DIY CNC freesmachine gebaseerd op een Arduino

Na heel wat avondjes zelfbouw CNC filmpjes gekeken voor de nodige inspiratie, een beetje vooronderzoek en inspiratie en een klein beetje gezonde twijfel .

Heb ik besloten om zelf een CNC freesmachine/tafel te gaan bouwen, voor een heel groot deel is het geïnspireerd op een instructable die online staat die je hier kunt vinden.

Het frame van de machine bouw ik grotendeels uit 18mm Multiplex.
De bestelling qua hout was als volgt, die staat hier onder tussen de spoilertags.
Alles heb ik bij de plaatselijke bouwmarkt op maat laten zagen.

SPOILER

Om spoilers te kunnen lezen moet je zijn ingelogd. Je moet je daarvoor eerst gratis Registreren. Ook kun je spoilers niet lezen als je een ban hebt.

Ik ben begonnen met het bouwen van de onderbouw van de machine, technisch gezien is dit zeker niet het moeilijkste stuk, maar wel het grootste onderdeel om te maken.


Deze bouwtekening van instructables.com heb ik als leidraad gebruikt voor alle gaten.



In de platen voor de onderbouw moesten natuurlijk nog de nodige gaten gemaakt worden voor onder andere de 18mm stalen buizen waar de tafel van de machine straks overheen loopt, de bevestiging en aandrijving van de stappen motor, en de M8 draadstang die aan de stappenmotor zit. Dit alles heb ik geboord met bovenstaand stukje antiek.

Even kijken of alle lagers mooi passen; de lagers komen van onze vrienden van alie-expres
608RS 8x22x7mm diepgroefkogellagers.



Even kijken of alles goed past



En dan maar eens beginnen met assembleren.



[ Bericht 3% gewijzigd door Vonkenboer op 08-07-2017 19:27:37 ]

quote:

Op zondag 25 juni 2017 19:46 schreef jatochneetoch het volgende:
Tvp

Verwacht trouwens geen wekelijkse updates hier hoor, ik ben er namelijk zeker niet iedere week volop mee bezig .

quote:

Op zondag 25 juni 2017 19:49 schreef VleugelSpeler het volgende:
Wow, gaaf project. Onlangs een freestafel+geleider gemaakt, maar kwijlde wel bij het zien van zulke cnc projecten

Een tikkeltje ambitieus vind ik het van mijzelf ook wel, elektrisch is het allemaal niet zo heel moeilijk. Maar mechanisch bied het zeker voor mijzelf nog een hoop uitdagingen.
Het bewerkbaar oppervlak is straks iets van circa 70 cm lang, bij 40 cm breed.

quote:

Op zondag 25 juni 2017 19:49 schreef VleugelSpeler het volgende:
Ben wel benieuwd hoe zoiets uiteindelijk aangestuurd wordt. Is er sketchup/CAD-achtige software voor zoiets?

Er zijn opensource programma's zoals G-code-Sender; https://github.com/winder/Universal-G-Code-Sender

quote:

Universal GcodeSender is a Java based GRBL compatible cross platform G-Code sender. Use this program to run a GRBL controlled CNC machine.

Het CNC shield wat ik wil gebruiken in samenwerking met een Arduino is met zoiets aan te sturen, met behulp van een laptop/pc. Als tekenprogramma is er onder Sketch Up een addon te krijgen waarmee je kunt tekenen. Maar in dat deel heb ik mij op dit punt nog niet verdiept.

quote:

Op zondag 25 juni 2017 19:49 schreef VleugelSpeler het volgende:
En heb je al specifieke ideeën wat je er mee wil doen?

Eerst het project maar eens voltooien

quote:

Op zondag 25 juni 2017 22:45 schreef Makrolon het volgende:
Vet! Succes.

Dank je wel !

quote:

Op zondag 25 juni 2017 22:52 schreef speedfightrage het volgende:
Vet. Ben heel benieuwd!

quote:

Op maandag 26 juni 2017 00:02 schreef juiced01 het volgende:
Holy shit, vet! Succes!

