CNC Umbau Ruhla VRB2241 auf LinuxCNC
Eine alte Konsolenfräsmaschine aus den 70igern wird umgebaut.
Als Steuerung wird ein Rechner mit LinuxCNC verwendet. Zusätzlich werden Hardwarekarten von Mesa Electronics eingesetzt.
Hier nun die ersten Vorbereitungen und Überlegungen.
Bedingt durch die Masse möchte ich mit Hilfe der Glasmaßstäbe die Bewegungen nicht nur kontrollieren sonder auch gleich regeln.
Eben wie bei den richtigen CNC Maschinen. :-)
Der Erste versuch! Schrittmotor Nema42 ein PC mit paralleler Schnittstelle und LinuxCNC.
Schrittmotor = 110BYGH150-001 / Endstufe = DQ2722M /Linearencoder = Ditron DC10
Zum Glück spuckt der Glasmaßstab ein A/B TTL Signal aus und kann somit direkt angeschlossen werden.
Fazit:Die Mechanik ist ausgeschlagen und geht schwer. Trotzdem genaue Positionierung möglich.
Ich bin begeistert.
Der folgende Text entstand für einen User und hilft sicherlich einige Frage zu beantworten.
Unter dem Text findet ihr weitere Videos....
Schrittmotoren sind für langsame Verfahrgeschwindigkeiten bis 500mm/min ausreichend.
Wenn der Nema34 die Achsen bewegen kann aber es Schrittverluste gibt dann ist dies natürlich nicht der richtige.
Ich habe den ersten Test an der Ruhla mit einer Achse gemacht. Dazu habe ich einen Nema42 an die X-Achse montiert.
Das ganze habe ich dann im ClosedLoop mit einem Glasmaßstab und LinuxCNC (Parallelport) laufen lassen.
Daraus ergab sich gleich das erste Problem. Die Schritterzeugung und die Erfassung der Impulse (A+B TTL Signal) vom Glasmaßstab kann der Paralleport nicht bewerkstelligen. Daher habe ich mir damals die erste Karte von Mesa geholt.
( 5i25 ) www.mesanet.com/pdf/parallel/5i25man.pdf
Eine PCI karte die mit 34 frei programmierbaren Ein und Ausgängen daher kommt. Diese Karte übernimmt die Erzeugung der
Schritt / Richtungssignale und auch das schnelle erfassen der Glasmaßstäbe (TTL Signale kein Sinus!) .
Damit war dann zumindest die Signalgeschichte ausreichend aufgepimpt :-) .
Nicht desto trotz erwies sich der Schrittmotor als nicht tauglich um schnell zu fahren denn mit zunehmender Geschwindigkeit
verliert diese ja bekannterweise das Drehmoment und da hilft auch kein Closedloop.
Also habe ich mich für AC Servoantriebe entschieden zumindest in der X und Y Achse. Beide Systeme sind von Bonmet und haben einmal 400 Watt und 1000 Watt. Das Drehmoment der Motoren liegt zwischen 1,3 und 3,3 Nm.
Die Motoren haben ein Flanschmaß von 80x80mm und machen ihren Dienst recht gut.
Rein vom Gefühl her würde ich aber sagen das es eine Nummer größer sein könnte z.B. Motor mir 110x110 oder gar 130x130 mm Flanschmaß und 1200 - 2000 Watt. Einfach um besser beschleunigen und bremsen zu können.
Ich tendiere da z.B zu so etwas https://www.amazon.de/mabelstar-110st-m05030-AC-Servo-5-0-Nm-Treiber/dp/B07537D7CS
In der Z-Achse habe ich noch einen Nema42 Schrittmotor aber der wird irgendwann auch gegen einen Servomotor ausgetausch.
Auch danach gab es ein weiteres Problem und zwar die alte Mechanik. Die Trapezgewindespindel sind einfach zu schwergängig, daher habe ich in XYZ nun Kugelgewindetriebe Ø 32mm drinnen. Die Steigung ist in X und Z ca. 5mm und in Y 10mm.
Die unterschiedliche Steigung kommt einfach daher das ich nach gebrauchten Kugelgewindespindel gesucht habe die ungefähr rein passen könnten. Denn neue Spindeln die dann noch eine Maßanfertigung sind kann ich mir nicht leisten.
Nach dem Umbau der Z-Achse auf Kugelgewinde habe ich deutlich mehr Geschwindigkeit erreich da es nun viel leichter geht.
Dafür saust die Achse aber durch ihr Eigengewicht nach unten wenn der Motor keinen Strom mehr hat. (Video https://youtu.be/3SPKlFsSjRw )
Das löse ich aber mit einen neuen Servomotor mit Bremse.
Ich habe die Maximale Verfahrgeschwindigkeit derzeit auf X4000/ Y4000/ Z3000 mm/min begrenzt. (Video https://youtu.be/MKEjXkcAxIs )
Die Y Achse habe ich schon erfolgreich auf 10000 mm/min getestet.(Video https://youtu.be/FuPGjNnlXAA )
Aber den alten Führungen möchte ich eigentlich nicht mehr wie 4m/min zumuten, das ist ja schon doppelt so hoch wie mit den originalen Vorschub.
Closed Loop Schrittmotor mit Glasmaßstab , Linux Cnc und Nema42 ( Stepper Linearencoder )
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