CNC Router Yapımı - Fotoğraf Video ve Açıklamalı anlatım.

[prontobasso]

Selamlar,
Uzun süredir bir makine üzerinde çalışıyorum, esasen araştırma ve tasarım kısmı makinanın imalatından 3 kat fazla sürdü diyebilirim. Bir CNC router yapma fikri hiç alakası olmayan bir şekilde kafamda canlandı detaylara girmeyeyim, ama daha sonra bu işin gerçekten uçsuz bucaksız bir dal olduğunu kavramış bulundum.

Yapım planları örnek projeler, adım adım yapım talimatları vs. ne yazık ki yabancı sitelerde bizde olduğundan çok daha fazla mevcut. Yüzlerce yapılmış örneğin, gidiş yollarının, tasarım mantığının, statik ve dinamik hesaplamaların, kullanıcı görüşleri ve paylaşımlarının bulunduğu birçok yabancı forum ve internet sitesi okudum aylarca. Bunun gibi siteler ve youtube makinanın tasarım aşamasında bana çok yardımcı oldu. Toplamda 3 tane ücretli yapım planı satın aldım, herbiri farklı şeyler öğretti. Bunlar her biri 250 sayfanın üzerinde detaylı anlatımlı açıklamalı resimli planlar. Yaklaşık 3 aylık okuma araştırma fikir alışverişi 300 ün üzerinde sık kullanılan kaydı sonucunda herbirinde ufaklı tefekli dizayn boşlukları olduğunu kavramaya başladım diyebilirim. Uzun süre okuyup araştırmamın nedeni biraz obsesyon biraz da benim işimi görsün de nasıl olursa olsun mantelitesinden ziyade eldeki imkanlarla en iyiyi nasıl çıkartırım takıntımdan başka bir şey değildi.

Toparlarsak eğer sonuç olarak makinayı bitirdim. İmalatı evde yaptığım ve kullandığım alet edevatın bir evde standard olarak bulunan alet edevattan farklı olmaması nedeniyle 5 hafta, günde 10 saatin üzerinde çalışarak makinayı bilgisayara bağlayıp ilk hareketleri alabilecek konuma getirebildim . Testler ayarlamalar değişiklikler düzeltmeler estetik eklentiler derken 2 ayı buldu.

Ve ortaya çıkan ürün bu oldu.

(İlerleyen postlarda detaylı fotoğrafları koyup, ayrıntıları tek tek anlatacağım bu sadece ön izleme fotosu

İÇİNDEKİLER:

1. Giriş
2. Konstrüksiyon
3. Lineer Hareket
4. Tahrik
_ a. Tahrik - Gijon Kullanımı ve Sakıncaları
_ b. Tahrik - Vidalı Mil
_ c. Tahrik - Kramayer Dişli
_ d. Tahrik - Kayış Sistemi
_ Vidalı mil Hassasiyet - Video
5. Motor Türleri
_ Servo vs Stepper Motorlar
6. Eksen Kontrol Kartları
7. Montaj
_ a. Montajda Silindir Somun Kullanımı
_ b. Silindir Somuna Alternatif Yöntem
_ c. X Ekseni
_ d. Köprü Tasarımı Nasıl Yapılmalı
_ e. Köprü Ayaklarının Desteklenmesi
_ f. Kesim Tablası
_ g. Ahşabın Dış Ekenlerden Korunması
8. Kontrol Kutusu
9. Kablolama
10. Spindle Tercihi
_ Makita RT0700C
Genel Bakış
Son Söz

 

[prontobasso]

Bu başlık altında hem araştırma aşamasında öğrendiklerimi hem de imalat aşamasında karşılaştığım güçlükler ve bulduğum çözüm yöntemlerini gereken yerleri fotoğraflarla destekleyerek kısa kısa anlatmaya çalışacağım. Amacım yaptığım hataları bu işe yabancı olanların yapmaması için naçizane yardımcı olmak istemem olduğu gibi, tamamen amatör ruhla yapılacak olan bir makinanın nelere dikkat ederek imal edilmesi gerektiğini, öğrendiğim kadarıyla sizlerle paylaşmak. Kesinlikle bu böyle olur böyle yapılır en doğrusu budur şeklinde ders vermek ya da haddimi aşmak gibi bir niyetim yok. Bu nedenle lütfen yazdığım yazıların bir amatörün çerçevesinden yazıldığını ve amatörlere yönelik olduğunu göz ardı etmeyin. Zaten profesyonel makine isteyip 20.000 30.000 euroları gözden çıkaranların burayı okumalarına çok da gerek yok. Ek olarak dilim döndüğünce alternatif yolları ve bunların avantaj ve dezavantajlarını da açıklamaya çalışacağım.