Dank u !

quote:

Op maandag 26 juni 2017 07:08 schreef Gieliovd het volgende:
Lekker knutselen Ed!

Dat gaat helemaal goed komen ! Het is in ieder geval een uitdaging, zeker omdat ik mechanisch/werktuigbouwkundig gezien nog wel wat lerende en zoekende ben.

Maar ik hou wel van een uitdaging, en het gaat zeker goed komen !

quote:

Op maandag 26 juni 2017 08:09 schreef Atmoz het volgende:
Wow gaaf hoor!!
Nog niet zo lang geleden kocht je je eerst Arduino, en nu al zo'n project

Na het zoveelste circuitje met ledjes en druk knopjes, lcd-schermpjes, sensoren, het bouwen van een robotje en wat kloten met componenten via een bus systeempje er op aansluiten.

Wat opzich natuurlijk hartstikke leuk is, kom je tot de conclusie dat je eigenlijk gewoon iets zinvols wilt bouwen

En zie hier ...

quote:

Ik ben zeer benieuwd naar de vorderingen en natuurlijk het eindresultaat

Veel succes dan ook

Mijn CNC frees komt trouwens deze week Als je bepaalde onderdelen gemaakt moet hebben, dan kan ik je misschien daarmee helpen (maarja, dan moet ik wel eerst weten hoe dat ding precies werkt )

, hou je nog wel werkruimte over dan in je hobbyruimte ?

Eindelijk tijd om verschillende delen van het bodemdeel maar eens samen te gaan voegen.
De CNC freestafel ligt nu als het ware op kop op de werkbank .



Aan deze zijde komt de stappenmotor te zitten, voor dit project heb ik gekozen voor drie 42BYGHW811 Wantai Nema 17 Stappen motor, deze motor kan bewegen in stappen van 1,8 graden. De motor heeft verder een torque van 4,8Kg per centimeter.

De gaten voor de voor de bevestiging van de stappenmotor heb ik afgetekend en even voorgeboord.





Dan maken we even een sprongetje in de tijd bemerk ik net, hier ben ik bezig met de montage van de steun aan de andere kant van de tafel.



Voor de aandrijving van de tafel gebruik ik een gewone M8 draadstang en een koppelmoer

Omdat er in het uiteinde van de tafel componenten zitten (o.a. de koppeling tussen stappenmotor en draadstang) waar ik later als het nodig is nog eenvoudig bij wil kunnen komen, laat ik daar een opening. De stappenmotor en de koppeling voor de M8 draadstang heb ik op de volgende foto al gemonteerd.

Ook heb ik de 18mm stalen buizen al aangebracht waarop de tafel met behulp van wat doodgewone kogel lagers komt te lopen. Dit doe ik later nog wel even uit de doeken




En als alles dan eenmaal vastgeschroefd is



Laten we het dan weer even bij; voor deze update !

[ Bericht 5% gewijzigd door Vonkenboer op 08-07-2017 19:44:30 ]

quote:

Op maandag 26 juni 2017 22:38 schreef devzero het volgende:
Gaaf project! Gebruik je een Arduino R3 of een "grotere" Mega 2560?

Arduino Uno en een CNC shield V3 met A4998 drivers heb ik alvast klaar liggen

quote:

Op dinsdag 27 juni 2017 09:47 schreef Atmoz het volgende:

[..]

M'n CNC-machine komt niet in de garage te staan. Maar anders werd het weer een stúk krapper inderdaad

Plaats je hem bij je buurman ?

quote:

[..]

Super gaaf om je zo bezig te zien. Lekker knutselen *0*

Wat ga je als frees-spindel gebruiken? En welke spoed heb je op de geleiders?

Dankjewel ! Al ben ik er zeker niet alle dagen volop mee bezig.

