Bygglogg för min CNC-plasmaskärare

[Rayman]

Ända sedan jag började rita upp mitt nya bygge i solidworks så har jag varit irriterad på plåtbitarna. dessa viktiga, funktionella och oundvikliga bitar som 90% av gångerna är en riktig jävla plåga att tillverka. Att få dom tillverkade av en mekanisk verkstad (om de ens tar emot privatpersoner som kunder...) kostar stora mängder tid och pengar. Jag hade först tänkt slänga ihop en liten billig maskin med kanske lite trapetsskruvar för några kronor men insåg att större är alltid bättre :) Jag jobbar som svetsare på en mekanisk verkstad på Ringön där vi köper in dessa svindyra och långsamma tjänster från andra företag så jag föreslog att jag skulle ta över. eftersom jag ändå jobbar där så blir det perfekt läge. jag har blivit lovad jobb förutsatt att maskinen klarar av att matcha i kvalité och precision.

Så varför lägger jag upp en bygglogg? skoj skull :) känner mig ärligt lite stolt :D Sen så minns jag när jag stod på svetsskolan med vinkelslipen i ena näven och ritningen i den andra. Min kärra är ju inne på dess 3e ägare just nu så 2 pers kan nog intyga att mina skills med vinkelslipen inte va något att hänga i granen. Så jag vill helt enkelt hjälpa till lite genom att erbjuda denna tjänst för alla här på sidan.

Efter många nätters planerande och research så blev design nummer 12 den slutgiltiga. Det gjordes väldigt många designer beroende på linjärskenor, drivsystem, profiler och funktioner:

Då börjar vi. Jag gjorde en specialbeställning från en kines som håller på med linjärenheter. alla delar är precis så som jag ville ha dom och de va väldigt välmåttade. Gick snabbt med. 8 dagar från att dom fått pengar före bearbetning av materialet till jag hade paketet hemma. Självklart ville tullen ta en koll först. FedEx va väldigt medgörliga där och kom med prylarna till mitt jobb då jag inte va hemma. Självklart kunde jag inte låta bli att kolla i paketet "under rasterna":

Fick tag på en billig tryckluftsdriven linjärenhet som jag tänkte använda som Z axel. Det blev inte så mycket av det. H blocket gick rätt så trögt för att det hade fått sig en liten smäll. när jag försökte räta ut den blev det bara värre...

Hela bygget är gjort med 30x30 och 30x60mm aluminiumprofiler med 6mm T-spår. Jag fick tag på preciiis tillräckligt med profiler. Billigt med. ca 1/10 av priser mot att köpa även på det billigaste stället alucon.se. Det fanns väl några borrhål men inget att bry sig om. Här har 2 plattor borrats till på jobbet som allting sitter i. Det ska gå en kulskruv på vadera sida så det kommer inte bli några vridande krafter över gantryt (hela den överliggande delen).

De flesta aluminiumprofilerna är på plats. Råkade köpa lite för få vinkeljärn hos alucon. visserligen inte billiga. 50 kr styck! Nu börjar man se hur maskinen ser ut som i solidworks:

Inpassning av ena kulskruven för Y axeln:

Plattan som Z axeln ska monteras på. 33 hål. de tog en stund att göra, mestadels för att handtaget till X axeln på fräsen jag använde krånglade som fan. En av få gånger man hade nytta av sin OCD. Alla hålen ligger ± 1 hundradel. de blev en del knackade fram o tillbaka på rattarna... Det är 4 st linjärlager bakom och hålet i mitten av varje är till för att spänna lagrena.

Det får räcka för ikväll. Fler bilder kommer imorgon. Maskinen ska testköras på torsdag så jag har lite bitar att visa upp för cheferna på fredag. Gillar dom det så är det dags att leta efter någon liten vrå jag kan arbeta med maskinen i (och mitt nya bygge) :D

Edited August 9, 2011 by Rayman

[Michael Th]

skit tufft, bägge tummar upp önskar dig lycka till med chefernas beslut!! :notworthy: :racesmile:

Edited August 9, 2011 by Michael Th

[cealm]

Trevligt Rayman. Du är en skicklig mekaniker och konstruktör. Skall bli intressant att följa projektet.

