Root 3 cnc - budowa

[mar_io]

Witam, 

Od jakiegoś czasu chodzi mi po głowie budowa frezarki cnc na potrzeby modelarstwa, czyli praca w balsie, sklejce oraz kompozytach. Z uwagi na to iż dostałem parę pytań odnośnie tego urządzenia, postanowiłem założyć nowy temat. Może komuś się to przyda jeśli myśli o budowie takiego urządzenia w 2023r. Tutaj pragnę nadmienić iż taki projekt był już wykonany u nas na forum pod linkiem: 

 

 

Jednak nie został on rozszerzony o szczegółowe dane.

Trochę o zamyśle/przemyśleniach:

W Internecie jest wiele projektów frezarek, większych lub mniejszych jednak żaden z nich nie został chyba aż tak dobrze opisany i sprawdzony przez wielu użytkowników przy różnych pracach (nie jest to projekt, typowo modelarski). Dlaczego frez a nie laser?. Sprawa jest prosta, przy cięciu laserem musi być odciąg lub przystosowane do tego pomieszczenie. Ewentualnie urządzenia w zamkniętej obudowie (jak np trotec). Byłem przy cięciu laserem sklejki bez odciągu, nie da się w takiej piwnicy czy modelarni wytrzymać, u mnie będzie akcesoryjnie laser diodowy jednak bardziej jako eksperyment niż do wycinania modeli. Druga sprawa to pragnę to podkreślić bo mam kilka modeli wycinanych różnym z tych sposobów czy to laser czy to frez. Niestety wadą lasera jest również to że przy wycinaniu długich elementów potrafi dość mocno spaczyć/zwichrować sklejkę mam obecnie na stole w ten sposób wycięty model, nie jest to może duży problem ale strasznie wkurzający przy montażu, kiedy trzeba pilnować kątów i płaszczyzny za każdym razem przed klejeniem. Tutaj wygrywa niestety frez. Dobrym przykładem jest tutaj zestaw od Marcina (builder rc), dla mnie mistrzostwo świata. Nie wiem czy używa do wycinania przemysłowej maszyny i markowych frezów, czy domowej ale naprawdę jakość jest znakomita, bije na głowę wszystko co poprzednio miałem w rękach. Nie chcę tutaj robić reklamy nikomu ale naprawdę w tej Warto! szczególnie że cena wg mnie za ten zestaw jest niska patrząc na konkurencję.

 

Trochę o projekcie:
Cały projekt opiera się o materiały oraz dane pomysłodawcy:

https://rootcnc.com/machines/root-3/

 

Istnieją tam w tej chwili 4 wersje urządzenia. Dwa pierwsze najbardziej prymitywne, wersja root3 oraz najnowsza root4, która jest już drogą i konkretną maszyną o znacznym polu roboczym na śrubach kulowych. Istnieją również wersje "lite", które spokojnie wystarczą dla kogoś kto chce frezować przy stosunkowo małym polu roboczym. 

Projekt ten wybrałem z powodu iż był najlepiej opisany i sprawdzony. Kontrowersyjną rzeczą jest napęd osi poprzez paski. Wiem że zawsze budzi to kontrowersje jak takie urządzenia może pracować na paskach. Jednakże po konwersacjach z kolegami w Polsce jak i za granicą na temat tego rozwiązania zostałem przy tej koncepcji mimo iż pole robocze mojej maszyny wstępnie będzie wynosić 100x50cm (wielkość największej formatki sklejki w sklepach) jeśli taki rodzaj napędu się nie sprawdzi przy tej wielkości pola roboczego, albo zmniejszę pole robocze, albo przerobię maszynę na wersję na śrubach. Tutaj chciałbym podkreślić że projekt ten na paskach (root 3, root 4 jest na śrubach) ludzie używają z powodzeniem do frezowania w grubej sklejce >10mm oraz w aluminium. Osiągając bardzo dobre prędkości posuwu w stosunku do napędu śrubami. Tutaj jednak rodzi się kolejna kwestia. Mianowicie robienie takiej maszyny w pierwotnej wersji na paskach w tej chwili kosztować mnie będzie od 2500-3000zł, na śrubach trapezowych uwzględniając to że jeśli ma być sztywno to zarówno śruby jak i nakrętki trapezowe oraz sprzęgła łączący silniki z śrubami muszą być bardzo dobrej jakości to pewnie co najmniej 3500zł, na śrubach kulowych, które są najlepszym rozwiązaniem jeszcze pewnie z tysiąc więcej.  Pomijam ewentualną potrzebę smarowania śrub, kasacji luzu na nakrętkach itd... Także ja zaczynam od tej wersji podstawowej mając na uwadze że zawsze mogę doposażyć maszynę w lepsze rozwiązanie, jednak powiem szczerze że nie przewiduję takiego scenariusza. Dla mnie najważniejsze jest uzyskanie najlepszego stosunku szybkości frezowania do jakości. Ma być możliwie jak najszybciej na tyle ile pozwoli maszyna. Dla prac modelarskich (balsa, sklejka 1-3mm) taka konfiguracja powinna być wystarczająca. Dodatkowo uchwyt wrzeciona będzie mieć odczepiany na połączeniu pasowanym adapter pod laser diodowy, w który chcę w późniejszym czasie wyposażyć urządzenie. 