Wat ik als spindel ga gebruiken weet ik nog niet, eerst maar eens gaan uitdenken hoe ik de z as ga bouwen. Dat is toch technisch wel het meest ingewikkelde deel

En wat bedoel je met spoed op de geleiders ? Als aandrijving gebruik ik gewone M8 draad stangen. Die hebben een spoed van 1,25

Dat is niet de bedoeling, maar op basis van die instructable zou iedereen met een beetje technische kennis zoiets moeten kunnen bouwen

Eerst de werkplaats maar eens een beetje opgeruimd, het was op ze zachtst gezegd een zooitje

Deze week de hele week een beetje aan het uitproberen geweest hoe ik de tafel het beste kon bevestiging aan de dikke 18mm ijzeren staven en hoe ik de beweging van de koppelmoer het beste kon overbrengen.

Uiteindelijk besloten om van een aluminium L-vormig 20x20 profiel en een handvol kogellagers iets te fabriceren. Op onderstaande foto zie je een proefstukje daarvan liggen.



Zoiets, zou het dan moeten gaan worden.
Gelukkig had ik vooraf het één en ander uitgeprobeerd voordat ik de definitieve ben gaan maken, de eerste exemplaren zaten toch echt heul wat beginners fouten in !

Gaten te laag, gaten iets te hoog. Montagemateriaal wat te groot was zodat het één en ander niet goed meer aansloot op elkaar. Maar al doende leert men



Voor het gemak van het proberen, leggen we het geheel weer even op de kop op de werkbank .



De lagers worden op hun plek gehouden door bouten M8x16, aan de binnenkant van het L profiel zitten lage moeren M8, zodat het profiel nog aan kon sluiten op de onderkant van de tafel.
Omdat de moeren niet precies achter elkaar kunnen zitten verschillen de plaatsen van de kogel lagers een kleine 1,5 cm tussen de ene kant en de andere kant van het profiel.



Na heel wat probeersels, tot de conclusie gekomen dat het eenvoudigst was om de twee rails met kogel lagers gewoon op één of andere manier te klemmen tussen de tafel en de 18mm stalen buis.

Na heel wat secuur aftekenwerk heb ik met behulp van een tafelzaag van paps, op de plek waar het profiel met kogellagers moet komen te zitten, het hout ongeveer 2mm ingezaagd.

Maar toen moest het geheel natuurlijk nog geklemd worden, het liefst nog op zo'n manier dat aan de andere kant van de buis ook nog een lager of iets dergelijks zou kunnen zitten; het moet immers wel vrij soepel kunnen bewegen.

Een uitstapje naar de bouwmarkt Bauhaus bracht mij op de volgende oplossing; men neemt een paar grote M8 - 54mm doorsnede beugels, een viertal kogel lagers en een paar zelfborgende moeren.

]

En dit rolt prima, en blijft goed op ze plek.
Tijd om het geheel eens aan te brengen op de goede plek en plaats, we draaien alles dan maar weer eens om op de werkbank !

En dit is dan het resultaat




Aankomende week maar eens kijken of ik wat beweging in het geheel kan krijgen met behulp van de stappenmotor die ik geplaatst heb.

Niet vergeten de tafel eerst nog te koppelen aan de koppelmoer aan de M8 draadstang

[ Bericht 8% gewijzigd door Vonkenboer op 08-07-2017 19:43:19 ]

Wauw, 1000 views op dit topic en maar 17 reacties !

quote:

Op zaterdag 1 juli 2017 19:46 schreef usernaamvergeten het volgende:
Kan mij er nog niet echt een beeld bij vormen, maar ben erg benieuwd naar het resultaat

Wat ik nu aan het maken ben is de y as van de machine hier op komt weer een frame te staan waar op de x as, de z as en de spindel van de frees komt te zitten.

De y as is de heen en weer gaande beweging over de lengte van de tafel, de x as is dezelfde beweging maar dan over de breedte met de z as laat je de spindel van de machine omlaag en omhoog gaan maar zover zijn we nog lang niet.

quote:

Op zaterdag 1 juli 2017 20:07 schreef Juup© het volgende:

[..]

Hoe heb jij de kogellagers gefixeerd op de beugels, of zitten ze er "los" op?

Deze zitten in die zin los omheen; en worden door de lichte druk die er is doordat de beugel vastgedraaid word aan het hout op ze plek gehouden. Moet nog even uitvogelen met hoeveel kracht ik ze maximaal aan kan draaien.

