Bouwverslag Zoltar CNC 2012 portaalfrees

Allen,

na mijn eerste stappen op CNC te hebben gezet met een eenvoudige schuimsnijder, toch ook de volgende stap gedaan: een CNC portaalfrees aangekocht.

Ik wil de machine gebruiken voor het frezen van vleugelribben, spanten en printplaten.

Na vele draadjes op mbf, cnczone etc is uiteindelijk de knoop doorgehakt: het is een Zoltar 2012 machine geworden. 10 jaar na de eerste Zoltar A3 portaalfrees en daartussen enkele grotere machines zijn ze terug bij de roots voor de hobbyist. Een eenvoudige betaalbare machine, geschikt om zelf te bouwen en die mee kan groeien met je budget. De 2012 CNC machine heeft een freesbereik iets groter dan een vel A3 (430 x 315 mm).

De belangstelling voor de pre-order tot half november met levering half december was helaas te laag om een productie kit te kopen. Echter Zoltar had nog een tweede prototype beschikbaar. Deze was gedeeltelijk opgebouwd, maar miste ook onderdelen die erbij gemaakt moesten worden. Geinteresseerd door het aanbod, ben ik zaterdag 8 december naar Kampen (ca 20 KM) gereden om de machine in het echt te bekijken.

Wat een mooie constructie, geheel opgebouwd uit 3 mm lasergesneden RVS delen. De constructie wordt in zijn geheel gelijmd met loctite, hiervoor zorgen de lip en en gat verbindingen voor het eenvoudig in elkaar passen van de machine met weinig kans op uitlijn fouten enz. Het resultaat is een mooie stabiele machine die geschikt is voor mijn doel.

Bij het tweede prototype was het lijmwerk volledig uitgevoerd: de portaal en de staanders van de tafel zijn opgebouwd, schroefdraad is getapt in de platen en een extra balk is in het portaal opgenomen zodat hierop later ook een zwaardere freesmachine (Kress) kan worden gemonteerd. Ik ga hem met een proxxon gebruiken, deze heb ik liggen.

Ondanks het feit dat de machine grotendeels is voorgemonteerd blijft er nog genoeg over om te doen:

Kogelomloopspindels bestellen en monteren in X, Z- en Y-as.
Blad monteren en X-assen uitrichten
Geleidingen afstellen
Motoren monteren
Eindschakelaars monteren en afstellen
Software installeren en configureren.

En dan is het apparaat klaar ;-)

Zo eenvoudig als hier staat zal het wel niet gaan maar ik hou jullie op de hoogte van de vorderingen.

Gait

 

Achterhaald

 

Start van de bouw

De eerste onderdelen op 12 december bestelt: 4 kogelomloopspindels via Ebay. 2x600 mm, 1x413 mm en de laatste is 293 mm. Deze werden de vrijdag voor de kerst al bezorgd! Keurig verpakt en de einden van de spindels waren afgedraaid volgens tekening om de kogellagers erop te schuiven en de askoppeling hierop vast te zetten.
De spindels worden aan beide kanten gelagerd.

De kogellagers konden niet op alle assen even makkelijk geschoven worden, maar met een zoetvijltje en schuurpapier 600 is dit makkelijk op te lossen.

Vervolgens de assen schoongemaakt met Aceton:



dan komt er een heleboel smurry af...

Van alle 4 assen heb ik de T-moer eraf gehaald zodat ook de binnenzijde van de moer gereinigd kan worden en de kogels in het vet gezet kunnen worden. Het verwijderen van de moer heb ik in een plastic zakje gedaan zodat de kogels niet kunnen ontsnappen.

Na het schoonmaken een klein beetje vet in het zakje zodat je de kogeltjes hierdoor heen kunt halen en ze blijven makkelijk plakken in de t-moer. Met een pincet de kogels op hun plek gezet en dan voorzichtig de spindel er doorheen draaien.

Ten slotte met een injectiespuit nog kogellagervet ingespoten en de afdichtingsring (wit op de foto) weer teruggezet en vastgedraaid.

 

Ik heb ook een tijdje naar die Zoltar lopen kijken. Ik weet alleen geen hout van CNC.

