Arduino ile cnc router yapımı

[HasanKöksoy]

Merhabalar forum sakinleri. Kontrolkalemi.com uzun zamandır takip ettiğim ve sevdiğim bi forumdur. Nedir bu cnc router hikayesi. En baştan adım adım anlatmak istiyorum ki benim gibi bu işe girişme niyetinde olan arkadaşlara ışık olalım.

Uzun zamandır hobi amaçlı ahşap işleri ile ilgilenmekteyim. Asıl mesleğim pvc kapı pencere imalatı. Mesleğim gereği fabrikada çeşitli cnc pvc işleme merkezleri ve çeşitli makinalar kullanıyorum. Çalıştığım firmalarda makinalardan anlayan birilerinin olmaması ve benim elektroniğe olan merakımdan olsa gerek gel zaman git zaman bu makinalardan oldukça anlayan biri oldum. Bildiğim her şeyi kendi imkanlarm ve gayretim sayesinde öğrendim. Bazen yanlış işler yaptım makinaya zarar verdim ama bunların hepsi iyi kötü birer tecrübe oldu bana. Bunları iddialı olduğum için değil, daha bilmediğim ve kavrayamadığım bir çok konu olduğunu belirtmek için anlatıyorum. Bu adamda da ne ego varmış demeyin hani

Hobi maksatlı ahşap işleri ve Elektronik merakı birleşince internette gördüğüm dıy cnc routerlar bir hayli dikkatimi çekti. Öyleydi böyleydi derken kendimi cnc router yapma işine girişmiş buldum. Biraz araştırma yaptıktan sonra makinanın şasesi için hiç bir kalıp ve standarda bağlı kalmadan bizim sektörün yan dalı olan alüminyum kapı pencere yapımında kullanılan c60 alüminyum profilden yapım aşamalarına başladım. Kafamda tasarladığım ölçülerde kesim işlemlerini hallettim. Dediğim gibi ölçülendirmeyi kendime göre tasarladım, hiç bir kalıba bağlı kalmadım. Elektronik merakım her zaman vardı var olmasına konu elektronik bilgisine gelince neredeyse sıfır bilgiye sahiptim. Bir söz vardır azimli sıçan (fare) mermeri delermiş aynen öyle oluyo gerçekten. Araştıra Araştıra bir çok şey öğrendim. Ve en önemli etken olan deneme yanılma yöntemi. Çok gezen bilir , çok okuyan bilir vs vs. Bence en çok deneme yanılma yapan bilir

Projem tam anlamıyla bitmiş değil. Aslında görsel açıdan pek bi eksik kalmamış gibi gözüksede hala çalışır durumda değil. Mekanik kısım, elektronik kartlar ve step motorlar vs montaj aşaması tamamlandı. Sadece programlama aşaması kaldı. Bu noktada siz değerli üstadlarım ve bilge forum sakinlerinden yardım istiyorum.

Kullandığım kartlar, motorlar ve benzer proje uygulamaları yapmak isteyenler için fiyatlarla birlikte bi liste oluşturalım

Elektronik parçalar
#1adet arduino uno R3 klon =30 tl
#3 adet nema 23 çıkma step motor :35tl×3=105 tl
#3 adet tb6560 motor sürücü 35 tl×3=105 tl

Mekanik parçalar
#2 adet 80 cm
#2 adet 70 cm
#2 adet 30cm
Toplam 360 cm(çap16mm) alt destekli mil =180 tl

#1 adet 80 cm
#1 adet 70 cm
#1 adet 30 cm
Toplam 180 cm= 90 tl

3 adet vidalı mil için somun:50×3= 150 tl

6 adet yarıklı rulman:16×6=96 tl

Total 756 tl

Bunlar haricinde 24 v 12 amper güç kaynağı ve motorları milleri bağlamak için kullanılan kaplin lazım ama kaplin yerine hortum ve hortum kelepçesi de kullanılabilir
Şuan resimleri çekmediğim için ilk müsait zamanda çekip buraya atıcam.
Bir kaç farklı sorunla karşı karşıyayım ve nerede nasıl hata yaptığımı bilmiyorum. Değerli üstadlarımdan yardım bekliyorum. Arduino onu r3 ve Sürücü olarak tb6560 kullanıyorum. Şimdi motor ve sürücü kablolarının tamamının bağlı olduğunu düşünürsek izlemem gereken yol tam olarak nedir. Şimdiden teşekkürler

