Hobbi CNC képek és videók…
A képeken egy régi magyar FOK-GYEM gyártmányú gép és a hozzá épített új kiegészítők láthatóak.
Lyukszalag vezérelt 8080-as processzorral szerelt elektronika volt benne amit természetesen kidobtam belőle.
15 évvel ezelőtt készítettem hozzá egy 3 tengelyes vezérlőt amit egy saját készítésű ISA I/O kártyával és egy szintén saját DOS-os programmal vezéreltem. Csak fél lépéses üzemmódot tudott, de az akkori technikai szintnek és az elvárásaimnak még megfelelt.
Régen a DOS-os TANGO PCB program volt számomra az etalon, emiatt a program csak a TANGO PCB file-okat tudta kezelni, de ez nekem elegendő volt.
Persze mostanában már én is váltottam a modernebb ALTIUM tervezőrendszerre.
Saját készítésű régi vezérlő 1
Később lecseréltem AC servo hajtásra.
Ennek több okai is volt. Egy sajnálatos hardware hiba miatt tönkrement az a PC amit a géphez használtam és a benne lévő HDD tartalma is meghalt.
Egy CD-re ugyan el volt mentve minden, de az természetesen teljesen olvashatatlan lett ! :-(
Emiatt nem is ajánlom senkinek, hogy fontos dolgokat CD-n
tároljon. Illetve csak akkor ha azt időnként újra átmásolja.
Annyi időm és energiám már soha nem lesz, hogy újra megírjam hozzá a programot.
Szóval mindenképp váltani kellett és az sem volt
elhanyagolható szempont hogy az AC servó vezérlő a MACH3 használatát is lehetővé teszi.
Így azért lényegesen egyszerűbb az élet.
A gépnek mechanikusan nagyon robosztus és strapabíró kialakítása van. Dög nehéz is, legalább 200kg.
5mm menetemelkedésű golyós orsó van benne ami rendkívül pontos munkavégzést tesz lehetővé.
Annak idején 30 évvel ezelőtt kifejezetten nyák gyártáshoz tervezték az akkori hagyományos nem SMD alkatrészekkel szerelt panelekhez.
Több adapter van hozzá amelyeket 1db rögzítő csavar eltávolítása után néhány mozdulattal cserélni lehet.
Az adaptereket 3db vezetőcsap pozícionálja, így többszöri csere után is mindig ugyanabba a pozícióba lehet visszahelyezni mindent.
Az elektromos csatlakozó is pozícionálva van az adaptereken ami szintén a gyors cserét teszi lehetővé.
Ez a fajta csatlakozó van benne csak 20 pólusú kivitelben.
Sajnos eddig nem sikerült beszerezni belőle tartalékot mert nem forgalmazzák már pedig régen nagyon sok helyen alkalmazták ezeket.
Csőtoll befogásra alkalmas adapterrel vegyszerálló tintával lehetett közvetlenül a nyákra rajzolni.
Mivel nem használom ezért elsőként ezt alakítottam át Z tengelynek az új összeállításban.
Eredetileg 5mm vastag fém alaplemezre van minden adapter felépítve.
Műanyagból ezt könnyebb volt reprodukálni, ezért a további saját készítésű szerkezetekhez ezeket használtam.
Eredeti fém alaplapra készített új Z tengely
Eredeti fém alaplapra készített új Z tengely a gépen
Az orsó egy régi 8 colos floppymeghajtóból való.
Után gyártott műanyag felül nézet
Után gyártott műanyag alul nézet
Most is elsősorban az itthoni prototípus nyák gyártás megkönnyítése volt a cél.
Lehet hogy elsőre kicsit fapadosnak tűnik a mechanikai kialakítás, és sok gyermekbetegsége is van, de nagyon jól használható Z tengely lett belőle. Kb 15 éve készült az első és egy állványos fúrógépen kívül semmi más gép nem állt rendelkezésemre az elkészítéséhez.
