Project: Omgekeerde Freestafel (of handbediende CNC machine)

  • Hallo {username}, je postbus van het priveberichten systeem loopt vol.

city17

Actieve deelnemer
15 apr 2018
252
2
Groningen
Hoi allen, leek me leuk om een oud project te delen waar ik vorig jaar een tijdje mee bezig ben geweest: Het is een soort omgekeerde freestafel, geïnspireerd op deze Koreaanse machine. Hij heeft vrij veel weg van een CNC-machine zonder elektronica. De meeste onderdelen zijn dan ook oorspronkelijk bedoeld voor CNC routers.

RouterBench 15.jpg

Ik kwam op het idee naar aanleiding van de (veel grotere en geavanceerdere) Koreaanse machine (hun Youtube kanaal). Het leek me een handige machine om een aantal redenen:

  • Je kunt dankzij de stops makkelijk exact herhaalbare bewerkingen doen
  • Veiliger dan een freestafel omdat je hand niet in de buurt van de freesbit komt (dit maakt het ook een stuk rustiger om mee te werken)
  • Je kunt mallen/templates kopiëren
  • Je kunt freesbits gebruiken die niet echt veilig te gebruiken zijn uit de losse hand (bijv. spiraalbits)
Er waren eigenlijk twee grote uitdagingen bij het maken van deze machine: 1. Alles recht en sterk/stabiel krijgen, en 2. de kosten laag houden.

Constructie stevig en recht maken
Ik was eigenlijk een beetje sceptisch over hoe nauwkeurig recht ik alles zou kunnen maken, maar dit is uiteindelijk behoorlijk goed gelukt.

De bodem bestaat uit een karkas van MDF balkjes, kruislings over elkaar, met bovenop een berkenmultiplex plaat. Op de Y-as zit hier bijna geen speling in (gemeten met een meetklok vanaf de houder van de frees). Op de X-as zit er ongeveer een millimeter hoogteverschil tussen de achter en voorkant. Met wat nauwkeuriger gereedschap zou je dit vrijwel perfect vlak moeten kunnen krijgen (toen ik het maakte had ik alleen een Inca zaagtafeltje en een freestafel die letterlijk een plaat met een gat erin was).

Het grootste nadeel van mijn ontwerp is dat er een beetje speling zit in de houder van de frees. Als je op de voorkant leunt kantelt hij een klein beetje. Dit komt denk ik doordat de plaat waarmee hij vastzit aan de gantry (y-as) iets te dun en net wat speling heeft. Hier is ook een dikkere voor van OpenBuilds, maar omdat het tijdens het frezen zelf geen effect heeft als je niet te veel kracht zet, heb ik nog geen dikkere plaat gekocht.

RouterBench 1.jpg

Kosten laag houden, gebruik van bestaande onderdelen
Omdat ik niet echt een hoog budget had en het ook een soort prototype is heb ik geprobeerd bestaande onderdelen te gebruiken. Het beste voorbeeld hiervan is het mechanisme om de X-as vast te zetten en de daarbij horende FlipStop. Dit is een systeem dat je op BangGood en AliExpres kan vinden, en ik geloof dat een aantal andere mensen hier op het forum het ook gebruiken voor hun freestafels.

RouterBench 9.jpg

De onderdelen voor de Y-as (gantry) zijn van OpenBuilds, en worden ook gebruikt in de Ooznest CNC machines. De aluminium extrusie heb ik daar dan ook gekocht.

De X-as lineaire geleiders zijn een standaard maat, en heb ik via eBay gekocht. Ze waren niet duur, maar wel van goede kwaliteit. Bij slechte kwaliteit (niet gehard staal) beschadigen ze snel.

Hetzelfde geldt voor de kleine lineaire geleiders op de Z-as (hoogte). Deze zijn zo hard dat ik ze met mijn zagen niet doorgezaagd kreeg (ik heb geen haakse slijper). Vandaar de aparte uitsteeksels bovenaan :).

