PCB işleme için mini CNC tasarımı

[taydin]

PCB deliklerinin delinmesi veya yolların doğrudan kazınması için minyatür bir CNC tasarımı yapıyoruz. Makinadan istenen özellikler şunlar:

X hareket alanı 120 mm
Y hareket alanı 120 mm
Z hareket alanı 20 mm

Elde etmek istediğimiz en ince yol genişliği 0.2 mm. Bu doğrultuda, makinanın konumlanma doğruluğunun 0.05 mm veya daha iyi olmasını istiyoruz.

Makinayı PCB delmek için de kullanacağız, o yüzden 0.3 mm lik bir matkabı kırmadan delik delebilecek kadar titreşimsiz olması lazım. Bunun için hem az titreşimli bir spindle motoru seçmeliyiz, hem de makinanın kendisinin ağır olması lazım ki titreşimleri büyük ölçüde emebilsin. Bu nedenle makinayı ya aluminyum'dan yapacağız, yada çelikten.

Makinanın X ve Y hareketi tablayı hareket ettirerek elde edeceğiz. Z hareketini de spindle motoru aşağı yukarı hareket ettirerek elde edeceğiz.

Raylar ve millerin hepsi bilyalı olacak.

Bu hedeflere eklemek istediğiniz birşeyler varsa onları da ekleyelim

 

[taydin]

Kullanılacak malzeme seçenekleri ile ilgili biraz tartışalım isterseniz:

1) Çelik (işlenebilir düşük karbonlu çelikten bahsediyorum. Sanayide bulunan çeşit budur)

Kullanılabilecek en sağlam malzemedir. Kaynak yapılması kolaydır. Ama işlenmesi zordur. Ahşap ve plastik işlemede kullanılan CNC'ler ile işlenemez, mutlaka çelik işlemeye uygun freze veya CNC olması lazım. Ayrıca paslanmaması için uygun tedbirlerin alınması lazım.

2) Aluminyum

Oldukça sağlamdır. Kaynak yapılması daha zordur. İşlemesi çeliğe göre daha kolaydır, ama gene de ahşap ve plastik işlemede kullanılan CNC'leri zorlar. Paslanmaz.

3) Kompakt levha

Oldukça sağlamdır. Ama kaynak yapma durumu nedir bilmiyorum. Örneğin akrilik veya polikarbonatı çok iyi bir şekilde kaynak yapan çözücüler var, kompakt için var mı bilmiyorum. Eğer yoksa, ya yapıştırma, ya civata, yada başka geçmeli bağlantı teknikleri kullanılması gerekecek. İşlemesi çok kolaydır, her türlü CNC ile işlenebilir.

4) Hazır sigma profiller

Bunlarla çok hızlı bir şekilde CNC'nin şasesi oluşturulabilir, ama bağlantılar hep vidalı olduğu için hassas bir bağlantı elde etmek zor. Örneğin iki parça birbirine tam dik olacaksa, bunu temin etmek için iki parçanın yüz yüze çok iyi oturması lazım. Ama tam otursa bile, civata ile sıkmanın yarattığı kasıntılar gene de tam dik oturmayı engelleyebilir. Maliyet açısından durum nedir bilmiyorum, hiç kullanmadım.

 

[taydin]

Benim önerim, kullanılacak malzemeye göre iş bölümü yapmak. Örneğin, CNC nin ana tablasını ve kulesini aluminyum'dan yapalım. Tabla için uygun ölçüde 10 mm kalınlığında bir levha kestirebilirim buradan. Kuleyi de 5 mm lik aluminyum levhadan yapabiliriz. Bu aluminyum parçaları işlemek için benim metal frezesi gayet güzel iş görür. Aluminyum kaynak olanağım da var.

Geri kalan bağlantı parçaları için kompakt kullanabiliriz. Bunun avantajı, Cevdet bey'in CNC sinde istediğimiz parçayı tasarlayıp işleyebiliriz.

 

[serkan_48]

Merhabalar,

Takipteyim. Umarım güzel bir arge ve çalışma olur. Elimden bir yardım gelirse bende yardımcı olmak isterim. Ama şu işleme alanına ben takıldım kaldım. Endüstriyel düşünüyorum ve bu işleme alanının kısıtlı işlerde iş göreceğini düşünüyorum.

İlk başlangıç için prototip olarak düşünüyor isek tamam.

Takipteyim.

 

[taydin]

Terminolojiyi doğru kullanmak adına sorayım: Bilyalı ve bir ray üzerinde hareket eden arabalar var. Bir de dişli bir mil üzerinde hareket eden bilyalı somunlar var. Bunlara piyasada verilen adlar nedir?

 

[taydin]

Bunuda orada alıyoruz ama uçlarını işlemek gerekiyor rulman için. Onuda yapmak mesele. Polymak diye bir yer var ısıtıp güzel temiz yapıyor. Ama biraz tuzlu tabi.. Gerçi biz büyük ihtimalle daha ince ve kısa kullanacağız.(1205) O sebeple belki direk tornada hafif pürmüzle ısıtıp işleyebilirsin.