 

Wyposażenie, które wybrałem:

1) Wrzeciono Makita 3711 (wiem że bez regulacji obrotów) niestety mając w rękach chińskie wrzeciona czy te sterowane czy zwykłe z ręczną regulacją obrotów, postanowiłem kupić firmowe, tym bardziej że nie jest szczególnie drogie. Robiąc pomiary bicia i po prostu mając je w rękach uświadomiłem się tylko w tym przekonaniu. Jeśli uznam to za stosowne zastanowię się nad zmianą na sterowane bądź na zastosowaniu jakiegoś układu regulacji obrotów (np na potencjometrze), praca na cienkich frezach rzędu 1-2mm, oryginalna tuleja 6mm, dokupiony adapter na 3.125mm bodajże. 

 

2) Silniki Nema 23 konkretnie ten model: 

 https://pl.aliexpress.com/item/32996003992.html?spm=a2g0o.order_list.order_list_main.35.7fa41c24Q3FMZW&gatewayAdapt=glo2pol

 

Tutaj chciałbym dwa słowa napisać aby dla kogoś kto chce konfigurować taki zestaw uważać na silniki. Jest wiele silników sprzedawanych czy jako nowe czy jako używane typowo pod kserokopiarki czy innego typu urządzenia, które wymagają większych silników ale nie koniecznie o konkretnej specyfikacji lub nawet specyfikacji, której nigdzie nie można odszukać. Przestrzegam również przed zakupem gotowych zestawów z chin (np. bangood) gdzie są silniki, sterowniki, jakieś arduino uno itd... najczęściej elementy poza silnikami są już podróbkami - podróbek także warto uważać. Ja osobiście z różnych źródeł kompletowałem cały zestaw,

3) Sterowniki silników TB6600 (akurat jest promocja w Embia) 

 

4) Arduino UNO + cnc shield (zgodny z oryginałem z polskiej dystrybucji)

 

5) 2x prowadnica liniowa MGN12 200mm + 4 wózki MGN12c - z aliexpress -sam jestem ciekawy co przyjdzie, będę sprawdzać mierzyć 

 

6) Śruba trapezowa T8x8 + 2 nakrętki (rcabc)

 

7) Pas HTD 3m 9mm - "markowy" niby z chin przynajmniej chwalony - zobaczymy, 

 

8 ) Koła zębate 24T oraz 20T wg specyfikacji (embia)

 

9) śruby M3,M4,M5 - setki sztuk z allegro (bagatela 250zł)
 

10) PLA ok 4kg do druku, może będzie trzeba więcej (cały czas drukuję) Drukuję na 60 % wypełnienia, dysza 0,6, 3 ściany w średniej jakości 0,28 wysokość warstwy. Części nie mają tutaj ładnie wyglądać ale mają być wytrzymałe,

 

11) łożyska 608 skryte blachą - allegro

 

12) Przewód ekranowany 4 żyłowy 0,5mm^2 sygnałowy,

 

13) Duperele jak np. krańcówki i inne rzeczy - drobnica

 

14) Profile 25x25x2 - w projekcie są opisane 25x25x3 jednak nie wiem dlaczego jest u nas problem z tymi profilami, niby są sprzedawane ale jak się okazało jak je kupiłem to mają ściankę 2.125mm. Także będą 25x25x2mm ale najprawdopodobniej zaleję je betonem aby były maksymalnie sztywne - jeszcze zobaczę. Najlepsze byłyby tutaj z nierdzewki, jednak nie widzę do końca takiej potrzeby a cena x razy większa.

