Primo progetto pantografo CNC

Sezione dedicata alla tua CNC: Costruzione, descrizione, foto, accorgimenti ed errori di progettazione.
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Pietro595
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Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Pietro595 » mercoledì 27 marzo 2019, 19:35

Ciao a tutti,
scrivo questo post per tener traccia della costruzione del mio primo pantografo CNC.
Qualche mese fa, incuriosito da alcuni video sul tubo di lavorazioni con frese hobbystiche, ho deciso di acquistare una 3040 cnc cinese su ebay. Potendola tenere esclusivamente in camera l'ho subito dotata di un box per tenere il tutto il più in ordine e pulito possibile.
Ci ho giocato un po', ho fatto qualche lavorazione su legno morbido e ho cercato di capire se potesse piacermi come hobby.
Oggi, cercando di lavorare un portafoto in faggio, il mandrino (o l'elettronica, devo ancora controllare) ha deciso di abbandonarmi. La macchina la reputo un'ottima base per approcciare a questo mondo ma ha gravi lacune strutturali...ho quindi deciso di progettarne una cercando di puntare molto sulla meccanica.
Di seguito qualche "constraint" per la progettazione:
-si chiamerà Pluton :D
-le dimensioni massime di ingombro della macchina dovranno essere di 700x750x700 che sarebbe il volume del box
-mandrino cinese da 2.2 kw 80mm er20
-luce sotto il ponte di 100-150 mm
Detto ciò vi lascio con un'immagine della semidefunta 3040 e inizio a progettare l'asse Z.
IMG_20190327_192908.jpg
IMG_20190327_192928.jpg
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Pietro595
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Re: Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Pietro595 » giovedì 28 marzo 2019, 18:31

In linea di massima ho deciso che aspetto e che ingombri avrà il mio asse Z
vista generale asse Z.png
Ho ordinato una SFU1605 con bk\bf12 da bangood, lunghezza 300 mm.
Al momento ho fatto un disegno un po' generale, basandomi sulle quote trovate sul sito dei vari venditori.
Ero partito dall'idea di usare i pattini hiwin hgh15 per tenere il più compatto possibile l'asse z. Vedo però dal disegno che anche quelli da 20 ci starebbero tranquillamente, l'unico inconveniente qualche cm in meno di corsa dell'asse. Valuterò all'arrivo della vite gli effettivi ingombri e deciderò di conseguenza.
Ho deciso di montare le rail sulla parte mobile e i pattini sulla parte fissa a filo della piastra. Per l'assemblaggio sto prevedendo degli scassi e se serviranno dei fori per spinare le varie piastre di giunzione.
L'idea è di far fresare i vari pezzi con macchine professionali ma ho un dubbio per il montaggio delle rail, mi complico troppo la vita prevedendo di mandarle entrambe in battuta sul loro riferimento? O conviene usarne una sola in battuta sul riferimento e fissare la seconda allineandola alla prima?
particolare riferimento rails.png
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Pietro595
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Re: Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Pietro595 » martedì 2 aprile 2019, 13:45

Arrivata la sfu1605 da 300 mm.
Ho subito provveduto a smontare completamente la chiocciola per pulire bene ogni componente, ho poi sostituito il grasso e richiuso tutto.
Qui montata sui supporti
IMG-20190401-WA0006.jpg
Ieri sera ho acquistato 3 diver 5.6A DC 24-50V 57/86 DM556 a 2 fasi, li abbinerò a motori nema 23 che devo ancora acquistare. Ho poi bisogno di un consiglio sia per i motori sia per il trasformatore per abbinare il tutto al meglio, purtoppo di elettronica poco o niente.

Per le guide a ricircolo, abbandono HIWIN e passo a PMI in quanto riesco ad acquistarle tramite l'azienda con un bel risparmio. A seguito di ciò, ho ridisegnato gli assi in funzione dei nuovi pattini, da 20 per l'asse Z e da 25 larghi per X e Y. Le varie piastre saranno in alluminio da 10 a 30 mm a seconda dell'applicazione, appena finisco di sistemare qualche dettaglio posto i nuovi disegni
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Junior73
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Re: Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Junior73 » martedì 2 aprile 2019, 14:05

Ciao Pietro,
con i driver 556 sei condizionato a stare sotto i 50v con l'alimentatore. Per i motori che budget hai? Penso che dei buoni nema 23 /24 possano andare.