Bir yere yaptırmaya gerek yok. Benim tornada onu çok güzel bir şekilde yaparız. Daha önce defalarca yaptım. Tornada 0.01 mm lik iş yapmak mümkün usulünü bilince

 

[taydin]

12 mm lik mil bile büyük gibime geliyor. En küçüğü oysa herhalde onu kullanacağız. Peki bu bilyalı somunu milden çıkarıp sonra boşluksuz olarak tekrar yerine takmak mümkün mü? Eğer mümkün ise, o zaman somunu çıkarıp mili tornada işleyeceğiz, sonra da somunu tekrar yerine takacağız. Ama eğer o somunu çıkardıktan sonra takması çok zor ise, veya boşluksuz, muntazam takılamıyorsa, o zaman şuna dikkat etmek lazım:

Benim tornanın fener mili çapı yanlış hatırlamıyorsam 52 mm. Somunun dış çapının 52 mm den daha az olması lazım ki, somun ile beraber mili tornaya bağlayabilelim.

 

[taydin]

Somun vidali mil üstünde sabit değil. Dönüyor. Dolayısıyla tornada oradan tutturulamıyor diye biliyorum. Ona uygun delrin mi yapılıyor emin değilim. Youtube'dan bakalım. Yapanlar belki dediğin gibi somunu harcamıştır yandan bir vida ile sıkıyordur.

Demek istediğimi anlamadın. Mil dış çapını rulmanın iç çapına getireceğiz ya, mili tornaya takmamız lazım, milin de bir kısmı fener borusunun içinde kalacak. İşte eğer somunu sökebiliyorsa, sökeriz, sonra tekrar takarız. Ama somun sökülemiyorsa o zaman fener borusuna girebiliyor olması lazım.

 

[taydin]

Tamam. Şimdi Şahin Rulman'a baktım lazım olacak herşey var. En küçük mil çapı da 12 mm herhalde. Buradan herşeyi tedarik edebilirim.

Gelelim sarı ve yeşil levhalara.. Onlar kara sac demir mi olacak 3-4mm? Sarının demir olacağı kesin. Onu oraya kaynattıktan L'yi komple frezeye yatırıp. Yüzeyini yavaşta düzleyebilir misin?

669 eklentisine bak

Tabla ve kule çelikten olsun mu diyorsun? Elimde aslında uygun profil var. O sarı levha için 3-4 mm lik malzeme yok ama 10 mm lik lama var. Onlardan kesebilirim. İki ucuna kaynattıktan sonra da 90° olacak şekilde işleyebilirim.

 

[taydin]

3mm bence çok ince. Mesele sadece o kalınlığın yeterli mukavemete sahip olması değil. Mesele titreşim olmaması. Hem profili, hem tablayı, hem de profilin ucuna kaynatılacak flanşları mümkün mertebe kalın tutmakta fayda var diye düşünüyorum.

 

[taydin]

Aslında 3000 devirlik bir fırçasız motor veya asenkron motor bulsak, 1:10 kasnak dönüşümü ile 30000 devir elde edebiliriz. Tabi buna göre rulman ve kayış kullanmak lazım. Kasnak sistemini de kapatıp toza karşı korumak lazım.

En ideali, trifaze asenkron motoru VFD ile sürmek ve bununla 1000 - 3000 rpm elde etmek. Bunu da 1:10 kasnakla kullanınca 10000 - 30000 rpm elde edebiliriz ve son derece sessiz çalışır ve çok az aşınır. Gerçi kayış konusunda emin değilim ama

 

[taydin]

15 mm ye sorunsuz indirilir o. Taşlama gerekmez. Ama bu tip şeyler yüzey sertleştirmeye tabi tutuluyor, o yüzden o sert tabakayı biraz inceltmiş oluruz. Ama çok da önemli değil. Peki bu piyasada bulunan kare dişli kayışlar 10000 devire dayanır mı?

Bir de böyle bir spindle'ı, ana şasiden izoleli olarak bağlamak daha iyi olur diye düşünüyorum. Böylece elektrik temas ile otomatik olarak Z sıfırlama yapabiliriz.

 

[taydin]

Ama dediğin gibi ilk etapta bunda benim elimdeki Proxxon IBS/E yi kullanabiliriz. 20,000 devire kadar çıkıyor.

 

[taydin]

Z ekseni içinse tek ray düşünüyorum. Hem yağlama hortumu bağlantısı vs çok rahat olur. Ne de olsa zorlanma olmayacak. Böyle 4 araba, 2 ray yerine 1 ray 2 veya 1 araba kullanacağız.

Tek ray çok titreşime sebep olur diye düşünüyorum. Olayı sadece eksenel veya yanal kuvvetler şeklinde düşünmemek lazım. Fırçalı motorun yaratacağı titreşimler o arabayı dairesel bir şekilde titreştirecektir. Bu titreşim de uca aktarılacak ve belki de 0.3 mm lik matkap ucu bu titreşimden dolayı kırılacak. İki raylı yapalım bence.

