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!

[aerofast]

Cioè.....i miei complimentoni!!!!!

Gran bella realizzazione che sicuramente, data la mole, non sarà neanche costata pochino.

Bella storia

[daniele 1973]

complimenti veramente bella bestia. ti seguo con interesse . sono curioso di saper che controller hai utilizzato . ma i motori della x sono controllati da due driver con la funzione sincronizzazione.

[runnerfly67]

E un lavoro più titanico del mio bella macchina,il piano di appoggio come lo hai realizzato ?
la mia realizzazione la puoi seguire a questi link,per ora sono un po fermo per mancanza di spazio che al più presto arriverà..

https://www.cncitalia.net/forum/view...p?f=25&t=71508

https://www.cncitalia.net/forum/view...hp?f=8&t=59775

[hfecfk]

Complimenti. Bella macchina.

[skiver85]

Si, devo dire che mi è costata parecchio..ad oggi sfioro gli 8 mila...più di un buon usato..ma sempre meno che comprarle nuova. Insomma dai, il costo del divertimento nel costruirla dove lo mettiamo?!?!?

Si i due motori di x sono separati come pure i driver. Pilotati con la funzione master e slave di mach3.

Runner: ah si non mi era sfuggita la tua titanica, gran biele bestie!!!

Cmq appena ho un po' di tempo vi descriverò meglio in dettaglio il tutto..

[skiver85]

La fresazza poggia su un banco in ferro saldato fatto da tubulari 50X50 e avete presente gli scaffali industriali, quelli che sorreggono i pallet interi? Ecco 4 traverse lunghe 2 metri e mezzo imbullonate. Imbullonate proprio per riuscire a mettere in bolla anche la base stessa.
La struttura della fresa vi si poggia sopra ma non direttamente, ho posizionato dei silent block e dei tamponi in gomma dura, per cerarcare si smorzare un po le vibrazioni.

I due putrellonazzi da più di 30 kg l uno da 180X90 sono fissati a 6 traverse 90X90 tramite 20 angolari in alluminio pressofuso e circa 200 bulloni m8.
Parte fondamentale per la messa in quadro della struttura principale sono le piastre di testa da 30mm. Queste piastre fungeranno anche da supporto per le viti a ricircolo di sfere e i relativi supporti Fk e ff.
Vi allego anche una simulazione grossolana con 500N di carico...teoricamente quella zona in rosso sono 2 centesimi.
Probabilmente 30mm di piastra sono troppi ma mi faceva piacere esagerare anche per aggiungere un po' di massa in una zona in cui di certo non guasta.
Qui ahimè i primi dolori: in fase di montaggio delle suddette piastre, mi sono accorto che se avessi "fresato" qualche riferimento in più, l'allineamento sarebbe stato moolto più preciso. Insomma allineare una piastra da circa 8kg con il bordo superiore e laterale del profilo da 180, non è stato facile. Errore mio!! Insomma i riferimenti non sono mai troppi!!!!!!!
Senza contare che il taglio di testa dei profili non era di certo ortogonale preciso (su 180mm c'erano circa 2 decimi di errore)..me li ha ripassati gentilmente un amico in un centro di lavoro
Inoltre ci sarebbe da parlarne a proposito di "quanto storti sono i profili" oppure per essere meno pessimisti "quanto dritti sono"...ogni produttore ha i suoi valori di tolleranza. Ovviamente come è facile intuire la precisione si paga....e cara..
Già in questa fase munito di bolla di precisione, ho cercato di mantenere delle tolleranze che almeno si avvicinassero a quelle richieste dalle mie guide hiwin. Ovvero poco più di un decimo sulla complanarità della superfice di appoggio delle due guide. Scelsi appunto quelle a precarico 0 perchè appunto sono più tolleranti a errori di parallelismo e complanarità, pur mantenendo la precisione necessari alla mia cnc.
Buffo perdere ore e ore e ore e ore e ore e ore di tempo....se poi si va a leggere come e quanto si dilata l'alluminio con il caldo....mi vien da pensare che ho sprecato tempo. Ma ve lo dirò quest'estate quando ci saranno 40 gradi!!!!

Tutte le piastrazze di alluminio, dopo una prova di montaggio sono state fatte anodizzare nere....pessima idea...il minimo graffio si nota subito!!!

a presto! ciaociao!

[runnerfly67]

Comunque sia hai fatto un gran bel lavoro,la mia è la metà della tua e mi fa una paura bestiale nei giorni scorsi sono andato a prendere contatti per l'anodizzazione dei lingotti di alluminio e mi ha proposto l'anodizzazione dura e normale,probabilmente la farò normale anche perché mi costa la metà,tu dove lhai fatta fare ? stavo pensando ad un bel rosso lucido,certo il nero purtroppo presenta la caratteristica di evidenziare i graffi ,in questo senso sarebbe ottimo il colore alluminio come i profilati ma poi non risaltano quei bei pezzi lavorati cnc.

[skiver85]

Io ho fatto anodizzare tutto alla vercrom di verona tramite amici. Il tipo mi aveva spiegato che addirittura ogni colore è piu o meno resistente a graffi e al tempo. Bello il rosso, bellissimo anche il titanio. Il nero fa un figurone ma è un po' deboluccio. Io per tutte le piastre nere...in totale una ventina di pezzi circa 50 kg ho, speso 250 euro circa.

[skiver85]

Come accennavo tutti i movimenti sono su guide lineari a ricircolo di sfere tutte taglia 20.
Per un corretto dimensionamento mi ero affidato ai formulari presenti nei cataloghi dei vari produttori.
Ricordo di essermi fatto non poche paranoie riguardo due punti:

-su asse Z: se mettere le guide fissate alla parte fissa o viceversa. Ovviamente per migliorare la rigidità del sistema.
Nelle dua immagini A e B si vede come a parità di profondità di Z (scusate la qualità) una delle due avrà uno sbalzo maggiore, ovvero la distanza A costante a qualsiasi altezza della Z.
Mentre con le guide invertite, lo sbalzo maggiore e quindi le possibili flessioni maggiori ci saranno solo con la Z completamente estesa. Senza contare che ci sarebbero anche le guide a irrigidire la partemobile di Z.
Alla fine, con una sommaria simulazione con i soliti 500N sul mandrino viene fuori che nella situazione peggiore (z in estensione) la struttura dovrebbe flettere di pochi centesimi.
Pur propendendo per il montaggio "invertito" ovvero pattini fissi e guide su piastra mobile, alla fine ho dovuto abbandonare l'idea perchè ahimè, non riuscivo a trovare una posizione adeguata di guide e pattini e mandrino che rendesse facile e agibile il serraggio di tutti quei bulloni!!!! E' stato veramenteun incubo! Su tutto il gruppo Z mi trovavo continue interferenze con viti che spuntavano ovunque oppure viti in posizioni inacessibili.....
Per il montaggio finale nessun problema, avendo fresato anche le sedi per le guide sulla z fissa, l'allineamento è stato facile.