Trasformazione CNC Trapano Fresa fervi TO46

[kf00115]

Ho già visto nel forum diversi interventi in relazione a quello che vorrei fare io e ho notato molti interventi decisamente professionali anche se realizzate da persone che lo fanno per hobby. Se qualcuno ha la gentilezza di leggere quello che andrò a scrive probabilmente potrà eliminare qualche mio dubbio in modo che possa trovare una soluzione ottimale
Ho un trapano fresa Fervi T046 acquistato nel 2009 e mai usato , anche per motivi di spazio fino a due anni fa. Adesso ho trovato lo spazio ricavandolo in un angolo del garage e anche il tempo per fare un po’ di cose. Ho recuperato un vecchio tornio Angelini MAS 165S che sto restaurando etc. etc. Il trapano fresa Fervi lo sto usando principalmente come trapano e qualche volte per piccole fresature di spianatura o realizzazione di asole per chiavette .
L’asse X e Y è realizzato con una vite trapezoidale – chiocciola da 25mm di diametro e credo un passo di 5 mm, l’asse Z è mosso da una ruota dentata – cremagliera.
Recentemente, stanco di stare continuamente a modificare il rapporto delle pulegge per variare il numero di giri più ottimali ho tolto tutta la parte elettrica e ho installato un motore trifase 230/380V due poli a 1400 giri/minuto gestito da un inverter vettoriale così posso selezionare le velocità di rotazione opportune in maniera molto semplice. Ora vorrei fare un ulteriore passo avanti, decisamente più complesso e più costoso: trasformare la fresa in CNC
Ho grossomodo focalizzato alcune idee che espongo:

-1- Dotazione elettrica/elettronica: 3 motori stepper Nema 34 coppia 10-11 Nm con relative schede driver e alimentatori. Su internet ho visto kit completi con costi dai 400 ai 600 euro.

-2- Asse x e y: per il momento utilizzare le due viti trapezioidali esistenti dotandole di motorizzazione. Probabilmente la non trascurabile coppia dei motori giustificherebbe un montaggio direttamente sull’ asse ma poi avrei grandi aumenti di ingombro quindi opterei per un montaggio disassato tramite pulegge con cinghia dentata, di diametro opportuno per consentire la presa a più dentia . Meglio non far girare gli stepper a velocità elevate per cui opterei per un rapporto 1:1

-3- Asse z: non penso di usare il movimento diretto a cremagliera esistente tanto meno motorizzare il volantino in quando l’errore è decisamente elevato. La soluzione con chiocciola cremagliera viste sul forum è decisamente migliore. In tal caso dovrei rifare una flangia più larga . Probabilmente anche lo stepper NEMA34 per l’asse z potrebbe essere esagerato; Forse è sufficiente un Nema 23

-4- scheda controllor da collegare al PC , sempre su internet, in grado di gestire 3 Assi (in genere gestiscono 4 assi utile a limite x future espansioni ad esempio un testa girevole…), c’e ne sono a valanga con costi abbastanza abbordabili da 40 a 80 euro circa. Sono tutte o quasi collegate a porta parallela.

A questo punto vorrei avere un parere su alcuni dubbio che mi pongo:

-1- Cosa altro serve per fare funzionare il tutto?
Un software per trasformare un file ad esempio da DXF a GCODE
Un software di pilotaggio tipo Mach3

-2- I controller sono tutti pilotati da presa stampante tipo Centronics a 25 pin. Non esistono più sui PC attuali. Se uso un convertitore USB/Centronics 25 pin, funziona ugualmente? Perdo alcune funzioni? Il sistema è abbastanza veloce (penso ad esempio per fare cerchi o altro non vorrei venisse seghettato..)

-3- Il Mach3 riesce a compensare il Backslash ?

-4- Sostituzione delle viti trapezoidali con viti a ricircolo di sfere :

- la vite attuale ha diametro 25mm; la vite a ricircolo, più ingombrante , probabilmente dovrà essere più sottile; qualcuno ha esperienza in tal
senso?

-5- Lavorare tale vite al tornio non è una passeggiata.

Scusate la prolissità. Sono apprezzate tutti i consigli. Grazie

[scj]

https://www.cncitalia.net/forum/viewtopic.php?t=42535

Questo il mio intervento su una macchina del genere.
Prima di dirti cosa (a distanza di anni) va e cosa no, fammi sapere se lo hai già letto.

