)pulleys en een grotere spoed spindel dacht ik hogere accelartie (niet exact uitgerekend, hand waving) te halen dan direct drive of 1:1 pulleys met 5mm spoed, omdat de hoek versnelling de helft lager hoeft te zijn bij 2x grotere spoed Kogelomloop voor dezelfde lineaire versnelling.

Ik zal voor de basis de servo nu aanpassen naar direct drive, of in ieder geval die mogelijkheid meenemen, zelfde geldt voor de brug en z-as. Voor de brug moet ik dan alleen nog even kijken hoe ik de servo plaats, wil uitsteken hier voorkomen. Voor de Cnc zelf staan alleen de servos(400w delta 60mm) en de besturing (UCcnc) vast omdat ik deze al heb aangeschaft.

@serum, Ik wil in de toekomst mijn eigen spindel maken die aangedreven wordt door een servo motor (1.5 kW). Kan hiervoor gebruik maken van mijn Weiler Praktikant 500 en rondsleipen evt uitbesteden. Aangezien dit ook weer een heel project is zal er in de tussentijd een HF spindel van ik vermoed 2-3 kW opkomen. Qua geluid, is dit een aanzienlijk verschil als je een dry run doet of ook echt tijdens het frezen (waarbij de spindel ook al door belt wordt aangedreven, vind v-snaar ook wel een goede idd is bij mn draaibank ook zo)?
Laatst gewijzigd door KB91 op 18 okt 2022 17:55, 1 keer totaal gewijzigd.
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3058
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Bericht door hfjbuis »

KB91 schreef: 18 okt 2022 13:42 Ik dacht dat de backlash verwaarloosbaar was bij gebruik van een geschikte belt
Op de draaibank had ik geen probleem met backlash en elasticiteit met een 10 mm 110XL belt. Op de net gebouwde verdeeltafel is de elasticiteit (78XL belt ) storend. Het is een ander merk belt (ali) waar waarschijnlijk zonder versterking (koorden). Ik ga nu proberen met een ander merk XL belt, een met staaldraad versterkte T5 belt en anders komt er een wormwiel op.

Is dit ook een aanzienlijke factor als je een wat grotere D pulley en bredere (15mm) belt neemt wat op spanning staat
Bij meer spanning wordt de invloed minder (niet lineaire elasticiteit modulus) maar het gaat niet helemaal weg. Een bredere riem werkt ook beter maar vereist nog meer spanning. Dat heeft ook invloed op de levensduur en lagers. Als je het kunt vermijden, dan zeker vermijden.
There are only 2 limits, the sky and your imagination
Gebruikersavatar
P1-Engineering
Donateur
Berichten: 429
Lid geworden op: 27 aug 2019 23:28
Locatie: Haarlem

Re: Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Bericht door P1-Engineering »

Mooi ontwerp en zo te zien weet je goed waar je mee bezig bent!

Ik zou zelf ook overwegen op het portaal aan de rechterzijde een stukje te verlengen zodat je daar evt. een ATC kan plaatsen in de toekomst en nu bijvoorbeeld al de toolsetter naast je werkgebied kan plaatsen.

En snaren zou ik idd ook weg laten als het kan. De encoders van de delta servo's zijn nauwkeurig genoeg voor een directe aandrijving en de servo is ook beter te tunen.
Gebruikersavatar
serum
Berichten: 5396
Lid geworden op: 08 mar 2008 20:37
Locatie: Zwolle

Re: Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Bericht door serum »

Bij snaren zit je daarnaast met de runout van de pulleys. Omkeerspeling is met een 15mm htd5 riem echt verwaarloosbaar, En tegen de tijd dat je de rek van de snaren aanspreekt is er ergens in het proces al een frees die krommer staat tav het werkstuk dan dat je last van de rek van de snaar hebt.

Over inertia gesproken: een 60mm diameter 20mm aluminum schijf heeft een hogere massatraagheid dan een effectief 18mm diameter stalen ko van 700mm.