 

[Yusuf&CNC]

Mach3'ü (seçerseniz) kullanabilmek için, Win7 32 bit (veya XP) ile çalışan ve üzerinde sadece Mach3 kurulu, paralel portu da olan bir bilgisayara ihtiyacınız olacak. Mach3 için gereken özellikleri 5-6 yaşlarında eski bir bilgisayar sağlayabilir. Mach3'ün ücretsiz versiyonu 500 satırlık bir g kod dosyasını çalıştırabiliyor.

G kod ise CAD/CAM yani çizim ve bu çizimi g koda dönüştürebilen yazılımlarla elde ediliyor. Basit işlerde g kod elle de yazılabilir. Mach3 de dahil öğrenmek için çaba ve zaman gerekecektir ancak çoğunluğun seçimi bu yönde olduğu için bilgiye ulaşmanız biraz daha kolay olacaktır. Arduino'yu da seçseniz benzer araçları öğrenmeniz gerekecektir ayrıca oturmuş olan Mach3'ün kullanım rahatlığı olmayacaktır.

Listenizde, önemli bir maliyeti olan spindle + sürücü (veya taşlama motoru) gözükmüyor.

Hedef ve olanaklar dahilinde güçlü ve hassas bir makine ve bunları sağlayabilecek kadar rijit bir gövde gerekiyor. Sizin alü profili bilmiyorum ama genelde bu işlere uygun rijitlikte ve bağlama kolaylığı da sağlayan alü sigma profiller kullanılıyor, umarım seçiminiz sıkıntı yaratmaz.

TB6560 motor sürücü yerine fiyatı çok da farklı olmayan TB6600 kullanmanızı öneririm. Aşağıdaki kontrol kartını (1 nolu) Mach3 ile kullanabilirsiniz. Bu kart "kontrol kartlarımız" konusunda tartışıldı.

Fazla araştırmadan, düşük bütçeli CNC yapmak isteyenler için kişisel önerilerim;

1) https://www.aliexpress.com/store/pr...32779488657.html?spm=2114.12010615.0.0.8Bq2KK

Kargonun takip kodu (Registered-tracking number) olması elinize sağlıklı geçmesi için önemli.
En azından @grts11 tarafından bu kontrol kartının (breakout board) benzeri denenmiş ve öneriliyor.
Giriş pinleri tarafında optokuplörler görülüyor (sanırım çıkışlarda yok).
Üzerinde 0-10 volt çıkış olduğu için PWM'den 0-10V'a dönüştürmek için ilave devreye gerek yok, spindle'ın hızını Mach3 üzerinden kontrol etmek isterseniz gerekecektir.

Konu kontrol kartları olsa da düşük maliyetli ancak fiyat/kalite oranı iyi ürünleri eklemek istiyorum.

TB6600 entegreli sürücüler (kutulu ve kutusuz), yaklaşık max 4 amper, 40 volt ve 1/16 step;
2a) https://www.aliexpress.com/store/pr...00001730872.html?spm=2114.12010612.0.0.RbmPHV
2b) https://www.aliexpress.com/store/pr...00001659829.html?spm=2114.12010612.0.0.9n2akY

3) Step motor ve bir çok parçayı uygun fiyatla Şahin Rulman'dan temin edebilirsiniz.
NEMA 23 step motor, 2.2 Nm, 3.0 amper;
http://www.sahinrulman.com/step-motor-2-faz/step-motor-nema-23-22nm

Motorlarınızın toplam amper ihtiyacına yetecek güç kaynağı, voltajı ise 24V, 36V, 40V olabilir.
Bütçenize bağlı yüksek voltaj seçiminde fayda olduğunu düşünüyorum.