Edited August 10, 2011 by cealm

[Gerhard]

Riktigt intressant projekt :thumbsup:

[Rohan]

Jag har sett många av fräsbyggen på Svenska Elektronikforumet men ingen med så stort arbetsområde. Visserligen rätt stor skillnad på att skära och fräsa. Antar att du valt två trapetsskruvar med drivning till x-axeln för att slippa ha det under bordet? Hur långt skär munstycket på plasmaskäraren? Hur fort kan man mata på när man skär med plasma? Många nybörjarfrågor som du ser.

Snyggt bygge!

[Rayman]

Rohan: Kulskruvar är det. "lite" bättre precision på dom :) Hade jag haft 1 skruv undertill så hade den blivit nerskvätt från plasmaskärningen så det kändes inte som en bra ide. sen så är maskinen så bred att det kanske hade flexat lite. Matningen beror på materialtjockleken, material, legering, och hur många ampere man matar på med. "Hur långt skär munstycket på plasmaskäraren?" vad menar du med det?

Maskinen är i första hand tänkt att användas för plasmaskärning men även fräsning av plast, trä och aluminium. Jag ska tillexempel fräsa massa svetsfixturer ur MDF för när jag ska bygga rör-ramen till nästa bil. En annan sak jag ska fräs med maskinen är vattenblock för datorer, mest på skoj. Jag håller på att lära mig flödessimulering i solidworks men jag ska kolla på lite andra program med, för att få en så högpresterande produkt som möjligt.

Jag va idag och lånade en plasmaskärningsmaskin som ska monteras imorgon. Hela gantryt ska tas till jobbet för lite småsaker som ska fixas med den.

Här är iaf en bit av Z axeln testmonterad på plattan. Nu börjar den ju lika en maskin. Filten fick bli för alla saker jag tappat i golvet. Det är en liten nackdel med att meka inne i vardagsrummet på ett parkettgolv...

Motorerna kom från en annan kines. väldigt bra leveranstid där med. knappt en vecka. En motor saknas på bilen då den satt monterad. Det gröna breakout-kortet används inte. Jag använder 2 st 24v nätagg som är seriekopplade så de pumpar ut 49v för att få precis till gränsen för vad drivmodulerna orkar. Jag fick tag på prylarna väldigt billigt:

Nu har kaoset verkligen hittat hem till mig men med allting monterat kunde jag göra ett första test. en kulspetspenna fästes på Z axeln:

Z-axeln va inte inkopplad, Kulskruven på högersidan va inte heller inkopplad. Jag ritade på en pizzakartong som låg på en filt och spetsen på pennan flexade friskt. 5 anledningar till ett dåligt reslutat. några bilder senare ser det myyycket bättre ut. bilden va en av de exempel G-koderna som finns i Mach3.

Hade en del problem med datorn. Mach3 gillar inte inbyggda grafikkort utan fick sånahär spikar. Har fått tag på en annan dator som går lite bättre.

Efter en till kväll på jobbet hade man lite nya leksaker åt maskinen. Alucon hade sommarstängt så fick göra egna muttrar i 304 rostfritt. fint ska de va :) blev 18 st gjorda. några dagar senare gjorde jag 30 till men då på ett väldigt mycket smidigare sätt. Borrade i en fräsmaskin istället och kapade i en bandsåg med automatisk matning så muttrarna såg riktigt profesionellt gjorda ut:

Resten av delarna till Z axeln monterade. Det blev inte riktigt som på ritningen i solidworks eftersom motorerna va lite för långa. (Btw de fint nyblästrade delarna i bakgrunden är från en ford till mitt nästa bygge :) men drivknutarna ska inte återanvändas utan bara för måttning). Det svarta H blocket gick ju inte att använda utan köpte 2 linjära lagerblock från samma kines som alla andra linjärenheter. stor credit åt DHL där eftersom jag hade paketet i handen 40 timmar efter att han skickade paketet från kina. De runda sakerna mellan motorerna och kulskruvarna köpte jag samtidigt. de är till för att ta upp små linjära och vinkelfel. dom är inte kända för att hålla så länge men med tanke på priset så...

