CNC frézka - stavba gantry

Unk005 · 29. 11. 2023, 11:19

Vážení,
rád bych si postavil hobby 4-osou CNC frézku na dřevo. Míval jsem malou čínskou GRBL frézku s 300W spindlem a tak trochu tuším, kam směřovat mé kroky. Určitě bych chtěl něco krapet výkonnějšího, tj. vyšší rychlost a hlubší záběr. Arduino s GRBL asi může zůstat - přišlo mi v pohodě a asi to bude i nejlevnější dostupné řešení. Možná se ale pletu?

Začal bych konstrukcí vedení a motory. Zde rozhodně již nechci pevný/posuvný stůl jako součást kontrukce. Rád bych tzv. gantry typ viz. obrázek:

Pracovní rozměry cca X 200mm, Y 300mm a Z 100mm. Obráběný materiál si vždy upevním do správné výšky tak, aby byl v pracovním prostoru frézky. Dále bych vedení X upnul přímo na pojizdné domky Y pro co nejvyšší pevnost. To samé pro Z. Minimum mezikusů a spojení.

Otázka - Jaké lineární vedení byste doporučili tak, abych nemusel např. pro osu X přidávat vodící lišty atd.? Na Aliexpressu jsem procházel sady lineárních vedení včetně motorů NEMA23. Doporučili byste nějaký typ?

Děkuji za rady.

Unk005 · 4. 12. 2023, 9:09

Tak jako řídicí jednotku jsem si vybral RAMPS 1.6 a Arduino Mega 2560. Díky GRBL Mega-5x lze ovládat až 5 os, což mi pro X, Y1, Y2, Z, A bude stačit. Navíc GRBL Mega-5x má i post-procesor pro FUSION 360 a existují i další SW s přímou podporou jako GRBLGRU. Cena 660 Kč na Aliexpressu včetně DRV8825 driverů. Sice jsou slaboučké, ale později lze dokoupit externí drivery. Napájení 24V 8A by mělo stačit.

Motory použiji NEMA17 17HS3401S, 5 kusů za 819 Kč na Aliexpressu. Vzhledem k tomu, že plánuji kuličkové šrouby namísto trapézů, tak neočekávám problémy s výkonem. Co jsem se díval na stavby hobby frézek na YouTube, tak používají podobné typy motorů bez problémů i pro frézování hliníku.

Lineární vedení je sakra drahé a jelikož mám přístup k průmyslovému laseru, tak si z 5mm plechu vypálím podstavec včetně otvorů pro hlazenky o průměru 12mm jako vodící tyče. Pro Y1 a Y2 bude stačit jedna vodící tyč na každé straně. Pro X použiji dvě vodící tyče kvůli tuhosti a pro Z nejspíše taky. Gantry osu si udělám z hliníku kvůli hmotnosti. Díky tomu, že nebudu mít pevný stůl, nemusím gantry osu zvedat do výšky, což je lepší pro celkovou tuhost.

Rotační osu si vyrobím na 3D tiskárně. Na Aliexpressu jsou sice železné, ale drahé a pro upnutí dřevěného špalíčku si vymyslím nějaké obyč sklíčidlo na šrouby. Za 100 Kč je k dispozici převod 3:1, což dává výslednou přesnost 0,6°.

Namísto klasického spindlu uvažuji o frézce na 220V, např. Makita. Budu ji muset ručně zapínat a vypínat, ale i kvůli záruce to bude nejlepší. Navíc je výkonově nad dostupnýma 300 až 500W spindlama z Aliexpressu.

HW se chystám dát do krabičky s ventilátory a frézku obklopit plexisklem kvůli odpadu. Vedení a převody se chystám dát tak, aby na ně nepadal odpad při frézování.

Co si o tom myslíte?

josef109 · 4. 12. 2023, 10:48

Sáhni alespoň po těchto lineárech - jsou za hubičku:
viewtopic.php?p=492833#p492833

Dva pohybové šrouby na jedné ose je dobré spřáhnout ozubeným řemenem, jinak se při ztrátě kroků zkříží portál.

