הייתי רוצה לבנות: מכונת CNC

[Alex]

איך שהוא פספסתי את העובדה של-SparkFun יש כמה מנועי צעד מעניינים, הוספתי שניים מהם לאתר, ביניהם כזה:
https://www.4project.co.il/product/nema ... -200-steps

בגודל NEMA 23 עם ציר של 6.35 מ"מ שמאוד פופולרי בתחום ה-CNC, כך שנראה לי אשתמש במנועים האלה במקום הקודמים שרשמתי.
מנוע הזה פי 4 חזק יותר מהקודם שציינתי. לא יודע אם אני צריך את כל הכח הזה, אבל כנראה לא יזיק. מה גם, שבמנועי צעד יותר כח מאפשר להגיע למהירות גבוהה יותר.

יש גם את המנוע הזה:
https://www.4project.co.il/product/nema ... -400-steps
שיכול לעשות 400 צעדים לסיבוב במקום 200 כמו כל השאר, זה אומר דיוק בתנועה טוב יותר פי 2, אבל שוב הציר הוא 5 מ"מ ויש לו פחות כח.

כעקרון בקרי מנועי צעד מאפשרים תנועה ביותר מכמות הצעדים לסיבוב ממה שמצויין על המנוע ע"י הזרמת זרמים מדודים לכל סליל. במקום למתג את הסלילים בצורה כזו שאחד מקבל זרם והשני לא ואחרי זה הפוך, הם מכניסים גם משהו באמצע, נגיד אחד מקבל זרם והשני לא, אחרי זה שניהם מקבלים 50% זרם (שזה חצי צעד) ואחרי זה הראשון לא מקבל זרם בכלל והשני מקבל 100%. אפשר להגיע לפי 16 צעדים לסיבוב בצורה כזו.

כל זה בא על חשבון הכח כמובן. סליל ב-50% זרם מחזיק פחות חזק מסליל ב-100% זרם.

אני עוד לא ממש יודע מה הדיוק של ברגי הובלה שאני רוצה להשתמש, אבל נניח שהם 5 מ"מ לסיבוב (זה מה שנראה לי מבדיקה מהירה שעשיתי). 200 צעדים יתנו לי תנועה של 0.025 מ"מ שזה פי 10 ממה שרציתי להגיע... ככה שמספר הצעדים של המנוע כנראה לא אמור להדאיג אותי.

[ofer1973]

שלום לך אלכס.
גם אצלי החלום לבנות מכונת CNC ,יושב הרבה זמן בראש.
מאוד נהנתי לקרוא את כל מה שכתבת .
הצלחת להתקדם בנושא ?
אני מאוד אשמח אם תמשיך לפרסם את ההתקדמות שלך ,כדי ללמוד ולעשות בעצמי.







עופר.י

[Alex]

היי,

לא, הפרוייקט עדיין בראש ולא יצא לפועל.
לא בטוח שאבנה משהו בזמן הקרוב...

[Alex]

למי שעוכב אחרי השרשור הזה...

לא הגעתי לשלב שאני מתחיל לבנות משהו, אבל הוספתי כמה מוצרים חדשים לאתר שיתאימו יפה מאוד לפרוייקט הזה.

מוטות הברגה זה לא משהו חדש, אבל עכשיו יש גם בחנות:
https://www.4project.co.il/section/threaded-rods

אומים ארוכים כדי להקטין את האיזור המת (backlash):
https://www.4project.co.il/section/spacers

למי שמחפש משהו חזק יותר ממוט הברגה, אפשר להשתמש בשרשראות וגלגלי שיניים מתאימים:
https://www.4project.co.il/section/gears

כל אלה יכולים לשמש לגורמים שמזיזים את החלקים במכונה...

הלהיט הגדול מבחינתי הוא פרופיל אלומיניום בצורת מסילה:
https://www.4project.co.il/section/aluminum-profiles

ויש גם מיסב שמתאים (בקרוב יגיעו עוד מיסבים, כנראה זולים יותר):
https://www.4project.co.il/section/ball-bearings

רכיבים אלה יכולים להוות פתרון נחמד למסילה לינארית.
העובדה שלפרופיל אחד יש 3 מסילות מאפשרת להשתמש בפרופיל אחד כדי להחזיק את הרכיב הנע בשני צירים, כך שאפשר לבנות מכונה קטנה יותר.