Helhetsbild över maskinen som den är i skrivande stund. Det är hjul på 2 av benen och maskinfötter på de andra 2 så man kan flytta på den lite som en skottkärra. Den är nämligen ingen lättviktare. Bara gantryt väger ca 28 kilo. Maskinen väger totalt 58 kg. Maskinen fick stå på filten och bubbelplast eftersom motorerna ger ifrån sig en jävla massa resonans på vissa hastigheter. Alucon hade fortfarande stängt så fick göra egna vinkelfästen till benen (visserligen värt det med tanke på vad dom kostar). Nu är den iaf testkörd så som den kommer vara när jag skär med den:

Första testet när allting va monterat blev min gudsons namn. Han va själv med vid tillfället och trots han bara är 6 månader så va han väldigt fascinerad. Fortfarande inte perfekt resultat eftersom både pappershögen och pennan flexade en del.

Edited August 11, 2011 by Rayman

[Rohan]

Hur långt skär munstycket på plasmaskäraren?

Djup, hur djupt kan man skära?

Blir en riktigt fin maskin!

[gka]

Det är en på rejsa som byggt en cnc-plasma också, men denna ser riktigt industrimässig ut. Mycket imponerande!

Sent from my MT15i using Tapatalk

[Jocke4U]

Jag tror 2fast4u har byggt en CNC plasma..

[2fast4u]

Det stämmer bra det. Jag byggde en mycket mindre maskin än vad du gör. Istället för att lägga plåten i maskinen ställer jag min maskin på plåten, om nån förstod vad jag menade. Guld värd när man ska göra alla fästöron och småjox. Oerhört skönt att slippa lyssna på gnisslet från vinkelslipen utan bara få höra det rytmiska plingandet när en nyskuren bit trillar ner i golvet. :thumbsup:

Edited August 11, 2011 by 2fast4u

[Rayman]

2fast4u: hehe ja den maskinen kollade jag lite på för ett tag sedan. efter jag snott din ram-design så hade jag tänkt sno din maskindesign men uppgraderade något steg :)

Rohan: med den maskinen jag lånat som är på 40A så tror jag den skulle orka 12-15mm med hyffsat reslutat.

Edited August 11, 2011 by Rayman

[Antas]

Imponerande, mycket intressant!

Antas

Fortfarande analog - tyvärr!

[Thomas]

Det skulle vara kul att besitta de kunskaper som krävs för att få det o funka med styrsystem och så. Dataprogrammering.

[Rayman]

Maskinen är nu ute ur mitt vardagsrum och testkörd med 40A aggregatet. gick till slut bara sådär... inget jag vill visa om man säger så. tror det är aggregatets fel. jag har vart o snackat med ett svetsföretag här i stan som hyr ut plasmaskärare o jag ska få låna en över helgen på 100A. det borde gå lite bättre. denna jag hade orkade knappt 5mm rostfritt. en 40a maskin ska klara bra mkt mer än så. skoj som fan iaf att få testkört maskinen.

problem jag har då är att snittet blir vinklat och en del slagg. jag har testat med olika hastigheter på maskinen, olika inställningar på aggregatet, olika lufttryck, avstånd till munstycket och nytt munstyckt.

får se va som händer de närmsta dagarna.

[cealm]

Rayman: Tolkar jag dig rätt att din "koordinatkonstruktion" höll måttet och fungerade bra men dessvärre höll inte skärutrustningen måttet.

[Rayman]

ja det stämmer. jag ska testa maskinen igen imorgon med 40A aggregatet då jag har några teorier att testa.

