Multifunkčné výukové CNC

[jarage]

Zdravím všetkých na tomto fóre.

Už pár rokov uvažujem o stavbe CNC frézky, no zatiaľ sa my nenaskytla príležitosť. Teraz však štartujem bakalársky ročník na strojarine a mám možnosť robiť ako bc prácu frézku pod hlavičkou low-cost výukového CNC multifunkčného stroja. Multifunkčný z dôvodu kombinácie frézky s 3D tlačiarňou prípadne niečím iným...

Ide o konštrukciu s pevným portálom, kde na zvýšenie pevnosti v dolných úvratiach Z-osi a tiež na maximalizovanie rozjazdu v Z je uvažovaná pohyblivá celá Y-os tak ako u niektorých 3D tlačiarní. Celú konštrukciu som sa snažil navrhnúť s cieľom maximalizovať rozjazdy všetkých osí vzhľadom k celkovej veľkosti stroja, maximalizovať Z rozjazd a pritom zachovať prijateľnú tuhosť v spodnej úvrati a samozrejme minimalizovať celkovú cenu za stavbu. Niektoré časti stroja sú z MDF, na kritických miestach vystužené okrem Y-kovej osi v horizontálnom smere, tam som počítal že by to mohli dostatočne vystužiť samotné podoprené tyče...

Rozjazdy sú cca: XYZ: 500x400x260

Po naštudovaní tohto fóra sa hlavne obávam toho zvareného rámu a osadenia vedení na neho, myslíte že by bolo možné pri takto relatívne malej konštrukcii pozvárať to dostatočne presne?

Ako pohon mám zatiaľ doma k dispozícii tri KM Nema 17 0,35Nm z iného projektu... mohlo by to teoreticky utiahnuť takýto stroj?

Viem že veľa ľuďom sa nebude páčiť predstava kombenia frézky s 3D tlačiarňou, ale zaujíma ma skôr váš názor na celkovú konštrukciu tohto stroja a prípadné možné vylepšenia. Všetko je zatiaľ v štádiu modelovania takže akékoľvek návrhy a kritika sú vítané.

Akú veľkosť podoprených tyčí by ste volili pre takúto konštrukciu? zatiaľ tam mám asi len 10-tky... A tiež sa neviem rozhodnúť medzi trapézom alebo remeňom na X a Y...

Návrh nie je zatiaľ plne dokončený, chýba pohon X a aj tie ozubené kolesá by som asi vymenil za remeň, tam som to pôvodne myslel ako prevodovku, kde by sa tie kolečká dali vymeniť navzájom a tak meniť rýchlosť na tlač a frézovanie.

Malo by to slúžiť hlavne na výukové účely, no moja utopistická predstava je (nakoľko mi ten stroj ostane), že by to mohlo aj niečo malé zvládnuť, DPS-ky, nejké plasty, prípadne drevo, no a samozrejme aj niečo vytlačiť.

Budem vďačný za všetky vaše pripomienky. Daľšie obrázky pridám ak bude treba, tento jeden mám v PC vyrendrovaný...

[filla]

za mne proc ne, jen pocitej s tim, ze pri tisku se to hybe docela rychle, tak bych udelal prevody do rychla a hlavne ne ozubenym prevodem, a nebo dvojity remenice pro oba prevody

[Kratus]

render je sice hezkej, ale z 1 pohledu toho moc nepoznáme, stačí pár screenů z programu
-na ozubený převod zapomeň
-jak je vyřešené uchycení kul. šroubů(ložiska, axiální zajištění) ?
-konstrukce posuvu Z(uchycení matice, šoubu) vypadá jak z 3mm plechu - bude se prohýbat
-zjisti si max výšku obrobku a v té dej zezadu žebro z jeklu
-truchu nechápu ten stůl ze dřeva, co se na něj má upevňovat ?

největší poučení dle mého bude zjištění, že takové low cost řešení nemá smysl
buď to zkonstruuj jako frézku s možností 3d tisku, nebo udělej pořádně 3d tiskárnu a frézování si odpusť
například 1-2 desetiny nepřesnosti na ose Z pro 3d tisk je dost velkej problém. pokud bys frézoval pekližku, prostě to o desetinu prořízneš do desky pod ní a nic se nestane

-jaký je rozpočet ?