Zodat de beweging soepel genoeg blijft, en de druk hoog genoeg om alles op ze plek te houden

quote:

Op zaterdag 1 juli 2017 20:31 schreef -Richard- het volgende:
Zelf zou ik het anders doen, puur omdat ik dit niet vertrouw, .....

Wat is niet vertrouwd in jou ogen, aan deze constructie ?

quote:

Op zaterdag 1 juli 2017 20:31 schreef -Richard- het volgende:
Voor deze applicatie is veel minder kracht vereist en zolang je het goed smeert denk ik dat je er een tijd plezier van kunt hebben!

Het is dus een aanrader om de stalen buis te smeren met iets ?

quote:

Op zaterdag 1 juli 2017 20:31 schreef densmee het volgende:
bijzonder dat je draadeindes gebruikt en geen trapeziumdraad, ben je niet bang dat het snel op elkaar inloopt?

Deels is het een budget technische overweging, en het feit dat ik dit nog in de werkplaats had liggen. In de praktijk zou ik gewoon moeten zien hoe snel de draadstang op elkaar inloopt/gaan vreten.

quote:

Op zondag 2 juli 2017 15:52 schreef -Richard- het volgende:

[..]

Het komt misschien wat overdreven over. Ik bedoel dat ik bang ben dat de lagertjes gaan verdaaien. En dan op de manier dat je het niet bedoelt. Want: De lagers zitten op de U beugel geschoven en worden zoals jij al noemt door hun eigen vrijwing op hun plaats gehouden. De massieve staaf (geleider) is, zoals de naam doet vermoeden rond. Dus het lager heeft daar maar op een klein plekje contact. Dus of de buis moet gevlakt worden zodat de lagers gedwongen worden op hun plaats te blijven of je moet ze fixeren in de u beugel (vandaar mijn goedkope manier met een draadeinde (al is zo'n U beugel als dit erg netjes vindt ik).

Bedankt voor je reactie, ik snap nu helemaal wat je bedoeld.
Als ik de tafel los met mijn handen beweeg, rolt alles vrij soepel en blijven de lagers wel goed op hun plek zitten, dat geeft natuurlijk nog geen garantie dat dit straks ook zo blijft wanneer alles via de stappenmotor beweegt. Die test zou uitwijzen of het op de plek blijft zitten.

quote:

Snap je wat ik bedoel? De lagers kunnen door de ronding van beide objecten verlopen van hun positie. Maar het zou kunnen dat het goed gaat!

[..]

, ik ga gewoon eens het één en ander uitproberen; ik kan natuurlijk alles wel zo bokkevast draaien dat het nooit meer beweegt

quote:

Ik doel op het draadeinde, welke verantwoordelijk is voor de beweging icm de stappen motor. Deze zou ik zeker smeren. De geleider smeren is natuurlijk niet nodig daar je er lagers gebruikt.
Ik zou het zelf smeren met lager vet of .... ( je hebt zoveel verschillende soorten vet).

Duidelijk !

quote:

Op zondag 2 juli 2017 16:09 schreef Atmoz het volgende:
Er zijn op Ebay kant en klare Z-assen te koop. Bijvoorbeeld deze voor +/- ¤ 40,-

Het benodigde hout had ik natuurlijk al besteld en inmiddels heb ik al wat lagers e.d. daarvoor besteld, heb al een redelijk goed idee hoe ik het wil gaan doe. Maar bedankt voor de tip !

quote:

Op zondag 2 juli 2017 16:09 schreef Atmoz het volgende:
Gewone standaard M8 draad lijkt me eerlijk gezegd geen goed idee. Het is traag, scherp (slijt zeer snel) en misschien wat dun (c.q. gaat snel zwabberen).

In eerste instantie wil ik eens gaan kijken hoe het zich houdt; ik heb op dit moment nog geen idee hoe het beweegt wanneer ik alles verbonden heb. Heb zojuist wel het hele Arduino shield opgebouwd, de stappenmotor drives voorzien van het koel lichaam en even wat zitten uitproberen. Met twee losse stappenmotoren

quote:

Op maandag 3 juli 2017 14:00 schreef ikheetmartijn het volgende:
Leuk project man! Wanneer verwacht je hem operationeel te hebben?