A nyák gravírozás egy felületkövető nélkül elég esetleges dolog, mert ha nincs teljesen síkban az X Y tengelyekhez képest akkor egyes helyeken nem vagy túlságosan is mélyen megy bele a szerszám a nyák felületébe. Ez zárlatos, szakadt vagy egyenetlen vonalvastagságot eredményezhet. Erre egy igen egyszerű és viszonylag jó megoldás van az alábbi képeken.
A felületkövető egy régi használaton kívüli ellenállásláb hajlító kézi készülékből lett fabrikálva, de ennek hiányában is könnyen elkészíthető.
Valahol a padláson van még hozzá olyan adapter amivel nyákot
lehetett levilágítani síkfilmre. :-)
Van benne egy kb. 30cm átmérőjű tárcsa amin az ABC minden betűje és különböző méretű és formájú forrszemek valamint a vezetősávoknak megfelelő profilú lyukak vannak.
Ezt egy lámpa világítja meg felülről. A tárcsa alatt pedig egy fényképezőgép optikája van amin keresztül az alá helyezett síkfilmre exponálta a feliratokat és a nyák rajzolatot. A tárcsát egy léptetőmotor forgatja.
Teljesen zárt dobozolása van és csak olyan fényviszonyok mellett lehetett használni mint a normál síkfilmes fotózáskor szokás.
Sajnos a vákuum asztalt nem sikerült megszerezni, pedig az is hasznos darab lett volna.
Egyetlen most is hasznos és használható adapter van hozzá amit megtartottam szinte eredeti formájában. Ez a nyák precíz gyors fúrására alkalmas.
Eredetileg kefés motor volt benne amit kicseréltem egy 3 fázisú AC aszinkron motorra ami így szinte hangtalanul teszi a dolgát.
Egy baja van, hogy csak 0.6 és 0.8mm közötti szerszámbefogásra alkalmas patron van hozzá.
Ennek ellenére ez is nagyon hasznos, mert általában a
legtöbb furathoz ez megfelelő. Ami pedig más méretű, azt kézzel felfúrom
nagyobbra. :-)
Van egy érdekes és nagyon hasznos kis kiegészítő a befogópatron előtt. Ez elsőre úgy néz ki mint egy hagyományos fúrótokmány, de nem az. Igazából arra való, hogy még mielőtt a fúró eléri a nyákot, előtte azt egy rugó ellenében megtámasztja és az elején lévő nagyon kemény edzett anyagból készült kis furattal rendelkező megvezető rész a fúrót pozícióba tartsa.
Ez akkor is hasznos ha nagy méretű a nyák és nincs rendesen alátámasztva vagy rögzítve, mert ebben az esetben a felület közepe könnyen behajlik ha felülről nyomás éri. Emiatt az ív miatt az átfúrás pillanatában visszarugózó nyák könnyen eltörheti a fúrót.
A továbbiakban egy mindenféle maró vagy esztergagép nélkül
elkészíthető felületkövető képei láthatók. A felületkövető azon része ami a
nyákkal érintkezik, egy laser pointer lecsavarozható kupakja. :-)
Az új felületkövető egy kifejezetten nyák gravírozásra készített nagy fordulatszámú motorral ellátott új Z tengelyre lett megcsinálva. Ennek az elkészítéséhez sem kell semmi különleges szerszámgép. Egyedül a kuplung lett esztergálva, a többi alkatrész fúrógép és reszelő segítségével készült. A csapágyház valami régi motorból lett kiszedve.
A befogószár egy régi ütött kopott kis kézi gravírozóból lett kimentve.
Mivel a képek már az elkészült hajtás összeállítása után készültek, ezért a kézi gravírozó nem teljesen eredeti formájában látható, de az elkészítés folyamatának a bemutatásához így is elegendő támpontot adhat.
A motor tengelyéről az a rész lett levágva, ami eredetileg is csapágyazva volt.
Sajnos ez egy igen rövid rész amiről elsőre úgy gondoltam pont jó lesz, de az elkészítés során elég sok gondot okozott.
Mivel a meghajtómotor tengelyátmérője pontosan megegyezett a befogószár méretével, az eredeti elképzelés az volt hogy egy ilyen merev tengelykapcsolóval kötöm össze a kettőt.
Sajnos sokszori próbálkozásra sem sikerült a teljes párhuzamosságot biztosítani.