[chb]

osobně bych měl obavy, že z této kombinace vyjde drahá 3D tiskárna v kombinaci s nepoužitelnou frézkou.

3D tiskárnu bych spíš tipl na kombinaci s laserem nebo 3D skenerem

[jarage]

Ďakujem za postrehy,

ten ozubeny prevod je tam skôr na ilustráciu, s tou dvojitou remenicou je to super nápad, skúsim to zapracovať do návrhu.

To uchytenie Z-kovej matice je dobrý postreh, prerobil som to tak aby to bolo stabilnejšie, v prílohe je pôvodné riešenie a upravené.

Šruby mám zatiaľ v návrhu len v ložiskách bez axiálneho zaistenia, to musím domyslieť hlavne na Ztovke, keď to prerobím hodím tu screeny.

To rebro vzadu z jaklu bolo myslené takto? (príloha)

Stôl z MDF-ky som tam dal preto lebo je:
1. lacnejší
2. nie je problém ak sa do neho nechciac zafrézuje
3. ľahko vymeniteľný
4. z pevnostného hľadiska mi to prišlo skoro jedno vzhľadom na celkové využívanie stroja
5. dá sa teoreticky obrobiť priamo na stroji, napríklad plocha pre vyhrievanú dosku na 3D tlač
6. upínať som na neho chcel všetko čo by som potreboval... nevidím v tom problém (upínky na samorezkách prinajhoršom)
Myslíš že by mohol vzniknúť nejaký problém kôli tomu stolu?

Tú osu Z musím spraviť tak aby tam odchýlky nevznikali... myslím že to nie je nereálne ak uvážim minimálne sily ktoré vyžaduje 3D tlač, hlavne to uloženie trapezakov v hornej doske, tam to musím spraviť tak aby nevznikla žiadna vôľa.

Nerád by som sa vzdal možnosti frézovania, to by som volil asi celkovo jednoduchšiu konštrukciu alebo kúpil nejakú tlačiareň rovno. Pod frézovaním teda v mojom prípade myslím nejaké vŕtanie DPS-iek, gravírovanie dreva, frézovanie otvorov do plastových elektrikárskych krabičiek a tak podobne, čiže všetko v spodných úvratiach Z-ka, ak niečo vyššie tak len penové materiály na formy pre laminovanie a tak podobne...

Rozpočet by som najradšej natlačil do 1000e ale tak ako pri všetkom to asi pôjde nakoniec trocha vyššie.

[Kratus]

-pokud jsou všechny díly vypadající jako dřevo z mdf, bude se to kroutit jak zadek brazilské tanečnice
-uchycení lineárů do mdf je nesmysl
-žebro ok, aspoň na něj můžeš chytit kabely atd..

-stále mne zajímá předpokládaná cena
-můžeš si ještě měnit zadání BP ?

[jarage]

No jak vravím je to ešte len návrh takže to nemusí byť nutne MDF, zatiaľ ako som písal mám len tie KM z minula, ostatné veci chcem začať zháňať až keď budem mať finálny návrh... Aký materiál by bol vhodnejší? Preglejka 24mm hrubá?

Cenu som napísal, nepočítal som to zatiaľ presne, dúfam že do 1000e by som sa vošiel...

No ono ja ešte tému ani nemám stanovenú, tento návrh je z jedného projektu z minulého semestra kde som sa neoficiálne dohodol že by som v tom mohol pokračovať na BP, čiže všetko je zatiaľ otvorené.