Ik ben benieuwd naar het eindresultaat.

Groeten

Hans

 

er zit een kunstof buis in de moer die schuif je over de as en als die aan zit heel voorzigtig de moer er op draaien anders rollen de kogels er uit.
de as met remreiniger schoonmaken werkt ook goed.

 

beste wensen voor 2013 en vijlwerk

De beste wensen voor 2013, hopelijk een produktief modelbouwjaar. Zal wel gaan lukken met de portaalfrees.

Afgelopen dag druk bezig geweest om de gaten voor de T-moeren bij te vijlen zodat deze hierin goed passen. De gaten zijn ca 2/10 mm te klein gelasert en er zitten nokjes in zodat ook een kleinere T-moer hierin opgenomen kan worden:



Rechts het plaatje met de nokjes, die links weggevijld zijn om de T-moer op te nemen. Deze plaatjes worden met boutjes vastgezet om de T-moer op te sluiten op de wagen voor de X-, Z- en Y-as.




en hierboven is de T-moer voor de Y-as gemonteerd op de wagen.
De uitsparingen voor de X-as zijn ook aangepast en de T-moeren gaan overal goed in. Het kost wel enige moeite om ze in de uitsparingen te krijgen, maar er zit dan ook geen merkbare speling op.

De volgende stap is de samenstelling van het blad en de X-assen.



hierboven de samenstelling van de X-as spindel in de staander. Links is een dubbel lager opgenomen en rechts een enkel lager, de tandriempully de motor-as koppeling en de afstandhouder voor de motor met een adaptorplaat NEMA 17 naar NEMA 23.


Voor het blad van de machine heb ik gekozen voor MDF 22 mm. Dit heb ik laten zagen bij de bouwmarkt 60 x 38,5 cm. Het blad is gelakt met G4 zodat het afgesloten is voor vocht.

In de delen waarmee het frame wordt samengesteld zijn aan beide zijden gaten aanwezig om het blad vast te schroeven. De gaten zijn als sleuven uitgevoerd zodat de afstand tussen de linker en rechter staander kunt instellen. De afstand utigemeten en het blad aan beide zijden met 3 schroeven gemonteerd.

Hierna kan het portaal worden ingehangen. Hiervoor leg je de tafel omgekeerd op 2 schragen. Het makkelijkst is om de lagers aan de bovenzijde van het portaal te demonteren, zodat je het portaal makkelijk kunt kantelen over de poten van de staander.

Daarna meet je de afstand van de staanders aan de buitenzijde, deze is ca 409 mm. Op verschillende plaatsten meten zodat de staanders parallel zijn. De schroeven nu hand vast draaien. De lagering monteren op de portaal en dan de tafel in zijn geheel op de staanders zetten.



het begint nu ergens op te lijken!

Het portaal bewegen we heen en weer om te kijken of het mooi in de X-as beweegt, geen zware punten kent en we kunnen de afstand tussen de staanders nog corrigeren. Aan de onderzijde van het portaal zijn links en rechts instelbare lagers gemonteerd. Deze worden nu vastgezet zodat de wagen spelingvrij op de X-as loopt.

Het blad wordt nu verder vastgezet met de overige schroeven.

Je kunt ook een blad met T sleuven monteren van aluminium. Dit heb ik vooralsnog niet gedaan. Hiermee wordt de machine nog stijver en zwaarder, maar voor het bewerken van hout is dit m.i. niet direct noodzakelijk. Je kunt achteraf de machine hier nog van voorzien.

De laatste spindels van de X-as worden gemonteerd. Dit zijn er twee. De T-moeren worden in de onderzijde van het portaal vastgezet. De spindels zijn gelagerd aan de voor en achterzijde van de machine. Een tandriem zorgt ervoor dat beide assen worden gesynchroniseerd als de aansturing op 1 van de motoren wegvalt of ontbreekt.


tot zover

gr

Gait

 

Zoltar freestafel mechanisch klaar!

Vandaag nog even aan het stoeien geweest, de X-as T-moeren vastgezet aan het portaal en Z- en Y-as gemonteerd.