Dank je ! Ik ben er op dit moment zeker niet alle dagen mee bezig.
Ook ben ik nog van plan om het geheel te schilderen (dat vergt ook nog een hoop tijd denk ik

Ik ben heel eerlijk als ik zeg dat het iets tussen nu en eind van dit jaar wordt

quote:

Op maandag 3 juli 2017 16:59 schreef Joaweh het volgende:
Mooi project! Ben benieuwd wat zoiets uiteindelijk aan materiaal gaat kosten, ik bedoel de prijs. Zelf heb ik t eigenlijk niet nodig, maar als het niet zo gek duur is dan wil ik er wel aan gaan knutselen!

Denk dat ik met alles wat ik tot nu toe heb gekocht; een euro of 90,- á 100,- onderweg ben.
Voor het hout, de stappenmotoren en koppelingen en de kogellagers, CNC shield en drivers, montagemateriaal, stalen buis, draadstangen e.d.

quote:

Op dinsdag 4 juli 2017 14:13 schreef Joaweh het volgende:
Oh dat valt me nog reuze mee, of moeten er nog grote uitgaven bijkomen om het werkend te maken?

Een 12V voeding 10A voeding, en de spindel , verder natuurlijk de knoppen/schakelaars voor het bedieningspaneel, wat eindschakelaars, een handvol connectoren (4 polig en 2 polig).

Maar erg grootte uitgaven zijn dat opzich natuurlijk niet.

quote:

Op dinsdag 4 juli 2017 14:13 schreef Joaweh het volgende:
En trouwens, zou je bijvoorbeeld een Dremel kunnen gebruiken als motor voor het frezen? heb er nog een liggen namelijk

Geen idee hoeveel kracht er in de dremel zit of dat zeg maar genoeg is.

quote:

Op dinsdag 4 juli 2017 15:06 schreef derLudolf het volgende:
Dat valt mij nog best mee, wat dat tot dusverre heeft gekost. Hopen dat het met de draadeinden gaat werken.

There's only one way to find out

quote:

Op dinsdag 4 juli 2017 22:58 schreef derLudolf het volgende:

[..]

Precies, kun je het makkelijk vervangen door dat trapeziumdraad indien noodzakelijk?

Het zou mogelijk moeten kunnen zijn, al ben ik door de lagers die ik gebruik wat gelimiteerd in dikte, dat moet dan M8 zijn.

Klein update dan maar van het front

Deze week nog even de tijd kunnen vinden om de Arduino en het CNC shield eens op elkaar aan te sluiten, en de A499 drivers te voorzien van een heatsink.
En de GRBL v1.1 software alvast op de Arduino te zetten.

Voor de mensen die niet weten wat GRBL precies is; zie hieronder.

quote:

https://github.com/gnea/grbl

Grbl is a no-compromise, high performance, low cost alternative to parallel-port-based motion control for CNC milling. This version of Grbl runs on an Arduino with a 328p processor (Uno, Duemilanove, Nano, Micro, etc).

The controller is written in highly optimized C utilizing every clever feature of the AVR-chips to achieve precise timing and asynchronous operation. It is able to maintain up to 30kHz of stable, jitter free control pulses.

It accepts standards-compliant g-code and has been tested with the output of several CAM tools with no problems. Arcs, circles and helical motion are fully supported, as well as, all other primary g-code commands. Macro functions, variables, and most canned cycles are not supported, but we think GUIs can do a much better job at translating them into straight g-code anyhow.

Hier heb ik verder geen foto's van dus maar even een plaatje van internet ter indicatie.



En ik heb de "tafel" eens verbonden met de aandrijving, eindelijk eens kijken of ik er binnenkort wat beweging in kan krijgen



Hiervoor heb ik een gewone 5/8 aardklem van een waterleiding gebruikt, die drukt/klemt de koppelmoer voldoende vast, als ik met de handen de draadstang vervolgens een beetje draai dan beweegt het redelijk soepel. Al kan ik pas een oordeel daarover vellen wanneer ik de stappenmotor op het cnc shield heb aangesloten

Ook heb ik zoals wel te zien is op bovenstaande foto, een 19mm grijze slagvaste pvc buis aangebracht zodat ik eenvoudig met bekabeling van de ene naar de andere kant van de machine kan.