[kf00115]

Nella mia ricerca che sto facendo da quasi 5 mesi avevo anche visto il tuo lavoro, magari a tratti perché
mi era comparso cercando su internet. Ora me lo sono guardato tutto. Veramente un ottimo lavoro.
Utilizzi motori NEMA34 che é vero che sono probabilmente eccessivi ma alla fine non é il risparmio di qualcosa che fa
una grande differenza.
Io ho trovato dei kit con 3 Nema34 + 3 Driver adeguati + 3 alimentatori a prezzi tra i 380 e 450 euro
del tipo 3Axis Nema34 stepper motor 1600oz.in Dual Driver DM860A ; Il driver é diverso dal tuo.
3 motori, 3 driver, 3 alimentatori e 1 controller per Mach3 che va su parallela

Queste sono le fasi che ho previsto:

Inizialmente vorrei lasciare le viti trapezoidali sugli assi X e Y e montare solo la parte di controllo
(motori etc..)

Ipotizzavo non l'accoppiamento in asse motore-vite (troppo sporgente) ma tramite flangia e due pulegge dentate metriche
rapporto 1:1

Per l'asse Z non useri assolutamente il pignone cremagliera che ha un gioco indecente ma una vite a ricircolo esterna.

Solo che le flange le devo fresare manualmente e quindi realizzarle il più possibile con angoli retti

Poi dovrei dotarmi del software Mach3 anche demo e fare delle prove non so se e quanto il Mach3 corregge il backlash

La porta parallela é un impiccio. Non so se un convertitore USB/parallela garantisce le stesse funzionalità. Forse qualcuno si altri no
Mi pareva di aver trovato in giro informazioni su un controller USB ma dovrei ricercare.

Ultima ipotesi sostituire le vite trapezoidali con viti a ricircolo
La mia fresa monta viti diametro 25 mm e passo 5 mm ( mi pare )
Ci vorrebbe una vite a ricircolo di misura più piccola in modo che la chiocciola non sia troppo ingombrante rispetto a quella esistente
anche perché se smonto la tavola per fare l emisure poi non posso fare fresature per ridurre ingombri o aumentare gli alloggiamenti.
Non ho la più pallida idea della misura. Dovrei smontare la tavola
E poi le viti a ricircolo andrebbe lavorata per rifare i codoli come quelle esistenti. E anche qui qualche problema.

Queste sono al momento le mie ipotesi, ben vengano tutti i consigli che potrai darmi così evito di fare delle cose che poi non hanno portato a soluzione.

[Fiveaxis]

Ti posso dare il mio parere da meccanico.
Se vuoi rendere la macchina CNC ti consiglio di sostituire le viti trapezioidali originali con viti a ricircolo di sfere poichè il gioco di inversione (che può essere anche di 2-3 decimi!), benchè possa essere recuperato dal software, non ti consente di lavorare.
Le macchine a CNC seguono dei percorsi utensili che, nel 99% dei casi, prevedono continue inversioni degli assi in lavorazione. Con la fresa impegnata, invertire il percorso, potrebbe danneggiare o addirittura rompere la fresa stessa.

Volendo si potrebbe recuperare il gioco della chiocciola trapezioidale modificandola opportunamente, questo però implicherebbe un usura rapida della chiocciola stessa e della parte centrale della vite (quella che di norma lavora di più).
Creandosi questa usura irregolare, diventa progressivamente sempre più difficile recuperare il gioco.

Le teste delle viti a ricircolo si riecono a tornire, con difficoltà e pazienza, ma si fa. Il tornio ce l'hai!

[scj]

C'è tanto da scrivere su quella macchina. Più tardi ti dico le mie valutazioni.

[scj]

Utilizzi motori NEMA34 che é vero che sono probabilmente eccessivi ma alla fine non é il risparmio di qualcosa che fa
una grande differenza.

Ho usato dei piccoli motori nema24 (e non 34) da 3 Nm .

Io ho trovato dei kit con 3 Nema34 + 3 Driver adeguati + 3 alimentatori a prezzi tra i 380 e 450 euro
del tipo 3Axis Nema34 stepper motor 1600oz.in Dual Driver DM860A ; Il driver é diverso dal tuo.
3 motori, 3 driver, 3 alimentatori e 1 controller per Mach3 che va su parallela

Elettroniche ce ne sono molte. Gli AM882 che ho usato io li reputo, a distanza di anni, il miglior driver che si possa trovare sotto i 70 Euro. Se li prendi direttamente oltreoceano quelli sono i prezzi.
A mio avviso potrebbero essere sufficienti drivers più piccoli ed economici tipo i dm556 che costano meno di 50 euro l'uno.

Queste sono le fasi che ho previsto:

Inizialmente vorrei lasciare le viti trapezoidali sugli assi X e Y e montare solo la parte di controllo
(motori etc..)

