MegaMill Pantografo Ponte Basso 2500X1000

[skiver85]

Buona sera a tutti,
Inizio a raccontarvi con orgoglio la mia avventura con questa gigantesca fresa cnc completamente disegnata e costruita da me.
Preciso che il mio obiettivo non è quello di vantarmi del mio lavoro o delle mie precarie conoscenze. Non ho inventato niente di nuovo.
Scrivo per quelli che come me all'epoca, hanno un "sogno cnc" nel cassetto ma sono frenati dai dubbi e le tante paure di non riuscirci. Scrivo per convincervi che ce la farete!
Scrivo inoltre per attirare quelli più esperti di me, sperando di ricevere un aiuto per migliorare il mio progetto.
Io non ho alcuna formazione ingegneristica/tecnica nel campo cnc, faccio l'infermiere. Sono solo un appassionato di aeromodellismo e meccanica in generale.
Un giorno con un amico ci siamo imbattutti nella piccola Milwood che ci ha fatto muovere i primi passoio nel mondo del controllo numerico, che meraviglia!
Inoltre la voglia di approfondire l'utilizzo dei compositi per i miei alianti, mi ha fatto venire un grande appetito...e come potete immaginare, 600mmX300mm di corsa utile non erano più sufficienti.

Nasce ormai 5 anni fa la pazza idea: ma perchè non mi costruisco da solo un enorme fresa a controllo numerico che mi permetta di fresare in serenità stampi e altre parti per i miei aerei?!?!?!
Premetto che per me è e resta un hobby.

Quindi le basi erano: almeno 2000mm di corsa utile, rapidità negli spostamenti a scapito della precisione, precisione sui 2metri assolutamente entro il mezzo decimo.

Leggendo sui vari forum, scelsi la configurazione a ponte basso, per via di una (a posteriori falsa) idea di semplicità nella realizzazione e rapidità nell'assemblamento.
La prima immagine rappresenta il primo render in assoluto.
Era stato ipotizzato l'utilizzo di profili di ferro imbullonati, non saldati per via delle problematiche legate alla saldatura in se, ovvero distensione successiva e fresatura ulteriore delle sedi guide.
Passai subito ai profilati estrusi di alluminio, le serie pesanti(almeno 14kg/m) mi attiravano per via della facilità di assemblaggio e dalla possibilità di regolazioni di fino sucessive, essendo tutta la struttura imbullonata.
Scelsi le misure 180X90mm per i longheroni principali ( ASSE X) e per il ponte (ASSEY) le traverse 90X90mm. Ho comprato tutto da alutec srl di reggio emilia.
Il resto è stato disegnato e fresato su piastre da 20, 25 e 30mm di alluminio 6082.
I calcoli per il dimensionamento della struttura sono stati fatti ipotizzando una forza sul mandrino di 500N che è assolutamente inverosimile nel caso di fresature su legno, plexiglass o resine come nel mio caso. Non fidandomi molto dei miei calcoli, ho preferito sovrademensionare almeno le parti più sollecitate.

Per i movimenti, non ci ho pensato molto, era subito orientato verso guide lineari a ricircolo di sfere. Per il dimensionamento corretto, mi sono affidato alle formule che si trovano sui manuali dei vari produttori. Quindi Hiwin taglia 20mm senza precarico della serie HGW e HGH.

Per la trasmissione del moto, devo dire che ci ho pensato parecchio. Ero indeciso tra viti a ricircolo e cremagliera. Con le viti avevo paura delle masse in gioco e della lunghezza. Per la cremagliera mi lasciava perplesso la grande precisione di montaggio che prevede una cremagliera elicoidale.
Non vi dico in che marea di calcoli mi sono perso, vi descriverò il tutto più avanti.
In ogni caso alla fine optai per le viti a ricircolo comprate dalla romani componets.
Delle bestie diamtro 30mm passo 20 da 2500mm per X, una 20 passo 10 per Y e una modesta 1605 per Z.

Per l'elettronica altro capitolone da trattare a parte: motori passo-passo o servo? Diretti o riduzioni? Closed loop o no? Che controllo? Sicurezza?
Uff, avete idea cosa succede al ponte (che è mosso da due viti separate una per lato) se un motore perde sincronia con l'altro?!?! mi si apre in due la macchina.
Anticipo solo che alla fine utilizzo motori servo dc da 400w in riduzione con pulegge.

Qui apro una parentesi: avete idea di quante decine di mail io abbia mandato ai vari produttori di profilati, guide, viti, motori ecc...che frustrazione..avete idea di quanti pochi mi hanno risposto? Anche solo, "no scusi non trattiamo con privati"...cmq alla fine ho trovato tutto quello che mi serviva con persone e ditte veramente gentili e affidabili che quindi mi sento in diritto di nominare.

Quindi ricapitolando: le misure sono 2500mmX1200X300. Le corse utili sono di 2200X800X180 circa.
Si vede uno degli ultimissimi render definitivi.

Alla fine dopo 5 anni, a gennaio, la mia bestiona ha mosso i primi passi, qui la vedete proprio il primissimo giorno a una velocità di 5mt/min. Adesso dopo i settaggi di fino del PID vola a 15m/min nei rapidi
https://www.youtube.com/watch?v=L0cq-qivvHY



Prossimamente scriverò con più precisione a riguardo di: struttura, viti a ricircolo, motori ed elettronica, assemblaggio.
Così scendendo nello specifico sicuramente potrete darmi qualche consiglio e aiutarmi in qualcuno dei problemini che ho avuto e ho tuttora!
Intanto grazie!