Nema17 jsou IMHO dost na hranici, dal bych nema23. Ale na YT funguje i generátor energie z magnetu omotaného drátem...

To jen několik poznámek. Nikdo ti nic nepíše, protože i tohle už je na fóru stokrát napsané.
Nakonec je jen na tobě, jak si to uděláš

Unk005 · 4. 12. 2023, 11:08

josef109 píše: ↑4. 12. 2023, 10:48 Dva pohybové šrouby na jedné ose je dobré spřáhnout ozubeným řemenem, jinak se při ztrátě kroků zkříží portál.

Jako že bys dal jeden silnější motor a oba šrouby pro Y1 a Y2 by jsi spřáhnul pouze řemenem?

josef109 · 4. 12. 2023, 4:39

Unk005 píše: ↑4. 12. 2023, 11:08
josef109 píše: ↑4. 12. 2023, 10:48 Dva pohybové šrouby na jedné ose je dobré spřáhnout ozubeným řemenem, jinak se při ztrátě kroků zkříží portál.
Jako že bys dal jeden silnější motor a oba šrouby pro Y1 a Y2 by jsi spřáhnul pouze řemenem?

Buď tak, a nebo to nechat jak to je (dva motory), a volné konce šroubů spřáhnout řemenem jako prevenci aby se při ztrátě vzájemně nerozešli v poloze. Pokud jsi koukal na zdejší stavby, tak jsi to musel vidět

Unk005 · 5. 12. 2023, 6:23

Takové zapojení mi uniklo. Ale je to dobrý nápad.

atlan · 5. 12. 2023, 10:58

Pozri ako to robia iny https://youtu.be/mmnngeg5AIY?si=2GgYyhVdzKdpf4cZ

Pripadne porovnanie 3 vyrobcov
https://youtu.be/bTuqAPaHFGI?si=RiIY7rWsaMMT8W0j

Unk005 · 6. 12. 2023, 7:52

Shlédl jsem opravdu hodně frézek a překvapilo mě, že existují i takové, které mají relativně slabé motory NEMA17, trapézové šrouby, díly tištěné na 3D tiskárně a přesto dokáží frézovat i měkké kovy a i výsledek je pohledově OK (bez vlnek, překmitů aj. vad).

Například: https://www.thingiverse.com/thing:3004773

Je mi jasné, že toto nemůže konkurovat strojům za desetitisíce, ale jako "hobby" to je domnívám se dostatečné. A jen za pár tisíc.

atlan · 6. 12. 2023, 8:03

Jasne jeden vyrobok jeden zniceny nastroj, a este uber po 0.001. Zrova stym gumenym vretenom na obrazKu

honzaZ · 6. 12. 2023, 8:40

větší motory, lineáry- to všechno se dá z číny/bazarove sehnat za o pár stovek víc než to co jsi měl v plánu a výsledek je úplně něco jiného, sehnat nějakou tuhou základní desku, na tom dostupném laseru vypálit nějaký trámec na bodované zámky. Výsledkem bude uplně jiný stroj, sice pořád hobby, ale nebude to lamač/obrábeč nástorojů. Vezmi si, že to asi chceš pár let používat, s pofidérní konstrukcí rychle cenu lepšího stroje dorovnáš nákupem nástrojů.. poslední problém je vřeteno, tam se moc ušetřit nedá, aspoň nějakou tu makitu, nebo nějaký malý vevor, určitě ne tu parodii

lubbez · 6. 12. 2023, 11:19

Podle mě je konstrukce osy Y úplně blbá. Čtyři lineáry vedle sebe

, dva motory. Velikost strojku je malá a tak by nebyl problém na jedno upnutí v mašině obrobit plochu a udělat drážky na lineáry. Motor a šroub samozřejmě jenom jeden. Několik strojků (a větších) jsem postavil a fungují bez problémů dodnes. Když dáš lineáry dospodu, tak se nebude nic zasírat bordelem z obrábění.