Edited August 16, 2011 by Rayman

[2fast4u]

Det är lite fipplande med skärparametrarna som ström, matningshastighet, avstånd munstycke - plåt osv innan det sitter, men får man till det så skär plasman riktigt snyggt. Jag kör med en liten 40A skärare. Påstås klara rätt tjockt gods, men då blir det inte snyggt. Upp till 3-4 mm blir snitten som på bilden. Tjockare så blir det inte lika snyggt.

[Rayman]

mm men mitt problem är att jag får ett vinklat snitt, som ett parallellogram. körde iaf lite rostfritt 5mm idag och jag är ganska nöjd. har hyrt en 60A maskin över helgen. hade innan lånat en 40A budget-sak innan. slagget är inte så farligt men vinkeln gör ju att det inte är 5mm den ska skära igenom utan kanske 7-8mm. har lite nya teorier jag ska testa imorgon.

Edited August 20, 2011 by Rayman

[2fast4u]

Det krävs fräscha munstycken och elektroder för att den ska skära raka snygga snitt. Jag kör utan styrning i z-led och tänder med munstycket "i skärläge". Då slår lite slagg tillbaka i munstycket och det slits ganska fort. Med z-styrning kan du tända och slå igenom med lyft munstycke och få betydligt bättre livslängd.

[Rayman]

ja jag höjer Z axeln 1,5mm under tändningen och sen en paus på 0,3 sekunder innan den går ner till skärhöjd och fortsätter.

Jag har idag lyckats få ett hyffsat resultat iaf. bytte till ett nytt munstycke idag och lyckades förstöra det rätt så snabbt, men hann med att få 1 hyffsad bit innan det blev allt för förstört (3e snittet med nya munstycket). rätt bra snittyta, knappt någon grad i vinkelfel men en del slagg. efter en jävla massa trail and error så hittade jag dugliga inställningar för 5 och 8mm RF men nu va munstycket såpass förstört av mitt testande att vinkeln va rätt rejäl. det blev ändå duglig snittyta och nästan helt slaggfritt:

biten med hålet är den jag nämde först. som ni ser på munstycket så har det en rejäl ramp i sig som troligen gjorde att ljusbågen hamnade på vinkel.

[cealm]

Vad kostar munstycken? Olika kvalité där också?

[Rayman]

ett nytt kostar ca 30 kr. grejen är den att jag hade svårt att hitta rätt skärinställningar efter jag bytt så det gick rätt snabbt att slita ut det. nu är aggregatet tillbakalämnat men jag har fortfarande kvar 40A aggregatet. jag ska försöka hitta lite plåtbitar mellan 3 och 5 mm att testskära då jag tror det kommer bli en del sånt.

[Stefan Berglund]

Hittade på en bra video på youtube åt dig: Hypertherm på Youtube De berättar en massa bra saker som iallafall jag inte hade koll på , äger en liten "Cut 50" Kina-plasma själv.

Manualen som de referar till i videon går att ladda ner på Hypertherms hemsida (Hypertherm Powermax 45 manual), där finns tabeller på skärhastigheter m.m. i olika material och tjocklekar för deras maskiner. Se sidan 38 och framåt i den här manualen för tabeller.

Kolla även på manualerna för de större maskinerna.

Hoppas det är till lite hjälp! :)

/Stefan

Edited August 22, 2011 by Stefan Berglund

[Rayman]

jag skar med en lånemaskin för ett tag sedan. en Deca PAC55 som de har på swedol. materialet blev 4mm svart. jag blev ganska nöjd med resultatet men fortfarande en del kvar att fixa. snittytan blev väldigt jämn och fin men räfflorna är inte raka och jag misstänker att det gör att hörnen blir rundade på undersidan av plåten. fortfarande 5-7 graders vinkelfel men munstycket jag använde va rätt slitet när jag skar denna biten. jag bytte till nytt för att se om jag kunde få bättre resultat men då gick maskinen på strejk. jag har funderat på hur jag ska göra med aggregat nu och med 90% säkerhet kommer jag nog köpa en http://cgi.ebay.com/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=170271517843. jag har visserligen inte hittat någon info om dom är bra eller inte.

