Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan etc

Robot, CNC, Pneumatik, Hydraulik, mm
gtsr600
Inlägg: 5
Blev medlem: 19 november 2015, 12:22:56
Ort: Rönninge

Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan etc

Inlägg av gtsr600 »

Nu börjar bygget av min CNC-maskin närma sig slutet. Tänkte därför försöka dela med mig av lite info och erfarenheter från byggnationstiden. Det hela började egentligen 1998 när jag påbörjade bygget av min replika av en Viper GTS-r. Då ägnade jag mycket tid åt att lista ut hur jag på bästa sätt skulle kunna ta fram en skala 1:1 modell av karossen. Att bygga en CNC-maskin då kändes allt för avlägset. Det hela slutade med att jag fick hjälp med att scanna in en 1:18 modell av en Viper. Därefter byggde jag upp en modell i skala 1:1 för hand. Om ni vill läsa mer om detta bygge se under denna länk: http://www.garaget.org/forum/viewtopic.php?id=141890.
För ett par år sedan kom jag på tanken att modifiera karossen något. Men jag ville inte göra det för hand igen. Därför började åter söka efter sätt att kunna skapa fysiska 3D modeller i storskala. Kollade även upp med etablerade CNC firmor om att låta dem fräsa fram karossmodeller. Men de skulle ha hutlöst betalt utifrån min budget sett. Det hela slutade med att jag påbörjade bygget av en CNC-maskin. Först byggde jag en prototyp utifrån en byggnadsställning och med v-kullager för den långa X-axeln. Denna maskin blev dock inte särskilt bra då precisionen och stabiliteten var på tok för dålig. Jag hade klart underskattat de krafter som uppstår under fräsning, även i skummaterial. Inte krafter från själva kontinuerliga matningen utan från acceleration och retardation. Jag blev lite uppgiven av detta konstaterande men bestämde mig efter en tid att påbörja ett nytt bygge. Denna gång ett betydligt stabilare bygge, och även med fler än 3 axlar. Insåg att för mina ändamål är 3 axlar inte tillräckligt för att kunna ta fram modeller med stort dZ. Lite bilder nedan från prototypmaskinen och CAD-modellen av den nuvarande maskinen (vet inte hur jag skall få in bilderna här som andra har, använder min bilbyggtråd så länge!!??):

Bild
Lite bilder från det 1'a prototypbygget. Utgick från en gammal byggställning.

Bild
CAD-modell utav den nya mer stabila maskinen. Så här ser den ut nästan exakt idag. Enda skillanden är att A-axeln har dubbla drivningar, en på varje sida.

Bild
Lite bilder från materialet som jag köpte för att bygga själva stommen. Blev en hel del borrande, svetsande och skruvande. Som tur va lät jag stålleverantören kapa alla bitar.

Bild

Bild
Alla rörliga delar består av aluminiumprofiler för att minska trögheten i systemet. Som styrningar använder jag THK linjärstyrningar. För matning används servomotorer och kulskruvar för X, Y och Z. A- och B-axeln drivs av 1Nm stegmotorer i kombination med planetväxlar samt remhjul. En stor oro jag hade var ifall en utav X-motorerna (eller remmen) skulle paja. Detta skulle innebära katastrof för hela X-vaggan. Därför byggde jag in en säkerhetsfunktion som bryter om det uppstår skevhet över några milimeter. Denna anordning är kopplad till Y-motorns limit switch.

Bild
Ett stort "problem" för min maskin var att få tag i lämplig spindel. Den gamla maskinen hade en 400w enkel spindel. Denna har en något annorlunda spindel med lång hals vilket ofta visat sig
gynnsamt för att få bättre åtkomst. Dock är det inte tillräckligt, utan någon typ av vridning behövs också. Maskinen jag har försökt efterlikna är den från FrogMill. Dock saknar den vridbar spindel. Själva spindeln är en något moddad Suhner USK 15R. Lyckades få tag i den till ok pris. Nypriset är annars lite i överkant för mig. Kör i huvudsak med 12 mm collet i den.

