DIY CNC - Il primo approccio

[almo]

@lucazag
Non le riesci a vedere perchè non ci sono
Ho adottato la discutibilissima soluzione di accoppiare direttamente le barre rettificate con dei fori nell'alluminio. Inizialmente l'idea era di utilizzare questa soluzione solo sul primo prototipo (quello che ora è l'asse Z) in quanto poi avevo previsto la possibilità  di andare ad inserire delle boccole polimeriche della Igus.
Il fatto è che il prototipo ha funzionato talmente bene già  senza boccole che ho pensato di ripercuotere la cosa su tutti gli assi. Certo il movimento non è così fluido e serve veramente tanta pazienza per spessorare, ma una volta sistemato funziona sorprendentemente bene.

E' logico, come già  detto, che la durata della macchina in questo stato è molto ridotta, ma è un problema relativo visto che a me interessa essere in grado di fare con la macchina stessa i nuovi supporti di scorrimento. Una volta fatti, li monterò.



Per i motori ho acquistato dei MAE da 1.6Nm e 2.1A/fase:
http://www.cnc-store.it/motore-step-p-658.html


Chiedi pure altro se ti interessa.

[almo]

Aggiornamento:
Ho ultimato il montaggio dei gruppi asse X e Y, quindi la macchina è fondamentalmente completa. Manca solamente montare il gruppo Z sulla struttura e poi inizierò la regolazione e i vari affinamenti.

Ho lavorato le madreviti per gli assi da un tondo di PTFE da d40mm utilizzando una tecnica particolare. Il cruccio fondamentale era di rendere perfettamente ortogonale il foro filettato tpn14 con la faccia di accoppiamento della chiocciola. Logicamente il preforo lo è visto che lavoro sul tornio, ma nel momento in cui si filetta capita che partano filetti leggermente fuori asse. Per farla breve, la tecnica consiste nel forare al tornio uno spezzone di barra di PTFE pari alla lunghezza voluta della madrevite, filettare col maschio TPN14, e avvitarla su uno spezzone di vite TPN fissata nel mandrino del tornio. A questo punto si puo' procedere (con un po' di calma) alle lavorazioni esterne e sopratutto alla lavorazione della flangia di accoppiamento.
Il risultato è stupendo e si facilita incredibilmente le riprese del pezzo (basta avvitarlo e si centra da solo).

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Aggiungo un paio di foto sullo stato attuale della macchina:

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[turbina]

Ti seguo sempre con grande interesse almo, mi piacciono le persone come tè ( non franintedermi ...sono etero) , perchè da neolaureato ti dai da fare senza tirartela tanto, e c'è sempre da imparare nelle tue descrizioni dei procedimenti di lavorazione adottati, ormai ci hai abituati alle sorprese e nonostante le lavorazioni fatte in economia sono tutte motivate e hanno tutte un senso, se già  lavori come ingegnere meccanico da qualche parte buon per te, ma se ancora cerchi il lavoro diciamo definitivo con questo materiale fai un figurone, ti consiglio oltre a postarlo quà  di fare un sito personale , un bel biglietto da visita!

[almo]

Grazie Turbina! In effetti la fresetta mi ha fatto fare un discreto colpo per la selezione per il dottorato di ricerca (che, a proposito, ho passato, sono dentro!).

Bando alle ciance,

Aggiornamento
In queste ultime settimane ho riprogettato e quasi finito il nuovo box per l'elettronica. L'obiettivo era di avere un qualcosa di contenuto, solido, sicuro, ergonomico e ben ventilato in modo da poterlo gestire facilmente. La fresa in sè è piccolina (ca 700x700x500mm) quindi non mi andava di avere un armadio elettrico grande quanto essa o più. Inoltre, utilizzando schedine open non avevo nessuno standard da poter rispettare.
La soluzione più consona è stata quindi di procurarmi una cassetta di derivazione per elettrotecnica (costo irrisorio, 23€).
Ho però dovuto faticare un poco per infilare in 300x220 mm l'alimentatore 24v, la scheda con i driver per gli assi X, Y e Z, l'arduino, i vari cavi, i pulsanti, gli spinotti etc.
Per il momento ho predisposto:
- Un interruttore generale con spia tra lo spinotto della 220 e l'ingresso a 220 dell'alimentatore,
- Un interruttore con spia luminosa tra l'alimentatore e la sezione di potenza dei driver,
- Una spia luminosa relativa allo stadio logico dei driver e di Arduino.
Purtroppo manca un interruttore che mi permetta di disabilitare la sezione logica dei driver mantenendo Arduino attivo. Ci devo lavorare su, ma per ora è meno pressante.
Manca per ora anche la ventola grossa e la griglia di entrata dell'aria fresca. Ho fatto in modo che la ventola estragga.
Ho predisposto pure un foro per alloggiare uno spinotto a vaschetta 15 poli del tipo VGA che mi servirà  per il pendant a cui sto lavorando per effettuare lavorazioni a bordo macchina.