En de betere pulleys zijn toch van staal, met zo'n conische klembus. dan is die verhouding van massatraagheid nog wat minder gunstig in het nadeel van de pulley. Tuurlijk draai je dan een 2:1 toerental, maar ik zou die pulleys achterwege laten in mijn volgende ontwerp (voortschrijdend inzicht) en relatief kleine askoppelingen gebruiken (binnen de perken van het toegstane koppel).

Na knap prijzige exemplaren met zo'n inzetrubber te hebben gebruikt gaat mijn voorkeur uit naar dit model.
https://a.aliexpress.com/_EwlbymN
KB91
Berichten: 4
Lid geworden op: 17 okt 2022 16:54

Re: Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Bericht door KB91 »

serum schreef: 18 okt 2022 17:43
Over inertia gesproken: een 60mm diameter 20mm aluminum schijf heeft een hogere massatraagheid dan een effectief 18mm diameter stalen ko van 700mm.
Ik was eerst een 18 en 36 tooth pulley van plan waarbij de 36 rond de 40mm zat. Maar thx voor de tips, ben er wel van overtuigd om direct drive te doen. Is zon servo en flenslager mount in één ding iets, zoals damenCNC verkoopt?

En heb nu bij de 25mm Hiwin geleiding bij de tafel het lage karretje, of kan ik hier beter de standaard wagen pakken? De hiwin geleidingen wil ik in precisie klasse "P" bestellen met voorspanning Z1 (licht), of kan dit ook beter z2 (middel) zijn?

Kogelomloop moer ook met voorspanning. Via de website waar ik de tbi moeren wil bestellen kan je niet eens zonder preload kiezen. Heb je bij moeren met preload geen 2 moeren meer nodig per as? Ik dacht dat je bij 2 moeren per as juist beter moeren zonder preload kan hebben? Aangezien je geveerde moer er dan voor zorgt dat de andere moer altijd naar 1 kant gedrukt wordt?

Zal de askoppeling die jij doorgaf aanschaffen, lekker goedkoop, moet alleen nog eentje vinden die geschikt is voor 14mm servo as. Die dingen hebben geen spiebaan, das niet nodig dus? Mijn servo heeft die wel maar kan spie verwijderen.
P1-Engineering schreef: 18 okt 2022 17:24

Ik zou zelf ook overwegen op het portaal aan de rechterzijde een stukje te verlengen zodat je daar evt. een ATC kan plaatsen in de toekomst en nu bijvoorbeeld al de toolsetter naast je werkgebied kan plaatsen.

En snaren zou ik idd ook weg laten als het kan. De encoders van de delta servo's zijn nauwkeurig genoeg voor een directe aandrijving en de servo is ook beter te tunen.
Thx! Als je goed kijkt zie je al dat ik aan de rechterkant op het plaatje van de cnc een "opzetstuk" heb waarmee ik de lineaire rail kan verlengen voor (eventueel) atc update. opzetstukje is nu nog wat klein dus die moet nog wel iets groter worden als ik de rail noemenswaardig wil kunnen verlengen.
Gebruikersavatar
serum
Berichten: 5396
Lid geworden op: 08 mar 2008 20:37
Locatie: Zwolle

Re: Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Bericht door serum »

Preload bij dergelijke toepassingen betekent dat er fractioneel grotere kogeltjes gebruikt worden. Bij die ko's met dubbele moer verdubbelt (in tegenstelling tot wat je zou verwachten) de axiale belastbaarheid niet.

Alles in 1 mounts zijn een mooie oplossing. Mocht je ze in het buitenland kopen, let er dan op dat er hoekcomtactlagers in zitten ipv diepgroeflagers.

Goede hoekcomtactlagers zijn gematchte paartjes die je niet hoeft af te stellen.

