Emco 120 CNC Retrofit

Intro

De retrofit en upgrade van een Emco Turn 120 CNC draaibank is een interessante mechatronische uitdaging. Bij deze retrofit is een stap verder gegaan en is de machine gedemonteerd geweest tot de laatste schroef, gereviseerd, gepoederlakt in een metallic parelmoerkleur, opnieuw geassembleerd en zijn de spindle en gereedschapswisselaar opnieuw uitgelijnd. Lees hier verder voor de totstandkoming, details van aanpak en de herrijzing van de machine.
Onderaan deze pagina kan de machine in een 3D viewer bekeken worden.

Geschiedenis

Deze compacte CNC draaibank is de rechtstreekse opvolger van de Emco Compact 6 CNC. De eerste generatie 120´s zijn technisch en uiterlijk identiek aan de Compact 6 CNC uitgezonderd de nieuwe huisstijl kleuren in het grijs en rood in plaats van het geel met zwarte accenten.

De eerste generatie 120´s kan men herkennen aan de stervormige gereedschapshouder en de TM1 besturing.
De generatie daarna kan men herkennen aan de ronde gereedschapswisselaar met losse beitel- en boorhouders en de navolgende generatie is te herkennen aan de TM2 besturing en centrale automatische smering.

Toepassing

Deze draaibanken zijn ideaal als educatieve machine en voor de productie van kleiner draaiwerk, daardoor zijn deze machines ondanks de ouderdom nog veelvuldig terug te vinden in technische scholen of productie ateliers. In ateliers is het dan vaker de beter uitgeruste uitvoeringen zoals met een pneumatische spantang, pneumatische pinole, werkstukvanger & automatische materiaal doorvoer zoals de 120P, 220 serie of 320 serie waar de machine en de besturing als één mono block frame zijn uitgevoerd.

Tegenwoordig zijn deze machines vanwege de ouderdom ook binnen het bereik van de fervente hobbyist en zijn daardoor nu ook terug te vinden in privé ateliers. De besturing en de meeste elektrische componenten zijn dan niet meer storingsvrij. Het laden van een CNC CAM programma is met de verouderde PC software geen feestje, wat een extra drijfveer is dat de machines een transformatie ondergaan naar een nieuwe besturing. Door de nieuwe besturing kan de machine ook in een Ethernet netwerk worden opgenomen en remote worden opgevolgd met bijvoorbeeld VNC oftewel: Virtual Network Computing.

De omgebouwde machine is aangeschaft zonder de verouderde besturingskast en motoren, met als doel de machine te retrofitten met een hedendaagse besturing en strak geïntegreerde upgrades die naadloos aansluiten bij het oorspronkelijke machine ontwerp.

3D CAD retrofit design

Om de nodige ombouwdelen zoals nieuwe spindelmotor, slede motoren, elektrokast, besturing & HMI behuizing goed passend te kunnen ontwikkelen, was het noodzakelijk om eerst de nodige machine omgeving in 3D CAD ontwerpsoftware te modelleren. Door deze aanpak sluiten de onderdelen naadloos aan bij de rest van de machine en kunnen ze ook gemonteerd worden zonder noemenswaardige problemen of onnodig tijdverlies.
Om de 3D omgeving van de ombouwgroepen te vervolledigen en daarmee complete 2D assemblage tekeningen te kunnen maken, zijn ook de overige machinegedeeltes in 3D geconstrueerd.

Machine besturing

De oorspronkelijke besturingskast is een los gedeelte van de machine -op een groot scharnierpunt na- en neemt bijna evenveel ruimte in als de machine zelf.

Om ruimte te besparen is de nieuwe hardware en machinebesturing ondergebracht in een zwenkbare elektrokast, ditmaal niet aan de zijkant van de machine maar in een compacte vorm gemonteerd aan de achterkant van de machine en kan in zijn geheel open scharnieren. Hierdoor blijft de ruimte achter de elektrokast goed toegankelijk waar onder andere de servo-stappenmotoren van de X en Z-slede en aandrijfmotor zijn gehuisvest. Met de besturingskast geïntegreerd is de machine footprint aanzienlijk gereduceerd.

De besturing vind plaats door een PC die gemonteerd is aan de binnenzijde van de elektrokastdeur. Als besturingssysteem wordt MX Linux met een Real Time kernel gebruikt met als controller software LinuxCNC. Als controller board dient een Mesa 7i76 in combinatie met een Mesa 5i25 FPGA board die rechtstreeks op het moederbord is aangesloten. Als controller board kan ook een Mesa 7i76E (of 7i92TH Ethernet board in combinatie met een Mesa 7i76) worden gebruikt die dan met een ethernetkabel verbonden wordt aan de PC.

De bediening verloopt via een ingebouwd 15″ touchscreen in combinatie met een toetsenbord met touchpad. In eerste instantie was er alleen het touchscreen en is naderhand uitgebreid met een fysiek toetsenbord met touchpad. Met een fysiek toetsenbord verlopen bepaalde handelingen net even prettiger, te denken valt aan het intypen van een commando, het aanpassen van een programma of het werken met functietoetsen.

De bedieningsconsole heeft verschillende bedieningsknoppen waarvan een aantal verlicht met de functies:

Machine onderstel

Aan het oorspronkelijke onderstel is een gereedschapslade toegevoegd. In de gereedschapslade kunnen snijbeitels en meetgereedschappen worden opgeborgen. De frontplaat is vervangen door twee deurtjes met sluitmagneten en is er een bodem toegevoegd waardoor een makkelijk toegankelijke opbergruimte is gecreëerd voor bijvoorbeeld materialen en gereedschappen. De koelpomp staat niet meer op de grond en is door de deuren makkelijker te bereiken. De bodem zorgt ook voor versteviging van het onderstel waardoor er zwenkwielen ondergemonteerd kunnen worden zodat de machine makkelijker verplaatsbaar is.

Upgrade parts lists & drawings

Hieronder zijn de meeste montage tekeningen weergegeven van de machine groepen zoals gebouwd, inclusief de BOM oftewel de Bill Of Materials.
NB De weergegeven samenstellingstekeningen kunnen wijzigen zonder enige notificatie of niet meer overeenkomen met de actuele CAD versie.

Artikelnummering verklaring van de BOM stuklijst:

3D viewer Emco Turn 120 retrofit

The 3D viewer shows the machine conversion with the new electrical cabinet, HMI console, and drawer slide as well like other new details. The loading of the 3D view may take a few moments.

This 3D viewing I would like to extend with the possibility to show/hide parts like as in a CAD assembly navigator or with 3D PDF´s. If someone has a suggestion for a plugin which is capable for this it would be very nice.

Updates

Als u benieuwd bent wat er geworden is van de Emco Turn 120 CNC Retrofit en hoe deze in het echt uitziet, dan nog wat geduld want ter zijner tijd komt er een pagina met foto´s vanaf aanschaf, demontage, aanpassingen, revisie en montage van de machine.
Wilt u zelf een upgrade uitvoeren aan een Emco Turn 120 en zoekt u meer informatie of upgrade onderdelen neem dan contact op.