CNC Router için 4. Eksen

Yapmakta olduğum CNC Router'a 4. eksen de eklemeyi düşünüyorum. Sanıyorum forumda kullanan pek yok. Düşünen arkadaşlar varsa bu konu başlığı altında beraber araştırıp çözüm de üretebiliriz.

4. ekseni olabilirse torna gibi de (çift amaçlı) kullanmak istiyorum. Başlangıç seviyesindeki mini tornalara yakın bir güç elde edebilirsem benim için fazlasıyla yeterli olacaktır. "Torna" zayıf olsada router'ın olanakları ile birleşince kullanışlı olacaktır diye düşünüyorum.

Kendi odamda router ve parçalarına yer bulmak zorken bir de torna eklemek pek mümkün değil. Maliyeti de ayrı bir sorun. Tek makina üzerinde çözülebilirse cazip olacak.

Hazır 4. eksenler var ama pek ucuz değil, yurt dışından getirtmek ise nakliye nedeni ile pahalı ayrıca istediğim özellikte de olmayacaktır.

4. eksen için küçük, güçlü ve sürücüsü dahil uygun fiyatlı nasıl bir motor kullanabilirim?

Aklımdan ilk geçen güçlü bir step motor. Step motorun yüksek devirlerde torkunu kaybetmesi ise büyük bir dezavantaj. Redüksiyonun avantajını da azaltıyor, redüksiyon oranını da küçük tutmak gerekecektir.

Düşündüğüm motor 86HS85, 4.9A 8.5Nm ve 4.9V. Bu motor 73 volta kadar beslenebiliyor. 350 watt a yakın bir güç üretebilir ama hıza bağlı tork düşümü önemli bir sorun.

http://sahinrulman.com/site/index.php/en/panoveguckaynaklar/toroidtrafo.html

Yukarıdaki gibi bir AC toroid trafo ile voltaj sınırına yakın beslenirse hızı ve gücü de yüksek olacaktır. AC voltaj ile DC ye oranla daha düşük besleniyor ama internette karşılık hesabının nasıl yapılacağına dair bilgi bulamadım. Mini tornası olan arkadaşların güç konusunda yorumunu isteyeceğim ama bildiğim @Suat_Korkmaz dışında mini tornası olan yok.

Mach3 ve hepsi birarada TB6600 kart ile bağlantı ve kontrol da sıkıntılı olabilir özellikle hem 4. eksen hem de "tornamsı" kullanmak da istediğim için. Torna kullanımı için Arduino da olabilir. Yazılımını bilmesem de internetteki örneklerden faydalanarak yapılabileceğini düşünüyorum.

Yanlış anlamadıysam step motoru Mach3'ün içerisinden dir/puls ile ve kasnak oranı vererek, spindle gibi kullanma olanağı da var.

4. eksen için 80 mm çapında ayna, mini torna için yedek parça olarak satılan fener mili (spindle) ve aşağıdaki fotoğraftakilere benzer alüminyumdan yuva yapmayı düşünüyorum (router'ı ve diğer gerekenleri de öğrendikten sonra). Kayış-kasnak ile hareket aktarımı ve konik rulman olacak.

Sahin rulmanda step motorlari 4.eksen icin spindle gibi kullanmak icin MAch3 dosyasi vardi sanirim bu sekilde yapilabiliyor.
86HS85, 4.9A 8.5Nm benim cnc icin kullandigim motorlar oldukca guclu ancak devir olarak yeterli olmayabilir bence bir reduksiyon gerekebilir.
Yine metal mi islemek istiyorsunuz ?

fener mili nerede yedek parça olarak satılıyor öğrenebilirmiyim?

Evet metal için düşünüyorum, yavaş bile olsa iş görmesi kritik nokta.
Yorumunuzdan anladığım 86HS85 yetebilir, yüksek voltajın da faydası olacaktır.
Motorun torkunu fazla düşürmeyecek kadar(?) bir redüksiyon düşünüyorum, fener milinin iş görebilmesi için gereken hıza(?) bağlı olarak.

