Kategoriarkiv: CNC Fres

Midt oppi alle de tragiske hendelsene var jeg nødt til å ta en liten timeout i snikkarbua.

Jeg har puslet litt smått noen en halvtime her og en halvtime der, og nå har jeg fått rettet opp aksene til et akseptabelt nivå. Det er ikke så lett å gjøre det skikkelig ennå siden fresebordet mitt er ganske provisorisk av MDF plater, men det er ikke så ille. Jeg har skrudd fast maskinstikka mi til disse MDF platene, og den sitter godt fast, men det gir ørlite grann etter. Blir nok bedre når fresebordet blir litt mer skikkelig.

Uansett, et uttalt mål for dette prosjektet er å kunne arbeide seriøst med aluminium. Jeg hadde derfor ikke tålmodighet til å utsette forsøket lenger. Jeg gjorde noen lette kutt i går, hvor jeg kun planet ut en liten kloss. Brukte annledningen til å bli litt kjent med hvor grove kutt jeg kunne tillate meg. Har nok en del å gå på der, men det er greit å ta det litt pent så jeg ikke knekker for mange fresepinner. Kuttdybde på 0.5mm på en 4mm fres i full bredde gikk svært pent, så jeg har lagt meg på det som maks inntil jeg får skikkelig fresebord og fastspenning. GWizard ga meg følgende tall:

• 0.5mm dybde
• 1100 mm/min feed
• 10000rpm

Så, hva freste jeg, og hvordan ble resultatet?

Jeg laget en cam-fil i CamBam som freser ut en side av en såkalt Turners kube. Først laget jeg et grovkutt som fjernet mesteparten av materiale, men lot 0.2mm bli igjen på alle flater. Deretter gjorde jeg et lett finishkutt få å fjerne det siste materiale. Den største sirkelen er ca 30mm og den minste er ca 5mm.

Resulatet var aldeles fantastisk. På bildet ser det litt grovt ut, men husk at det er en ganske stor forstørrelse, og at jeg har øk kontrast og detaljnivå en god del i bildebehandlingen. Sett med det blotte øye er det på høyde med kommersiell fresing. Jeg har ikke gjort noe etterbehandling, og det er heller ikke nødvendig. Vanligvis vil man jo måtte file kanter for å ta gradene (de skarpe rufset som ofte blir igjen langs kanter), men her var kantene helt rene.

Alt ble frest tørt, og det gikk glimrende.

Jeg har nok ikke en helt optimal verktøybane ennå, men så har jeg nesten null erfaring på området. Blandt annet ser jeg et lite spor langs siden av hullene der kuttet begynner og slutter, noe jeg kunne unngått med enkle midler. Jeg har også bittelitt dødgang på X-aksen som skal reduseres, men jeg har ikke orket å sette på den ekstra fjærbelastete kulemutteren her ennå.

Her er en video:

[tube]KrfL_czVAxM[/tube]

Jeg har ennå ikke rettet opp aksene, eller gjort noe forsøk på å lage et skikkelig fresebord, men det er alt for kjedelig i forhold til å prøve ut fresen. Derfor laget jeg et lite brett for å holde styr på spennhylsene til spindelen.

Nå gikk jeg relativt grundig til verks for å lage rimelig optimale kutt. Jeg brukte GWizard til å beregne hastighet på kuttet, og brukte relativt generøs dybde. Alt dette ga langt mer agressiv fresing enn jeg ville gjort intuitivt, men det virket som bare det. Og det gikk fort. Videoen under er klippet, men total kjøretid er på 3-4 minutter, pluss fomling for å bytte verktøy midt i.

Legg merke til hvor fine og runde hullene blir til slutt. Jeg er veldig fornøyd.

G-koden blir generert med et program som heter CamBam. Det er et ganske rimlig program som ser ut til å fungere forbløffende bra.

Men, snurr film:

Spindelen er på plass.

Foreløpig har jeg kun frest ut EMC2 splashen (samme som sist), men nå ble ikke bokstavene skjeve og dradd. Sirkelene ble helt runde. Dette kjennes bedre og bedre.