Il problema più grosso, comunque, è che con i nuovi motori necessito di quasi 2.1A/fase, e questo significa far fare gli straordinari ai driver che sono fatti per lavorare senza dissipatori fino a 1.4A/fase. Con 2.1A/fase vanno in autoprotezione praticamente all'istante, anche se dissipando dovrebbero andare. Visto che purtroppo di dissipatori così piccoli qua a Trieste non ne ho trovati ho dovuto capitolare e andare a tagliare e sagomare dei dissipatori più grandi (giù nella foto). Per ora ho solo il disegno 3D solidworks, domani dovrei farli fisicamente. Aggiornerò se possibile.

Vi lascio con una carrellata di foto!

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[almo]

Aggiornamento:
Questa mattina sono riuscito a realizzare i tre dissipatori di cui parlavo nel post di ieri sera.
Le lavorazioni sono state fatte su un trapano a colonna Valex TR16 con una fresetta a candela da 12 e da 6. E' sempre presente il rischio che si sganci il mandrino, ma in più di un anno di fresature leggere occasionali non è mai successo. Visto che so per certo che non è incastratissimo (a volte si sgancia se gli do una botta da fermo), ne deduco che per le fresature che faccio le forze in gioco non sono così alte da sganciarlo.
Detto questo vi lascio con una foto del dissipatore adattato e della struttura di supporto che monterò sui drivers.

Saluti!

[maciolo]

Bravissimo, complimenti...sono curioso di vederla finita... e di sapere il prezzo!!

[elettromirco]

almo sei un grande!anche il dissipatore sei riuscito ad aggiungere!

[mecha]

Seguo molto volentieri questo post e rinnovo i miei complimenti per l'impegno con mezzi modesti e la varieta' di conoscenze dimostrate... se tutti gli ingegneri mettessero piu' le mani in pasta senza inalberarsi solo su teorie forse non si vedrebbero in giro certi obrobri

[almo]

Grazie ragazzi!
Purtroppo per il costo non lo so con precisione; sono due anni che ci lavoro... Diciamo che saranno 500-700 euro, tutto compreso (kress, elettronica, alimentatore, materiale, componenti). Probabilmente avessi speso quella cifra tutta in una volta avrei potuto utilizzare guide e pattini a ricircolo e non dovrei penare le pene dell'inferno con le boccole in alluminio... ma d'altra parte lo scopo era divertirsi imparando e facendo tutto da sè.

Aggiornamento:
Nei passati giorni ho fatto un po' di prove e ho constatato sia alcuni pro che alcuni contro.
In prima analisi sembrerebbe che le viti X e Y girino storte. Onestamente non mi spiego il perchè, ma è così. Specie quella dell'asse X si muove veramente tanto. Fortunatamente ho optato per non fissare l'estremità  opposta al motore per problemi di assialità  non perfetta, sennò finiva che non girava proprio. Vabbè, d'altra parte senza mezzi uno si arrangia come può.
Ora che la macchina corre un po' di più (1800mm/min) ho potuto apprezzare tutti i limiti della (sofferta) scelta dello schema delle guide lineari. Purtroppo l'alluminio su acciaio non va bene; problemi di giochi, di vibrazioni, rumore, e sopratutto usura, tantissima usura.
A dispetto di tutti questi problemi però sembrerebbe proprio che la macchina funzioni discretamente, previo certosino lavoro di setup. Ho fatto alcune prove e il gioco all'inversione resta contenuto nel decimo su tutti gli assi. Non va bene per fare sedi cuscinetto o cose simili, ma per lavorazioni "grezze" sa difendersi.
Per ora fa passate di 0.3mm a 800mm/min con fresa da 3mm a 2 taglienti a 8000 rpm. Ho intenzione comunque di provare a correre di più, magari alzando gli rpm del mandrino.

Parallelamente a queste prove sto progettando le nuove guide lineari. Dati gli scarsi mezzi a disposizione ho optato per un semplice miglioramento delle guide esistenti, utilizzando delle boccole in teflon realizzate al tornio. Tali boccole verranno alloggiate in appositi fori effettuati con la fresa CNC e bloccati in qualche modo (colle o grani, non so ancora). Così facendo le lavorazioni al decimo di cui la fresa è capace dovrebbero bastare.