Bu bir yapım kılavuzu değildir, bu nedenle detaylı çizimler, montaj şemaları, hesap formülleri ve malzeme listeleri içermemektedir.
Sadece bir CNC Router yaparken nerelere dikkat edilmesi gerektiğini açıklamaya çalışan ve genel hatlarıyla bir CNC Router’ı bir araya getirmekte kullanılan malzeme alternatiflerini ve bunların kullanım şeklini -benim penceremden- kısaca özetleyen ve potansiyel amatör CNC kullanıcısının kafasında bir resim oluşturmayı amaçlayan, hayli eksik bir yazı dizisi niteliğindedir.

Bu sitede çok daha tecübeli hocalarım tabii ki var ve ilerleyen postlarda umarım benim yanlışlarımı ve eksiklerimi söylerler ki ileriki projelerde bunları düzeltip daha iyilerini yapabilirim, yapabiliriz.
Anlatımın kimi yerlerinde terimlerin İngilizcelerini de, araştırma yapmak isteyen ve yabancı dili olan arkadaşlar için yazacağım ki arama motorlarında kullanmak için yardımı olsun.

Fiyat bilgisi ve firma ismi vermek istemiyorum, hem etik bulmuyorum hem özellikle ülkemizde bu, sizinle satıcı arasındaki iletişime ve pazarlığa bağlı olarak hayli değişebilen bir parametre. internet büyük bir deniz, araştırdığınız zaman ortalama gerekli bilgiye ulaşabilirsiniz

Kolay ulaşılabilmesi ve gerektiğinde rahat yönlendirme için konuları komple aynı post içerisinde anlatmak yerine her konu ve başlık için farklı post açacağım, flood olarak değerlendirilmemesini rica ediyorum.

Şimdi Makinayı bölüm bölüm tanıyalım ve üzerinde konuşalım

 

[prontobasso]

Konstrüksiyon;
Makine MDF ve HDF kullanılarak yapıldı. HDF (High Density Fiberboard) en sık laminant parkelerde kullanılıyor ve mdf ye oranla daha yoğun ve rijit bir madde ancak tabii ki biraz daha pahalı. Bu iki malzeme doğru boyutlarda ve doğru statik hesaplarla, düzgün montaj teknikleri kullanarak (burası önemli ileriki bölümlerde göreceksiniz) birleştirildiğinde hayli hassas ve rijit bir sistem üretilebiliyor.

Ev yada atölye yapımı makinelerde eksikliği hissedilen en büyük şey rijitlik yani makinanın sert, eğilmez bir yapıda olmasıdır. Maddeler yapıları gereği elastik yapıdalardır. Üzerine bastırırsınız esnerler, baskıyı kaldırınca geriye gelirler. yada fazla bastırınca geri gelmezler buna plastik/elastik deformasyon denir. Yani basınç kalkınca ya eğilmiş yada kırılmış haldedirler. Her maddede bu vardır plastik ahşap alüminyum hatta çelikte bile.
Bir CNC Router’ın yeterince rijit olmaması birçok probleme yol açar. En basitinden eğerki siz kesim yaparken makine eğiliyorsa iş miliniz o an bilgisayarın olduğunu düşündüğü yerde değil demektir. Bu da sonuç olarak hesapladığınızdan başka bir kesim yapıyorsunuz anlamına gelir.

Rijitlik kavramının mukavemette birkaç değişkeni vardır. Parametrelerden bir tanesi kullanılan materyalin kendi elastikiyetidir (elastisite modülü) diğeri de nasıl konumlandırıldığıdır ( atalet (eylemsizlik) momenti). rijitlik faktörler kombinasyonu sonucunda elde edildiği için buradan bir faktörün fazlalığından diğerinin eksikliğini giderebileceğimiz sonucuna varırız. Yani kısacası çok elastik bir madde bile fizik kuralları dahilinde rijit bir konstrüksiyon oluşturmakta kullanılabilir. Daha fazla materyal, düzgün hesaplar, düzgün yerleştirmeler, uygun montaj teknikleri ve biraz daha kaba bir görüntü sonucunda Ahşabın dezavantajları ziyadesiyle en aza indirgenebilir.

Mantığı anlamanız için çok basit bir örnek vereyim: 30 cm boyunda ahşap bir cetvel alın. İki ucunu yatay bi şekilde kitap yada tahta parçalarının üzerine koyun tam orta noktasından üzerine bastırın. N’oldu cetvel eğildi. Şimdi cetveli kendi yatay ekseni etrafında 90 derece çevirin (yani şimdi rakamların yazılı olduğu yeri yerine ince ucuna baskı uygulayacaksınız) üzerine şimdi bastırın. Farkedebileceğimiz bir eğilme gerçekleşti mi? Hayır. 1. Aşamayı metal bir cetvelle denerseniz de eğilmenin neredeyse aynı ölçülerde olduğunu göreceksiniz. Doğru ve yanlış kullanımdan kastım bu.