Spindelen, en Suhner UA25RF (tror jeg det var) på 1050W virker svært solid og velbygget. Det er ikke noe merkbar slark i akselene, hverken radielt eller aksielt. Det vil ikke nødvendigvis si at det er perfekt, men det er i hverfall ganske bra. Mer vet jeg ikke før jeg evt. måler. Turtallet, som går fra 3500-25000rpm ubelastet justeres med en liten skruknott. Lydnivået er ganske høyt, men etter sigende betydelig lavere enn Kress som er den nærmeste konkurrenten. Opptil 12000-14000rpm er det helt greit, men når man drar den opp til 25000 bråker den som et jetfly. Får ta et par lyttetester rundti huset og nabolaget senere.

Ting begynner å ta form nå, men det er sykt mange detaljer igjen som kan/bør fikses. Neste punkt på agendaen blir nok å lage et fresebord, og deretter rette opp aksene slik at de blir ortogonale. Deretter er det er par MDF plater som skal lages til, og så en mengde med elektrikerarbeid.

Tenkte jeg kunne nevne litt forskjellige småting som har blitt gjort.

Endestoppbryterene er montert, bortsett fra en som jeg ødela. Venter på ny bryter fra Farnell.

Jeg var litt spent på hvor presise disse bryterene er. Det står ingenting om det i databladet, men det som er viktig for dette bruket er at bryteren slår inn på eksakt samme punkt hver gang. Litt måling ga svært så oppløftende resultater. Det virker som om bryteren er presis på langt bedre enn 0.005mm. Jeg klarte ikke å se noe forskjell fra gang til gang på det måleinstrumentet jeg har til rådighet.

Ellers har jeg besluttet å pakke kulemutter og linærlager med kulelagerfett. Det er jo et spørsmål om man går for olje eller fett. Olje har den fordelen at støv og skitt ikke fester seg så lett, mens fett har den fordelen at det ikke damper bort. For en hobbymaskin trengs det sannsynligvis ikke å smøres om på mange år hvis man bruker fett, men det kan hende at man drar spon inn i lagerene. Effektiv skjerming av kuleskrue og skinner burde bøte på dette problemet. Jeg dro nå i hvertfall fram fettpressa og fylte opp lagerene på Y-aksen. Litt jobb var det siden jeg måtte demontere en god del for å komme til. Skal ta de andre aksene etter hvert.

Jeg har eksperimentert mye med hastighet og akselerasjon på aksene. Det er ganske mange parametre å skru på, og det tar litt tid å bli kjent med dem. Foreløpig har jeg kjørt aksene opp til 6000mm/min med ganske bra hell, men det er et problem. Såvidt jeg har skjønt, så er det ganske vanlig at step-motorer har en turtallsone hvor dreimomentet faller en del. På mine kan det se ut som om dette skjer rundt 3000-3500mm/min. Det er umulig å kjøre dem stabilt på disse hastighetene, og motoren staller ofte når man akselererer gjennom dette området. Maks hastighet på 2700mm/min ser ut til å fungere bra. Må prøve dette igjen når jeg før øket spenning på strømforsyningen min. Nå er det omtrent 42V, men ved å sette noen innganger riktig kan den bli opp til ca 55V. Dette bør øke dreimomentet på høye hastigheter en god del. Akselerasjonen er satt til 500mm/s^2 og jeg bruker 10x mikrostepping.

Skal hente spindelen på mandag. Ligger på UPS og venter på meg.

Det er mye enklere å måle dødgang når man har step-motorer på aksene. Jeg fiklet litt med det for noen måneder siden, men da drev jeg bare å dro i fresebordet. Nå har jeg satt opp måleklokka og gjort det skikkelig.

1. Kjør bordet i + retning mot måleren til den viser 0 (nålen skal ligge oppå null).
2. Kjør bordet +1mm og så -1mm. Les av viseren.
3. Kjør bordet -1mm og så +1mm. Les av viseren.
4. Forskjellen mellom disse to verdiene er dødgangen.
5. Hvis man ønsker worst-case kan man holde igjen litt når man kjører bordet tilbake mot 0.

Forbløffende nok fikk jeg dødgang på ca 0.015mm, som er veldig bra, og det selv når jeg holdt litt igjen på bordet. Siden jeg hadde kjøpt inn ekstra kulemuttere for å redusere dødgang, så måtte jeg jo prøve. Selv om det var bra, så kan det jo bli bedre. Tanken var å sette en mutter spent opp med fjærer slik at de to mutterene spenner mot hverandre på skruen. Bildet under viser bedre enn jeg kan forklare.