Fiyatlar;
1) 4.99$ + 1.39$ (China Post Registered Air Mail) = 6.38$
2a) 6.27$ (China Post Registered Air Mail dahil) (1 adet için)
2b) 6.27$ (China Post Registered Air Mail dahil) (1 adet için)
3) 23,50$ (1 adet için)

* Kontrol kartı + 3 adet TB6600 sürücünün toplam bedeli 30€'nun altında olduğu için gümrüksüz kapınıza kadar gelir.
* Yukarıdaki kutusuz TB6600 sürücünün benzeri @Suat_Korkmaz tarafından denenmiş. Benzeri dememin nedeni, görüntü aynı olsa da farklı ürün olabilir.
* 2a daki kutulu TB6600 sürücü için 1/32 step denmiş ancak entegre 1/16 step.
* Yukarıdaki Çin internet mağazalarından daha önce sipariş vermedim ama ödeme onaya bağlı olduğu için sorun çıkacağını sanmıyorum. Aranırsa belki aynı ürünlerin daha ucuzu bulunabilir.


Şasi (gövde) ve mil-rulman ile ilgili de not düşmek istiyorum. Doğrudan bütçenize bağlı olmakla birlikte;

Şasinin rijit ve dayanıklı olması gerekir. Sunta ile bunu sağlıyamazsınız. Alüminyum sigma profil, alüminyum levha ve kaynak zorluklarına rağmen demir (çelik profil) olabilir. Hiç değilse sunta yerine kaliteli baltık huş kontraplak (birch plywood) kullanılabilir.

Krom kaplı ve indüksiyonlu çelik dairesel mil (alt destekli bile olsa) + lineer araba ise esnemesi, görece boşluklu yapısı nedeni ile kalitenin düşmesine neden olacaktır. Doğru çözüm, ray (kızak) + araba ile hareketin sağlanmasıdır.

Bu iki konuda forumda çok sayıda paylaşım var. Sonradan değiştirmek zorunda kalmamak ve iki kere masraf yapmamak için bütçenizi zorlamanız gereken seçimler.

Ek: Sanırım motor sürücüleri almışsınız, geç kalmış bir öneri oldu. Planlamayı tamamlayıp satın almaya sonra geçmek doğabilecek sıkıntıları azaltacaktır.

Yöneticiler forumda iken adları sayfanın sağ tarafında gözüyor. İki ayrı konu açılmış, yazarsanız ikisini birleştireceklerdir.

 

[HasanKöksoy]

Mach3'ü (seçerseniz) kullanabilmek için, Win7 32 bit (veya XP) ile çalışan ve üzerinde sadece Mach3 kurulu bir bilgisayara ihtiyacınız olacak. Mach3 için gereken özellikleri 5-6 yaşlarında eski bir bilgisayar sağlayabilir. Mach3'ün ücretsiz versiyonu 500 satırlık bir g kod dosyasını çalıştırabiliyor.

G kod ise CAD/CAM yani çizim ve bu çizimi g koda dönüştürebilen yazılımlarla elde ediliyor. Basit işlerde g kod elle de yazılabilir. Mach3 de dahil öğrenmek için çaba ve zaman gerekecektir ancak çoğunluğun seçimi bu yönde olduğu için bilgiye ulaşmanız biraz daha kolay olacaktır. Arduino'yu da seçseniz benzer araçları öğrenmeniz gerekecektir ayrıca oturmuş olan Mach3'ün kullanım rahatlığı olmayacaktır.

Listenizde, önemli bir maliyeti olan spindle + sürücü (veya taşlama motoru) gözükmüyor.

Hedef ve olanaklar dahilinde güçlü ve hassas bir makine ve bunları sağlayabilecek kadar rijit bir gövde gerekiyor. Sizin alü profili bilmiyorum ama genelde bu işlere uygun rijitlikte ve bağlama kolaylığı da sağlayan alü sigma profiller kullanılıyor, umarım seçiminiz sıkıntı yaratmaz.