RouterBench 21.jpg

Mijn ontwerp gebruikt wat de Amerikanen een ‘plunge router’ noemen. Het grote voordeel hiervan is dat je snel en precies de hoogte van je bit kan instellen. Als je een traditionele spindel gebruikt moet je een andere methode bedenken om dit te doen. Ook heeft deze bovenfrees al mooie handvaten waarmee je de machine kunt bedienen en aan en uit zetten. Verder is hij ook wat krachtiger dan sommige kleinere spindels. En omdat ik deze frees al had hoefde ik geen extra geld uit te geven.

Verdere ontwikkeling en vergelijkbare machines
Mijn originele plan was om nog een nieuwe versie te maken met een boel verbeteringen ten opzichte van dit prototype, maar daar heb ik geen tijd voor helaas.

Een aantal potentiële verbeteringen en toevoegingen zijn:

  • Een geïntegreerde meubelmakersbankschroef aan de voorkant zodat je makkelijk verticaal kan klemmen om bijv. pennen te frezen of finger joints/zwaluwstaarten.
  • Elektrische motor voor de hoogteverstelling, dit kost niet veel en maakt het makkelijk om nauwkeurig de hoogte af te stellen. Het grootste voordeel hiervan is dat je dan ook een gewone spindle kunt gebruiken ipv, een grote bovenfrees met handvaten.
  • Houder voor een traditionele spindel, zodat je je freesbitje kunt zien.
  • Beter systeem om precies de positie van de templates/mallen af te stemmen met de positie van het werkstuk. Mijn ideaalbeeld was dat je deze machine net zo makkelijk zou kunnen gebruiken met mallen zoals bijvoorbeeld de PantoRouter of de Leigh Jigs. Dit kan wel (zie de Koreaanse machine), maar vereist nog behoorlijk wat werk om het beste systeem hiervoor te bedenken.
Nadat ik de machine had gemaakt kwam ik er achter dat er al een vergelijkbare ontwerp bestond, namelijk de 3D-router van Paoson Woodworking. Die is een stuk netter en beter uitgewerkt, maar toch zou ik liever het basisontwerp van mijn systeem gebruiken (hoewel waarschijnlijk duurder), omdat het wat stabieler en krachtiger is. De machine van Poasan is meer geschikt voor kleiner werk.

Video
Verder heb ik hieronder nog een video bijgevoegd van wat details van de machine. Als je wat beweging ziet in de video komt dat omdat hij nu op een kleine workmate staat, de constructie zelf is flink zwaar en geeft bijna niet mee.



 
Laatst bewerkt:

Superkees

Post veel
17 aug 2017
813
6
Leuk. Met wat motortjes er op en software heb je een iets wat nog meer op een CNC lijkt. Hoeveel heeft het je tot nog toe gekost?
 

city17

Actieve deelnemer
15 apr 2018
252
2
Groningen
Leuk. Met wat motortjes er op en software heb je een iets wat nog meer op een CNC lijkt. Hoeveel heeft het je tot nog toe gekost?
Een elektrische hoogteverstelling zou wel handig zijn, maar voor de rest is het handige juist dat het geen CNC is. Het heeft meer de functie van een freestafel, dus snel dingen afstellen en gelijk frezen, ipv eerst alles te moeten regelen via de computer.

