E, pa ja sam zaboravio da objavim ovde. Napravio sam svoju CNC mašinu. Sve uglavnom od metala. Prava stvar. Plastika jedino spaja vreteno sa osovinom stepera jer sam mislio da tu treba bar malo da elastičnosti.
Dimenzije radnog prostora su 300x500x200 a mašine oko 600x800x700. Kretanje je praktično bešumno ali zato motor alata ubija na mestu koliko je bučan i u praznom hodu a kamo li kad mu podmetnem nešto za rad. Svi ukućani se prepadnu kad pustim da radi nešto.
Driver sam pravio svoj u protel-u od uparenih L297+L298N i prva verzija je imala malo zbijeniji raspored pa je negde bilo preslušavanja i motor je nepodnošljivo skičao dok radi. Posle sam pravio drugu verziju i ona je ispala kako treba. Ipak se po malo čuje visokofrekventni pisak kad drajver radi sa čopovanjem preko enabe linija. Kada se prebaci u mod da čopuje preko ABCD linija pištanja nema i sve se mnogo manje greje. Ta konfiguracija je i ostala na snazi sa halfstepom. Svaki driver ima svoj oscilator i nije iskorištena linija za sinhronizaciju. Uprkos tome nema vidljivih problema sa električnom rezonansom.
Motori su prilično mali, iz epson štampača, 1A max mada rade prilično dobro i sa 560 mA bez primetnog grejanja.
Softver sam pisao sam i to mi je prilično vremena oduzelo. Implementirao sam linearnu i cirkularnu interpolaciju, imam ramping aceleraciju od početka i kočenje na kraju segmenta. Do 80 uzastopnih pokreta se baferuje u RAM-u mikrokontrolera. Ostatak koji ne radi mikrokontroler sam prebacio na PC. Tako na primer heliks realizujem preko spline-a. U stvari, b-spline sam realizovao u mikrokontroleru odmagh posle proste linearne interpolacije i prava je šteta što g code ne poznaje b-sline-ove pa da imam kontrolu nad jednim od najnaprednijih funkcija svog firmvera. G code interpreter podržava izraze, petlje uslovna grananja, procedure. Trenutno radi u dos šelu ali radim i na GUI verziji programa sa OpenGL vizuelizacijom.
CNC radi prilično dobro. Imam malo problema sa alatom. Mala čeona brusilica/bušilica Einhell BSG135 sa navojem 5/16 32tpi (UNEF) došla je u kompletu sa četvorostranom čeljusti za 1/8 inčne alate i gomilom konkretnih alata od kojih neki zaista nikad neće imati primenu (oštrač za makaze, ha ha). Kada se stegne burgija od 3,2 mm ona je na vrhu ekscentrična čitav milimetar. Nabavio par novih držača (vidi wikipediju, termin Machine Collet za sliku) za 3,2mm i čak jedan za 2,4mm i minijatrrnu glavu za burgije 5/16-32 (od 0,4 do 4mm). Sa svima se alati (burgijice) vrte ekscentrično. Dakle, zaključio sam, osovina na ovoj imitaciji dremela je iskrivljena ili nije nikada ni bila dobro narezana.
Upotrebljivi su samo vrlo kratki alati (burgijice, freze, dijamanti...) jer se ekscentričnost skoro ne primećuje do 1cm dužine.
Već sam uspeo da napravim prvi PCB koji radi sa svojim CNC-om. Softver koji generiše g-code sam pisao sam i za sada radi samo sa protelom (Altium DXP). Nevolja je što nigde nema finih alata koji bi mogli da uklanjaju bakar. Tek jedna minijaturna freza od 0,6 mm koju sam kupo na pijaci od nekih koji govore ruski. To se raspalo posle desetak centimetara rada. Još sam pronašao dijamantski alat za zubare. Nadam se da će rez sa njim da bude manji od 0,5 mm da bi mogla pločica što preciznije da se rutira. Alat koji je uspeo da proizvede prvu funkcionalnu PCB sam strpljivo pravio sam od parčeta HSS-R burgijice koje se inače ne lome lako same nego sam morao da se potrudim da je slomim.
Pravio sam i kućište za kuglični ležaj. Kompenzacija prečnika alata je neverovatno precizna. Iz prvog pokušaja je prečnik otvora lepo odgovarao ležaju.
Plastika za obradu ovako visokom broju obrtaja (16000-20000 u zavisnosti od raspoloženja EPS-a) jednostavno ne dolazi u obzir. Probao sam i dobio sam mašinu koja pravi nešto slično šećernoj vuni na vašarima samo što nije šećer nego polikarbonat. Leti u svim pravcima i isteže se u paučinu koja samo treba da se navrti na drvce. Strašno, da nije bilo zgodnih pregrada da se stave kad je počelo da leti, bilo bi žalosnog struganja sa zida na pretek. Ah da, u prvih pola sata rada je na čeonoj brusilici izgoreo potenciometar koji je koliko toliko regulisao broj obrtaja preko izvesnog trijaka. Intervenisao sam izbacivanjem đubreta od potenciometra (500K) i stavio diodu u nadi da ću dobiti oko polovine posega brzine ali motor sa diodom radi kao na maksimalnom broju obrtaja a bez diode još i brže što može da ga ošteti.
Na kraju, mislim da sam sa Z osom od 30 cm preterao. Stvarno upotrebljavam hod koji je manji od 5 cm. Ostatak je vrlo nezgodna stvar jer Z osa ima produženje na dole koje je dodatnih 25 cm. Metal se na ovim dužinama primetno elastično ponaša. Kada pravim PCB problem se ispoljava kao 0,2 mm koja zavise od pravca iz kog se dolazi na mesto i nerepetitivnost postaje vidljiva golim okom (maksimalno dva puta ta 0,2 mm, znači do 0,4mm, i to je više nego dovoljno da PCB ima spoj među vezama). Sada konstruišem mnogo čvršću Z osu koja neće da se toliko uvija i ima hod od samo 80mm i produžetak od samo 100mm na dole koliko stvarno mora. Sada kada imam CNC to ide mnogo brže. Neke rupe koje sam nekada sa mnogo truda jedva uspevao da izbušim sa preciznošću pozicije od milimetra sada se jednostavno pozicioniraju sa desetim delom mm. Treba doraditi držanje materijala da nekako bude zaista precizno. Stavio sam drvenu čeljust da kad uhvatim aluminijum ne izgrebem površinu. Ali drvo ima manu što se neravnomerno sabija i to je za sad glavni izvor varijacije.