[chb]

jen pro jistotu - 3D tisk a ostatní co jsem jmenoval působí na konstrukci většinou jen jedním směrem.
Ale - točící se nástroj napřed do materiálu nechce, tedy odtlačuje se od materiálu co mu vůle a tuhost stroje dovolí - pak už se konečně chytne a ostřím silou zajede do materiálu a přitáhne se k němu - opět co mu vůle a tuhost stroje dovolí, odebere šponu, pohyb stroje ho dožene, dovolí mu zase uhnout .... a vše se opakuje o kousek dál. Dej si pod vrtačku kus plastu a vyvrtej do něj díru - pokud jej nebudeš mít upnutý přímo u vrtáku, předvede ti o čem mluvím.

Pokud to má frézovat, je škoda tomu dávat parametry potřebné pro 3D tiskárnu a obráceně.

[Kratus]

pekližka je určitě vhodnější viz. http://www.c-n-c.cz/viewtopic.php?t=5177" onclick="window.open(this.href);return false;

mám to chápat tak, že tvůj vedoucí viděl tento návrh a souhlasil s jeho budoucím vypracováním ?

osobně bych raději postavil menší frézku jako BP a tu pak využil k výrobě tiskárny

[zverodoktor]

Ahoj,
MDF sa nejak moc nekrúti. Ide o drevo-prachový materiál, ktorý teplotou a vlhkosťou dilatuje, ale nemá tendenciu krútiť sa. Existuje celá kopa projektov, kde užívatelia vyrábajú routre na drevo celé s MDF, dokonca takáto konštrukcia je aj v knihe "Build your CNC". Preglejka, tá sa krúti. Navyše, už z obchodu je často ohnutá, MDF nie. MDF nakoniec môžeš viackrát napustiť nariedeným lakom (nie vodným), poriadne, aby sa uzavreli póry a bude to výrazne lepšie. Tu je rozmerová stabilita surovej MDF:
Length & width : 0.3% from 30-90% RH,
Thickness :5% from 30-90%RH.
tepelná dilatácia 12um/K/m
Stôl s MDF tiež nieje taká kravina, drevári to používajú bežne, dokonca som videl aj s vyrobenými T-drážkami. Videl som niekde dobrý nápad, kde autor navŕtal do MDF otvory v rastri a použil z druhej strany tzv. narážacie matice. Ak ti to konštrukcia dovolí, použi ich do MDF tam, kde je materiál viac namáhaný, napr pri uchytení lineárov. Obyčajné drevovruty sú problém, hlavne ak ich dávaš zo strany, MDF sa občas štiepi, je lepšie vlepiť epoxidom závitovú vložku do dreva.
Nehádam sa, že hliník by nebol bol lepší, ale závisí od možností a rozpočtu. Každopádne napr. 12 mm Al. doska by nemusela byť pri potrebných rozmeroch až taká finančná záťaž, ale zas treba rezať závity, frézovať otvory na stroji, s MDF to zvládneš na stojanovej vrtačke. Alternatíva je hrubší Texgumoid, a obvykle po školách sa nájde, GUMON Bratislava chrlil toho svojho času tony. Len ten smrad pri obrábaní.
Ložiská by boli použiteľné dvojradové guľkové, na tento stroj splnia účel. Snáď len toľko, že to uchytenie guličkovej skrutky by malo byť aspoň na hnanej strane stabilnejšie, keď tak s hrubšieho materiálu, inak to bude uhýbať. Na obe strany daj prírubový ložiskový domec, aby si s ním mohol pohybovať, ten patvar ktorý spája osi nepoohýbaš presne a bude problém s nastavením (to celé uchytenie je trochu také "čínske riešenie")
Čo sa týka tuhosti, Pri tom, čo chceš obrábať budú sily pôsobiace na stroj tak malé, že to s tým ani nepohne. Frézka 1-2 mm do plošného spoja ide sama, plast a drevo je tiež v pohode. Produkčný stroj to nebude, ale to ani nieje zámer. Pri menších rýchlostiach a úbere to splní účel, neviem či aj očakávania . Laserovú diódu to unesie tiež. Isteže na stovku to nebude, ale to asi ani nieje cieľ. Keď človek pozerá ne internete niektoré konštrukcie, na ktorých autori obrábajú PLSP a funguje to k spokojnosti, toto je na ten účel čo požaduješ v porovnaní s tým kráľ CNC . A primáne využitie je 3D tlačiareň nie?