Saluti

Pietro595
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Re: Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Pietro595 » martedì 2 aprile 2019, 17:53

Sui motori ho più budget, preferisco prenderne buoni che mi durino nel tempo. Pensavo a qualcosa sui 3nm, nema23 o 24, per il momento sono orientato su questi ma accetto volentieri consigli
specifiche nema 23.png
per l'alimentatore pensavo a questo https://www.banggood.com/AC-110-or-220V ... rehouse=CN
alimentatore 48v.png
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Sandeman
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Re: Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Sandeman » martedì 2 aprile 2019, 22:08

Ciao, ho letto la tua avventura in bocca al lupo per la costruzione. Non ti conviene comunque finire prima la progettazione e poi passare alla costruzione dei pezzi. Ciao

Pietro595
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Re: Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Pietro595 » martedì 2 aprile 2019, 23:44

guide, viti e supporti li ho presi per controllare le varie quote pezzi alla mano.
Per la parte elettronica ho già una 3040 che mi si è fulminata settimana scorsa, i driver li ho acquistati per sistemarla e per far pratica con l'elettronica; preferisco iniziare con questi e al massimo rovinare 20 euro di driver piuttosto che rischiare qualcosa di più costoso

L'asse Z ha subito dei leggeri cambiamenti:
-motore ribaltato per trasmettere con cinghia
-pattini e guide PMI da 20 a 4 ricircoli di sfere
-compattato il più possibile in larghezza, ridotta a 160mm e in profondità al minimo degli ingombri affossando tutto nelle piastre
-riferimenti meccanici per guide e pattini

domani sistemo gli ingombri con i fori per i pattini della X

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Re: Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Junior73 » mercoledì 3 aprile 2019, 10:00

Per i motori a questo livello ce ne sono diversi.....su stepperonline trovi tra gli altri questo con spedizione dalla Germania

https://www.omc-stepperonline.com/it/ne ... 60%2C61%5D

che dovrebbe andare bene per le tue esigenze . Hanno anche gli alimentatori (S-350-48). Butterei comunque un occhio anche sui Sanyo Denki.

OT
TI sconsiglio di mettere la fresa in camera (anche se credo tu non possa fare altrimenti) poichè le polveri che producono queste macchine sono molto dannose . Il box non le elimina del tutto.

Fine Ot
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Pietro595
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Re: Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Pietro595 » mercoledì 3 aprile 2019, 23:18

Per il momento è in camera per mancanza di spazio, il box quando chiuso è chiuso. Ho usato profilati in alluminio 20x20 con cava da 6, pannelli in mdf spessore 6 e silicone. Prima che vada in giro polvere ne passa. In ogni caso da qui a un anno cambio casa, con un garage e una cantina a disposizione sarò sicuramente più organizzato.

Al momento sto cercando di capire cosa mi serve effettivamente per la parte elettronica, basandomi sul box della 3040 credo di aver capito a grandi(molto grandi) linee come funziona.
Prende la 220 dalla presa, entra nel toridale che manda fuori "qualcosa" che non mi è chiaro, entra in una scheda(qui c'è una resistenza colata, per quello che non va più la 3040) che mi fornisce la DC per la breakout board a driver integrati, manda i segnali ecc ecc.

Ai driver che ho comprato, devo aggiungerci minimo una breakout board e un alimentatore, basta così? non mi serve anche la scheda per la DC? Sarà un miracolo se non brucio niente #-o

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Re: Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Junior73 » giovedì 4 aprile 2019, 12:18

Sulle macchine autocostruite in genere si usano componenti separati. L'alimentatore alimenta direttamente i driver 556 con 48v (sono al limite ) che a loro volta forniscono corrente ai motori stepper. La scheda di controllo di solito viene alimentata a parte con tensioni di 5,12,24v o altre .
Per iniziare potresti usare anche arduino e grbl 1.1F per poi decidere se usare qualcosa di più "professionale" .Ad esempio nel mio caso lo sto per aggiungere come seconda scheda di controllo sulla prima cnc in quanto gestisce bene i diodi laser di bassa potenza .

Esistono molti schemi di collegamento sotto forma di immagini che ti consentono di capire subito come collegare e configurare le varie parti. All'inizio sembra difficile ma poi una volta capito il meccanismo viene tutto facile anche cambiando programma di controllo.

Saluti

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Re: Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Pietro595 » venerdì 5 aprile 2019, 17:57

Grazie junior,
detta così mi sembra più chiaro. Sto avendo problemi ad allegare le immagini, volevo aggiornare con il definitivo ma mi dice sempre dimensione fuori limite o immagine troppo pesante :?
Oggi pomeriggio ho parlato con la ditta di fianco a dove lavoro, gli ho fatto vedere i disegni e mi ha detto che non ci sono problemi. Passerò settimana prossima per parlare di soldi e definire qualche dettaglio per la realizzazione.

Qualche domanda veloce su un paio di dettagli sempre elettronici:
-alimentatore oltre ai VDC devo prestare attenzione anche ai W o altro? i 3 driver saranno 5.6A DC 24-50V 57/86 DM556 a 2 fasi, mentre per i 3 motori ho deciso di acquistare dei nema 23 della pamoco 3.1 nm 4A. Pensavo ad uno switching 48v almeno 600w, non so se serve la doppia 110\220 VAC(non credo)
-non so che scheda di controllo usare, se non c'è rischio di fulminarla forse preferirei acquistare subito qualcosa di serio(USB o LPT è uguale, ho già un UC100 a casa e funziona alla grande), sento parlare molto bene dell'akz250 ma da profano da una rapida ricerca non ho trovato link di vendita.