De kosten weet ik niet precies meer, maar misschien rond de €200 (zonder frees)? Lineaire geleidingen zijn niet zo goedkoop en berkenmultiplex ook niet. Verder een boel kleine onderdelen en de loopwagen van de Y-as en de aluminium extrusie, en dan zit je rond dat bedrag. Als ik van tevoren precies geweten had welke onderdelen ik nodig had had het wel wat goedkoper gekund, nu heb ik van veel verschillende plekken besteld (elke keer €€ verzendkosten :)) en ook wel eens iets dat niet goed werkte.
 

karangetang

Actieve deelnemer
17 mrt 2015
328
1
Zeist
ik zou een vlakke tafel preferen zoals bij de Woodro van Lee Hyun zodat er ook grotere werkstukken en platen er op kunnen worden bewerkt
De Woodro is een werkelijk schitterend frees en verdient navolging en verdere bestudering hoe die nu in elkaar zit. Ik zou zo'n ding wel willen hebben Als
zou ik daar nu juist wel een cnc functie/mogelijkheid bij willen hebben dat moet toch mogelijk zijn Ik vraag mij af of er werktekeningen van bestaan of dat mensen er al buiten Taiwan ervaring me hebben.
 

karangetang

Actieve deelnemer
17 mrt 2015
328
1
Zeist
ik zou een vlakke tafel prefereren zoals bij de Woodro van Lee Hyun zodat er ook grotere werkstukken en platen op kunnen worden bewerkt. De Woodro is een werkelijk schitterend frees en verdient navolging en verdere bestudering hoe die nu in elkaar zit. Ik zou zo'n ding wel willen hebben. Al zou ik daar nu juist wel een cnc functie/mogelijkheid bij willen hebben dat moet toch mogelijk zijn Ik vraag mij af of er werktekeningen van bestaan of dat mensen er al buiten Taiwan ervaring mee hebben. Wat is dat voor een kastje met touch screen waar deze meneer steeds op zit te tikken?
 
Laatst bewerkt:

city17

Actieve deelnemer
15 apr 2018
252
2
Groningen
Met dat kastje stelt hij de hoogte van de frees in, en kan hij ook de bankschroeven bedienen. Het andere touchscreen is er voor uitleg/tutorials. Als je er wat meer over wil weten, ik heb er toevallig een artikeltje over geschreven: zie hier. Zo'n grote machine is natuurlijk prachtig, en inderdaad veel meer ruimte voor grote werkstukken, maar hij zal niet goedkoop zijn vrees ik. En voor de hobbyist ook wat aan de grote kant :)
 

karangetang

Actieve deelnemer
17 mrt 2015
328
1
Zeist
Dank je voor de meegegeven informatie erg interessant. Ja het is een grote machine maar het kan natuurlijk ook een maatje kleiner
Echter een standaart plaat erop kunnen leggen is natuurlijk ook erg mooi... Een betaalbare europese versie voor zelfbouw en DIY gebruik
zou natuurlijk wel iets moois zijn.
 
Laatst bewerkt:

karangetang

Actieve deelnemer
17 mrt 2015
328
1
Zeist
Ik heb nog wel een vraag aan City 17 wat heb je er alzo al mee gemaakt en
wat zijn daarbij je ervaringen zeker wat betref je nauwkeurigheden?
 

city17

Actieve deelnemer
15 apr 2018
252
2
Groningen
Ik heb er een aantal dingen meegemaakt, waar vooral groeven nodig waren, of een vierkant (bijv de binnenkant van een doosje uitfrezen). Maar ik heb hem ook gebruikt om bijvoorbeeld een cirkel uit te snijden, dit werkt ook erg handig. Je zet dan de X en Y as vast, en pint het werkstuk vast waar het midden van de cirkel moet komen. Je kunt dan de frees in het werkstuk laten zakken, vastzetten, en dan het werkstuk om de pin (schroef of spijker) roteren.

EDIT: Dit is de cirkel die ik ermee heb uitgefreesd:

Cirkel 1.jpg

Dit gaat behoorlijk nauwkeurig. Zelfde geldt voor de groeven. De grootste onnauwkeurigheid bij mijn versie zit in de hoogte, omdat het blad niet helemaal recht is van voor naar achter. Dus de groef zal iets dieper zijn helemaal achteraan dan helemaal vooraan (max 1 mm).

