Skocz do zawartości
lukaszd82

Frezarka CNC - Rasp Pi Zero W

Pomocna odpowiedź

Opis konstrukcji

Całość jest wynikiem obserwacji innych tego typu konstrukcji oraz własnych przemyśleń i możliwości. Konstrukcja to typowy drewniak (tania w budowie). Część elementów posiadałem z innych projektów. Całość jest sterowana z wykorzystaniem GRBL 0.9j i Arduino Nano 3.0.

IMG_20181212_203643.thumb.jpg.937672195fd5314f1392a9ff5e28f384.jpg

IMG_20181212_203701.thumb.jpg.13381f0728c81f4c1a7e6ae2d62b1750.jpgIMG_20181212_203812.thumb.jpg.5e22a4ee922fc708a146d4f9ea2de301.jpgIMG_20181212_203636.thumb.jpg.f73fcac50e51fe33d84817fe24717975.jpg

Dodatkowo, aby uniezależnić się od PC gcode wysyłany jest z Rasp Pi Zero W bezpośrednio do Arduino.

IMG_20181212_203607.thumb.jpg.d2aebcad5aa39eb4551b67d485964a83.jpg

Pole robocze frezarki to ok 240x 200mm. Wstępnie zostanie ono ograniczone limitami w oprogramowaniu GRBL. Docelowo prawdopodobnie zainstaluję krańcówki. Prześwit osi Z 64mm.

Formatki ze względu na cenę całości zostały zamówione ze sklejki szalunkowej co było błędem. Różnice w grubości poszczególnych arkuszy dochodziły do 2mm (z tego powodu dostałem zwrot 50% opłaconych za sklejkę środków).

Wykaz głównych elementów konstrukcji:
1. Łożyska liniowe SC12UU -12 sztuk
2. Łożyska liniowe SC12VUU -2 sztuki
3. Śruba trapezowa Tr10x2 - 540mm, 440mm, 220mm
4. Sprzęgła elastyczne 6,35x10 -4 sztuki
5. Uchwyty prowadnic liniowych 12mm - 4 sztuki
6. Sklejka szalunkowa 21mm (ok. 1,5m kwadratowego)
7. Arduino Nano 3.0
8. Rasp Pi Zero W - 1szt
9. Zasilacz 12VDC, 24VDC, 48VDC - po kilka sztuk
10. Silnik krokowy NEMA23 - 4sztuki
11. Prowadnica liniowa 12mm - 3x400mm, 2x500mm, 2x200mm
12. Nakrętka śruby Tr10x2 - 3 sztuki
13. Uchwyty śruby - łożyskowane - 6 sztuk
14. Uchwyty prowadnic liniowych 12mm - 10szt
15. Wrzeciono 300W - 1 sztuka
16. Uchwyt wrzeciona 52mm - 1 sztuka
17. Sklejka szalunkowa 21mm z cięciem (formatki wg projektu)
18. Śruby wg potrzeb
19. Sterownik silnika krokowego - klon TB6600 3 sztuki

1.thumb.png.2193402bf3ee0b0c0bc1bfa65cd4a6ef.png

Wykaz formatek ze sklejki:
500x400 1x - podstawa
542x350 2x - boki
400x59 1x - przód (pod montaż uchwytu śruby poruszającej stolik oś Y)
400x70 1x - tył (pod montaż uchwytu śruby poruszającej stolik oraz silnika krokowego oś Y)
400x200 1x - podstawa osi X
400x121 2x - tylne półki tworzące wnękę na elektronikę
390x280 1x - stolik
142x242 1x - podstawa osi Z
142x38 1x - dół podstawy osi Z (montaż łożyska śruby osi Z)
142x50 1x - góra podstawy osi Z (montaż łożyska śruby osi Z oraz silnika krokowego)
142x130 1x - oś Z (pod montaż wrzeciona)

Soft - kontroler GRBL

W moim przypadku, posiadam klon arduino nano z układem CH341 instaluję driver Arduino driver ch341ser tworzący wirtualny port COM do komunikacji z mikroprocesorem. Następnie oprogramowaniem Xloader wgrywamy soft na Arduino i gotowe.

Soft - wysyłanie g-code do kontrolera GRBL
Teraz potrzebny nam soft na PC do wysyłania komend dla naszego kontrolera GRBL. Soft jest zarówno pod windows jak i pod linuxa.

Ja w tym celu wykorzystuję minikomputer Rasp Pi Zero W (zamiast stacjonarnego PC).