Het monteren van de X-as moeren verliep redelijk eenvoudig, de assen zijn nog niet gekoppeld zodat je met de hand het portaal kan bewegen en de moeren in de uitsparingen kunt vastzetten. Het koppelen van de assen met de poelies en de tandriem wordt daarna gedaan waarbij de portaal in de maximale eindpositie wordt gebracht, zodat je de lagers aan de motorzijde nog kunt losdraaien en enige speling krijgt om de poelies en tandriem te monteren op de assen.
De poelies worden later pas vastgezet en de lagers worden weer op hun plaats gezet.



op de afbeelding zie je ook de V-snaar bescherming, even kijken of het past..
In de v-snaar bescherming komt ook nog een spanrol te zitten om de snaar op spanning te brengen.

Het monteren van de freesophanging met de Z-as is de volgende stap. De omloopspindel hebben we al gemonteerd. Deze is aan de lagerzijde ca 5 mm ingekort zodat de spindel niet onder uit de ophanging steekt.



Eerst de Z-as ophanging gemonteerd. De lagers zitten opgesloten in nylon blokken waarin sleuven zijn gefreest die over de geleiding loopt. De geleiding is bij deze machine eenvoudig gehouden en bestaat uit 3 mm RVS. Hieruit is de gehele machine opgebouwd. De geleidingen zijn al nabewerkt en ik hoef hier niets aan te doen. De bovenste lagers zitten op zijn plek, waarmee deze op het portaal wordt gezet. Vervolgens wordt het onderste lagerblok vastgezet.

In de bovenste en onderste lagerblok zitten 4 schroeven M5 en 4 stelschroeven.
Nu de freeshouder is gemonteerd schuiven we deze over de geleiding en met de 4 stelschroeven halen we de zijwaartse speling er uit.



De omloopspindel voor de Y-as gemonteerd,



Op bovenstaande foto is ook de motor gemonteerd, aan het einde van de as zie je motor koppeling. Deze is 30 mm lang en voorzien van een 10 mm asgat. Op de motoras heb ik een pasbus gelijmd met loctite zodat deze van 5 mm naar 10 mm gaat.

We keren de machine om en plaatsen deze op 2 schragen zodat wij aan de onderzijde erbij kunnen om de X-askoppelingen en de poelies vast te zetten op de spindels. Met beide handen draaien we het portaal weg van de motorzijde naar het midden en draaien de poelies vast op de as en vervolgens worden de motoren gemonteerd. Door de gaten waar de voetjes in het frame worden gedraaid kun je net bij de askoppeling komen om de inbusjes vast te draaien op de motoras.
Niet echt handig, maar dat is in de volgende serie aangepast met een sleufgat in de staander, zodat je vanaf de zijkant er makkelijk bij kunt komen.

Volgende klusje: motoren op de Z- en Y-as monteren. Het schiet lekker op zo!

Morgen meer over het elektrisch deel: monteren van de naderingsschakelaars en aansluiten op de besturingskast met USB interface en de USB-CNC software.

gr

Gait

 

Ziet er goed uit zeg.

Groeten,

Hans

 

snap niet dat ze die lagers nog gebruiken niet meer van deze tijd en zo duur zijn ze nu ook weer niet knape lagers..
het scheelt zo veel kwa speling en soepel lopen maar ja het zal wel werken.

 

Ik had t zelfde idee... Die drylin achtige manier van lageren doet de functionaliteit vd kogel omloop spindels weer helemaal teniet....

 

bekabelen en eerste test

Het portaal en de z-as wagen lopen op kogellagers die opgesloten zitten in HDPE blokken. Dus geen drylin geleiding... Het portaal en ook de z-as wagen zijn hiermee prima gelagerd de zijwaartse speling op de Y-as wordt eruit gehaald door de 4 stelschroeven (zie foto posting #7) bij de boven en onderste lagers. Niets mis mee...

De voortgang in de montage van de elektrische delen is inmiddels afgerond.

Op alle assen zijn inductie schakelaars gemonteerd als referentie schakelaar of maximale limiet schakelaar.







hierboven de limiet schakelaar voor de Y- en referentie schakelaar voor de Z-as.