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Re: Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Pietro595 » sabato 6 aprile 2019, 13:29

Forse ho trovato la scheda

https://www.ebay.it/itm/3-assi-USB-Mach ... %7Ciid%3A1

mi farebbe comodo una conferma da chi ce l'ha per sapere se è proprio lei
AKZ250.jpg
continuo ad aver problemi a postare certe immagini, eppure faccio le stesse operazioni.
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Re: Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Pietro595 » domenica 7 aprile 2019, 19:28

Leggendo il forum sono capitato nei thread di riporeno...letteralmente ammaliato dalle accortezze meccaniche ho deciso di prendere spunto e copiare alla grande nei limiti del possibile.
Questi sono i disegni aggiornati
Pluton v18.png
Pluton_vista_top.jpg
Pluton_2.jpg
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Re: Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Pietro595 » martedì 9 aprile 2019, 19:48

Aggiorno, per la parte elettronica ho deciso di acquistare la akz250, 109 euro spedita su ebay.
Dopo una chiacchierata con un amico elettrotecnico e qualche ricerca assieme siamo arrivati alla conclusione che se voglio alimentare a 36v mi basta un alimentatore da 350w. vista la pochissima differenza di prezzo prenderò un meanwell trovato a poco meno di 50€ almeno dovrei star sereno che funzioni come deve.

la progettazione prosegue spedita, ho disegnato anche le spalle e sto sistemando il piano di lavoro. Sono un po' in dubbio su come realizzare il piano e sulla posizione delle guide delle spalle. Sono abbastanza deciso a metterle laterali visto che metterle sotto implicherebbe l'uso di un piano\viti adatte a reggere tutto il peso. Vorrei fare una struttura che non mi faccia spendere un capitale in lavorazioni per costruirla ma al tempo stesso all'altezza della struttura sovrastante in quanto rigidità.

Oggi sono arrivate le due viti a ricircolo che mi mancavano e i supporti bk\bf12. I codoli non entravano nei cuscinetti così ho preso la palla al balzo, ho smontato la vite asse z che avevo sistemato e ho portato tutto al lavoro.
Qui ho fatto un po' di controlli, le ho fatte rotolare su un piano di riscontro e sono contento di dire che non sono a banana, ho misurato e riportato in tolleranza i codoli(uno era addirittura a 12.07 :evil: ), ho smontato le chiocciole e qui mi è venuta un'idea. Una 20ina di sfere misurano da micrometro dai 3.15 ai 3.17...sto pensando di acquistare delle sfere da 3.20 penso possa far bene a ridurre il backlasch, stasera faccio una ricerca per vedere che misure trovo.

Ho ordinato i binari e i cursori MSA20S per l'asse Z, su X userò 4 pattini MSA25S.
Per Y sto valutando, o userò 4 pattini MSA25LS(serie lunga) oppure se mi fanno un buon prezzo metterò quelli a rulli sempre da 25, in questo caso credo basti la serie corta :D
Pluton129283.png
Tra piano scanalato e parte più bassa dall'asse Z ho lasciato 150mm di luce. la corsa di Z è qualcosa meno ma contando un piano martire e il fatto che userò un elettromandrino cilindrico non avrò problemi a gestire questa differenza
Pluton 8364.png
Particolare dei pattini in X, ho preso spunto da Pumapiensa e li ho distanziati.
Pluton134.png
Tutte le piastre le sto pensando e disegnando in modo da tirarle finite con un solo piazzamento in macchina, i controfori e i fori sugli spessori li farò poi io al trapano a colonna. Questo dovrebbe aiutare a ridurre il costo del preventivo per le varie piastre
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Re: Primo progetto pantografo CNC

Messaggio da Junior73 » mercoledì 10 aprile 2019, 10:22

Per la Akz250 alcuni nel forum l'hanno usata con buoni risultati.
Una 20ina di sfere misurano da micrometro dai 3.15 ai 3.17...sto pensando di acquistare delle sfere da 3.20
MI son fatto dare da un amico che lavora in una grande azienda che produce cuscinetti delle sfere maggiorate . Volevo provare a sostituirle per vedere l'effetto sul gioco in chiocciole cinesi a fine vita per così dire. Le viti/chiocciole cinesi non sono tutte uguali come qualità indipendentemente dal prezzo o dal fornitore. Mi è capitata una volta una vite che su 800mm aveva un passo errato di 6 decimi.
Controlla oltre al gioco delle chiocciole , il rispetto del passo . Per i supporti i bkbf12 in genere hanno dei cuscinetti economici e possono avere un evidente gioco assiale lato motore. In genere metto uno spessore trai i due cuscinetti o alle estremità .

Per i pattini credo siano eccessivi quelli da 25 (specie a rulli) per il carico di lavoro di una macchina in alluminio (credo) quindi piuttosto "leggera" .

Che prezzo ti fanno sui binari e cursori? Rispetto agli Hiwin?

150mm di luce sono pochini per eventuali 4 asse o morse o ancora semplici mandrini fissi (da tornio) posizionati sul piano di lavoro per lavorare pezzi tondi. Di solito faccio 220mm ...se fai le spalle robuste non dovrebbe inficiare molto sulla robustezza del ponte.

Saluti

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