 

15) sklejka 18mm na ściany osi x i z 

 

Całość będzie usytuowana na osobnym stanowisku, najprawdopodobniej z komputerem z terminala i własnym monitorem. 

Do zakupu brakuje mi jeszcze zasilacza, tutaj czekam bo muszę przemyśleć jaki kupić jest niestety wiele szajsu na necie oraz zakupić albo wydrukować prowadnicę kable 18x38mm

Postaram się tutaj przedstawić małą relację z budowy na ile pozwoli mi czas, puki co drukuję wszystkie części potrzebne do montażu i czekam na paczki z wschodu. 

Generalnie muszę nauczyć się jeszcze samego arduino uno, ale to nie problem. 

 

Zastanawiam się jeszcze nad jedną kwestią, ludzie robiąc jakiekolwiek frezarki cnc różnie podchodzą do samego doboru długości osi x i y. Chodzi mi o to że jedni robią mając pole prostokąta 100x50cm dłuższą oś x a jedni y. wg mnie lepiej zrobić dłuższą oś y, a krótszą x bo na niej zamontowane jest wrzeciono, ale może się mylę i ktoś umie uzasadnić mi moje błędne myślenie. 

 

Mam nadzieję że komuś przyda się taka mini relacja a sam jestem otwarty na przemyślenia.

 

Tutaj jeszcze fajna relacja z budowy od kolegi z zagranicy:

http://sparetimenotebook.blogspot.com/2018/03/building-root-3-cnc.html

 

 

 

 

 

 

 

 

[young]

Super się przygotowałeś. 

Może rozważ zakup wrzeciona z regulacją obrotów? Niby na.maxa wszystko pójdzie ale z.czasem zajdzie potrzeba coś zrobić w innych materiałach. 

[mar_io]

Oczywiście takie wrzeciono byłoby najlepsze, jednak po pierwsze chciałem mieć możliwość odpięcia wrzeciona/narzędzia i po prostu nim pracowania stąd Makita 3711, po drugie jeśli faktycznie będę zmuszony regulować obroty albo kupię wrzeciono (może i mały falownik kto wie) albo pokombinuję z regulacją obrotów w tej makicie. Zobaczymy to jest melodia przyszłości w tej chwili.

[kulfon250]

W moje o powierzchni 100x80 cm, paski od dwóch lat pracują bez problemów.

Dawały rade nawet gdy jechałem frezem 1mm, 3 mm sklejki na raz

Oki, nie pracuje na gigantycznych prędkościach, bo i po co

A paski są totalnie odporne na pył, co jest bardzo ważne, śruby niestety (w innym, mały CNC) co chwila miałem brudne i trzeba było czyścić bo maszyna kaprysiła.

Ważne by paski było odpowiednie i dobrze napięte.

 

Też kiedyś myślałem o Root 3, ale wygrała koncepcja RS-CNC32 (francuska) dobrze opracowana i co jest plusem z opracowana do perfekcji elektroniką.

Co do wymiarów, wiadomo oś poprzeczna jak jest miękka może powodować przekłamania głębokości.

Choć przy cięciu nie jest potrzebna mega precyzja, od tego jest męczennik

Ja mam 80cm, ciężkie wrzeciono i spoko daje radę, większym problemem jest nierównomierność grubości tańszych sklejek.

zawsze po prosu ustawiam 0,2-0,5 poniżej teoretycznego zera i jest luzik. 

 

[mar_io]

Myślałem też o tej RS-CNC32 jednak powiem szczerze że nigdzie nie doczytałem jak wielkie faktycznie (sprawdzone) jest w niej pole robocze. Brałem ją bardziej pod uwagę jako mniejszą frezarkę. Zaskoczyłeś mnie tym polem roboczym. Generalnie uważam że dla pracy w metalach miękkich dla frezarki "warsztatowej" pole robocze robiłbym znacznie mniejsze jak już niż dla pracy w drewnie. Tutaj jedna rzecz to sama sztywność i solidność konstrukcji, a druga sprawa że nie ma zazwyczaj potrzeby frezować w takich materiałach niczego większego. Zresztą ten projekt root ma jedną zaletę na paskach że można w każdej chwili bardzo łatwo skrócić pole robocze a frezarka nie waży nie wiadomo ile żeby nie można było jej przenieść. Przy bardzo drogich śrubach kulowych  skracanie długości pola roboczego jest bez sensu. Trzeba już robić i kupować typowo pod wymiar.

