RAZNO > MATERIJALI / TEHNIKE OBRADE U MODELARSTVU

CNC rezanje stirodura

(1/13) > >>

tibeteagle:
Posto je interesovanje sve vece za novim tehnikama u pravljenju modela, odlucio sam da podelim svoje iskustvo sa svima o secenjem stirodura ili stiropola sa CNC sekacem, odnosno FOAM CUTTER-om, ili mozda ROBOT sekacem?
 U uvodu cu navesti neke osnovne stvari vezano za parametre i opremu, ali mnogo stvari ce za pocetak izostati, jer je svaki deo u sistemu  jedno siroko poglavlje. Softver, elektronika, mehanizam, parametri secenja i sl.
Nadam se da ce tema biti interesanta i da ce svako moci da dobije uvid u caroliju secenja, sto i nije tako komplikovano, sa malo predznajna davolske tehnike.
Uvod:
Da bi se napravio model od stirodura ili stiropola, najvaznija alatka je vrela zica. Oba penasta materijala su male gustoce, te se lako daju rezati sa tankom vrelom zicom. Detaljnije o STIRODURU ovde: http://rcfly4um.org/index.php?topic=556.0
Zica se moze voditi rucno po sablonu, poluautomatski kada zicu povlaci eletro motor konstatne brzine po sablonu i potpuno automatski sa kompjuterkim vodenjem.
Ne bih opisivao rad sa rucnim sekacima. O tome ima vec dosta materijala na netu, a i u ovoj virtuelnoj modelarskoj zajednici zvan forum.
Opisa cu kiberneticki nacin rezanja,  jer smatram da je robot sekac najbolji i najinteresantniji za naprednije modelare.



Opis sistema:
Teoretski radi se o tome, da se vrela zica pomera u X i Y osi uz pomoc mehanizma, odnosno CNC masine (Computer Numeric Control) sa kojim se upravlja preko racunara.  U svetu se naziva jos kao CNC FOAM CUTTER. Ovaj masina se moze kupiti, ali se moze i napraviti rucno. Ima ih u raznim izvedbama, ali o tome konkretnije kasnije.
   
Prvi element u sistemu je IDEJA odnosno forma, oblik, kao crtez.
Drugi je program u racunaru sa kojim crtamo crtez, odnosno putanju po kojem ce se zica kretati.

To je bilo koji CAD (Computer Aided Design) program kojih ima puno, pa i besplatno na internetu. CAD programi, softverske alatke, crtaju vektorski, sto jednostavno opisano znaci, da se linije crtaju kao rukom olovkom, ovde misem, od tacke do tacke. Svaka tacka ima svoj polozaj u koordinatnom sistemu, koja je definisana sa numerickom vrednoscu X i Y. U nase slucaju je dovoljno u dve dimenzije, odnosno 2D.
Treci je racunar u kojem crtamo i koji ujedno zna da upravlja posebno konstruisanim motorima mehanizma, koji vodi zicu. Za ovu namenu je dovoljan i najslabiji kucni racunar, a svako ko ovo cita, vec ga ima.
Sledeci modul u nizu je elektronika koja pretvara i pojacava elektricni signal, informaciju od racunara.

Potom jaca pogonska struja dolazi do motora mehanizma, koji se nazivaju KORACNI motori odnosno STEPPER motori. Oni su razvijeni zbog digitalne prirode danasnje informatike i elektronike. Kod mene je u ovu kutiju ugradeno u napajanje zice.
Osovina motora pokrece navojno vreteno koje preko navojne matice poktrece kolica na mehanizmu.