En ik heb nog even tijd gevonden om de zijkanten van de opbouw van de machine alvast een ronde kant te zagen; dit is verder puur esthetisch en deze delen heb ik nu ook nog niet gemonteerd.



Tot zover, deze mini update !

[ Bericht 2% gewijzigd door Vonkenboer op 08-07-2017 19:46:51 ]

quote:

Op donderdag 6 juli 2017 19:12 schreef rulerofdeath het volgende:
Gaaf man

Dank je, heb zojuist ook even de plaatjes weer gefixt zodat iedereen weer mee kan kijken.
Photobucket ondersteund het niet meer.

Tijd om de aandrijving eens in de praktijk te testen; vanmiddag heb ik de M8 draadstang eens aangesloten op mijn Makita accuboormachine. En de eerste resultaten zijn best goed !

Heb wel alle U-vormige beugels weer een slag los moeten draaien met een steeksleutel 13, deze had ik namelijk in eerste instantie veelte vast aan gedraaid.


Tijd dus om de draadstang dus precies op maat te maken en definitief aan de stappenmotor te verbinden. Aan de stappenmotor heb ik ook alvast een kabel gesoldeerd.

Binnenkort eens het geheel gaan testen met het CNC shield en een programma wat Universal G-code sender heet, dat kun je hier vinden trouwens https://winder.github.io/ugs_website/

Vandaag verder niet heel veel aan dit project gedaan, rondom huis moest er ook nog het nodige gebeuren in de tuin

Deze week maar eens verder gegaan met de opbouw van de X-as; onder andere de gaten geboord voor de montage van de stappenmotor, de lagers en de bevestiging van de 12 mm geharde lineaire stalen assen waarop de spindel uiteindelijk komt te zitten.

Ook de ruwe opbouw van de Z as eens in elkaar gepast



Ik heb toch besloten om het geheel een kleur te geven, het hele apparaat moet uiteindelijk gaan grijs worden. Natuurlijk moesten er nog een heleboel gaten weg geplamuurd worden en is er behoorlijk wat schuurwerk verricht.





Even in de grondverf gezet.





En inmiddels staat hij er zo bij
Ook de X-as opbouw is gegrondverfd en grijs geverfd, al heb ik daar geen foto van.



De kopse kanten van het hout moeten allemaal nog wel een keer, over de rest van het schilderwerk ben ik eigenlijk tevreden.

Verder is er nog wat klein materiaal binnen gekomen, zo heb ik de 12mm lineaire assen ontvangen en zijn de bijbehorende lagers ook binnengekomen.



Ook de eindschakelaars heb ik via alieexpress binnen gekregen.

Verder heb ik nog wat losse zaken besteld voor het bedieningspaneel via alieexpress

4 x 22mm druk knoppen met 1 NO en 1NC contact.
https://nl.aliexpress.com(...).13010608.0.0.Pa1LeL

2 x Start/stop druk knoppen met indicatie
https://nl.aliexpress.com(...).13010608.0.0.Pa1LeL

1 x Noodstop knop
https://nl.aliexpress.com(...).13010608.0.0.Pa1LeL

1 x 10A voeding
https://nl.aliexpress.com(...).13010608.0.0.Pa1LeL

En een handvol connnectoren.

https://nl.aliexpress.com(...).13010608.0.0.Pa1LeL

quote:

Op zondag 16 juli 2017 20:09 schreef Atmoz het volgende:
Lekker bezig!
Echt sjiek om te zien

Ben super benieuwd naar het filmpje van je eerste test

Suc6, 7 en 8!!

Dank je ! Er gaan nog wel een paar uurtjes werk in zitten, maar we zijn een eindje op weg

_{Heb wel het idee dat ik in dit topic veel meer views krijg dan reacties die geplaatst worden; is dit te technisch voor de meesten ?}