TB6560 motor sürücü yerine fiyatı çok da farklı olmayan TB6600 kullanmanızı öneririm. Aşağıdaki kontrol kartını (1 nolu) Mach3 ile kullanabilirsiniz. Bu kart "kontrol kartlarımız" konusunda tartışıldı.



Ek: Sanırım motor sürücüleri almışsınız, geç kalmış bir öneri oldu. Planlamayı tamamlayıp satın almaya sonra geçmek doğabilecek sıkıntıları azaltacaktır.

Yöneticiler forumda iken adları sayfanın sağ tarafında gözüyor. İki ayrı konu açılmış, yazarsanız ikisini birleştireceklerdir.

Değerli yorumunuz için çok teşekkür ederim. Bu şekilde detaylıca anlatıp yardımcı olmaya çalışmanız gerçekten takdire şayan.
Ben bu projeye başlarken bi kaç konuyu göz ardı ederek başladım, ve proje bittiğinde ortaya çıkan modelin çok çok kaliteli ve hassas bi makina olmasına gerek yoktu. Hala aynı düşüncedeyim. Mekanik aksamı çok önemli değil, bu makina benim için sadece bir deneyim ve tecrübe olacak. Şuan benim için en önemli mesele Elektronik devrenin olması gerektiği gibi çalışması. Evet oldum olası elektroniğe merakım var ama hatırı sayılır hiç bi elektronik proje deneyimim olmadı. Bu proje sayesindede bir hayli tecrübe ve bilgi edinebileceğimi düşünüyorum. Zaten dikkat ettiyseniz mekanik aksama çok fazla önem vermedim. Ama yinede alüminyum olmasından dolayı esneme ve kasma gibi bariz sıkıntılar yok. Zaten ileride daha sağlıklı bir şasi yapıp onun üzerinde çalışacağım ama önce bu hurdaya can vermem gerek
Eminim ki çok güzel anlatmışsınız fakat ben çok fazla idrak edemedin anlattıklarınızı şimdi ben arduino ve tb6560 ile bu sistemi çalıştıramaz mıyım. Çok mu zor olur. Dediğiniz gibi şimdilik spindle ve röle modül daha almadım. Cat power kalıpçı taşlama almayı düşünüyorum ama ona ayrı bi sürücü almayı düşünmüyorum. Manual olarak beslemeyi düşünüyorum

Makinanın görüntüsünü de ekleyim kafamızda soru işareti kalmasın

 

[Yusuf&CNC]

şimdi ben arduino ve tb6560 ile bu sistemi çalıştıramaz mıyım. Çok mu zor olur. Dediğiniz gibi şimdilik spindle ve röle modül daha almadım. Cat power kalıpçı taşlama almayı düşünüyorum ama ona ayrı bi sürücü almayı düşünmüyorum. Manual olarak beslemeyi düşünüyorum

Projenizde başarılar diliyorum. Silinen ikincil başlığınızda bir arkadaşımızın Mach3 önerisi vardı, ben konuyu biraz daha açmak istedim. Ağırlıklı olarak Mach3 tercih edilse de Arduino ve TB6560 sürücüler ile de yapılabilir. İleride bir kontrol kartı ilavesi ile Mach3'e geçme şansınız da her zaman var.

Yine yaygın olarak kullanılan ve maliyeti daha yüksek olan Arel, Hertz vb. spindle aldığınızda uygun sürücü de almanız gerekiyor. Kalıpçı taşlamaları ise çok tercih edilmese de doğrudan 220 voltla çalışıyor ve özel bir sürücü gereksinimi de yok. Taşlama motorunun üzerinde hız ayarı da olması işinize yarayacaktır.

Ama yinede alüminyum olmasından dolayı esneme ve kasma gibi bariz sıkıntılar yok

Makine çalışırken, freze (motor) işlenen malzemeye güç uyguladığında gözlemlemek daha doğru olacaktır.