Berglund: den manualen hjälpte mig rätt mkt. tack! vad är det för kina-maskin du har? är det en Rilin/Jasic?

[Per Wackt]

Snyggt bygge !

Jag håller själv på och plannerar/samlar delar för att bygga en styrd plasmaskärare.

Börjar få ihop det mesta av de mekaniska delarna. Det är linjärstyrningar till den långa axel kvar, har inte hittat något bra (läs billigt) än. Har tänkt att köra remdrift eler kuggstångsdrift istället för kulskruvar.

Angående dom runda hörnen. Vad använder du för CAM-program? Det ser ut som om du bara skär i en 90 graders vinkel och inte går förbi hörnet och bildar en trekant.

Gör du det så får du ett fullt hörn även på undersidan. Kolla på sheetcam om du inte gjort det innan, har inbyggd funktion för att få fulla hörn samt att göra ingångsradier samt en mängd andra funktioner som underlättar livet.

http://www.sheetcam.com/Features/Plasma.shtml

Tänker du använda någon THC (Torch height control) senare ?

[Rayman]

mm jag använder sheetcam och har sett den funktionen, men den ska inte behövas. det att snittytan inte får raka linjer är det som gör att jag får radier på baksidan av plåten.

jag har funderat lite på THC men just nu så har jag andra saker som står högre upp på listan. först kommer ett 70A aggregat, sen ev kuggstänger till X och Y.

[2fast4u]

Kuggstänger? Redan tröttnat på skruvarna? Når du inte tillräcklig matningshastighet eller vad är anledningen till att det står så högt upp på din priolista?

[Rayman]

nja inte tröttnat på dom men mina motorer har sånt stup till effektkurva att den tappar så mycket vridmoment rätt snabbt. alternativet att köpa nya motorer känns inte så intressant. jag tror att det inte kommer kosta så mycket. just nu kommer jag inte upp i alls hög hastighet. tillräckligt för att skära men ska man skära större mängder vilket jag ändå hoppas få börja med snart, så kommer det gå alldeles för långsamt.

[2fast4u]

Jag använde kulskruvar till min för att jag hade det liggande. Nåt annat som låg och drällde var en urgammal laptop. Med dessa förutsättningar blev jag begränsad till en maximal matningshastighet om ca 2-300mm/min. Ska man bygga nåt för seriös produktion så bör man kunna hantera matning upp till åtminstone 1500 mm/min om man tänker hantera tunnplåt. Kör man med skruv så behövs antingen en stor stigning och/eller förmåga att driva motorerna med högt varvtal. Om du har motorstyrning med microstegsmöjlighet så brukar dom kunna göra mjuka övergångar mellan faserna vilket gör att du får bättre moment på högre varv och en jämnare gång på stegmotorerna. Räcker inte det så är det nog bara att bita i det sura äpplet och göra nåt. Enklare än att ge sig på att byta drivmetod till kuggstång eller kuggrem är ju att lägga in en utväxling mellan motorerna och skruvarna.

[Rayman]

Du tänker på trapetsskruvar. Min maxhastighet ligger på ca 1800 mm/min. Jag vill gärna komma upp i 20 000 mm/min. Ska jag skära 2mm plåt men min nya maskin så vill jag kunna hålla iaf 3000 mm/min.

Jag ska testa att köra med fler microsteg nästa gång jag kör maskinen men som sagt är momentkurvan väldigt brant på mina motorer. såna saker jag inte kunde något om när jag köpte dom... De är bara 2 spolar och dom har väldigt hög induktans. Dom ska teoretisk sätt matas med ca 100v för att utnyttjas max, men mina drivmoduler är maxade på 50v. jag är fortfarande tveksam till om det finns mycket kvar att utvinna ur dom ifall jag skulle byta drivmodulerna. förmodligen kan jag inte öka maxvarvet mer än några %. Jag ska testa att köpa 1 ny motor till X axeln och se hur det går. annars så blir det nog till att testa kuggstång på X axeln.