Als je overtuigt bent dat je de uitlijning goed voor elkaar krijgt zou ik eerder naar de medium preload grijpen. Kanttekening: De dynamische belasting van die 25mm rails is al richting absurd. Volgens mij kan een 20mm karretje al 20kN aan dynamische belasting aan.

De spie kan je verwijderen, ik zou dan de kraag van de askoppeling zo plaatsen dat het open deel van de klemkraag tegenover de spiebaanuitsparing zit.

Voor de atc kan je zelfs overwegen om alleen de lineaire geleiders een stukje te laten oversteken met minimale ondersteuning. Het is nu een kleine moeite om dat mee te nemen. Investering van een paar tientjes aan hardware.
spikee
Berichten: 272
Lid geworden op: 26 okt 2011 22:54

Re: Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Bericht door spikee »

Delta diaselect software is wel een leuke voor massatraagheid. Kan je ook situaties met poellies enzo testen. Mijn persoonlijke ervaring is dat goede htd poellies ook niet zo goedkoop zijn (zie misumi).

Disc coupler d26l33 met ene kant 10mm voor de ballscrew en andere kant 11mm met spie voor de delta servo ga ik morgen nog bestellen (op maat bij leverancier in taiwan) 20 euro per stuk mocht je intresse hebben. Stalen motor mount met p5 angular contact bearings kan ik ook wel adviseren. Scheekt je een hoop gedoe. Die gaan bij mij ook mee in de bestelling.

Mocht je nog geen servo drives hebben dan zou ik eens kijken naar de delta ASD-M. Dat is wel een leuke optie. Kan je zelfs direct gcode naar sturen. In taiwan zijn ze wat goedkoper dan hier. Al zie ik ook wat leuke ebay opties van 600-700 usd

Sorotec blue heeft leuke hgr 20 rails klasse p met p1 preload. Voor ballscrews zou ik dan wel meteen voor c5 gaan inderdaad met p1 preload. Op mijn website kan je zien wat ik o.a. heb gekozen.

Atc zou ik persoonlijk gewoon kopen en dat ook meteen i.p.v. eerst 500+ aan een manuele uitgeven en dan later nog eens een hoop om te upgraden.

Staal is niet erg bijzonder in demping. Dus je zou eens kunnen nadenken om de boel te vullen met durfill. Dan veranderd een klop op een stalen koker van een orgel naar een doffe klop op een solide blok graniet.
Zie: https://imgur.com/gallery/XxIMN6P

https://cncrouterinfo.com/article/revol ... dampening/

Verder een leuke opzet van een machine. Laat me denken aan de Fs4mg die ik had.
Dat lassen zit wel snor bij jou. Bij mij is het veel meer braaiwerk.
Gebruikersavatar
Markus
Donateur
Berichten: 1004
Lid geworden op: 01 sep 2007 22:43
Locatie: Aduard, Groningen
Contacteer:

Re: Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Bericht door Markus »

Staal is niet erg bijzonder in demping. Dus je zou eens kunnen nadenken om de boel te vullen met durfill. Dan veranderd een klop op een stalen koker van een orgel naar een doffe klop op een solide blok graniet.

Hier te koop



Al moet ik uit ervaring zeggen dat dit spul niet super makkelijk (met het aanbevolen recept) in kleine ruimtes te proppen is als er een aggregaat in zit (bijvoorbeeld basalt). Zonder gaat wel gemakklijk.

Vullen met epoxy graniet gaat ook

Hier te koop


Greezt,

Markus
Laatst gewijzigd door Markus op 20 okt 2022 19:42, 2 keer totaal gewijzigd.
spikee
Berichten: 272
Lid geworden op: 26 okt 2011 22:54

Re: Bouwverslag Fixed Gantry CNC, staal

Bericht door spikee »

Heb er ook zn 100kg van in mijn machine zitten. De andere 300 is gewone beton (tafel frame).
Overgens werkt dit ideaal met groter formaat aluminium extrusie. Maar gezien jij een fixed gantry machine maakt is het gewicht niet zo belangrijk.
Plaats reactie