Het template/mallen-systeem heb ik nog niet helemaal goed uitgewerkt (kost nu veel tijd om nauwkeurig klaar te zetten). Maar de tests die ik heb gedaan waren erg nauwkeurig. De gekopieerde pen paste bijvoorbeeld perfect in het gat, net zo goed als de oorspronkelijke pen.

Uiteindelijk kan deze constructie in principe net zo nauwkeurig zijn (als in afwijking, afstellen gaat natuurlijk met de hand/oog en zal je niet zo precies kunnen doen) als een CNC, zo lang je hem maar precies genoeg bouwt.
 
Laatst bewerkt:

DannyL

Actieve deelnemer
11 jan 2017
178
3
Wat een mooi idee zeg!
Dit is iets wat ik goed zou kunnen gebruiken, echter heb ik geen idee welke onderdelen je er dan altijd voor moet bestellen.
Zijn zulke dingen ook als kant-en-klaar pakketje te koop?
 

city17

Actieve deelnemer
15 apr 2018
252
2
Groningen
Wat een mooi idee zeg!
Dit is iets wat ik goed zou kunnen gebruiken, echter heb ik geen idee welke onderdelen je er dan altijd voor moet bestellen.
Zijn zulke dingen ook als kant-en-klaar pakketje te koop?
Ik ken geen kant en klaar pakketten voor dit soort machines. Wat het dichtst in de buurt komt zijn de plannen en instructievideos die Paosan woodworking heeft gemaakt voor zijn 3D-router. Ik kan misschien wel een lijstje maken van de onderdelen die ik heb gebruikt en waar je die kan bestellen als mensen daar interesse in hebben? Ik heb ook wel een sketchup-bestand maar die is niet heel precies.

Gaaf dit soort projecten! Je filmpje werkt helaas niet hier.

Ik ben benieuwd hoe je hiermee mallen kan gebruiken.

Andere machines die ook een soort handmatig cnc genoemd kunnen worden:
Copy Carver
Floating Router
Misschien kun je het wel zien via deze directe link? Het is een youtube filmpje. In het filmpje kun je zien hoe je een mal gebruikt.
 

karangetang

Actieve deelnemer
17 mrt 2015
328
1
Zeist
Mijn excuses dat ik zo snel overstapte op de koreaanse machine. Je hebt natuurlijk met eenvoudige
middelen wel iets moois en bruikbaars gemaakt.
NU je vertelt over wat je er mee doet nog een vraag :
Hoe heb je de geleiders precies in één vlak kunnen monteren want daar gaat het om.
Wanneer je x geleiders precies in één vlak zitten en je y geleider exact parallel aan dat vlak kan je met je machine je bodem plaat vlakken. Dan kan je geen diepte onnauwkeurigheid meer hebben.
Uiteraard is ook de haaksheid tussen die twee assen belangrijk .
Hoe heb je dat voor elkaar gekregen?
Ik ben benieuwd
 
Laatst bewerkt:

city17

Actieve deelnemer
15 apr 2018
252
2
Groningen
Mooi gedaan. Ik zit te denken om ook iets dergelijks te maken maar dan in het platte vlak dus 2d. Voor het vlakken van tafelbladen e.d. Mijn idee was om sliders te gebruiken maar dan haaks op elkaar. Ik had deze gevonden https://www.123-3d.nl/3D-printer-onderdelen/Mechanica/SBR16-slider-p14802.html Probleem is dat ik ook langere van ongeveer 2.5mtr nodig heb. Wie weet waar deze te koop zijn.
Dank Wim. Ik heb even teruggezocht, en ik heb ze bij deze verkoper vandaan. Maar het lijkt erop dat hij maar tot 1500mm gaat.
 

Deze plek is voor toekomstige tekst. Door nu alvast deze kolom te activeren blijft de kolommen structuur ongewijzigd en de lezerservaring hetzelfde als er hier content geplaatst gaat worden.

Hier kan straks ook info geplaatst worden.