Ovakvih motora sa pokretnim mehanizmom ima 4 kompleta. Jedan X,Y par na levom kraju zice a drugi na desnom kraju.
I najzad stigli smo do vrele zice.
Zica treba da je tanka od 0.1 - 0.3mm po moguznosti cekas ili celicna zica za vodenje kruznih modela. Zica se napaja sa niskovoltaznom strujom (12-24V) preko transormatora od najmanje 100W. Koliku struju u amperima [A] odnosno napon u voltima [V] treba propustit kroz zicu zavisi od njene debljine, duzine, odnosno unutrasnjeg elektricnog otpora, onosno omske [Ohm] vrednosti. Struja moze da ide direktno od sekundarnog (izlaznog) namotaja transformaro bez ispravljanja u jednosmernu struju. Temperatura zice treba da je oko 250oC, ali je ovo stvar koje se mora prakticno isprobati, jer se ova temperatura ne moze lako izmeriti, a i varira od pravca i brzine secenja. Najvaznije je da se nade optimum temperature i brzine posmaka, tako da se zica ne savije duzinski u materijalu.
 
Ja koristim cekas zicu precnika 0.3mm i napajam sa stabijizovanim izvorom napajanja, strujom od oko 2A.
Za ozbiljnije radove je bolja ova deblja zica jer ima vecu temperaturnu inerciju i bolje se moze nategnuti na ramu za istezanje. Cekas je legura celika sa izvesnim procento volframa u sebi, zbog cega je unutrasnji elektricni otpor veci, te se vise energije pretvara u toplatu. Znaci prednost ima cekas zica.
Zica od oko 80cm je nategnita na drveni ram sa od prilike 50N silom (5kg). Zatezni ram treba da je elastican jer se zica malo izduzi pri zagrevanju i da zatezna sila ne bi pala. Moze se koristiri neka jaca opruga ili da je sam materijal rama elestican. Ram je najbolje da se napravi od drveta kao nekadasnje testere za stolare, a oblik zavisi i kako je resen mehanizam za pomeranje rame.
Brzina prodora zice u stirodur  je kod mene oko 3mm/s. Rez je malo siri nego debljina zice, oko 1mm. Ovo se ukalkulise pre razanja u putanju, crtez. Materijal sto “nestane” prilokom secenja, se u stvari otopi i skupi na rezne povrsine i tako ih kasnije cini tvrdim. Ovo je velika prednost kod secenja, a ovako nastala kora se ne sme dubinski odsmirglati.

Nastavi ce se...

saxpg:
Svaka cast. Jedva cekam nastavak tvog posta. Nadam se da ce biti malo detalja
oko izrade masine, koje materijale si koristio i sl.
Cestitam na izboru muzike ;D

fenix:
Fenomenalno.Nadam se da ce biti jos detaljnijih opisa za izradu ovakve masine.Posto radim vec sa Roland katerom za PVC foliju tj.bavim se izradom reklamnih natpisa i kompletne grafike,ovakvo nesto bi mi upotpunilo ponudu,a  tek za pravljenje modela...Posto je ovdje balza misaona imenica stirodur je materijal koji nam je dao krila na ovim prostorima i otvorio nova vrata u modelarstvu.Pozdrav za T.E. i jos jednom svaka cast.

cakra:
ideje za razmisljanje...www.hobbycnc.hu/English.htm


tibeteagle ti imas cnc foam cutter? Po tvojim radovima reklo bi se da imas ;D...
mene je odusevio onaj F22 park jet-radovi su u toku... ;D

pozz

tibeteagle:
Hvala! ::)
Dragom mi je da vam se svidela pocetna prezentacija.
Cakra imas dobro ime  :)
Da, imam sekac. Sve sto si gore video to sam juce snimio. I zoljica F22 je secena na njemu. Drago mi je da i ti pravis. :-*

Naravno, bi ce jos puno informacija o mom sekacu i nacinu secenja. Razmisljam o nekom redosledu, pa mozda preko nekog primera razanja krila od ideje do prvog leta.
Samo da sklopim koncepciju da to svi mogu da prate.
Ali sada evo jos nekoliko detalja o sistemu.
Za crtanje koristim CorelDraw. On je vise dizajnerski nego CAD program, ali meni vise lezi zbog fleksibilnih moguznosti komandi, i blizi je Windows komandama, na sto smo navikli, nego Autocad. Svaka verzija se moze koristiti, jer se koriste samo vektorske komande programa.
Znaci neka ga svako pripremi, jer ce biti i mini obuke crtanja do nivoa koji nam je potreban za crtanja (rezanja) profila krila.
O upravljackom program CNC sekaca jos nije bilo reci.
Na srecu, na raspolaganju ima dosta ovakvih aplikacija, a ja bih da preporucim Foamwork, sto i ja koristim.
Svako ga moze daunlodovati i koristiti 30 dana besplatno  ;)
Program ima dobru podrsku tutorijala, pa sami mozete prostudirati na sajtu.
http://www.foamwork.net/
Kako program upravlja sa sekacem.
Program koristi paralelni LPT  port racunara za komunikaciju sa upravljackom elektonikom.