 

[prontobasso]

Lineer hareket;
İş motorunun eksenler üzerindeki hareketini sağlamak için 16mm çapında indüksiyonlu mil ve her eksende 4 adet olmak üzere 12 adet lineer rulman kullandım.

Lineer hareketin sağlanması için farklı alternatifler tabii ki var; L alüminyum profil ve paten rulmanı kullanılarak yapılabilecek basit ev yapımı lineer sistemden çekmece raylarına, soğuk çelik ray üzerinde hareket eden 2 noktadan yada 3 noktadan sıkıştırmalı lineer arabalardan İndüksiyonlu millere kadar farklı sistemler mevcut. Aldığım planların birinde soğuk çelik lama üzerine 4 noktadan sıkıştırmalı alüminyum lineer sistemin nasıl evde yapılabileceği ve uygulaması anlatılıyor mesela buda bi yöntem. yada L köşebentin üstünde hareket eden paten rayıyla yapılmış bir lineer sisteme set screw lar ekleyerek boşluğu gidermek için manuel sıkıştırma yapan adamlarda var. bu da bir yöntem. Ben Amerikayı tekrar keşfetmek istemedim diyebiliriz.Hepsinin artı ve eksileri var tek tek girmeyeceğim. Benim yaptığım sistem için İndüksiyonlu mil ve lineer rulmanlar optimum boşluksuz performansı verdi diyebilirim. Lineer harekette bizim amacımız boşluksuz bir sistem elde etmek.

 

[prontobasso]

Tahrik; (bu uzun olacak)
Kulanılabilecek alternatifler.

• Gijon (Threaded rod)
• vidalı mil (ball screw)*
• Kramayer dişli (rack and pinion)
• Kayış (Belt drive)
• Zincir (chain)

*Türkiye’de Ball screw un karşılığı “vidalı mil” olarak kabul ediliyor. Aslında bu pek doğru sayılmaz.
Vidalı milin İngilizcedeki karşılığı “Acme screw”dur ve kullanılan çelik ham madde dolayısıyla “threaded rod” ile “ball screw” arasında kullanılabiliteye (nasıl bir Türkçe olduysa) sahip bir üründür. Ball screw ise sacede bilyalı somunlarla beraber kullanılır çünkü hatvelerinin arası, vidaların üzerinde dönerek ilerlemesi için bilyaya uygun radyüs la kanallandırılmıştır. Buna Vidalı mil demek yerine “bilya vidası” (sadece bilyalı somunla kullanılmak için tasarlanmış) demek daha uygun olacaktır bence. Ama artık böyle yerleştiği için vidalı mil diyerek devam edeceğim ben.
Threaded rod (Gijon)

Acme screw (vidalı mil)

Ball screw (bilya vidası)

Herbirinin avantaj ve dezavantajlarını yarın anlatmaya devam edeceğim şimdilik bu kadar

yorumlarınız benim için önemli, görüş öneri ve tavsiyelerinizi esirgemeyin.

 

[asenyurt]

güzel yazı dizisi olacak merakla takip edeceğim. makineniz benimkine çok benziyor.. benimkinin kasası full mdf. ve vidalı mil yerine gijon yani saplama kullandım. daha esneksiz olsun diye paslanmaz çelik seçtim. en azından öğrenci işi olsun pahalı olmasın beni idare etsin diyenler için güzel bir alternatif. postumdaki son videoma bakarsanız komparatör ile çekilmiş video var. hassaslığını görebilirsiniz.

 

[prontobasso]

Evet gordum cok guzel olmus hayirli olsun. Baglantilarda kullandiginiz yontem guzel bi yontem. onu da acikliyacagim montaj bolumunde.
Benim de bu ise yeltenmemdeki amac home cockpitdi tesaduf 737-800 dusunuyosunuz herhalde model olarak bi videonuzda Nav Panel kesiyodunuz yanilmiyosam yani ona benzettim
Yarin gijonla alakali aciklamali bir yazi geliyo, pek ic acici seyler soylemiycem ama kusura bakmazsiniz artik

 

[kumanda-cı]

Uzun zamandır herkesin beklediği bir başlıktı bu doğrusu, iyi niyetiniz için Allah razı olsun. Özellikle mekanik konudaki çekinceler sebebi ile bir çok kişi bu projeden uzaklaşmakta, Elektronik donanım kısmı burada ki bir çok kişiniz zaten yaptığı işlerden. Mekanik konudaki aydınlatıcı ve sade bilgileriniz herkes için faydalı olacaktır.