--------------------
İnternetten Türkiye'de fener mili bulamadım, biraz daha araştıracağım. Flanş dahil fener milini yaptırtmak kaça mal olur bilmiyorum ama daha ucuza geleceğini sanmıyorum. Anladığım piyasadaki bir çok mini torna markasının kökeni Çin ve aynı tip fener mili kullanılıyor.

Aşağıdaki ilk adresten 80 mm ayna için olan spindle için kargo ücreti 22 pound;

http://www.arceurotrade.co.uk/Catalogue/Machine-Spares/C3-Mini-Lathe-Spares/C3-3-Spindle
http://littlemachineshop.com/products/product_view.php?ProductID=4043&category=813153794

Eski bir mini tornadan çıkan parçalar da kullanılarak yapılmış 4. eksen ve "torna" birleşimi. İki ayrı motorla çalışabiliyor. 3.5 Nm ( 495 oz/in) step motor 4. eksen için kullanılıyor. Yukarıdaki fotoğraf step motorlu 4. eksenin çalışmasını gösteriyor. Sanırım Nema 34 step motor (diğer fotoğraflarda 3.5 Nm'den daha büyük gibi duruyor).

Ben elinizdeki step motorun reduksiyon ile yeterli olabilecegini dusunuyorum. Hizin artabilmesi torna islerindeki yuzey kalitesini etkiliyor. Bu nedenle belirli devirlere cikabilmesi onemli. Buna gore yine kullanabildiginiz uc degisebiliyor. Ancak soyle bir durum var. Iki isleme alternatifiniz var.
1- 4. eksen sadece rotasyonu hassas olarak saglar isleme spindle tarafindan ( z ekseni ) yapilir. Bu durumda elinizdeki tum alternatifler yeterli olabilecektir. ( Ayna agirligini rahat hareket ettirebilecek )
2- Z eksenine kesme kalemi tutturulur. Normal tornada gibi parca doner kalem parcaya yaklasir bu durumda parcanin hizli ve torklu hareketi gerekir.

Hangisini sececeginize karar vermek gerekir.

Henüz motor almadım, araştırma safhasındayım.

1. seçenekte motor güçlü olduğu ve işlem sırasında durduğu (veya düşük devirli çalıştığı) için tork yüksek olacaktır, sorunsuz 4. eksen olarak çalışmasını bekliyorum.

Yorumlayamadığım 2. şık. Tornamsı çalışma için step motor yeterli olur mu yoksa zayıf mı kalır? Redüksiyon oranı yüksek olursa step motorun yüksek devirlerde çalışması gerekir, tork çok düşer. Redüksiyon oranı düşük olursa da fener milinin hızı düşük kalabilir. Bu nedenle önce spindle'ın yaklaşık yeterli devrini öğrenmem gerekiyor.

Yukarıdaki örnekteki step motor kullanımı umut verici. Bir de parçayı kestiğini görsem içim rahat ederdi.

takipdeyim. ufak çaplı torna ihtiyaçları için torna almak istemeyenlere güzel bir çözüm olabilir.
bazen değişik uzunluklarda aralayıcılar yapmam gerekiyor bazen de bazı parçalara diş açmam gerekiyor.

güzel olur.
3.4nm bence yeterli bir güç. tabi düşük devirlerde. redüktör olayına hiç girmeyin derim. yüksek devirlerde tork çok düşecek. bunun yerine daha ince pasolar verebilirsiniz. daha mantıklı olur. düşük ilerle hızlarında da iyi denebilecek bir yüzey elde edilir bence.. ya da çok ince finish için yüksek step motor hızı çok düşük paso yavaş ilerleme..

4.eksenin Mach3 bağlantısı zorlayabilir. Elimdeki 4 eksen birleşik TB6600 sürücülü kontrol kartı ile 40 voltun üzerine çıkamıyorum ayrıca 4 eksenin akımını da kaldırmayabilir.