[kulfon250]

Teraz, mar_io napisał:

Myślałem też o tej RS-CNC32 jednak powiem szczerze że nigdzie nie doczytałem jak wielkie faktycznie (sprawdzone) jest w niej pole robocze. Brałem ją bardziej pod uwagę jako mniejszą frezarkę. Zaskoczyłeś mnie tym polem roboczym.

Pole robocze w niej zależy tylko od Ciebie. Francuz nawet zrobił jakiegoś excela do obliczeń elementów.

Widziałem zrobione kwadratowe, jak i wąskie a długie.

A dwa widziałem jeszcze większe jak moje

 

Fajne jest to, że on jest samodzielny, wysyłam przez wifi plik GRBL, i resztę ustawiam jak chcę na dotykowym ekranie.

To był jeden z powodów dla których go wybrałem. Mam też w nim inne wrzeciono jak było w oryginale, i mam przystawkę z laserem 15Watt do dopinania do wrzeciona.

[mar_io]

A tak z ciekawości to liczyłeś ile akurat ten francuski projekt Cię kosztował? pytam bo wiesz konstrukcja jest niby podobna jednak nie znaczy to że cenowo jest podobnie?.

[Deem]

Dostałem na skrzynkę zapytania, wiadomość prywatna więc nie przytoczę, ale odpowiedzi umieszczę tu.

- wymiar pola roboczego to 500x 600 z dwu centymetrowym zapasem na regulację krańcówek 

- zasilacz typowy 12V, 200W

- co zmienił bym? może nie tyle bym co zmieniłem ale to raczej zmiany kosmetyczne tj. uchwyty prowadzenia kabli, dopasowane uchwytu wrzeciona do montażu ew. lasera i rury do odciągu.

 

edit, bo teraz doczytałem pierwszy post;

- PLA jest za słaby, minimum PET-G 

- sklejka na wózki wystarczy 12mm

- dłuższy bok na osi x, zwróć uwagę że jeździ na dwóch profilach. (profil aluminiowy o ściance 3mm, dwójka odpada przy tych wymiarach)

- przewód ekranowany? po co?

- śruba trapezowa do czego? Miałem na osi x, nie sprawdziła się.

[mar_io]

Dzięki za informacje,
-Co do wytrzymałości to się nie martwię jeśli chodzi o PLA, ja go używam od lat w częściach mechanicznych i z odpowiednio dobranymi parametrami spokojnie spełnia swoje zadanie. Zresztą porównywałem go nie tak dano do PET-G konkretnie elementów drukowanych do tokarki mini lathe (koła zębate i toczę na nich, gwintuje i nie mam tutaj obaw), zgodzę się z tym że jest lepsze oczywiście PET-G ale jest wiele lepszych filamentów, o których można by napisać,

- jak dobrałeś długość paska zamkniętego dla osi Z przy sklejce 12mm? projekt jest na 18mm, chyba że te 6mm różnicy w grubości - odległości jakoś inaczej skompensowałeś,

- zrezygnowałem z profili aluminiowych u mnie będą stalowe o ściance 2mm, tu się właśnie zastanawiam dlaczego jedni robią przy podobnym polu roboczym dłuższy bok X a inni z kolei Y, logiczniej jest tak jak piszesz,

- jak masz rozwiązany posuw wrzeciona bez śruby trapezowej? ( ja robię wersję gdzie wrzeciono jest na dwóch panelach sklejki, była też wersja na jednym ale z tego zrezygnowałem)

Dzięki za sugestie.

[kulfon250]

Godzinę temu, mar_io napisał:

A tak z ciekawości to liczyłeś ile akurat ten francuski projekt Cię kosztował? pytam bo wiesz konstrukcja jest niby podobna jednak nie znaczy to że cenowo jest podobnie?.

