Chi più ne ha più ne metta!! - la mia prima cnc -

[Kayoshin]

Ciao a tutti!!
Sto per presentarvi la mia cnc autocostruita con un po' di alluminio e tanta tanta pazienza

Prima di passare alle prime foto vorrei dire che questa passione è nata all'ultimo anno di superiori e sono ormai 2 annetti che ho iniziato ma, studiando fuori sede, sono a casa solo il finesettimana (le volte che non devo preparare esami) pertanto il tempo non è molto e nemmeno i soldi a disposizione! I momenti di sconforto non sono mancati visto che sono partito da zero sia in campo meccanico sia in elettronica (qui sono ancora a zero ). Poi un giorno cercando in internet ho trovato il blog di kon, un utente molto esperto, che pubblicava le foto della sua code-g e della aero che è stato davvero gentile nel darmi qualche dritta! Naturalmente in seguito ho seguito molto questo forum e mi ci sono iscritto! Si è rivelata una scelta molto molto positiva!!

Spero che la mia avventura possa essere utile a utenti meno esperti e spunto per altri come lo sono state per me tutte quelle lette in questo forum!!

Un'ultima cosa prima di passare alla cnc vera e propria: il titolo fa riferimento ai difetti della mia cnc! Essendo la prima che costruisco e partendo da zero in ogni ambito (prezzi, elementi necessari per realizzarla, documentazione, rivenditori, ecc) man mano che procedevo con la realizzazione mi sono accorto di aver commesso molti errori che segnalerò anche nella descrizione ma che essendo in corso d'opera ormai ho lasciato! Spero che tutti i vostri commenti possano aiutarmi ancora una volta per poterne fare una nuova a regola d'arte magari

[Kayoshin]

Come tesina di maturità  ho realizzato un posizionatore a controllo numerico che aveva lo scopo di modernizzare vecchie presse piegatrici con la semplice istallazione del mio posizionatore! Una vite a ricircolo di sfere gestiva il movimento dell'unico asse presente (Y per la profondità ) dove si sarebbero appoggiate le lamiere per piegarle alla giusta distanza!

Sembrava facile ma non lo è stato affatto! ho realizzato solo la parte meccanica e messo un motore passo passo ma per l'esame è andato bene così

Dalla struttura a quadrato da 800x800mm di profilati quadrati da 50mm di alluminio ho deciso di realizzare una fresa a controllo numerico realizzando anche il secondo e il terzo asse!

Il progetto è stato fatto in AutoCad 3D e prometteva bene!

La parte complicata è stata reperire il materiale senza farmi derubare! Purtroppo non ce l'ho sempre fatta, ma fa parte del gioco anche questo! inizialmente mi sono rifornito in un azienda specializzata in forniture industriali, affidabilità  massima e prodotti di qualità ! Vite a ricircolo di sfere Hiwin da 180€, manicotti e cuscinetti SKF, ecc.. poi ho svoltato in siti internazionali con viti a ricircolo cinesi: prezzi assolutamente non paragonabili!! così come la qualità !!

La verità  è che se risparmi sul prezzo e sulla qualità  ne spendi il doppio in seguito!!

Venendo al progetto: guide ad albero in acciaio temprato diametro 20mm con manicotti a sfere SKF su un asse; guide ad albero con supporto in alluminio e doppi manicotti su un altro asse (materiale non italiano); guide Hiwin da 15 con pattini Hiwin sull'asse Z.
Viti a ricircolo di sfere (come avrete già  capito!) su tutti tre gli assi! (2 della Hiwin una cinese) La prima già  l'avevo ed ovviamente era perfetta! La vite dell'asse Z l'ho trovata su E-buy annunci ad un prezzo stracciante! Ovviamente mancavano delle sfere ma vendeva 2 chiocciole quindi ho provveduto al danno! La terza vite ha impiegato un mesetto ad arrivare ed ovviamente qualche colpo l'aveva preso

Meglio che metta qualche foto:

[Kayoshin]

Nelle foto postate si possono vedere le guide con supporto in alluminio! La foratura della base è stata eseguita in un officina meccanica con un centro di lavoro di precisione per assicurarmi il parallellismo tra le guide! La scelta di mettere 2 manicotti mi sembrava la migliore soluzione (visto ciò che si dice nel forum in quanto precisione)! Magari avrei potuto distanziarli ulteriormente, ma avrei perso malvolentieri quei centimetri di corsa utile

Ecco qualche foto con la vite della Hiwin:

[Kayoshin]

Il brutto di non avere esperienza: a me serve una vite a ricircolo di sfere per movimentare l'asse, il venditore mi dice che costa al massimo 50€ al metro, beh perfetto no?! se non per il fatto che poi nel preventivo mi dice che c'è la chiocciola che ne costa 130 poi ci vogliono i supporti adatti, i cuscinetti di supporto tra la vite e il supporto stesso, la ghiera di bloccaggio e ovviamente le lavorazioni sulla vite per poter entrare nei cuscinetti e la filettatura per la ghiera, e naturalmente ci vuole un collegamento dalla chiocciola al nostro asse. Apparentemente tutte queste cose sono ovvie e banali per utenti esperti, ma all'epoca io non lo ero affatto e dai 50 in un attimo ero a 300

In compenso tutto materiale di ottima qualità  (almeno fin ora!) e con il passare del tempo ho trovato un venditore di cuscinetti a sfere della SKF inglese dove si trovano a prezzi stracciati! Il trucco è che dovete prenderne almeno la metà  in più rispetto a quelli che vi servono, perchè spesso ce ne sono di rovinati, ma a mio avviso ne è sempre valsa la pena!