De stappen motoren zijn gemonteerd en de provisorische bekabeling is voorzien van 4 polige stekkers die zo op de print-connectoren kunnen worden gestoken. De gemonteerde motoren zijn dezelfde motoren die gebruikt worden op de 3d printers. Specificatie: U=3,1V I=2,5A 200 steps/omw en houdkracht is 48 Ncm.



hierboven de bekabeling is provisorisch aangebracht, motor connecties zijn gesoldeerd en geïsoleerd. De kabels van de inductieschakelaars zijn 6 meter lang, na het testen of alles goed functioneert korten wij deze in.

Even kijken of we het portaal in beweging kunnen krijgen... 25 cm p/m en draaien maar op handbediening. Het werk in elk geval, de snelheid verhoogd naar 100 cm en vervolgens op 250 cm. Geen probleem hoewel ik een raar geluid hoor op de X-as. Het lijkt of de T-moer hier de oorzaak van is. Eerst maar even na kijken.
Even kijken hoe ik een filmpje kan posten...

 

Prachtig draadje dit, ik volg met belangstelling!
(en met een doekje om het kwijlsel op te vangen... :wink

 

Hallo Gerhard,
Schitterend draadje en zeer mooie frees. Ik volg het met belangstelling. Ben nog met de X-assen bezig, ik denk ik maak ze zoals de Z-assen maar met 4 linear lagers.
Groet

Domi

 

krakende moeren verholpen.

Gisteren de T-moeren van de X-as gedemonteerd en schoongemaakt, en opnieuw gemonteerd. Zoals Michiel Pet eerder aangaf zou je een buisje nodig hebben om de moer van de spindel af te halen. Dit buisje had ik niet en daarom moest ik de kogels stuk voor stuk opnieuw in de T-moer zetten. Bij het indraaien van de spindel kunnen kogeltjes worden weggedrukt in een andere kogelbaan en dit is mogelijk gebeurd waardoor het krakende geluid is veroorzaakt.

Nadat de kogeltjes in de moer (16 per omloop) zijn geplaatst heb ik een rolletje gemaakt van papier en dit door de moer heen gestoken. Voorzichtig uitgerold zodat daardoor de kogeltjes op hun plaats worden gehouden. Dan de spindel ingedraaid waardoor het papieren kokertjes netjes eruit wordt gedraaid. En alle kogeltjes blijven op hun plek.

Vervolgens de X-asspindels opnieuw gemonteerd. Hiervoor is de freestafel omgedkeerd op 2 bokjes gelegd:



Hier kun je koppeling van de beide spindels goed zien. Poelies op de spindels en een tandriem zorgen ervoor dat de portaal niet scheef getrokken wordt als een motor niet wordt aangestuurd.



Op onderstaande foto zie je de beugel liggen die aan de onderzijde van de portaal wordt gemonteerd met de limiet en referentie schakelaar voor de X-as.



De machine heeft inmiddels gelopen met USB CNC. Even uitzoeken hoe een youtube filmpje kan worden geplaatst.

 

Gait,

In de kogelomloopspindels 1605 gaan 3 x 17 kogels.

Jan

 

Jan, bedankt voor je opmerking. In deze machine zitten 1204 kogelomloopspindels.

gr

Gait

 

Filmpje eerste testrun Zoltar 2012



de machine loopt met een snelheid van 1500mm/min. Tot 2500 mm/min heb ik inmiddels geprobeerd en dat is ongeveer de grens. 3000mm is te veel.
Nu verder spelen met de softwareinstellingen etc.
Ik ben op zoek naar een tutorial voor CNC-USB, heeft iemand een linkje?

gr

Gerhard

 

Vandaag enkele freesjes bestelt, en bericht gekregen dat de nieuwe stuurkabel voor de motoren is verstuurd. Kan ik deze week de machine van de definitieve bekabeling voorzien en eerste freesproefjes uitvoeren.

Gait

 

Ziet er goed uit, ik ben er over aan het denken de 2011-cl aan te schaffen. Prima kwaliteit zo te zien.

 

Mooi speelgoed Gerhard!