Robiłem go 2-3 lata temu, całość wyszła coś ok 2.5-3 tysięcy.

Duże wrzeciono i laser parę groszy pożarły

Plastiki mam drukowane z PLA i na razie spoko wytrzymują, zresztą urokiem tej konstrukcji, jest to że w każdej chwili mogę ją rozebrać i coś wymienić, lub zmienić

Na początku elektronika była pod blatem, a sterowanie na przednim boku, teraz ze względu na to, ze ploter pracuje w wygłuszonym bunkrze (mieszkam w bloku) - elektronika jest w pudełku na bunkrze plotera.

Dzięki temu się już nie grzeje i nie brudzi, no i cały czas mogę modyfikować lub kontrolować pracę.

Aha jedyna śruba to regulacja wrzeciona, oś Z

 

Ze zmian po roku pracy:

- zmieniłem małe wrzeciono z regulacja obrotów na duże 2x szybsze z falownikiem

- wywaliłem krańcówki, nie są do niczego potrzebne.

- dodałem regulację na plastikowych dużych śrubach stołu roboczego

- wywaliłem Joga do sterowania ruchem plotera, z ekranu robi się to mega lepiej i dokładniej

- wywaliłem system ustalania wysokości frezu, 5x szybciej i fajniej robię to na oko/słuch.

 

[mar_io]

Tutaj właśnie plusem zrobienia samemu czy to frezarki czy na przykład drukarki 3d jest możliwość adaptacji czy ulepszeń pod siebie bądź takich, które wychodzą w praniu. Ja dlatego nie chciałem kupować gotowego zestawu czy jakiegoś nawet gotowego urządzenia bo zawsze jest później wiele ograniczeń wynikających z gotowca. Nie mówię tutaj oczywiście o urządzeniach za kilka razy więcej pieniążków.

[kulfon250]

3 minuty temu, mar_io napisał:

Tutaj właśnie plusem zrobienia samemu czy to frezarki czy na przykład drukarki 3d jest możliwość adaptacji czy ulepszeń pod siebie bądź takich, które wychodzą w praniu. Ja dlatego nie chciałem kupować gotowego zestawu czy jakiegoś nawet gotowego urządzenia bo zawsze jest później wiele ograniczeń wynikających z gotowca. Nie mówię tutaj oczywiście o urządzeniach za kilka razy więcej pieniążków.

Drukarkę 3D mam Prusy , po kilku prawie samodzielnie robionych (nigdy więcej )

Plotery CNC zrobiłem dwa mały i ten duży.

Powodem było to, że w cenie wykonania dużego, można było kupić tylko małe gó..no, z silniczkiem a nie wrzecionem.

Gotowiec mnie kusił, ale cena fajnego z tańszej sensownej półki była 4-5x większa, co zupełnie nie ma sensu jak robi się to na własne potrzeby.

 

Teraz pewnie zrobiłbym ciut mniejszy, bo okazało się, że ten jest trochę niewykorzystany wymiarowo.

Mam parę pomysłów, co do jego zmiany, ale działa to po co  

Chyba, że mnie kiedyś nuda dopadnie

Największe sklejki jakie tnę to 60x40, balsę z reguły coś w tych okolicach w sensie długość 60 cm, rzadko pracuję na całych deskach, ale nie chce mi się go przerabiać

[Deem]

18 minut temu, mar_io napisał:

...

- zrezygnowałem z profili aluminiowych u mnie będą stalowe o ściance 2mm...

- jak masz rozwiązany posuw wrzeciona bez śruby trapezowej? ( ja robię wersję gdzie wrzeciono jest na dwóch panelach sklejki, była też wersja na jednym ale z tego zrezygnowałem)

Ach nie zajażyłem, oczywiście oś Z na śrubie. Gdzie znalazłeś profil stalowy, te ogólnie dostępne nie trzymają wymiarów.