 

[taydin]

15'lik (SHN15A) ray ekledim ama galiba bize büyük gelecek. Minyatür serisi arabalar ise aynı fiyat gibi(12'lik). Kararsız kaldım. İlla şahin rulman diye düşünmemek gerek.

Şahin Rulman'da SHN 9C var, 9 mm genişlikte. 9 mm yeterli olmaz mı?

Minyatür Lineer Ray Araba SHN 9C | Sahin Rulman

Lineer Ray ve Araba Çeşitlerinden Minyatür Lineer Kızak Lineer Ray Araba SHN 9 C Serisi indirimli fiyatlarıyla Şahin Rulman'da

www.sahinrulman.com

Tabla için 4 tane araba kullanmak mantıklı. Ben iki araba ile olur mu diye düşündüm. Belki olur ama gene tabla kenarlarında titreşim sorunu olacaktır. En iyisi tablanın her bir köşesinde bir arabanın olması.

Toz koruması için körük satan bir yer vardı Karaköy'de. Ama çok büyüktü. Benim torna ve frezeye göre. Küçüğünü yapabileceklerini sanmam. Herhalde kendimiz yapmamız gerekir bu körüğü.

 

[taydin]

MGN9H'ye tablodan bakınca moment kuvvetine dayanımı 1.9kgf-m çıkıyor. Çevirince 19newtonmeter

Yani 2 kilo felan mı taşıyor? Tabanda (x ve y'de) galiba işimizi görür ama emin olamıyorum.

Moment dediğine göre o taşıma kuvveti değil, dönmeye karşı dayanımdır. Şöyle düşün:

Arabaya dik olarak 1 m boyunda kütlesiz bir çubuk bağlı. Bu çubuğun ucuna ok yönünde bir kuvvet uygulanıyor. İşte bu kuvvet en fazla 19 N olabilir. Daha fazla olduğunda artık araba kalıcı olarak deforme olacak ve boşluksuz bir şekilde ray boyunca gidemeyecek.

 

[taydin]

O zaman 12 lik ray/araba ve 12 lik de mil kullanalım. Somunun geçeceği yerleri de frezeyle alırız.

 

[taydin]

Şahin Rulman'a mesaj attım sattıkları ray ve arabalarla ilgili 3D model bilgileri var mı diye. Varsa onları tasarımda kullanmak daha iyi olur herhalde.

 

[taydin]

SFU1204 - BK12 - 25'lik araba ile oluyor. Fakat BK12 levha altına sığmıyor. Bu da bize körükte sorun çıkartır.
Şahin rulman'ın 3d'leri var zaten ama solidworks. Aynı zaten hiwin ile. Fusion 360 gallerydn buluyorum bir şekilde.

Yani Şahin Rulman, Hiwin firmasına fason olarak mı yaptırıyor?

Ben büyük ama tek raydan yanayım. Hem böylece yükseklik sorunumuz olmaz. Gerekirse 30'luk. 4 tane ufak 1 tane 30'luk parası ediyor mu diye hesaplamak lazım. Veya direk rayların altına ince sigma.. Ama işte ekstra ürün bunlar tasarımda. Detaysız basit tasarım yapmalı

Tek ray olayında neyden bahsettiğini anlamadım, çizimlerinde hep çift ray var çünkü. 25 ray hakikaten çok abartı olacak. Somunun geldiği yerlere kanal açarak çözülemez mi bu? En alttaki rayı komple çizip çizim üzerinden gitmek daha iyi olacak herhalde. Tam kelimelerle anlaşılmıyor

 

[taydin]

Şimdi özet olarak satın alınması gereken malzemelerle ilgili şunu söyleyebilir miyiz?

* Her eksen için (X, Y, X) 2 ray, 4 araba (12 mm). Aliexpress'de çift arabalı raylar hazır olarak satılıyor. Uygun boyda şahin rulman'da varsa oradan da alabilirim.

* Her eksen için bilyalı somun ve vida (12 mm) Vidanın ucuna göre rulman ve rulman yatağı. Bunlar komple set olarak Aliexpress'de var. Ama ben sadece mili ve somunu alıp, rulman ve yatakları ve kendim halletmek istiyorum. Yoksa herşeyı hazır al, lego gibi birleştir, öğretici olmaz. Kendimiz yapalım ki oradaki zorlukları görelim. Mesela ben merak ediyorum. vidali milin yatağında ileri geriye hareket etmesi nasıl engellenecek?

* Her eksen için step motor ve kaplin. Şahin rulman'da vardır bunlar.

* Her eksen için iki tane limit switch. Burada kartal otomasyonda var.

* CNC gövdesi. Bunların hepsini sanayiden temin edebilirim.
Taban için 400 x 400 x 10 mm aluminyum levha
Y ekseni için 250 x 150 x 5 mm aluminyum levha
Z ekseni için 200 x 100 x 5 mm aluminyum levha
Z sütunu için de 5 mm lik levhalar (kaynakla birleştirilecek)
Spindle bağlantısı için de aluminyumdan bir aparat yapmak gerekecek.