ויש עוד הרבה רכיבי מכניקה אחרים שיכולים לשמש לבניית המכונה עצמה:
https://www.4project.co.il/section/304

תהנו!

[Alex]

שלום לכם!

ביום שישי האחרון עדכנתי כל מיני פרטים של רכיבי מכניקה באתר ותוך כדי דמיינתי איך הייתי בונה מכונה מהחלקים החדשים בחנות...

אז חשבתי לי... מה היעוד של המכונה?
אם אני מגדיר שאני רוצה להתמקד על יצור מעגלים מודפסים (שזה מה שאני רוצה בשלב הזה) ויורד מהקטע של עיבוד אלומיניום או חומרים אחרים, אז אני בעצם צריך מכונה בגודל של כ-20 על 20 ס"מ. משהו קטן יחסית...

אבל רציתי להשתמש בדרמל בתור מנוע... אבל הוא די גדול ביחס למכונה... ומנוע גדול מייצר גם הרבה רעידות... מה שאומר שצריך לקבע אותו כמה שיותר... מה שאומר שכנראה שצריך להגיע למבנה כך שהמנוע לא יזוז בכלל, גם לא בציר ה-Z (מעלה מטה), ואז אולי צריך לסבך את הבסיס של המכונה שהוא יעלה וירד וגם ינוע בשני הצירים האחרים... טוב נו, כנראה אפשרי כי כדי לייצר מעגלים מודפסים לא צריך מהלך גדול מידי בציר ה-Z, סנטימטר אחד יכול גם להספיק...

ואז... הברקה!

למעגלים המודפסים אני לא ממש צריך מנוע חזק... צריך מנוע מהיר יחסית כדי שהמכונה תהיה מהירה... וגם אפשר להשתמש במנועי צעד קטנים יותר, אבל זה סיפור אחר... אז חשבתי שגם אם אני מוצא מנוע קטן יותר, איך אני מחבר אליו את הכלים לחריטה ומקדחים?

חיפוש קצר הביא אותי לרכיבים שנקראים "collet chuck holder" ול-"spring collet".
הנה תוצאות החיפוש שלהם ב-eBay:
https://www.ebay.com/sch/i.html?_nkw=ER ... &_from=R40
https://www.ebay.com/sch/i.html?_nkw=ER ... &_from=R40

זהו בעצם ציר פלדה עם חיבור דומה למה שיש בדרמל, אליו אפשר להכניס את ה-collet שמחזיק את הכלים לחריטה. ה-collets האלה מגיעים עם התאמה לקטרים שונים של הכלים, שלא כמו במקדחה שאפשר לפתוח או לסגור את המחזיק לקטרים שונים של המקדחים.
כך מסתבר אפשר להגיע לדיוק טוב יותר. הכלים האלה מוגדרים לדיוק של 0.01 - 0.015 מ"מ שזה יותר מהמצויין מבחינתי.

OK... אז מה עם המנוע?

ואז... עוד הברקה!

לפני כמה ימים חרשתי על האתר של https://hobbyking.com/ בפעם הלא יודע כמה כדי להזיל ריר על כל מה שיש להם שם ולחלום על כל מה שאפשר לבנות מכל שלל הרכיבים...
ויש להם שם המון מנועי brushless לטיסנים, מסוקים, רכבים וסירות! גם כאלה שיכולים להגיע ל-30-50 אלף סלד!
הנה דוגמא של כמה דגמים:
עריכה: הקישור הורד מכיוון שהעמוד לא קיים יותר.
hobbyking.com/hobbyking/store/__223__59__Electric_Motors-TURNIGY.html

אחרי לילה ללא שינה וקריאת המון מאמרים בנושא, מסתבר שהיו עוד אנשים שהלכו בדרך הזו, ולא רק למכונות קטנות כמו שאני רוצה לבנות, אלא למכונות די גדולות עם מנוע Brushless מהתחום של טיסנים ומספרים על ביצועים מעולים וגם הרבה יותר שקט בהשוואה למנועים אחרים, אפילו לדרמל.

אז OK, יש מנוע, יש ציר לכלים... איך מחברים אותם?