[prochaska]

CNC které má díly z MDF je něco jako bicykl slepený ze zápalek - dá se to vyrobit, existuje to, ale používat bych to nechtěl

Jestli to má být levné, tak proč je takový problém si někde nechat vypálit desku ze železného plechu? I když člověk opomene všechna pravidla konstrukce strojů, tak pořád to železo bude o řád lepší než nejsofistikovanější konstrukce z MDF

[Kratus]

Ano, mdf se nekroutí vlivem vlhka, já narážel na pevnost.. pokud do mdf chytíš kul. šroub, bude se při posuvu prohýbat.
stůl z mdf je v pohodě, dokud do něj nenarveš lineáry - to už bych raději volil stůl pevný

a to hlavní - to, že někdo vyrobí cnc z mdf ještě neznamená, že je tato konstrukce správná. hýbat se to nějak bude vždy...

koukni se například na tento stroj http://www.c-n-c.cz/viewtopic.php?t=7496" onclick="window.open(this.href);return false;
jednoduchá konstrukce z jeklu, cenově přijatelná. neříkám abys někoho kopíroval, ale klasická konstrukce by byla vhodnější než návrh.
on by ti to pak oponent mohl hodit na hlavu.

[zverodoktor]

Primárne využitie je 3D tlačiaren, teda rýchly stroj s minimálnymi silami pri práci. Ak tam treskne železnú platňu, pri väčších rýchlostiach bude musieť s tými 0,35 nM motormi brzdiť pol metra. Ja chápem, že C-N-C má mať tuhosť, ale prečo v diskusii každá konštrukcia tu na fóre ak nieje minimálne s polymerbetónu alebo železného plechu 25 mm je považovaná za absolútne funkcie neschopnú? Na šponu 1 mm pri hĺbke 5 mm to nebude, ale to nikto ani neočakáva. Videl som MDF stroj u kamaráta stolára a svoj účel to splnilo perfektne. Teda routrovanie do dreva. A aj keď tomu tu nikto neuverí, obrobky boli v na drevo dostačujúcej tolerancii aj reprodukovateľné. Keď to staval, vedel čo chce obrábať a to aj obrába, nakoľko hranice sú dané konštrukciou. A konštrukcia pomerom medzi účelom, zbožnými prianiami o zlepšení a rozpočtom. Ak ma nezabrzdí rozpočet, v zbožných prianiach čo by som všetko na tom mohol robiť ak by som chcel, kúpim na konci každej úvahy profi 5D centrum.
Súhlasím, podoprené tyče a guľové skrutky sú v MDF konštrukcii degradované čo sa týka presnosti, tá klesá. Ale o to viac stroj využije pri slabších pohonoch hladký chod s nízkym trením. A tlačiť to bude dobre. A frézovať do PCB bez akýchkoľvek problémov tiež. A Jarage presne toto očakáva.
Ale zas aby som nevyzeral, že ak nepoužije MDF bude to chyba, lebo je to ideálny materiál (nieje ):
Jarage, si strojár. Skús si spočítať priehyb MDF dosky s podopretými tyčami pri nejakej záťaži. A uvidíš... V prípade núdze Jackl s druhej strany podopretych tyčí konštrukciu spevní, ale to už bude asi lepšia tá Al. platňa.

[prochaska]

Ono je tam několik věcí v rozporu - rozjezdy 400 x 500, 3D tisk, frézování, proto ta zmínka o železe.

Ale omlouvám se, opět jsem se nechal unést. Zařekl jsem se, že se nebudu vyjadřovat k dřevěným CNC a k CNC na podepřených tyčích. A zase jsem to porušil...

[zverodoktor]

Prochaska, to su len predsudky . Ale v tom co pises, je vela pravdy. No niekedy sa prax paradoxne rozide so vsetkymi teoretickymi predpokladmi. Treba vidiet, vyskusat a az potom definitivne nad tym zlomit palicu.