Bild
En provfräsning med enbart 3 axlar. Även för denna ganska till storlek begränsade modell blev det kollisioner, i huvudsak vid sidospegeln. Samt så blir det omöjligt att få till urtag på sidorna etc. Ett tips. Fräs aldrig i vanlig cellplast. Hela garaget blev fyllt med partiklar. Beställde efter detta test en rejäl spånsug samt byggde in hela fräsen.

Bild
Första testet med A-axeln blev inte särskilt lyckat. A-axeln var inte helt linjerad så skallen som skulle fräsas fram blev felaktig. Dessutom fanns det en bugg i mitt konverteringsprogram som gjorde att fräsen åkte rätt in i godset. Har stött på många motgångar under bygget. Men oftast har bygget kantats av välbefinnade och positiva inslag. Själva konverteringsprogrammet har jag ägnat mycket tid åt. Det tar fräsinstruktioner från ett simpelt 3-axligt CAM-program och konverterar dem till min konfiguration av axlar. Genererar även data till FreeMat så att jag snabbt kan dubbelkolla fräsbanorna så att kollisioner och fel kan undvikas. Kollar även hur effektiv fräskoden är, samt så kan man lägga till lite extra funktioner. Funkar som en extra postprocessor.
Har kikat en hel del på hur mycket servomotorerna belastas under gång. I nuläget är de utväxlade så att max matning ligger kring 10 000 mm/min. Ur belastningsperspektiv kan nog detta dubbleras. Men för fräsningen verkar ca 5000 vara lagom för roughing och 8000 för finishing. Så det finns lite marginal kvar att ta av om så behövs.

Bild
Har även fixat en "vagga" som kan komma till användning för en hel del delar. Med denna anordning är det lättare att erhålla linjering jämfört med "chuckvarianten" som används för skallen ovan.

Bild
Bild från själva konverteringsprogrammet.

Skall nu slutföra arbetet med att få till vridning av spindeln. Osäker på om den blir med motor eller manuell. Indexerad eller inte. Återkommer med fler bilder längre fram. Tanken sen är att ta fram delar till mitt tänkta fortsatta bilbygge av en AMG Vision, dvs den som finns på bilden ovan. Finns lite info om dett här: http://www.garaget.org/forum/viewtopic.php?id=306417
Kom gärna med frågor och funderingar mm.

Avlsutar med några halvskakiga Youtubeklipp:
https://www.youtube.com/watch/?v=UdayREK07pI&hd=1
https://www.youtube.com/watch/?v=0AL3sX3z8LM&hd=1
tompi
Inlägg: 113
Blev medlem: 18 maj 2012, 22:00:50

Re: Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan

Inlägg av tompi »

Coolt! Hur gjorde du för att få maskin å stanna om drivningen skulle haverera i y-axeln?
Användarvisningsbild
säter
Inlägg: 32547
Blev medlem: 22 februari 2009, 21:16:35
Ort: Säter

Re: Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan

Inlägg av säter »

Vilka slaglängder är det i X/Y/Z?
Användarvisningsbild
Cano
Inlägg: 1536
Blev medlem: 30 november 2006, 23:18:16
Ort: Katrineholm
Kontakt:

Re: Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan

Inlägg av Cano »

Häftigt bygge! :bravo:

Välkommen till forumet!

Vad köpte du för spånsug?
gtsr600
Inlägg: 5
Blev medlem: 19 november 2015, 12:22:56
Ort: Rönninge

Re: Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan

Inlägg av gtsr600 »

Kul med respons så snabbt :)

Säkerhetsanordningen består av en aluminiumprofil som sitter rejält infäst i "plussidan" av X-vagnen, denna går över till "minussidan" där det sitter en genomgående skruv i änden. Intill denna skruv, monterad i "minussidan", sitter en lägesgivare. Slutar ena matningen att fungera så kommer denna alu-profil att avvika från lägesgivaren.