בפורומים ראיתי 3 גישות עיקריות:
1. ע"י שימוש ברצועת תזמון עם גלגלות על ציר המנוע וציר של ה-collet. נראה פתרון נחמד מאוד, יש גם אפשרות לשחק עם יחס של הגלגלות כדי לקבל יותר מהירות או יותר כח.
אני לא מוצא את הסרטון שרציתי לצרף, אבל הנה דוגמא של חיבור ע"י רצועת תזמון:


2. חיבור בין ציר המנוע לציר ה-collet ע"י חיבור גמיש (Flexible coupler):
https://www.ebay.com/sch/i.html?_trksid ... &_from=R40

יש הרבה סוגים מהרכיבים האלה כדי להתאים קטרים שונים של הצירים בשני הצדדים.
הנה דוגמאות לחיבור כזה:



3. ויש כאלה שהלכו עוד צעד, לקחו מנוע עם קוטר ציר זהה לקוטר של מחזיק ה-collet, פירקו את ציר המנוע ובמקומו התקינו את ציר ה-collet:


בכל המקרים אתם רואים שהם בנו מתקן שמחזיק את ציר ה-collet ובתוכו יש מיסבים שמחזיקים את הציר, גם במקרה השלישי בו הציר מותקן בתוך המנוע כי האנשים טוענים שהמיסבים של המנוע עצמו לא בנויים לכוחות הפועלים עליהם במכונת CNC (הכח בציר ה-X וה-Y כשחותכים חומר).

אני חושב ללכת על האפשרות השניה, עם ה-coupler כי אני לא צריך מנוע כל כך גדול שיהיה בו ציר ענקי של 8 מ"מ והאפשרות עם הרצועה תגדיל את המערכת בציר האופקי (מנוע לצד המתקן של ה-collet).
אני מעדיף שהמנוע יהיה צר וארוך... אולי אפשר להתקין כמה כאלה אחד ליד השני כך שלא יהיה צורך להחליף את הכלים תוך כדי עבודה... אחד חותך, השני קודח... טוב נו, זה כבר שכלול רציני... לא לשלב הראשון...

מה אתם אומרים? אשמח לשמוע תגובות!

[Alex]

ואם כבר הזכרתי את הרכיבים המכניים החדשים, אז היה סרטון של מישהו שבנה מכונה קטנה מהרכיבים האלה:

[jemzik]

שלום!
לפני שנה וקצת התחלתי לחקור את הנוסע של הבנייה של מכונה בדיוק בעקבות מה שהתחלת לכתוב כאן .
בארץ לא יצאה לי לראות פרומים ובלוגים של חברה שבנו ובונים מכונות כאלו
התחלתי לחפור באינטרנט דרך הקישורים שאלכס פירסם בשירשור הזה
בדרך התגלגלתי למדתי ים של דברים( ויש עוד אוקינוס לפני) וגם שהדרך היא ארוכה אבל בהחלת זה שווה את כל דקה ושקל.
אז יש כמה פורומים מעולים לדעתי שכדי לבקר שם אם זה מעניין וללמוד מהאנשים שכבר עובדים בתחום(באנגלית) :
practicalmachinist.com
cnczone.com
וכמובן YOUTUBE וגוגל
הרכיבים האחרונים שALEX הביא לאתר בהחלת פותחים אפשרות לרבים לנסות את עצמם בפרוייקטים האלו במחיר טוב באמת ואפשר לבנות מהם ים של דברים מעניינים אחרים . ואם יש בזה התעניינות אז אולי כדי לפתוח פורום מסודר לנסות ללמוד אחד מהשני

תודה
יבגני

[Alex]

אני ממליץ גם על ה-cnczone.
כל פעם שחיפשתי משהו שקשור ל-CNC, קיבלתי לינקים לפורום שלהם. יש שם המון מידע שימושי.

[yosefn]

לאלכס שלום,
יש לי רעיון בשבילך: שילוב שלCNC ותלת ממיד הרעיון הולך כך מדפסת רק שבמקום דיו שים את הדרימל כל דבר שאתה רוצה לעשות תכין כל פעם
בהדפסה תכין רק מסגרת והנייר יהיה תחבושת גבס
מכווה שעזרתי

[Alex]

זה יעזור אם תשים פיסוק במשפטים שאתה כותב.

אני לא בעד שילוב של מדפסת ה-3D ומחרטת CNC, אלה שתי מכונות שונות עם צרכים שונים.
שילוב ביניהם לא תורם לאף אחד מהתכונות, להפך, כנראה ששתי המכונות יהיו בינויניות...