Emiatt lett később flexibilis tengelykapcsoló használva a végleges változatban.
A meghajtásra kiszemelt BLDC motor egy régi dupla magasságú 5 ¼ colos HDD-ből lett kiszerelve.
Ennek fordulatszáma 24V-os táp esetén 12000/min ami már elegendő a gravírozáshoz.
Tökéletesen kiegyensúlyozott és halk járású valamint elég erős ahhoz hogy 3mm-es maró használatakor alumíniumot is meg lehessen munkálni néhány tizedes fogásmélységgel.
A jelenlegi alumínium kuplung hosszútávon nem hiszem, hogy sokáig bírná a megterhelést, ezért a későbbiekben strapabíróbb anyagra lesz cserélve.
Szerencsére a motorból van még 2db tartalékba így erre
bátran építhettem.
Sajnos a mostani HDD-k és egyéb mechanikus számítástechnikai
cuccok meghibásodása esetén nem lehetséges az újrahasznosításuk, mert mindent
gyenge szar anyagból készítenek. Persze érthető hogy nem gondolnak a barkácsoló
kedvű amatőrökre.
Na mindegy a lényeg hogy nekem van ilyen motorom és ha esetleg másnak is van elfekvőbe, akkor talán nem dobja ki az alábbi képek megtekintése után.
De ha mégis, akkor előtte szóljon nekem ! :-)
Az adathordozó lemezek felfogatására való alumínium szerkezetet le kell szedni a motor tengelyről. A rajta lévő lemezeket sem kell eldobni. A későbbiekben ez még hasznosítható, bár nem a nyákgravírozáshoz kellenek majd a lemezek.
A motor hátsó részén található ventilátor kialakítása olyan, hogy mindkét forgásirány esetén a közepe felől szívja a levegőt és a széle felé továbbítja. Ezt a tulajdonságát a későbbiekben hasznosítani fogom a forgács elfújására is.
A nyitott kialakítás és a magas fordulatszám miatt veszélyes lenne így használni a motort. A ventilátor lapátok törése esetén komoly sérüléseket okozhatnak a kirepülő darabok. Ennek megakadályozására és a levegő hasznosítására egy burkolatot készítettem hozzá egy üres konzervdoboz aljából amit utána lefestettem.
Az így kialakított légterelővel a sűrített levegőt a szerszámbefogó felé továbbítottam.
A befogószár és a motor összeszereléséhez szükséges alkatrészek láthatóak az alábbi képen.
A flexibilis tengelykapcsoló két darabja közelről. A középen lyukas darab megy a motor tengelyére, a menetes véggel ellátott pedig a befogószár végébe.
A kettő közé jön majd egy kis szilikon gumi gyűrű.
Mindkét oldalon ahol a gumi gyűrűvel érintkeznek majd egy vékony reszelő oldalával kis hornyokat képeztem ki a jobb tapadás elősegítésére. Nem túl szép de a célnak tökéletesen megfelelő.
A motorra úgy van felrögzítve, hogy a gumi gyűrű közepébe beleérjen a motor tengely, de a végleges összeillesztés során a tengely ne érjen hozzá a befogószár végén lévő tengelykapcsoló másik feléhez.
A befogószárra felkerül az első csapágy.
A második csapágy felhelyezése előtt egy vékony lemezből fabrikált alátét kerül a két csapágy közé hogy később a csapágyakat meg lehessen „feszíteni” a kottyanás mentes futáshoz.
Nem tudom mi a pontos szakkifejezés erre a csapágy feszítésre, de remélem érthető így is.
Ez azért kell, mert alapvetően a csapágy belső gyűrűje egy kicsit lötyög. Na nem nagyon, de ha belegondolunk, hogy a gravírozó szerszám a csapágytól kb. 5cm-re van, és a befogószár rövidsége miatt a csapágyazás helye nem csak tengelyirányú forgáspontnak tekinthető ezért a néhány század milliméter csapágy lötyögés a gravírtű végén néhány tizedre is nőhet!