Bu nedenle ayrı bir sürücü ve toroid trafo ile AC besleyip paralel portun ilgili pinlerini ayırmam gerekebilir veya ikinci bir paralel port takılabilir. Sanırım bu çözüm teorik olarak yapılabilir (pratik?).

Hız gerekeceği için step motora yüksek (sınıra yakın) gerilim sağlamak daha da önem kazanıyor.

Kayış-kasnak çok pahalı değil, gerekirse redüksiyon sorunu ile başetmek için iki farklı oran da kullanılabilir.

Merhaba,

Yoldan geldiğim için biraz yorgunum. Sadece ilk 2 iletiyi okuyabildim. Yanlış anladıysam kusura bakmayın.

4. ekseni CNC router'da torna gibi de kullanmak istiyorsunuz ama step motorun yüksek hızda kaybedeceği güçten endişeleniyorsunuz. Doğru mu anlamışım?

Benim tornamın motoru 700 watt. Kulağa az gibi geliyor fakat tam aksine fazlasıyla yeterli. Kalın parça işlerken tornayı zorladığımda bazan ayna duruyor ama motor dönmeye devam ediyor. Ayna zorlanmadan dolayı V kayışın kasnakta boşa dönmesi sonucunda duruyor. Yani V kayış yerine zamanlama kayışı kullanıyor olsam tornam daha verimli çalışabilir.

4. eksende metal işleyeceğinizi farz ederek yazıyorum:

4. ekseni sandığınızın aksine düşük devirde çalıştırmanız gerekir çünkü dönecek olan metali bir torna kateri değil parmak freze kesecek. Farkı ne derseniz, torna kateri (indexable insert) parçaya tam ortalanır ve yatay eksende parçaya girer. Katerdeki oyuklar katerin düzgün talaş kaldırmasını ve daha önemlisi kesim sırasında oluşan dairesel yük altında kırılmaması içindir. Bu yüzden kater yüksek devirlere dayanabiliyor.

4. ekseni yüksek hızda çevirerek, tepesinden parmak freze ile kesmeye çalışırsanız parmak freze tahminen ilk saniyede kırılır. Bu 4. eksen olmadan router'da yüksek ilerleme kullanıp demir veya alüminyum işlemekle aynı şey.

Yine de 4. ekseni torna gibi kullanmak iyi fikir ama düşük devirde. Hatta belki 15-20 devir kadar düşük.

Aslında 4. eksen olarak, rijit bir yapı ve güçlü bir motorla sorunsuz ve iyi bir sonuç almayı bekliyorum.

Yorumlamakta zorlandığım konu ise torna gibi çalışması. Kalemlik ve kater kullanmayı da istiyorum. Örneğin bir kanal kateri bağladığımda parçayı kesebilsin istiyorum. Beklentim CNC router'ın alt yapısı üzerine giydirilmiş, alt seviyede de olsa bir mini torna gibi çalışması.

Torna olmaya zorlanan 4. eksen, Y ekseninde bağlı olacak. Kater spindle sökülerek Z eksenine bağlanabilir. Kater için bir diğer olasılık X yönünde ve ters U şeklindeki rijit bir parçanın üzerine bağlanması. CNC'nin rijit olacağını ve böyle ilaveyi kaldırabileceğini düşünüyorum (umarım kesim için çok beklemem ve router'ı toparlayıp sonucu, ne kadar rijit olacağını kısa zamanda öğrenirim). Tabla hareketli olduğu için bunu yapma şansım var. Klasik yapının tersine Y eksenine bağlı "torna" ve iş parçası katere doğru hareket edecek. Uygulamada sorun çıkar mı bilmiyorum, az bilgi ile bana olabilir gibi geliyor.

Yorgun argın cevap vermişsiniz teşekkür ederim. Sorularım çok ve en iyi cevaplar sizde, acelem de yok. Uygun bir zamanda, sakin kafayla yorumlarsınız. İlk safhada en çok merak ettiğim, yukarıda bahsettiğim gibi çalışması için devir ne civarda olmalı? Tork da önemli bir sorun, internetten benzer (step motor) kullanımları araştıracağım.