Not: Mach3 için paralel porta ihtiyaç var. USB ve Ethernet çözümleri de var ama maliyeti daha yüksek. Notebook ile çalışacaksanız, Arduino USB ile bağlandığından daha sorunsuz.

 

[HasanKöksoy]

Yolumu aydınlattığınız için çok teşekkür ederim. Benim tek sıkıntım araştırmalarımda türkçe kaynak yetersizliği ve çevremde hatalarımı gösterebilecek birisinin olmayışı. Forumumuz ve sizin gibi yardım sever abi kardeşlerim sayesinde bu sorunun üstesinden gelicem inşallah.

Şuan şöyle bir sıkıntım var. Tüm bağlantıları yaptım, makinaya akım verdim, grlb controller programı ile motorları ileri geri hareket ettirmeye çalıştığım zaman motorda stabilize bi çalışma olmuyo. İki üç adım gidip bir saniye duruyo, beş adım gidiyo yarım saniye duruyo gibi. Takır tukur ses yaparak çalışıyo. Elimle tutmaya çalıştığımda durmuyo, tork gayet iyi gözüküyo ama düzgün bir çalışma verimi alamadım. Akım düşük geliyo olabilir mi diye düşündüm. Motorlarım nema 23. Sizce sorun nedir. Güç kaynağı olarak fabrikadaki makinada kullandığım gayet sağlam omron 24v 14a dc kullanıyorum.

 

[Yusuf&CNC]

Motorlarım nema 23. Sizce sorun nedir. Güç kaynağı olarak fabrikadaki makinada kullandığım gayet sağlam omron 24v 14a dc kullanıyorum.

Güç kaynağı için 14 amper iyi bir değer, yetersiz kalacağını sanmıyorum.

Nema 23 sadece motorun fiziksel standartlarını belirliyor, güçleri birbirinden çok farklı olabilir. Forumda çok tercih edilen nema 23 motor 2.2 Nm (veya 22 kgcm), uzunluğu 82 mm. Motorlarınızın gücü belli ise bir karşılaştırma yapabilirsiniz, belli değilse motorunuzun uzunluğu bir fikir verebilir (uzunsa daha güçlü).

Mach3'deki gibi yazılımınızdan motorların hız ve ivme ayarlarlarını yapmış olmanız gerekiyor. Yüksek değerler girilmişse sorununuzun nedeni olabilir. Step motorlar yapısı gereği bazı ara hız değerlerinde durabilir (stall). Mikro step bu sorunu çözebilir, TB6560 için 1/16 sanırım en yüksek değer.

Bunlardan önce makinanızın alt destekli millerinin paralel olduğuna, vidalı mili bağlamadan elle ittiğinizde rahat hareket ettiğinden emin olun. Özellikle Y ekseni miller arası uzun ara mesafe ve yük nedeni ile hataya daha açık.

Mil ve yarıklı rulman, ray ve araba kadar iyi bir çözüm değil, rulmanı mile yandan bağladığınız için biraz daha zayıflatıyor. Forumda bir arkadaşın rulmanların bağlanış şekillerine göre yük taşıma değerlerini gösteren bir mesajı vardı ama nerde bilmiyorum. Yarık altta kaldığı zaman tam verimli kullanım şekli. Daha da önemlisi köprüyü kenarlardan birer rulmanla bağlamışsınız, hareket esnasında köprünün kasılmaya açık olduğunu düşünüyorum. Benim makinam olsa çift rulmanla bağlardım.

Benim aklıma gelenler bunlar. Sorun çözülmezse deneyimli arkadaşlar da yardımcı olacaktır.

 

[canerten]

Vidalı mili direk motora bağlamak yanlış. Vidali mil mutlaka rulmanlara oturtulmalı... Piyasada ucuza satılan makinalarda da bu hata var.

 

[HasanKöksoy]

Güç kaynağı için 14 amper iyi bir değer, yetersiz kalacağını sanmıyorum.