Ipotizzavo non l'accoppiamento in asse motore-vite (troppo sporgente) ma tramite flangia e due pulegge dentate metriche
rapporto 1:1

Per iniziare vanno benissimo le viti originali. Giusto per prendere pratica e capire la macchina. Viti che naturalmente in seguito dovranno essere prese per mano o costruendo una chiocciola con recupero del gioco e sostituendole con viti a ricircolo.

Per l'asse Z non useri assolutamente il pignone cremagliera che ha un gioco indecente ma una vite a ricircolo esterna.

Questo è il vero problema della macchina. Alla fine è un buon trapanone a colonna ma una fresatrice un pò così. Nasce per lavori manuali dove si abbassava lo z fino alla quota prevista poi si chiudeva il collare del cannotto e si iniziava a fresare. In versione cnc il cannotto bisogna lasciarlo sempre libero e per quanto si cerchi di ridurre al minimo il gioco, vi è sempre un pò di oscillazione quando è libero, il tutto amplificato dalla vite esterna montata come ho fatto io.
Qualcuno aveva montato due viti, una per lato. Sicuramente sistema che funziona meglio del mio che ha vite singola ma che comunque non evita quel piccolo gioco che resta tra cannotto e canna dello Z

Poi dovrei dotarmi del software Mach3 anche demo e fare delle prove non so se e quanto il Mach3 corregge il backlash

Mach3 corregge perfettamente il backlash ma se hai backlash questo si traduce inevitabilmente in giochi e vibrazioni in lavorazione (il carro è libero di muoversi di quel pò di spazio che resta tra le creste della vite e le creste della chiocciola. In parole povere o hai una macchina che pesa tonnellate oppure con la t 046 capita che quando l'utensile inizia ad attaccare il materiale (metallo o alluminio) il banco vibra tutto perchè può muoversi appunto di quel pò di gioco che c'è.

La porta parallela é un impiccio. Non so se un convertitore USB/parallela garantisce le stesse funzionalità. Forse qualcuno si altri no
Mi pareva di aver trovato in giro informazioni su un controller USB ma dovrei ricercare.

La parallela non è un impiccio. Anzi. Se trovi il pc giusto che viene settato correttamente non ha molto da invidiare a motion controller più blasonati. Certo, i nuovi controller usb o ethernet sono molto validi (quelli buoni, non le cinesaglie che sono spuntate nell'ultimo periodo) e risolvono in maniera elegante qualche problema che la parallela può avere. Ma non escluderei immediamente la parallela come sistema di controllo. La mia, tutt'ora, è pilotata tramite la parallela. E' una macchina tutto sommato lenta che non ha bisogno di schede super performanti.

Ultima ipotesi sostituire le vite trapezoidali con viti a ricircolo
La mia fresa monta viti diametro 25 mm e passo 5 mm ( mi pare )
Ci vorrebbe una vite a ricircolo di misura più piccola in modo che la chiocciola non sia troppo ingombrante rispetto a quella esistente
anche perché se smonto la tavola per fare l emisure poi non posso fare fresature per ridurre ingombri o aumentare gli alloggiamenti.
Non ho la più pallida idea della misura. Dovrei smontare la tavola
E poi le viti a ricircolo andrebbe lavorata per rifare i codoli come quelle esistenti. E anche qui qualche problema.

Queste sono al momento le mie ipotesi, ben vengano tutti i consigli che potrai darmi così evito di fare delle cose che poi non hanno portato a soluzione.

Se vorrai montare viti a ricircolo ridurre il diametro rispetto le trapezie originali è d'obbligo perchè far passare una chiocciola li dentro non è semplice. Qualcuno lo ha fatto ma ha dovuto fresare la tavola a croce internamente per poter alloggiare supporti per le chiocciole. Insomma non è una passeggiata. Vero è che però dopo poco le viti prenderanno talmente tanto gioco che il passaggio al ricircolo o a un sistema di recupero è un passo obbligato.
Devi studiare per bene la cosa.

A distanza di anni devo dire che la macchina mi ha dato un pò di soddisfazioni e qualche grattacapo. La precisione non è molto alta perchè nasce come trapanone a colonna e a meno di sventrarla per sistemarla per bene quei problemi li avrà sempre. Tornassi indietro cercherei una macchina diversa sulla quale metterci le mani. Ho in programma comunque di sostituirla con qualcosa di più prestante in termini di precisione appena troverò l'occasione giusta. La promuovo solo perchè è stato un ottimo banco prova (che comunque sto utilizzando ancora) che mi ha permesso di fare un bel pò di esperienza e capire quindi tante cose.

[Fiveaxis]

OT
@Scj
Se vuoi precisione, retroffita una di queste e i centesimi li tiri fuori in scioltezza!!!