Wykorzystanie Rasp Pi Zero W jako PC do wysyłania G-code niesie ze soba pewne następstwa. Zasięg Wi-fi okazał się mały ze względu na słabą antenkę w malinie. Dodatkowo wydajność 1 rdzeniowego PC z 512MB RAM jest mizerna. Z tego powodu testowałem wiele rozwiązań by wybrać najbardziej dla mnie optymalną wersję. Skończyło się na instalacji Raspbian Lite, doinstalowaniu lekkiego środowiska graficznego oraz serwera VNC (by w łatwy sposób przegrywać nowe g-code do wykonania).

Testowałem 2 programy do obsługi frezarki z systemu linux maliny:
1. bCNC.
2. Universal Gcode Sender - ten program pozostawiłem.
Po wgraniu oprogramowania na malinkę wystarczy podpiąć do malinki po USB Arduino z wgranym Grbl, wybrać port COM i połączy się z oprogramowaniem. Zobaczymy wtedy ustawienia konfiguracyjne naszego softu. Ich opis jest zależny od wersji. W moim wypadku
Konfiguracja GRBL 0.9

Schemat elektryczny

2.thumb.png.674b56d748d5c64905d42b1b10fa2b97.png
 

Poza schematem jest chińskie wrzeciono 300W, które załączam ręcznie. Prędkość jest sterowana z wykorzystaniem regulatora PWM 60VDC, 20A i zasilana napięciem 48VDC.

Działanie
Po wstępnej konfiguracji możemy przystąpić do testów naszego CNC.

1. Frezowanie napisów w płytkach plastikowych

IMG_20181212_203746.thumb.jpg.f9a074059ac76f439e2ce28dbd4ec642.jpgIMG_20181212_203757.thumb.jpg.435611862af3186ccf84b6d10505759b.jpg

2. Wyfrezowane płytki pod ESP8266

IMG_20181219_094227.thumb.jpg.f20a33279c1c859f0a5657bcacee7144.jpg

A oto filmiki z działania urządzenia:

 

Podsumowanie
Na pewno konstrukcja nie jest najlepsza, 3 prowadnice na jednej osi (wykorzystałem posiadane prowadnice i łożyska).Dość cienkie prowadnice, dodatkowo swobodnie wiszące. Przy pierwszych testach wyszło, iż śruba trapezowa na osi X jest do wymiany (na odcinku 100mm ma luz ponad 0,3mm).

Pozostało zrobić osłony śrub trapezowych i prowadnic osi Y, w planach osłona z pleksy aby wióry nie rozsypywały się przy frezowaniu poza urządzenie. Być może później jakiś odciąg. Oczywiście pojawi się wyłącznik awaryjny oraz krańcówki. W sumie jestem zadowolony. Podstawowy cel - grawerowanie PCB wraz z wierceniem, wycinanie formatek ze sklejki i pleksy bezproblemowe. W razie dodatkowych pytań postaram się w miarę możliwości udzielić odpowiedzi. Jeśli ktoś chciałby dokładniejsze informacje na temat wykonania całości po polecam pobranie i przejrzenie pliku Frezarka CNC.zip (33 strony powinny zaspokoić ciekawość).

Frezarka CNC.zip

  • Lubię! 2

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Podoba Ci się ten projekt? Zostaw pozytywny komentarz i daj znać autorowi, że zbudował coś fajnego!

Masz uwagi? Napisz kulturalnie co warto zmienić. Doceń pracę autora nad konstrukcją oraz opisem.

@lukaszd82, właśnie zaakceptowałem opis. Dziękuję za przedstawienie ciekawego projektu, zachęcam do prezentowania kolejnych DIY oraz aktywności na naszym forum 😉

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Z tego co napisałeś widzę, że masz 3 śruby trapezowe i 3 nakrętki do nich. Użyj dodatkowej nakrętki do skasowania luzów. Ustaw je względem siebie tak by luz był minimalny i tak unieruchom względem osi.

  • Lubię! 1

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Kasowanie luzu w planach. Raczej skorzystam z połączenia dwóch nakrętek i sprężyny. 1 śruba okazała się od razu wadliwa. Na odcinku ok 100mm był luz 0.3-0.5mm. Na pozostałych śrubach na razie luz w granicach 0.05 (sprawdzane czujnikiem zegarowym).

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
(edytowany)

Tak w ogóle to wcześniej nie napisałem, ale fajna maszyna. Szacunkowy koszt?