Vi lascio con un'immagine e un video. Purtroppo la qualità  è scarsa in entrambi, ma questo è quel che passa il convento

http://www.youtube.com/watch?v=hg_fxcVv ... e=youtu.be

[almo]

Aggiornamento:

Ciao ragazzi, in questi ultimi weekend ho continuato il "restyling" della fresetta.
La prima cosa fatta sono stati dei rinforzi alla base, perchè mi sono reso conto che con una spinta di circa 10 N (1Kg ca) sulla punta misuravo una deflessione vicina al millimetro. Mi vergogno moltissimo della cosa. In ogni caso i rinforzi applicati (di cui non ho una foto ora) dovrebbero aver migliorato le cose, ma permane una deflessione di parecchi decimi. Dovrò applicare gli altri rinforzi che avevo previsto e che poi, per mancanza di tempo e voglia, non avevo realizzato.
Il secondo grosso miglioramento che sto portando avanti è la realizzazione delle madreviti precaricate a gioco zero. Lo scopo di cui mi ero prefissato era di arrivare ad avere un gioco all'inversione massimo di 0.05 mm in modo da non dover fare rognosi recuperi di gioco via software (ricordo che il software è interamente home-made) e poter fare lavorazioni con una discreta precisione. Le ho ricavate da una coppia di madreviti in teflon contrapposte e unite da due alberini rettificati d6 con precarico a molla. Purtroppo il precarico non lo conosco, visto che le viti sono sprovviste di datasheet. Dovrò naturalmente andarmelo a misurare, ma per ora vado a occhio.
Ho realizzato, ad ora, le chiocciole e contro-chiocciole per gli assi X, Y, Z, e tutti e 6 gli alberini lavorati. Ora manca solamente rifinire le chiocciole degli assi X, Z, accorciare e sistemare le molle per questi assi, e montare il tutto sulla macchina.
Per adesso però ho potuto montare il sistema sull'asse Y e sono passato da un gioco di quasi 2.5 decimi a un gioco di 3 centesimi, quindi incredibilmente bene. Sono soddisfattissimo. Naturalmente il sistema non è ancora stato testato sotto sforzo, ma se dovesse cedere sarà  sempre possibile aumentare il precarico andando a stringere i dadi delle molle. In alternativa le molle possono essere sostituite da altre con un coefficiente elastico maggiore (sperando di trovarne).
Vi lascio con un paio di foto e un video che documenta il backlash.

http://www.youtube.com/watch?v=lohwAqkn ... e=youtu.be

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[almo]

Ho montato la chiocciola precaricata anche sull'asse X. Per adesso l'asse Z non ne necessita essendo per una questione di peso proprio già  "precaricato".
Tornando a bomba sull'asse X... Mentre sull'Y (vd. precedente post) il gioco si era ridotto in maniera assolutamente drastica (25->3 cent), sull'asse X permane un fastidiosissimo gioco all'inversione vicino al decimo.
Ho effettuato un po' di prove e non riesco a capirne il motivo. Ho aumentato anche enormemente il precarico della madrevite ma con scarso successo, arrivando cioè intorno a 8 centesimi.

Ho un'ultima ipotesi che potrebbe spiegare il triste fenomeno: è possibile che esista un qualche gioco in corrispondenza del giunto vite-motore. Considerato che 0.05 mm lineare equivale a 4.5° di rotazione della vite (tpn14x4), la cosa può essere possibile. Dovrò verificare.

In ogni caso ho fatto una rapida prova su alluminio, fresando un foro passante d20 (è il mio test standard) e, almeno a occhio la precisione è notevolissima. Misurando poi viene fuori uno scostamento di 1 decimo e qualcosa nella direzione X (compatibile dunque con il gioco). Considerando che l'ultima volta (senza precarico) avevo fatto lo stesso test e lo scostamento era di quasi mezzo decimo, posso dire almeno che sto andando nella giusta direzione.

Risolto questo piccolo intoppo dovrei essere pienamente in grado di lavorare i nuovi supporti per la fresa.

Colgo l'occasione per chiedere una cosa: avrei una mezza idea di comperare guide a ricircolo con barre supportate, e ho trovato un sito che ne vende a buon prezzo. Il problema è che tale sito è tra le aziende che non vogliono essere nominate sul forum. Ora... qualcuno ha idea di come posso informarmi se l'azienda è seria o meno? Chiedo perchè c'è una differenza di prezzo notevole rispetto alla concorrenza.

Purtroppo non ho foto/filmati... In settimana provvedo.

[turbina]

Vai su http://www.aliexpress.com

e cerchi

guide ricircolo

anche in italiano