Deckel Fp2.JPG

PS: Puoi anche prevedere 4° e 5° asse!
FINE OT

[scj]

FP1?

[Fiveaxis]

FP2...La Fp1 è un po' troppo piccolina (X300 Y150)...

[scj]

trovamene una

Fine OT

[kf00115]

Intanto Vi ringrazio per i consigli e per l'esperienza che mi raccontate. Capisco che la fresa o meglio il trapano fresa é quello che é ma anche il prezzo pagato é stato in relazione. Conosco gente che ha frese che pesano forse 25 q.li (a occhio) e sono nate per essere frese, forse solo la tavola peserà 100 e più kg.
Intanto valuto cosa e come fare e Vi aggiorno passo passo.
Penso che le viti a ricircolo , anche se sono di primaria importanza , le affronterò per ultimo anche perché prima devo smontare le tavole per capire gli spazi a disposizione e una volta smontate la fresa non lavora più. Ho visto su youtube che qualcuno ha dovuto fresare sotto la tavola asse X per aumentare lo spazio per alloggiare il porta chiocciola e nel mio caso devo trovare qualcuno che mi fa la fresatura perché non ho una seconda fresa. Probabilmente anche la tavola asse Y avrà qualche rognetta. Devo smontare le tavole e ragionare sugli ingombri e capire quali viti esistono in commercio e scegliere la misura idonea cercando di non ridurre troppo il diametro utile della vite.
La tornitura della vite a ricircolo, una volta consumata la parte esterna più dura potrebbe esser meno problematica di quanto sembri. Non l'ho mai fatto e il rischio di sbagliare c'é sempre. Magari per prima farò quella dell'asse y così se la devo ricomprare costa meno in quanto più corta. Non so nemmeno come prendere nell' autocentrante la vite senza rovinare il profilo. Il tornio c'e l'ho e l'ho quasi tutto risistemato. Nel complesso non va male ma purtroppo ha una conicità di 4-6 centesimi sulla tornitura cilindrica su una lunghezza di 17 cm su tondo diametro 60mm senza contropunta.
Sotto l'autocentrante il diametro é più piccolo rispetto alla tornitura in punta più distante . Ma a distanza 0, 8, 17 cm con il comparatore il pezzo gira centrato. E' come se l'asse del mandrino puntasse verso il lato opposto della torretta utensile o forse sono le guide del carro. Ma su questo chiederò consiglio su un altro post dedicato. Quindi non mi fiderei a tornire le viti.

Non sono riuscito a capire come inserire una foto nel form. Una volta lo avevo anche fatto ma al momento c'é qualcosa che non va forse mi manca un pulsante. Se mi date una dritta lo apprezzerei molto.

[kf00115]

Una domanda: vedo che tutti fanno le flange di fissaggio motori stepper in alluminio. Questo perché più lavorabile, leggero e forse più rigido del ferro o perché il ferro essendo paramagnetico potrebbe influenzare il funzionamento del motore?

[scj]

Facilità di lavorazione e, al limite anche per questioni di peso.

[SWL]

Il fissaggio dello stepper non influenza se non marginalmente la rigidezza della macchina. Il giunto separa il motore dall'albero e la rigidezza che risulta importante è solo quella torsionale. Stante l'infima coppia e la non-rigidezza torsionale intrinseca degli stepper, per il loro fissaggio si può utilizzare qualsiasi cosa.

Negli stepper, il circuito magnetico è confinato all'interno dei motori (a differenza dei motori asincroni, per esempio). Quindi nessuna influenza per materiali ferromagnetici in loro prossimità. Attenzione invece bisogna prestarla ad eventuali magneti che dovessero accostarsi. In questo caso, il loro flusso potrebbe entrare nel circuito magnetico del motore e modificarne (peggiorandole) le caratteristiche.

Nota: è l'alluminio ad essere paramagnetico, non il ferro. Il ferro è... ferromagnetico (ovviamente).

[kf00115]

Sul paramagnetico hai ragione ma manca un "non" prima.... anche perché data la professione che svolgo sarebbe proprio grave. Il mio dubbio era che a seconda del materiale ferroso (diversa percentuale di carbonio) si potrebbe creare un magnetismo residuo che metterebbe in crisi il motore. Con l'alluminio il problema non si crea. Solo che volendo usare l'alluminio , dalle mie parti, si deve comprare una barra da 6 m con costi elevati mentre il materiale ferroso piatto, tondo o profilati li vendono anche tagliati a1 m o a 2 m e comunque costa molto meno. Parliamo di 1 euro al kg per il ferro e 4-5 euro al kg per l'alluminio. Al limite usando un piatto di ferro di spessore 6-8mm o un profilato rettangolare, sempre in ferro.