Og skulle du sett. Dødgangen ble nå redusert til ca 0.005mm, som for øyeblikket er bra nok. Jeg ser ikke bort fra at den resterende dødgangen ligger i vinkelkontaktlagerene som holder kuleskruen på plass.

Foreløpig har jeg bare gjort dette på fresebordet, men etter hvert skal jeg fikse X-aksen også. Z-aksen trenger sannsynligvis ikke noe slikt, ikke for det at det er plass til en ekstra mutter heller.

Late-Kjell kom på besøk igjen og bestemte at det er kjedelig å male mdf plater. Spesielt siden mesteparten av det jeg kommer til å frese blir frest tørt. Det er forbløffende hvor bra resultat man kan få selv i aluminium uten å smøre, spesielt hvis man passer på å blåse vekk spon. Og så lenge man ikke sprøyter olje eller andre smøremidler ukritisk utover, så bør vel platene holde sånn noenlunde. Og om ikke, så får jeg sage noen nye (som jeg maler).

Med litt flaks kommer UPS på besøk før helga med en flott Suhner spindel. En som kan gå helt ned til ca 3000rpm. Dette er mer enn tilstrekkelig lavt for det meste man kan gjøre i aluminium og mykere så lenge ikke fresen blir for stor. Største spennhylse som passer på denne spindelen er 10mm, og det er vel omtrent det maksimale man børe bruke med såpass høyt turtall.

Siden den store dagen nærmer seg hvor jeg har en noenlunde fungerende maskin, så har jeg begynt å lese meg opp på CAM programmer. CAM, for de som ikke vet det, betyr Computer Aided Manufactoring. Det er i praksis det programmet som tar tegningene dine og gjør dem om til kode som CNC-maskinen kan kjøre.

CAM programmer finnes i mange varianter og prisklasser. Jeg ser selvfølgelig på de billigste, gjerne gratis, men de finnes selvfølgelig i prisklasser der man er nødt til å selge ungene for å få råd. Har ikke tenkt meg dit.

Litt om begrepene:

2D CAM:  Brukse til gravering og PCB fresing. Disse vet kun om X-Y aksene, og all fresing skjer i et plan. Den lager selvfølgelig kommandoer for å heve og senke fresen slik at den kan flyttes.

2.5D CAM:  Her er det begrenset 3D funksjonalitet. I praksis vil dette si at man kan frese ut spor og strukturer, men ikke som kurvede 3D figurer. Hvis man ønsker å lage mekaniske deler som kan skrus sammen og fungere på et eller annet vis, vil ofte denne type CAM programmer gjøre susen.

3D CAM:  Her kan man mate inn en vilkårlig 3D figur. Denne typen program brukes i større grad til å lage gjenstander med estetisk verdi enn funksjonell mekanikk, men det kan også brukes til f.eks å lage støpeformer eller kanskje deler som skal ha forskjellige ergonomiske egenskaper.

Programmer jeg har sett på hittil:

• MeshCAM  : Kun 3D profilering. Så langt jeg kan se er den ubrukelig til å lage presise maskindeler. Men når det er sagt ser den ut til å være helt genial til 3D, og svært enkelt å bruke.
• CamBam  : Prøver å gjøre både 2D, 2.5D og 3D. Ser ut til å være ganske bra på 2D og 2.5D, men er muligens ikke helt i mål på 3D. Veldig konfigurerbart, og dermed litt vrient å komme inn i.
• PyCAM  : Har ikke helt oversikten over dette programmet ennå. Ser ut som et 2.5D, men jeg har ikke orket å prøve det skikkelig. Det er open source.
• GCam  : Nok et open source program. Dette har jeg heller ikke prøvd noe særlig, men det ser veldig 2D ut, kanskje noe 2.5D funksjonalitet. Mangler masse på import av CAD filer.

Har flere på lista, men tenker at jeg begynner med gratisprogrammene, og så får jeg heller se om jeg er nødt til å bla ut litt penger etter hvert.

Det som hvertfalle er sikkert er at det ikke finnes et program som gjør alt, man er nok nødt holde seg med hvertfall 2 til forskjellige bruk. Mer om dette etter hvert som jeg får prøvd litt mer.