Majosoft's Hobby Site

W. Jansen
 hobby cnc router frees machine

Eerst even iets over mijzelf.

 Mijn naam is Willem Jansen en ben 51 jaar.

Nadat ik van de LTS kwam (die ik niet heb afgemaakt, stom maar het is nu eenmaal zo) ben ik gaan werken in een productiebedrijf dat (toen nog) carrosseriematerialen en scheepsbeglazing maakte.

Inmiddels werk ik daar al 37 jaar.

Ik ben begonnen als productie medewerker, maar omdat techniek mij altijd geïnteresseerd heeft heb ik mij langzaam op kunnen werken tot de enige onderhoudsmonteur, tevens machine bankwerker binnen het bedrijf.

De nevenfunctie die ik had (het maken van hulpmiddelen en prototypen)is nu zo'n beetje mijn hoofdtaak geworden.

Het werken met machines zit mij in het bloed en het steekt dan ook een beetje dat de cnc machines die binnen ons bedrijf staan alleen gebruikt worden voor de productie.

De meeste kennis die ik heb is via zelfstudie (plus nog wat cursussen zoals "de beginselen van de plc"en "programmeren in G code speciaal voor de chiron") vergaard waarbij het handig is dat mijn broers ook alle vier een technisch beroep hebben.

 Omdat ik op mijn werk niet met die cnc machines kan stoeien is bij mij het idee geboren om zelf een machine te maken.

Mijn kennis van elektronica is minimaal doch voldoende om de componenten bij elkaar te zoeken en te verbinden waarbij ik dan ook nog dingen kan beredeneren zoals het in serie of parallel zetten van motoren om de beschikbare energie zo optimaal te kunnen benutten.

 Computers vind ik fantastische apparaten doch programmeren is voor mij abracadabra en vind ik ook niet interessant waardoor ik voor het besturingsprogramma volledig afhankelijk ben van mensen zoals Martin de Roode die het voor elkaar weten te krijgen om al die bitjes zo te laten gaan dat er een werkbaar programma ontstaat.

Ik ben een freesmachine gaan bouwen  met als pakket van eisen dat hij

A: in ieder geval aluminium moet kunnen frezen maar eigenlijk stevig genoeg moet zijn om ook staal te kunnen frezen,
B: dat het product binnen een paar hondertste moet blijven bij de grootst mogelijke afmeting,
C: de tafel handzame afmetingen moet hebben,
D: de machine betaalbaar moet blijven.

 De meeste onderdelen zijn of van internetsites zoals Marktplaats of rommelmarkten vandaan gekomen.

Alleen de conrad stuurkaart (waar alles eigenlijk mee begonnen is) heb ik nieuw gekocht evenals de tandriemen (tandriemen worden zelden aangeboden plus dat ze dan ook nog toevallig de maat moeten hebben die je nodig hebt)

Omdat je toevallig tegen onderdelen aanloopt en ik maar een beperkte tijd de beschikking heb over metaalbewerkingmachines is het een veel jaren project geworden.

Veel onderdelen zoals de tandriemwielen maak ik zelf, soms vanwege de kosten maar meestal omdat mij dat de meeste voldoening geeft

 De machine wordt tijdens het bouwen ontworpen aan de hand van de onderdelen die er te koop zijn.

Om maar eens een voorbeeld te noemen, zo ben ik er toe gekomen om de X en de Y as middels twee motoren per as aan te drijven omdat ik een paar hele mooie motoren gevonden heb die 1,4 ampère trekken (de stroom die de conrad kaart kan leveren)maar bij een lage spanning zodat de uiteindelijke kracht toch niet genoeg is.

Door nu twee motoren in serie te zetten krijg ik toch  ik toch een redelijke kracht.

De gedachte was om dat bij de Z as ook te doen maar dat wordt een beetje te lomp en omdat ik een motor vond met behoorlijke kracht binnen het vermogen van de Conrad kaart heb ik hier gekozen voor één motor.

 Het hoofdontwerp stond voor mij vast.

De tafel moest de afmeting 600X400 MM krijgen.

De basis is een gelast stalen frame (van koker 40X4 MM vierkant).

Het werkvlak is van een aluminium plaat van 20 MM dik.

Om de machine compact te houden ook wanneer hij actief is heb ik gekozen voor een brug die over de tafel beweegt waaraan de Z as bevestigd is.

Alle geleidingen zijn van het kogelomloop type (heeft een tijd geduurd voordat ik ze had maar is het neusje van de zalm).

De geleidingen van de X as zijn voorzien van tandheugels die ik niet gebruik maar omdat deze de geleiding een stuk robuuster maakt heb ik ze er aan laten zitten wat tevens de mogelijkheid bood om ze buiten de tafel uit te laten steken zodat de X afstand toch weer een paar centimeter gewonnen is.

Om de brug aan te drijven heb ik gekozen voor één kogelomloop spindel aan elke kant van de tafel om tot de gewenste nauwkeurigheid en stabiliteit te krijgen.

De spillen zijn met axiale en radiale lagers uitgevoerd wat een nauwkeurige en spelingvrije loop moet garanderen.

Om te voorkomen dat bij stappenverlies (wat zo wie zo het einde van een goed product betekend) de brug scheef zal trekken en om de krachten van de twee motoren over de hele breedte van de tafel te benutten heb in een tandriem tussen de twee assen geplaatst zodat de spindels niet meer onafhankelijk van elkaar kunnen draaien

De Y as wordt middels één spil met aan twee kanten een motor aangedreven.

Ook de Z as wordt met één spindel aangedreven met één motor.

Als freeskop ga ik in eerste instantie een Bosch bovenfrees gebruiken maar het is de bedoeling uiteindelijk een servomotor aan te bouwen zodat het toerental beheersbaar wordt en misschien ooit nog eens schroefdraad getapt kan worden met de machine.

Misschien is het ook leerzaam om de valkuilen waar ik in gevallen ben te noemen.

Om de tafel met aanlegvlakken voor de geleidingen vlak te krijgen moest deze gefreesd worden.

Omdat de machine die ik daarvoor ter beschikking had een Y as heeft niet groter dan 300MM en mijn tafel 400MM is moest ik hem overspannen wat op een machine van 40 jaar oud en met beperkte meetmiddelen eigenlijk niet te doen is waardoor ik nu een afwijking van 0,3MM heb wat niet toelaatbaar is (zeker niet temeer omdat kogelomloopgeleidingen zeer zuiver uitgelijnd dienen te worden).

Doordat het ontwerp regelmatig wisselt heb ik de fout gemaakt om te vroeg bewerkingen uit te voeren  voordat ik de spullen had waardoor bijvoorbeeld nu een spindel te kort dan nodig was is geworden.

Het spannen van de tandriemen heeft me ook wat hoofdbrekers gekost hoewel het zo simpel leek.

De afstelling van de spindel speling wilde ik middels shims realiseren maar het blijkt dat er bijna niet aan die dingen te komen is in de juiste maat plus dat je er meteen een heleboel aan moet schaffen.

Wat ook erg naar is dat je bij de maken van een onderdeel wel eens een paar MM vergist waardoor je het opnieuw moet maken. 

Nou , ik hoop dat jullie iets geleerd heb van mijn ervaringen.