Podatke koje preraduje sa crteza i salje na LPT port, nisu osmobitne numericke prirode, vec impulsne. Ovo je zato ovako uradeno, da bi upravljacka elektronika bila jednostavnija.
Paralelni port ima 8 bitni DATA izlaz. Na ovim pinovima, bit-ovima, separirano upravlja sa koracnim motorimanaravno preko upravljacke elektronike. Za svaki motor ima 2 pina, odnosno bita na raspilaganju. Znaci taman za 4 motora.
Da bi  se razumela priroda ovih impulsa, vazno je znati kako koracni motori “koracaju”.
Koracni motori
Koracni motori imaju specijalno oblikovan stator i rotor na “dodirnom” mestu, sto ih cini posebnim od drugih.
Specijalno nazubljenje izmedu statora i rotora je neka vrsta reduktora. Drugi je broj zubaca na statoru i drugi na rotoru.
     
Ovako rotor ne prati tacno promenu polozaja elektronagnetnog polja statora, vec redukovano zbog nazubljenja. Veoma interesantno resenje, koje daje mogucnost da se motor okrece mnogo sporije od promene polozaja elektromagnetnog polja , oko 200 puta sporije, nego da nema nazubljenje. Ako se magnetno polje okrene za 360 stepeni, rotor se pomeri 1.8 stepeni. Ovo je vazan navedeni parametar kod koracnih motora. Na statoru je namotaj, a rotor je jak staticki magnet. Namotaj je najmanje dvopolni, da di se mogla sprovesti logika okretanja pravca.
Sa ovim se postize i jos jedna vazna stvar. Priroda digitalnih signala nije naklonjena analognom upravljanju motora. Sa nazubljenjem je postignuto da je dovoljno ukljuciti struju u namotaj, iskljuciti, i ponovo ukljuciti sa promenjenim polaritetom. Sa ovim je elektronika upravljanja znatno pojednostavljena. Sve je svedeno na nakoliko tranzistora i malo logike.



Logika i nacin upravljanja
Postoji dva nacina upravljanja sa koracnim motorima. Jedan je kada se struja u namotaje ukljucuje i iskljucuje samo u jednom smeru. Ovo se zove UNIPOLARNO upravljanje. Prednost ovog nacina je da je elektronika jednostavnija, a logiku kopcanja kaleoma u struju, racuna racunarski program.
Drugi vid je kada se struja propusta kroz kalemove u oba smera. Ovo se naziva BIPOLARNO upravljaje. Ovde je elektronika nesto slozenija, a postizu se bolje performanse motora za oko 30%.
Za sekac ove vrste je dovoljan i unipolarni, ako neko ima takve mogucnosti, radi ce.
Na ovom sajtu je napravljena dobra animacija rada svih vrsta upravljanja koracnim motorima.
http://en.nanotec.com/steppermotor_animation.html
Moj sistem je sa bipolarnim upravljanjem. Foamwork bas ovaj nacin i podrzava.
Jedan bit koristi za koracanje motora, dajuci impulse upr. elektronici, a drugi za smer okretanja. Kako i kada koraca program u potpunosti sam izracunava vreme odnosno frekvenciju koracanja.
Ovde se vidi kako treba podesiti program i izdeliti uloge porta prema motorima.
http://www.foamwork.net/setup_large.htm
Sve radi dobro sa Windows platforme, ali ipak treba iskljuciti sve druge aplikacije, programe, kada se radi na sekacu.

Upravljacka elektronika
Uskoro....

Navigation

[0] Message Index

[#] Next page