Kategoriarkiv: CNC Fres

Da har jeg så smått begynt på X-aksen. Endelpatene ble ferdig på fredag, og jeg skrudde fast Rexroth skinnene og kuleskruen sånn midlertidig for å se hvordan det passer. Det ser bra ut, og igjen likner det veldig på tegningen.

Byggingen av denne fresen er både lett og vanskelig på samme tid. Det å få ting til å passe sammen er faktisk rørende enkelt. Med presise tegninger, og litt konsentrasjon når man lager delene, så blir det litt som å sette sammen byggesett. Derimot er det vrient å få alt til å sitte helt presist. Dette byggverket er på mange måter det man kan kalle «Over constrained». Det vil for eksempel si at flere av delene har flere enn to festepunkter, noe som gjør at man lett setter ting i spenn. For å bøte på dette må jeg ta flere runder med å lette og stramme på skruer i riktig rekkefølge slik at jeg fjerner spenn samtidig som jeg sørger for at de kritiske komponentene står rett. Det blir nok noen runder.

Når det gjelder stabilitet, så måler jeg overhode ikke noe bøying av søyelen langs Y-aksen. Dette skyldes nok i stor grad de to 45 graders stagene som støtter opp på hver side. Derimot er det en del bøying langs X-aksen. Når jeg legger mye press på sideveis, anslagsvis 20-25 kg, så bøyer den seg ca 0.1mm oppe ved kuleskruen. Dette var noe jeg regnet med, og jeg har lenge hatt planer om å stabilisere dette ved å sette på plater på utsiden av søylene om fester dem mot bordet på utsiden. Jeg ser også for meg en plate på baksiden av profilene til X-aksen for å lage en boks her (eller halvparten av en), noe som burde øke torsjonsstivheten rundt X-aksen, og stivheten på tvers av Y-aksen. Opprinnelig hadde jeg planer om 5mm aluminiumsplater, men så kom jeg på ideene med å bruke MDF plater. Hvorfor det kan man spørre, alt annet er jo bygget i alu. MDF er et ganske så dødt materiale, mens aluminium er litt som en bjelle. Ved å stive opp konstruksjonen med MDF kan det tenkes at jeg kan dempe en god del av resonans-frekvensene, og dermed redusere vibrasjoner betraktelig. Det er uansett ganske greit å prøve siden jeg tenker å sette fast platene til Rexroth profilene med T-muttere. Det er dermed kjapt å fjerne dem igjen og evt. bytte dem med alu-plater.

Jeg har skrevet litt om tankene bak valg av lineære lager.

Her finner du den.

Jeg tok med en indikatorklokke i dag for å se om jeg kunne få litt inntrykk av dødgangen. Klokka ble montert til ramma ved hjelp av en t-mutter, og satt svært så stødig. Deretter kjørte jeg vogna inntil slik at spissen ble presset inn ca 1mm, og så nullstilte jeg skalaen. Hver strek på indikatorklokka er 0.01mm.

Det første jeg ville prøve var å se hvor mye dødgang det var i vinkel-kontaktlagerene til kuleskruen. Det er for ordens skyld de som sitter inne den sorte blokke nederst til høyre i bildet. Disse lagerene er veldig Kina-vare, og veldig billig, så jeg hadde ikke alt for store forhåpninger. For å måle dette, så la jeg press på endene av selve kuleskruen, og prøve å skyve den frem og tilbake. Min grovt kalibrerte arm anslår kraften til å være ca 10kg.

https://test.oppfinneriet.no/wp-content/uploads/2011/05/backlash_1.mov

På videoen ser man at nåla beveger seg 4-5 hundredeler, og så spretter tilbake igjen til ca 0.01mm avvik. Det kan se ut som om det er ca 0.01mm fri dødgang i lageret, og at det i tillegg er et eller annet som gir etter for presset. Hvis man gjør lette kutt, så burde dette fungere ganske bra.