Allego altre foto del supporto vite con cuscinetto e il supporto di collegamento tra la chiocciola e l'asse vero e proprio, realizzato in alluminio!

[Kayoshin]

Non siate timidi nelle risposte, che se non accettassi le critiche non avrei pubblicato questo argomento

Confido nel fatto che non ci siano difetti anche se secondo me già  la base si è rivelata poco efficiente!

Continuando con la descrizione l'intenzione è quella di realizzare la classica struttura a ponte con la vite dell'asse Y che scorre sotto il piano di lavoro. Per questo mi sono accorto di aver mal considerato le geometrie della base: in questo modo infatti devo creare dei supporti per il piano di lavoro che passino sopra le guide e la vite ovviamente! Oggi eviterei di realizzare una tale base e piuttosto creerei due appoggi principali (dove fissare il piano di lavoro) e che fungono da supporto per la vite e due minori per fissare le guide sulle quali scorre il ponte con Y e Z!

Il collegamento tra le spalle del ponte e i manicotti delle guide non è stato una passeggiata!! Alla fine ho deciso di realizzarlo sfruttando un angolare in alluminio di spessore 10mm fissato ai manicotti da una parte e alle piastre dall'altra. Il peso della piastra non è proprio sull'asse della guida, ma non mi pare possa creare momenti indesiderati! Inoltre come mostra la foto seguente c'è una piastra di collegamento tra manicotti e chiocciola della vite a sfere che non permette la rotazione dei manicotti.. dovrei stare tranquillo! (almeno spero)

Alcune foto anche degli angolari:

[Kayoshin]

La lamiera da 2mm di spessore serve a ripristinare un unico livello al piano di appoggio, altrimenti la spalla appoggerebbe sulla testa delle viti e non è il caso! Esistono degli svasatori che eliminano il problema della fuoriuscita della testa della vite mi direte voi! si ne sono al corrente, ma le viti erano troppo lunghe e sarebbero rimaste fuori lo stesso! Le stesse viti più corte non arrivavano al filetto del manicotto!
L'angolare in lamiera serve da serraggio della piastra!

PS: scusate ma faccio sempre confusione con gli assi, quello del ponte sul quale si muove l'asse Z dovrebbe essere l'asse X, e non Y come ho scritto precedentemente!

[Kayoshin]

Inizialmente prevedevo di muovere l'asse Y con due viti a ricircolo viste le dimensioni, ma ci ho rinunciato per evitare complicazioni come la movimentazione simultanea con un solo motore, oppure con due. Sarebbe stato troppo complicato! Che ne dite?
Allego una foto dell'idea

[Fabietto]

Ciao sei partito iu quarta a quanto vedo.

Se puoi indica la lunghezza dell'angolare di sostegno delle spalle, così ad occhio mi sembra piccolino, i due cuscinetti a ricircolo dovrebbero essere maggiormente distanziati ma magari mi sto sbagliando in quanto non ho idea di come hai deciso di costruire le spalle.
Seconda cosa che ho notato è l'esile spessore della lastra di collegamento degli angolari, sempre ad occhio è un pochino risicato.

Per le due viti non ti sò consigliare ma altri nel forum le stanno usando .
Ciao
Fabio

[Kayoshin]

Ciao Fabio!
si sono partito alla grande per il semplice fatto che la mia macchinetta è già  completa! altrimenti sarei dovuto partire in retromarcia
Gli angolari sono di spessore 10mm, larghezza 80, lunghezza 110 e altezza 70. La larghezza delle spalle è di 110mm, per questo ho realizzato gli angolari con queste misure!

La piastra di collegamento è in alluminio da 5mm di spessore e di larghezza 100, in effetti non ho mai pensato potesse essere esile! Appena pubblico le foto con le spalle e il resto ridammi il tuo parere perchè questo elemento è facilmente sostituibile quindi se servisse provvederei a farlo

Grazie per i suggerimenti!!

[kon]

Ciao e complimenti per la mole di foto allegate
Devo dire che è presto per dare pareri, però sarebbe anche interessante sapere cosa ci andrai a lavorare per capire se è sovra o sotto dimensionata la rigidità .
Per essere la prima cnc sei già  partito con viti e chiocciole a ricircolo, io la prima la feci con viti da ferramenta
Ciò che potrei consigliarti anch'io è il fatto che i carrelli li dovresti distanziare tra loro, tanto da portare i loro estremi ad almeno 160mm, per il discorso degli angolari, non è solo un discorso di spessore quanto di altezza e punti di ancoraggio con le spalle, ma per parlarne occorre aspettare le altre foto, ciao.