[2fast4u]

... Du tänker på trapetsskruvar...

Nix pix. Jag tänker på nåt helt annat :rolleyes:

Men det jag menade med kulskruvar var faktiskt kulskruvar. Det är såna här jag använder. Förspända, glappfria och löper otroligt lätt.

1800mm/min är väl inte så tokigt, men börjar den bli klen och missa steg i den farten så är det ju trist.

... testa kuggstång på X axeln...

Du ska inte prova den enklare varianten att helt enkelt växla upp motorerna med en enkel kuggrem? Och nu när jag kollar på dina bilder igen så ser jag att du faktiskt kör med remtransmission från motor till skruvar. Åtminstone i ena riktningen. Varför inte bara ändra utväxlingen?

Edited September 15, 2011 by 2fast4u

[Rayman]

Ok jag tänkte på det då du använde det på din plasmaskärare till Spontón MkIV.

1800 duger från ca 4mm och uppåt. visst går det att skära tunnare men i serier kommer det bli jävligt segt. jag har ju inte tänkt o bara skära de nya bygget med denna maskinen. sen är det rätt segt att flytta gantryt längre sträckor.

momentet och hastigheten kommer ta ut varandra om jag växlade mellan motor och kulskruv. När jag kör 1500mm/min (som är gränsen för motorerna att gå problemfritt) ger det 300 RPM på motorn. det ger 5 varv per sekund och med 400 pulser per varv = 2000 pulser per sekund. momentet är då nere på 80 N-cm enligt:

Halverar jag då hastigheten så ger det mig 170 N-cm men halva hastigheten. Dubblar jag hastigheten ut mot kulskruven så krävs det dubbla momentet.

så just för mina motorer fungerar det inte men det hade fungerat om motorn inte hade en linjär effektkurva.

Jag ringde till mölndals industriprodukter och det skulle kosta ca 500 inkl för 1m kuggstång o ett 20t hjul vilket va mycket billigt tycker jag. hittar inte ens billigare på ebay som denna maskinen annars är byggd av :)

ett annat alternativ är att hosta upp 450 för en av de 3NM motorerna som finns på JB (www.brundin.biz) eftersom den har 4 spolar, kan kopplas både seriellt och parallellt och har lägre induktans.

ett tredje och mindre troligt är att köpa nya stegmotorer och nya drivmoduler, men det kostar mkt. Det kommer jag nog vänta tills nästa projekt, en cnc-svarv :)

[2fast4u]

Ok jag tänkte på det då du använde det på din plasmaskärare till Spontón MkIV.

Det är kulskruvar i den.

... moment kurva ...

OK, du ligger på "konstanteffekt flacken". Då hjälper det inte att byta utväxling. Men vad löser du med kuggstänger då? Du slirar ju omkring på samma momentkurva i alla fall. Eller har dina trapetsskruvar så hög friktion att det är dom som är tröga att dra runt när det går fort?

[Rayman]

ja det har jag med funderat på men jag har sett många som kunnat köra med kuggstång och hög hastighet utan problem när de inte haft tillräckligt pulver i motorerna för kulskruv. men det är ju iaf mindre motstånd för motorn med en kuggstång då mindre massa ska roteras. det kommer det bli ca 20mm rörelse per varv från motorn istället för 5. nu kör jag kulskruvar o inte trapets.

men vad har du för pyttesmå kulskruvar du kör med då? ser ju inte ut att vara mer än 10-12m i diameter:

]http://rejsa.nu/im/_garage/2920-new_2010-01-22-pict7986.jpg

Edited September 16, 2011 by Rayman

[Rayman]

Kanske dags att komma med en uppdatering. Jag har beställt ett plasmaaggregat som ska komma imorgon måndag och har kanske ett garage på gång här precis där jag bor. ska denna veckan koppla in maskinen och testköra den.