 

[asenyurt]

Evet gordum cok guzel olmus hayirli olsun. Baglantilarda kullandiginiz yontem guzel bi yontem. onu da acikliyacagim montaj bolumunde.
Benim de bu ise yeltenmemdeki amac home cockpitdi tesaduf 737-800 dusunuyosunuz herhalde model olarak bi videonuzda Nav Panel kesiyodunuz yanilmiyosam yani ona benzettim
Yarin gijonla alakali aciklamali bir yazi geliyo, pek ic acici seyler soylemiycem ama kusura bakmazsiniz artik

evet amacım home cockpit. panel ve mekanik parçalar kesmek..
size özel mesaj attım.
home cockpit işiyle uğraşanlar çok az. heleki tr de aynı hobiyle tanışmak çok sevindirici oldu herzaman Elektronik ve mekanik bilgi paylaşabilirim. 738 mcp panel pcb leri hazır full birebir sioc la çalışan bütün uçaklarla kullanılabilen bir autopilot paneli bitmek üzere

 

[prontobasso]

Kaldığımız yerden devam edelim. bugün avantaj ve dezavantajlarıyla Tahrik Unsurlarını anlatmaya çalışacagım.

Gijon:
Tek avantajı ucuz olması neden uzunca yazıyorum, ucuz olduğu için ilk akla gelen ve uygulanan yöntem olduğu için aman diyim.
Dez avantajları

1. Doğrusal Düzgünlük: Ne yazık ki gijonlar düzgün değillerdir ve yapıldığı metalin malzemesinden ötürü sıcaklıkla şekil değiştirirler. 0.1mm (yani 3 saç teli kalınlığı) doğrusal bozukluk bile 50cm gibi uzunluklarda katastrofik yalpalama sorunlarına neden olur.
2. Sürtünme; Sıradan gijonlarda friction yani sürtünme katsayısı o kadar yüksektirki eksen motorlarınızın torkunun büyük bir çoğunluğu vidayı ve bağlı bulunduğu somunu döndürmeye gider verim alamazsınız. eksen hızınız boşluk önleme (anti backlash) yöntemi kullanılan bir sistemde yaklaşık 300-400mm/ dakika (13-15 inch/m) civarında olur yani 50cm lik bir ekseni boydan boya 1 dakikadan uzun bir sürede tamamlarsınız. Hız, 15-20cm çalışma alanına sahip sadece PCB işlemek için tasarlanacak makinalarda pek problem olmayabilir ama 30-40 cm in üstü ölüm.
3. Kirlenme: toz koruması olamayacağı için gijon ve civata kanalları arasına dolan tozdan ötürü motorlar gijonu bir müddet sonra döndürememeye başlar. Heleki 2. Maddede belirttiğim sürtünmeyi azaltmak için gijonu bir güzel yağladıysanız bu bir müddet an meselesi haline gelir.
4. Yalpalama; Gijonlar çelik değil adi demirden yapıldığı için esneme katsayıları çok yüksektir eksenler üzerinde yalpalama yaparlar makina titreşimden çalışamaz ve motorlar stall denilen duruma geçerler yani kitlenirler.
5. Aşınma; Gijonlar temelde sürekli hareket için tasarlanmamış, sadece sabitleme amacıyla tasarlanmış ve ona göre bir maddeden imal edilmiş yapılardır. Sürekli harekette çok çabuk aşınırlar. 1 günlük kullanım sonunda bile aşınmayı gözlerinizle görebilme imkanınız vardır.
6. Backlash; yani boşluk diyelim,yeni alınan sürtünmeden ötürü aşınmamış gijon ve somun arasında bile ileri geri harekette boşluk vardır. Aşınma gerçekleştikçe bu boşluk gün be gün artmaya başlar ve istediğiniz hassasiyeti elde edemezsiniz. bunun üstesinden gelmek için çeşitli anti-backlash yöntemleri var kendiniz yapabileceğiniz (istenirse açıklayabilirim) yada yurtdışından sipariş edebileceğiniz yay sistemli hazır anti-backlash nut (somun)lar var. ama bu önceden saydığım 5 maddeyi gidermeyecektir tabii ki.
   yani bence gijonu unutun

Ev yapımı anti backlash yöntemi:

UYARI: AKIL SAĞLIĞINIZ İÇİN EVDE DENEMEYİNİZ
İşe yarıyor ve Boşluğu yok ediyor ancak gijonun sürtünme katsayısını 2-3 katına çıkartıyor. motorlara fazladan yük binmesine neden oluyor.