Nema 23 sadece motorun fiziksel standartlarını belirliyor, güçleri birbirinden çok farklı olabilir. Forumda çok tercih edilen nema 23 motor 2.2 Nm (veya 22 kgcm), uzunluğu 82 mm. Motorlarınızın gücü belli ise bir karşılaştırma yapabilirsiniz, belli değilse motorunuzun uzunluğu bir fikir verebilir (uzunsa daha güçlü).

Mach3'deki gibi yazılımınızdan motorların hız ve ivme ayarlarlarını yapmış olmanız gerekiyor. Yüksek değerler girilmişse sorununuzun nedeni olabilir. Step motorlar yapısı gereği bazı ara hız değerlerinde durabilir (stall). Mikro step bu sorunu çözebilir, TB6560 için 1/16 sanırım en yüksek değer.

Bunlardan önce makinanızın alt destekli millerinin paralel olduğuna, vidalı mili bağlamadan elle ittiğinizde rahat hareket ettiğinden emin olun. Özellikle Y ekseni miller arası uzun ara mesafe ve yük nedeni ile hataya daha açık.

Mil ve yarıklı rulman, ray ve araba kadar iyi bir çözüm değil, rulmanı mile yandan bağladığınız için biraz daha zayıflatıyor. Forumda bir arkadaşın rulmanların bağlanış şekillerine göre yük taşıma değerlerini gösteren bir mesajı vardı ama nerde bilmiyorum. Yarık altta kaldığı zaman tam verimli kullanım şekli. Daha da önemlisi köprüyü kenarlardan birer rulmanla bağlamışsınız, hareket esnasında köprünün kasılmaya açık olduğunu düşünüyorum. Benim makinam olsa çift rulmanla bağlardım.

Benim aklıma gelenler bunlar. Sorun çözülmezse deneyimli arkadaşlar da yardımcı olacaktır.

Görüş öneri ve değerli yorumlarınız için teşekkür ederim. Belirtmeyi unutmuşum. Her yolu denedim. Vidalı milleri motorları vs hepsini söküp sadece motor kablo bağlantılarını yapıp o şekilde de denedim. Sonuç hiç değişmedi. Motor takır tukur çalışıyo. Aynı şekilde y ve z eksenlerindeki motorları da denedim. Ne yaptıysam da sonuç hiç değişmedi. Buraya yüklemek için videosunu da çektim ama yüklemeyi beceremedim.

Vidalı mili direk motora bağlamak yanlış. Vidali mil mutlaka rulmanlara oturtulmalı... Piyasada ucuza satılan makinalarda da bu hata var.

Haklısınız hocam, dediklerinize katılıyorum ama belirttiğim gibi bu makina benim için sadece bi deneyim olacak. Çalıştırdıktan sonra bir kaç deneme kesimi yapıp şaseyi tamamen dağıtıcam ve yerine daha sağlam bi şase ve gerekirse Kızaklı lineer ray ve araba takımı kullanıcam. Şuan yaşadığım sıkıntı mekanikle alakalı değil

 

[Yusuf&CNC]

Motor takır tukur çalışıyo. Aynı şekilde y ve z eksenlerindeki motorları da denedim.

Motorların veya sürücülerin hepsi birden arızalı olamaz diye düşünüyorum. Kartın bağlanmasında hata olabilir mi? +/- yanlış bağlandı ise sürücü de yanmış olabilir.

Aynı sargılardan çıkan motor kablolarını ikişer ikişer eşleştirirken, uçlar boştayken (Elektrik vermeden) doğru iki ucu birbirine değdirdiğinizde ve elle milini döndürdüğünüzde boştakine oranla daha zor döner. Birbirine değdirmek yerine LED bağladığınızda da LED yanacaktır.

Sağlam farklı bir motor varsa onunla sürücüler test edilebilir. Farklı bir güç kaynağı (12 volt, 1-2 amper de olur) varsa bir de öyle bir test yapılabilir.

 

[togitogi]

Aramıza hoş geldiniz.Kolay gelsin.Arduino uno'ya hex kodu attınızmı.Sonrasındada step per ayarı yapmanız gerekli.Birde tb6560 single sürücümü?Ayar switch pozisyonları nasıl?