Det neste forsøket besto i å se hvor mye dødgang det er når jeg drar i selve fresebordet. Dette vil i praksis være summen av dødgangen i vinkelkontaktlagerene og kuleskruen. Et problem med denne testen er at kuleskruen fort kan begynne å rotere når jeg drar i bordet. Vel, dette er ikke noe vitenskapelig test, så jeg prøver. Dessuten må jeg dra ganske hardt får å rotere skruen.

https://test.oppfinneriet.no/wp-content/uploads/2011/05/backlash_2.mov

Her er det tydelig at dødgangen er litt større, men fremdeles overraskende lite. Når jeg legger vekt på den, så fjærer den 3-4 hundredeler, og så spretter den tilbake til ca 0.02mm fra utgangspunktet. Så det vil si at vi har ca 0.01mm ekstra dødgang i kulemutteren.

Dette var jo ikke akkurat noen presis måling, men den ga i hvertfall en liten oversikt over hva man kan forvente. Jeg hadde fryktet kanskje så mye som 0.05-0.1mm dødgang på grunn av lagerene. Når jeg får montert steppermotorer og satt systemet mer i gang, så skal jeg måle litt mer vitenskapelig, så får vi se hva fasiten blir.

Jeg skrudde egentlig sammen dette på søndag kveld, men jeg fikk ikke somlet meg til å ta bilde av det før nå.

Dette var neste ting på agendaen. Det er en god del profiler som må skrus sammen, og det er like greit å få i stand en bord slik at det jeg slipper å ha det litt for store Y-akse bordet liggende på arbeidsbenken.

Med litt trening klarte jeg å kutte profiler med presisjon bedre en 0.5mm. Derimot var det ganske vrient å skru sammen slik at alt ble rett. Det er lett at noe kommer litt skjevt sammen. Man kan fint skru sammen likevel, men noe vil i så fall komme i spenn, og ting blir bøyd. Ikke så farlig i vanlige tilfeller, men fresebord bør ikke bøyes.

Og 3d modellen til slutt.

Her kan du sammenlikne bildet med 3d-modellen så langt i byggeprosessen.

I dag kom kulelagerskinnnene, og med det har jeg alle de store mekaniske komponenetene i hus (bortsett fra noen aluminiumsdeler jeg ikke har laget ennå). Det som mangler er selvfølgelig motorer, og elektronikk, men det kommer etter at byggingen blir mer ferdig.

Men, tilbake til kulelagerskinnene. Jeg har lagt inn litt bilder og beskrivelse av delene nederst på delelistesiden.

Jeg kunne selvfølgelig ikke la disse delene ligge urørt, så det bar først en tur på Biltema og Clas Ohlson for å kjøpe litt skruer og smått. Skinnene monteres med T-muttere og 20mm M5 bolter fra oversiden i Rexroth profilen. Egentlig burde man planslipt profilene først slik at de blir helt flate, men Late-Kjell bestemte at vi prøver uten først. Det endelige svaret får jeg ikke før jeg drar fram en indikatorklokke og måler, men det var ikke noe problem å få lagerblokkene til å gå lett uten å knipe seg fast.

Jeg skal skrive en litt mer omfattende artikkel om hvordan jeg skrudde sammen herligheten for å få alt parallelt, men kort fortalt går det ut på å stramme skruene på en skinne først, og så bruke vogna til å rette opp den andre. Deretter strammer jeg kuleskruefestene i en bestemt rekkefølge.

Aller først festet jeg selvfølgelig blokkene til Y-akse plata. Denne plata har nøyaktig freste kanter som er parallelle der blokkene kan legges inntil. Blokkene har også en referansekant som er slipt helt parallell med lagerbanene.

Her er bilde av vidunderet så langt. Det er en del skruer som stikker opp fra Y-akse plata. Disse skal egentlig være forsenket, men jeg hadde ikke korte nok skruer (10mm), så jeg satte på en skive og bruke 16mm så lenge.

Nå har jeg ikke målt ennå, men bare ved å rive og dra litt i det, virker alt svært så solid og stivt. Det er ikke mulig å kjenne noe slakk i noen retning, så da blir det indikatorklokka som må fram igjen. Litt er det sikkert.

Jeg festet batteridrillen på kuleskruen og kjørte litt frem og tilbake, og den gikk lett som bare det.

Det var også hyggelig at tegningene mine har stemt, og alt passer sammen. Det har tross alt vært et ganske stort design for en fullstendig uerfaren 3D-CAD bruker. Alle skruhullene er på rett plass, og høyder og avstander ser ut til å stemme.