 

[mar_io]

Profili kwadratowych 25x25 stalowych (z szwem i/lub "gładkich" czy jak one się tam nazywają) pociąłem na swoje potrzeby kilkadziesiąt metrów (meble loftowe itd...) kupuje je po prostu na składzie w okolicy bądź gładkie na allegro. Co do trzymania wymiarów, z ciekawości sprawdzę czy jest z nimi aż taki problem. Jest szef więc na tym boku będzie na pewno problem, nie wiem jak z gładkim czy również jest taki problem czy nie muszę po prostu sprawdzić. Zresztą nie zauważyłem żeby ktoś w relacjach pisał o takim problemie z profilami a używają ludzie przeróżnych od wykonanych z stali czarnej, po aluminium czy nierdzewkę. Nie wierze że wszystkie tak trzymają wymiar jakby były planowane. Zresztą karetki są oparte na 4 łożyskach tam nawet jeśli by profil nie trzymał minimalnie wymiaru to nie chce mi się wierzyć żeby blokowało taką karetkę zresztą zobaczę jak złożę jedną z osi.

Godzinę temu, kulfon250 napisał:

Drukarkę 3D mam Prusy , po kilku prawie samodzielnie robionych (nigdy więcej )

To ja znowu widząc Vorona w akcji nie kupiłbym gotowej. Niestety jak można było tanio vorona zrobić to zwlekałem, teraz pewnie zrobienie będzie w cenie podobnej do prusy bo ich towar również poszybował niebagatelnie do góry.

[kulfon250]

Mój ploter pracuje na profilach aluminiowych, miałem dać stalowe, ale były brzydkie

3 lata i zero problemów, karetka ma 8 łożysk po 4 z każdej strony

Voron jest szybki, czy lepszy od Prusy nie wiem, szybkość to zaleta, ale ja w Prusie cenię niezawodność i bardzo dobre wydruki.

[mar_io]

12 godzin temu, Deem napisał:

Ach nie zajażyłem, oczywiście oś Z na śrubie. Gdzie znalazłeś profil stalowy, te ogólnie dostępne nie trzymają wymiarów.

 

A powiedz mi bo nie wiem czy dobrze zrozumiałem u Ciebie zastosowałeś profile aluminiowe 25x25x2mm?. Ogólnie myślałem o tych profilach, z ścianką 3mm jest ciężko jeśli chodzi o dostępność u mnie w regionie. Są 25x25x2 zastanawiam się czy z uwagi jednak na to że nie trzeba przy Al bać się korozji nie kupić jednak profilu z ścianką 2mm i zalać betonem dla usztywnienia. Stosowałem już takie rozwiązanie i się sprawdziło kiedyś.

[kulfon250]

U mnie są aluminiowe 30x30x2 puste w środku (masa).

Jeśli ktoś go zegnie powodzenia

No chyba, że potrzebujesz dokładność cięcia do 0,001 mm

[Deem]

1 godzinę temu, mar_io napisał:

A powiedz mi bo nie wiem czy dobrze zrozumiałem u Ciebie zastosowałeś profile aluminiowe 25x25x2mm?. Ogólnie myślałem o tych profilach, z ścianką 3mm jest ciężko jeśli chodzi o dostępność u mnie w regionie. Są 25x25x2 zastanawiam się czy z uwagi jednak na to że nie trzeba przy Al bać się korozji nie kupić jednak profilu z ścianką 2mm i zalać betonem dla usztywnienia. Stosowałem już takie rozwiązanie i się sprawdziło kiedyś.

Prawie dobrze ale ścianka 3mm, są dostępne na allegro. Ogólnie bazowałem na wiedzy w necie, jest tego dużo i tam sugerowano ściankę min. 3mm. Nie mam doświadczenia z cieńszym profilem ale jak kolega twierdzi że wystarczą to pewnie tak jest.

[mar_io]

U mnie w okolicy nie ma nigdzie profilów aluminiowych 25x25x3, są tylko na zamówienie sto procent droższe nić te ze ścianką 2mm. Allegro mają ale znowu albo nie chcą wysyłać albo średnio się kalkuluje. Puki co zobaczę ale przekonuję się do zakupu 25x25x2 i zalaniu betonem, jeszcze zobaczę.

Jak mogę zapytać to jakiego lasera użyłeś konkretnie Maciej jako przystawkę do wrzeciona?

[kulfon250]

Godzinę temu, mar_io napisał:

Jak mogę zapytać to jakiego lasera użyłeś konkretnie Maciej jako przystawkę do wrzeciona?

Kupiłem na aliku (blue) - mało, go używam bo w bloku problemem jest wentylacja, no i frez ładniej i czyściej wycina, on docelowo jest do cięcia folii lub znakowania