Nie było pytania, koszty są w załączniku 🙂

Edytowano przez mihu

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
(edytowany)

sporo elementów miałem z innych projektów, ale:

1. Łożyska liniowe SC12UU -12 sztuk ~136zł ali
2. Łożyska liniowe SC12VUU - 2 sztuki ~19zł ali
3. Śruba trapezowa Tr10x2 - 540mm, 440mm, 220mm ~12zł allegro
4. Sprzęgła elastyczne 6,35x10 -4 sztuki 21zł ali
5. Uchwyty prowadnic liniowych 12mm - 14 sztuki `48zł ali
6. Arduino Nano - 1 sztuka 8zł ali
7. Rasp Pi Zero W - 1szt ~52zł botland
8. Zasilacz 24VDC, 48VDC - po kilka sztuk ~200zł
9. Silnik krokowy NEMA23 - 3sztuki ~50zł allegro
KH56KM2 Japan Servo 2,2A 1,76V, połączenie bipolarne ok 1Nm
10. Prowadnica liniowa 12mm - 3x400mm, 2x500mm, 2x200mm ~32zł allegro
11. Nakrętka śruby Tr10x2 - 3 sztuki ~34zł ali
12. Uchwyty śruby - KFL00 - 6 sztuk (6x4,00zł) ~24zł ali
13. Wrzeciono 300W - 1 sztuka ~136zł ali
14. Uchwyt wrzeciona 52mm - 1 sztuka ~30zł ali
15. Sklejka szalunkowa 21mm z cięciem  ~110zł sklejki.pl
16. Śruby wg potrzeb ~50zł
17. Sterownik silnika krokowego - klon TB6600 3 sztuki (3x22,74zł) ~68zł ali

18. Inne drobne elementy nie uwzględnione powyżej ~100zł
CAŁOŚĆ ~1130zł
Mój koszt ~520zł

Podałem ceny ze źródeł z których pochodzi większość elementów. Sporej części nie kupowałem, bo już zalegała w szufladach, szafkach...

Niekiedy dziwnie może wyglądać dobór elementów, ale adaptowałem to co mi pozostało by pozbyć się wszystkiego, co się da 🙂

Normalnie bym zastosował prowadnice podparte i ruchomą bramę bo wtedy pole robocze jest większe, ale prowadnice już takie miałem z innej maszynki więc dokupiłem tylko łożyska. Stąd też 3 prowadnice na osi X (dla sztywności).

W planach budowa poważniejszej maszynki z polem roboczym ok 1.5x0.8m, ruchoma brama, prowadnice podparte fi25 i fi20, wrzeciono mokry chińczyk 1.5-2.2kW.

Maszynka ma wycinać elementy pod kolumny w małej manufakturze. Można więc tą frezarkę potraktować jako pierwszy test ;> Tu kolumienki kolegi. Teraz powstaje już 3 lub 4 wersja o innym wyglądzie i wymiarach, lepiej wykonane bo całość forniowana itd...

Parametry Kolumn z fot (1 wersja) :
Głośnik niskotonowy : 2x GDN 13/50/9 Tonsil
Głośnik wysokotonowy : GDWK 10/80/26 Tonsil
Impedancja : 6Ω
Skuteczność : 89dB
Zakres częstotliwości : 45Hz - 25KHz
Moc nominalna : 100W
Moc szczytowa : 160W
Wymiary : SxWxG 210x500x300mm
Ciężar : 12kg

2094263028_images644x461.thumb.jpg.5fc333518ce08f13c41a643da1b4f89e.jpg215823592_images644x461.thumb.jpg.44e4b47218d90b3c2e5eb5dc6785131e.jpg2.thumb.jpg.a87a22715f8051f11d0769cbe16a4aa3.jpg3.thumb.jpg.936446f54cd23fe12077ff4b4c73fa0c.jpg

No i mam już zapytanie od kolegi stolarza o coś o polu roboczym 2x1m ale zobaczymy co z tego będzie 🙂

Edytowano przez lukaszd82
  • Lubię! 1

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Ładne. 🙂
Przy większej produkcji frezarka się przyda.
Do 2szt. używałem frezarki ręcznej z dorobionym z panela podłogowego cyrklem. Przy w sumie 6 otworach i 4 frezowaniach pod kosze dało radę.

Natomiast stolarz krzyknął mi ok 100 zł za otwór wraz frezowaniem pod głośnik :/.

  • Lubię! 1

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

No kolega w 1 wersji zrobił i sprzedał 24 kolumny. 2-3wersja podobnie. Teraz 4 wersja powstaje.. 

  • Lubię! 1

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Bardzo fajny projekt aktualnie sam buduję podobny do frezowania pcb, mógłbyś podrzucić link do frezu jaki masz założony (ten z filmiku jak frezujesz pcb) 🙂

  • Lubię! 1

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Gość
Napisz odpowiedź...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.


×
×
  • Utwórz nowe...