Co se týká třeba těch trapézů, měl jsem takovou mašinku (byla moje první), dělal jí nástrojař a opravdu precizně. Šrouby měly dvojité matky na zvýšení přesnosti. Po dvou měsících byla přesnost pryč a zase půl dne nastavování. Low end čínskej šroub uděllá mnohonásobně víc práce. Já osobně bych začal šroubama na X a Y a podle vybrané délky (dělají je s obrobenými konci) bych teprve zvolil velikost pracovní plochy. Lineáry určitě 15, ty menší nic nevydrží a motory samozřemě NEMA 23.

Unk005 · 6. 12. 2023, 1:56

Takže by jsi dal jen jeden Y motor, k němu kuličkový šroub (např. 500mm) a na druhou stranu jen lineár? Nekroutilo by se to v případě záběru frézky? Aby pak z kruhu nebyl šišoid? Na Aliexpressu jsem našel lineáry SBR16 za přijatelnou cenu.

Motory jsem vybral Nema17 17HS2401, kdy jeden vyjde na 170Kč při 5 kusech. Je to i kvůli driverům DRV8825.

honzaZ · 6. 12. 2023, 2:25

Unk005 píše: ↑6. 12. 2023, 1:56 Takže by jsi dal jen jeden Y motor, k němu kuličkový šroub (např. 500mm) a na druhou stranu jen lineár? Nekroutilo by se to v případě záběru frézky? Aby pak z kruhu nebyl šišoid? Na Aliexpressu jsem našel lineáry SBR16 za přijatelnou cenu.

Motory jsem vybral Nema17 17HS2401, kdy jeden vyjde na 170Kč při 5 kusech. Je to i kvůli driverům DRV8825.

opravdu se vyplatí šetřit 500 na kritické komponentě?
https://vi.aliexpress.com/item/10050058 ... 41cokClmV5
https://vi.aliexpress.com/item/10050048 ... WK2jBkMwQQ

nejlepší by bylo napsat jaký je rozpočet a do toho zkusit poskládat vše co bude potřeba nakoupit z hlediska věcí které si nezvládneš udělat sám, a potom co nejlépe promyslet konstrukci s využitím výrobních prostředků které máš k dispozici.

U tak malého strojku, který nebude nijak slavně tuhý bych počítal se 2 šrouby, konstrukce bude trpět křížením

zverodoktor · 6. 12. 2023, 4:02

Aby to celé nedopadlo ako vždy. Teda že tazateľ si nedá povedať, postaví gumovku a potom čo zistí, že to nedokáže ani polovicu z toho v čo dúfal, sa tu rozpredajú nakúpené diely za polovicu nákupnej ceny ak ich dakto vôbec bude chcieť. Alebo zistí, že ak to má byť čo i len trochu poriadne, dokáže za cenu komponentov a ceny nutného obrobenia kúpiť hotový produkt na Ali, alebo na bazári.
Možno ma opravíte, ale mám pocit, že v tejto sfére low cost rozpočtov a pri cenách porovnateľných hotových strojov podobných vlastností od číňana sa naposledy oplatilo doma stavať tento typ cnc pred 10 rokmi. Aspoň finančne.

lubbez · 6. 12. 2023, 5:51

V žádném případě ne NEMA 17. Klíčový komponent stroje je lineár třeba Hiwin 15, šroub kuličkový na stroj 300x200 mm klidně průměr 12mm. Motor Nema 23 cca 2 Nm a víc, nejlépe s enkodérem, tzv. closed loop. Lineáry tyčové, nedej pánbůh podepřené tyče určitě ne. Ty různé strojky z ebay a alíka jsou naprosto nepoužitelné.
Nema 17 (1Nm), tedy ty prakticky největší, mám na malé CNC "vrtačce", ta má pracovní plochu cca 180x250 mm. Tady mám použité i malé pololu drivery. Při vrtání vcelku pohoda, když frézuju třeba větší díru nebo nějaký tvar do plošňáku 3-4 mm frézou citelně se ohřívají.
p.s. Řoub bych dal doprostřed a lineáry po stranách.