Az alábbi képeken jól látszik a különbség. 0.5mm távolságra folyamatosan húzott vonalak esetén hibás beállításnál nem egyforma szélességűek az egymás melletti vonalak, illetve a fordulópontoknál is látható a gravírtű pályakövetési hibái. A helyes beállításnál ezek nem tapasztalhatóak.
A második csapágy felhelyezése.
Eredendően csak 1db lett tervezve, de a jobb megvezetés miatt és mert pont elfért ezért 2db csapágy lett alkalmazva. A második csapágy helyén eredetileg a merev tengelykapcsoló lett volna rögzítve.
A befogószár végébe becsavarva a tengelykapcsoló másik fele.
Mivel mindkét forgásirányt használni akarom, ezért meg kellett oldani, hogy ellentétes forgásnál a tengelykapcsoló ne tekeredjen ki a befogószárból. Ezért a befogószár végében lévő menet kialakításakor csak az 1-es és a 2-es vágású menetfúrót használtam. Emiatt kicsit húzósan lehet beletekerni az alumínium tengelykapcsolót, ami a gravírozáskor keletkező ellenirányú csavaró erőnek viszont így tökéletesen ellenáll.
Nem túl elegáns módszer, de bevált.
Persze be is lehetne ragasztani, de mivel tényleg csak gravírozáskor van szükségem az ellentétes forgásra ezért ez is megfelel.
Persze joggal kérdezhetik, hogy miért kell balos forgásirány
?
Csak azért mert viszonylag kedvező áron tudtam balos
gravírtűt venni. :-)
Az így összeszerelt befogót be lehet rakni a csapágyházba.
A bal oldalt látható kis elektronika panel egy laser pointer tápellátására lett készítve. Ezt a fúrás után a gravírtű pontos pozicionálására használom. Mivel az egész gépváz testpotenciálon van és a laser pointer fém része sajnálatos módon pozitív testelésű ezért galvanikusan le kellett választani amit ez a panel csinál a laser intenzitásszabályozásával együtt.
Azt fontos tudni, hogy még a drágább minőségi lézerrel szerelt pointerek sem rendelkeznek olyan vékonyra fókuszált fénysugárral, ami alkalmassá tenné az ilyen pozicionáló feladatra.
Próbálkoztam szálkereszt lézerrel, de nem vetített megfelelően vékony vonalakat így maradt a sima pötty.
Emiatt egy nagyon vékony 0.4mm-es fúróval kifúrt fémlemezt tettem a pointer lecsavarható kupakjába és ezen keresztül világítom meg a panelt. Így viszonylag kicsi fénypontot tudtam előállítani.
A csapágyfeszítés ezzel a kis alumínium koronggal lett megoldva.
Az alumínium korongot megvezető 3db csavaron van 1-1db csavaranya amivel a csapágyfeszítést lehet elvégezni. Addig kell egyenletesen mindhárom oldalról leszorítani a korongot, amíg a befogószár még könnyedén forgatható, de már nincs mérhető kotyogása.
A 3db csavaranya műanyag betétes így nem tud a rázkódástól meglazulni.
Most kell a tengelykapcsolóba a szilikon gumi a motor és a befogószár közé.
A két rész összeillesztése után kész is van a tökéletes kapcsolat.
A motor mellett lévő fekete valami az egy vastag műanyag cső. Ez vezeti a motor által összesűrített levegőt a szerszám közelébe hogy a forgácsot elfújja a felületkövető alól. Ugyanis ha ez nincs, akkor könnyen előfordulhat hogy a nyák felületén keletkező forgácsra a felületkövető ráül és emiatt nem tud a nyákba elég mélyre menni a gravírtű. Sajnos most ez elő is szokott fordulni mert ez a forgácselfújás még nincs kialakítva.
Az összeállított befogószár alulnézetből.
A kezelőszervek és az oldalsó takaró burkolatok.
Sajnos a hátsó része még elég kesze-kusza, de ha lesz egy kis időm, akkor ezt is rendbe rakom.
Egy próba nyák gravírozása.
Bár nem túl jó a videó minősége mert a „nagyon gazdaságos” fényképezőgépemmel csak ennyit tudtam produkálni. Azért remélem valamennyire követni lehet a munka menetét.