[Kayoshin]

Vi accontento subito con altre foto!

L'intenzione è quella di lavorare materiali plastici / legno / piccoli oggetti in alluminio. L'elettromandrino della teknomotor non credo si lasci spaventare tanto facilmente, la struttura mi sa di più.. Mi rendo conto che non posso sforzarla troppo perchè ha qualche anello debole purtroppo.. ma vedremo più avanti
Ma veniamo alle spalle, in alluminio da 20mm sulle quali sono stati predisposti i fori per i cuscinetti della vite e delle barre in acciaio temprato da 20mm oltre che 3 fori di diametro 8mm per il fissaggio agli angolari con viti M8.

Ps: non fate caso alle 2 viti nella foto 17 che sono diverse erano le prime che ho trovato ma in seguito le ho cambiate!

Kon, posso chiederti in base a cosa si stabilisce la distanza tra i cuscinetti? perchè in effetti sarebbero da distanziare ma me ne sarei accorto una volta terminata! Una volta che si vedono gli effetti! Ma inizialmente credevo potesse bastare così! Se ci fosse qualche parametro che permette di avere un'idea sarebbe comodo!

[Kayoshin]

Intanto vi presento anche i motori! 3 motori passo passo privi di qualsiasi etichetta.. già ! Li ho acquistati presso il sito CNC Creostamp come kit completo 3 assi con scheda cinese TB6560 tanto discussa ma funzionante, alimentatore, cavo parallelo, 3 motori da 4ampere e il CD di istallazione! Ricordo che è la prima esperienza! non potevo partire con drivers e controlli sofisticati Ma di elettronica parliamone più avanti!

Ho realizzato (come se l'avessi fatta io ) le piastre di supporto per il piano di lavoro sempre in alluminio di spessore 20mm ricavando lo spazio per il passaggio del motore e della cinghia dentata! A proposito, metto la foto della puleggia dentata acquistata su cnc-store, sito molto interessante nel quale ho acquistato anche le piastre di alluminio per il piano di lavoro! Devo dire che ha prezzi veramente competitivi! e la marce arriva in breve tempo con corriere!

Sull'albero dei motori ci sono 2 spiani perpendicolari tra loro, paralleli all'asse del motore, da qua la mia scelta di mettere 2 grani a testa piatta perpendicolari nella puleggia, in modo da tenerla ben salda!
Il supporto del motore lascia un po' a desiderare ma appena mi è possibile effettuerò un cambio, per il momento fa il suo lavoro!

In realtà  sono ancora indeciso se mettere il motore all'interno oppure all'esterno come in foto.. si accettano consigli!!

[Kayoshin]

Spero che la quantità  di foto non dia fastidio

[kon]

Ciao, non esiste un parametro di calcolo per la distanza opportuna, ma io personalmente credo che sia conveniente avere, in base alla lunghezza utile dell'asse che scorre da spalla a spalla, una distanza tra i componenti di scorrimento pari o di poco inferiore ad 1/3.
Ad esempio sulla Aero ho circa 330mm utili, ma pensa che la distanza tra i carrelli è di 160mm (e qui potevo mantenermi entro i 140mm risparmiando in corsa utile), mentre sulla mia nuova cnc, su 500 utili ho mantenuto un'ampiezza alla base dei carrelli pari a 190mm.
Nel tuo caso una soluzione così ridotta sarebbe aiutata da una doppia vite come avevi previsto inizialmente (ma poi con tale soluzione devi essere sicuro che gli assi lavorino perfettamente in sincrono), mentre con la singola vite centrale devi avere una base più ampia possibile per mantenere l'ortogonalità  tra x ed y, soprattutto quando ti troverai a fresare lungo i due estremi del ponte.
Per le lavorazioni che vorresti fare, credo che possano anche bastare gli angolari, ma se riuscissi a farli i più alti possibili e con un'altro foro per un'altra M8 in alto ed al centro non sarebbe male.
Altro consiglio sarebbe quello di rifare possibilmente la traversa inferiore perchè la vedo un tantino risicata come spessore, se hai la possibilità  e vuoi mantenere lo stesso spessore rifalla in acciaio.
Devo farti i complimenti per i supporti delle chiocciole
Ciao

Mentre inviavo questo intervento hai aggiunto altre foto

Se hai spazio sarebbe più comodo avere il motore esternamente... belle anche le altre piastrone, ciao.

[Fabietto]

Quoto appieno Kon (e come no farlo visti i suoi lavori).

Praticamente la spiegazione che ti ha dato Kon sulla distanza dei pattini è lo stesso ragionamento che farei io.

Per cercare di sbagliare il meno possibile io ho cercato il disegno delle tavole che vengono vendute pronte e ho verificato le distanze dei centri ed i carichi.

Per le viti ho capito che hai scelto la via della vite singola, se puoi cambia la traversa la vedo sempre troppo sottile.

Cambia anche le staffe di supporto dei motori (cha hai fià  preventivato) potresti avere grossi problemi sino a far saltare la cinghia durante le inversioni.

Spero di non essere troppo diretto.
Complimenti comunque.
Ciao
Fabio