Slaglängderna ligger på ca 1700 x 1400 x 650 mm. Detta räcker inte för en komplett bil så klart, särskilt inte om spindeln skall vridas. kommer därför att jobba med olika moduler som sedan sammanfogas inför formbygget...

Spånsugen är en från duab och är av typen M300S-5, se: http://www.duabhuset.se/#showCategory.php?id=74
MatsN
Inlägg: 1104
Blev medlem: 2 maj 2010, 23:57:36
Ort: Luleå

Re: Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan

Inlägg av MatsN »

Imponerande!
Gimbal
Inlägg: 7919
Blev medlem: 20 april 2005, 15:43:53

Re: Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan

Inlägg av Gimbal »

Kul att se :tumupp:
Nemo86
Inlägg: 73
Blev medlem: 7 november 2013, 17:11:20
Ort: Ronneby, Blekinge

Re: Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan

Inlägg av Nemo86 »

Snyygt... Hur är det med stabiliteten?
gtsr600
Inlägg: 5
Blev medlem: 19 november 2015, 12:22:56
Ort: Rönninge

Re: Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan

Inlägg av gtsr600 »

Jämfört med tidigare version av fräsen så tog jag till rejält i materialdimension, så stabiliteten är bra för mitt bruk av maskinen. Kanske kommer jag, om jag ökar hastigheten, styva upp vissa delar framöver, såsom infästning Z-axel.
Användarvisningsbild
säter
Inlägg: 32547
Blev medlem: 22 februari 2009, 21:16:35
Ort: Säter

Re: Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan

Inlägg av säter »

Vad använder du för CAM-program, som fixar den 5-axliga bearbetningen?
gtsr600
Inlägg: 5
Blev medlem: 19 november 2015, 12:22:56
Ort: Rönninge

Re: Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan

Inlägg av gtsr600 »

Det jag gjort hittills för mina försök är att använda deskproto som har stöd för en A-axel. Då jag vill vrida spindeln så använder jag mitt konverteringsskript (funkar även för A). Bygger fräsbanor som för en vanlig 3-axlig, för de olika sidorna. Mitt skript konverterar dessa sedan till min maskin. Är ju inte optimalt direkt. Funderar även på att prova madCAM som skall vara bra.
gtsr600
Inlägg: 5
Blev medlem: 19 november 2015, 12:22:56
Ort: Rönninge

Re: Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan

Inlägg av gtsr600 »

Fräsen har modifierats en del sedan sist. Den har fått ny kraftig spindel och spindeln kan nu både vridas och tiltas. Detta sker idag manuellt. Har dock material och planer för att få den motoriserad. Länkar till några youtube klipp som visar mitt bygge av en replika av AMG GT Vision:

https://www.youtube.com/watch?v=pTY0yMOwh3E&t=1s

https://www.youtube.com/watch?v=K7e4uZpkkAU&t=5s

Det jag måste komplettera med är en gasfjäder på Z-axeln för att neutralisera vikten...
Användarvisningsbild
tecno
Inlägg: 27037
Blev medlem: 6 september 2004, 17:34:45
Skype: tecnobs
Ort: Sparreholm, Södermanland N 59° 4.134', E 16° 49.743'
Kontakt:

Re: Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan

Inlägg av tecno »

Det ser ju riktigt bra ut det där, spännande att få se utvecklingen framöver.
Användarvisningsbild
GeekJoan
Admin
Inlägg: 10668
Blev medlem: 26 maj 2003, 15:59:27
Ort: Solna

Re: Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan

Inlägg av GeekJoan »

Vad ska det bli av alla dessa stora bitar?
Användarvisningsbild
adent
Inlägg: 4100
Blev medlem: 27 november 2008, 22:56:23
Ort: Utanför Jönköping
Kontakt:

Re: Bygge av multiaxlad storskalig CNC fräs för polyurethan

Inlägg av adent »

Coolt, nu får du börja bygga RC-plan, vingar och kroppar! :)
Skriv svar