Először egy referenciapontot kézi beállítással kifúrok. Ez általában a X0,Y0.
Aztán jön az automatikus fúrás. A fúró ugyan nem, de a befogó előtt lévő adapter működése jól látható.
Fúrás után az adapter csere a felvételen kicsit nehézkesnek
tűnik, de ez könnyedén szokott menni, csak most valahogy kicsit bénáztam. :-)
A kifúrt referencia furatra állok rá a laser pointerrel gravírozás előtt. Főleg a kétoldalas paneleknél fontos ez, mert akkor mindenképp el kell mozdítani az eredeti beállításból a panelt.
Ha ez megvan, akkor kezdődhet a garvírozás.
Nyák garvírozás videó 18 MByte
A videón is látszik, hogy a gravírozó motor nincs fixen rögzítve a Z tengely vonó orsójához ami nagyon fontos, hiszen akkor nem lenne értelme a felületkövetnek.
Az előzőekben leírt forgácsprobléma jól látható a nyákról készített közeli képen. Ezen a nyák bal alsó sarkában jól látható, hogy két ponton nincs rendesen kimarva a fólia és zárlatos a panel.
Ja és a felső részén ki van fúrva az egyik SMD pad is, de
ezt én rontottam el a G-kód generálásánál és nem a gép hibája. :-)
A kisebb hibák ellenére napi használatban van a készülék és nagy segítséget jelent számomra.
Saját köszörülésű gravírtűvel 6mil-es szigetelési és fóliatávolságú nyák is készült vele.
Szemléletesen ez azt jelenti, hogy pl. TSOP tokozású SDRAM lábai között 1 vezetéket el lehet vinni!
Sajnos az általam kézzel köszörült gravírtűk nem mindig sikerülnek tökéletesre és a jobbakat mára sikerült eltörnöm.
Itt jegyezném meg, hogy soha nem gravírozás közben törtem
el, hanem azért mert béna fütyi voltam és amikor kivettem befogóból néha
leejtettem a vas asztalra és persze mindig a hegyére. :-)
Viszont a videón használt 0.3mm-es 30 fokos gyári szerszámmal is biztonságosan el lehet érni a 10mil-es szigetelési és fóliatávolságot.
Amióta használom szerencsére nem kell a vegyszerekkel bajlódni. Főleg télen gond amikor a rossz idő miatt csak bent a lakásban lehet nyákot készíteni.
Még egy fontos dolog a nyák felfogatása. Mivel az asztal vasból van így a mágnesek alkalmazása megkönnyíti a nyák rögzítését.
Nem feltétlenül a hobbi CNC-hez kapcsolódó téma, de a régi HDD motorok újrahasznosításának egy másik lehetőségét is bemutatom az alábbi képeken és videón.
Köszörűgép építése HDD motorból. Majd 20 éve csináltam de azóta is működik és használom.
Fúró élezésére és kisebb dolgok precíz köszörülésére alkalmas. Csendes, rezonanciamentes és nagy fordulatszámú.
A motor egy elég ritka kétfázisú BLDC 13000/min fordulatú, de ennek hiányában bármilyen régi nagyobb HDD motor jó a megfelelő vezérléssel.
A kétfázisú kialakítása miatt roppant egyszerű vezérléssel lehet használni.
Mindössze 2db darlington tranzisztor és 2db bázisellenállás kell hozzá.
Emiatt nem is készült hozzá nyák, csak provizórikusan
összedrótoztam és beleraktam egy gyorsan összedobott dobozba ami így is maradt
véglegesen.
Most belegondolva és a képet nézve 2db védő dióda sem ártana
a tranyókra, de az régen úgy tűnik, hogy kimaradt. :-)
Az adathordozó lemezek mindkét oldalára csiszolóvásznat ragasztottam így kopás esetén meg lehet fordítani. Annak idején legalább 40db készült, de mára csak ez az 1db van és ez is elég viseltes már. Nem baj mert könnyű pótolni és lemezből van bőven. :-)
Sajnos keményfém szerszámok élezésére nem volt jó, mert nem tudtam olyan csiszoló vásznat beszerezni ami erre alkalmas lett volna.
VÉGE
