Low Cost CNC Fräse

[Panzer]

Hallo Leute.

Erstmal Froh Weihnachten an alle und eine guten Rutsch!

Ich spiele in letzter Zeit oft mit dem Gedanken mir eine einfache "CNC - Fräsmaschine" zu bauen. Sie sollt allerdings nicht viel kosten.

Meine Anforderungen sind denke ich auch nicht hoch,
- Holz Fräsen und Gravieren
- Plexiglas Fräsen, Gravieren und Bohren
- Vll. sogar einfache Platinen Fräsen.
- Vorschubgeschwindigkeit is mir eigentlich egal
- Genauigkeit 0,2mm besser 0,1

Meine Frage wäre, ob es möglich is mit
- einer Stabilen Konstruktion aus Holz,
- Schubladenführungen(2 vll. auch 4 pro Achse)
- M6 vll. auch M8 Gewindespindeln für den Vorschub
- Schrittmotoren als Antrieb.
- Gesteuert von einem Alten PC über den Parallelport oder RS232 und 3
- Schrittmotorsteuerplatinen
diese Anforderungen zu erfüllen?

Und weiß welche software man benötig um Platinen zu fräsen oder Schrifften zu gravieren?

Und ob es welche gibt die als Freeware verfügbar sind?

Danke ihm voraus.
MFG Panzer

[dremler]

hi such mal der "3d step" da kostet die platine 20 € und dann die bauteile bei Reichelt oder so nicht viel.......geht gut.....die ist von nc-step

[Marvin_MAV]

Hallo Panzer,

Selbstbau mit einfachen (einfachsten) Mitteln:
Sieh mal hier:
http://www.8linx.com/cnc/
Oder hier:
http://www.otocoup.com/index_e.htm
Oder hier:
http://www.jensn.de/cnc_portalfraese.html

Ich hoffe das hilft Dir.

Grüße
Marvin_MAV

[maltejahn]

Hallo,

hier ein paar weitere Links:

http://www.mikrocontroller.net/artic...en_Fr%C3%A4sen
(Wiki mikrocontroller.net -> Platinen Fräsen)

Unter den Links gibt es auch ain paar die es so gemacht haben wie du es beschreibst(Holzgerippe, Schubladenführungen,..)

Gruss
Malte

[tucow]

Suchfunktion benutzen hilft, dieses Thema wurde schon mehrmals angesprochen.

[AlKI]

Hoi, ich bin einfach mal so frech, und wärm den Thread wieder auf.

ich bau mir grad au ne CNC-Fräse mit kaum geld aus einfachen Baumarkt-Profilen. die werden extra passend zueinander hergestellt und es gibt sie in quadratischen, rechteckigen, runden, 2 versch. U-, 2 versch.L- , H- und T-förmigen Ausführungen. die profile gibts in meterware zw. 1,50 und 5Euronen das Stück.
sie ham ein Spiel von lt. hersteller glaub ~0,75mm, das sollte sich aber durch verspannen und ein paar zwischenstücke zu ner genauigkeit von n paar 10tel mm bringen lassen.
Ich kann auch mal nach dem hersteller guckn, ich muss hier irgendwo nen katalog rumliegen haben....

Als spindeln nehme ich M8 gewindestangen (M6 hätte es wohl auch getan... )

Ich hab noch n paar alte Schrittmotoren rumliegen, ob die aber die benötigte leistung bringen, weiß ich noch nicht.

Zur ansteuerung hab ich mir schon L297er von pollin geholt, der is dort mehr als 3Xbilliger als beim C. da ich unipolare Schrittmotoren hab, werd ich die einfach mit jeh 4 transistoren ansteuern. da hab ich mir welche die bis zu 1A aushalten gekauft, das wird aber wohl zu wenig sein.... EDIT: nö, reicht!
um meinen lpt-port zu schützen, wird alles mit Optokopplern vom lpt-Anschluss getrennt.

Die Stromversorgung will ich mit nem alten PC-Netzteil realisieren, bei 5V so um die 16A glaub, und bei 12V 4,irgendwas A ziehbar => GENUG. testen werd ich die schaltung aber besser nicht an dem 16A-ausgang, sondern eher am -5V-Ausgang mit 0,irgendwas A und LEDs mit Vorwiderständen an die ausgänge der L297er...

als software nutz ich dann wahrscheinlich DeskNC, DeskEngrave, TurboCNC oder sowas, zum Platinenfräsen eignet sich anscheinend easytrax (alles Freeware (glaub ich zumindest), hab ich mir auch schon runtergeladen)


EDIT:
Die Profile heißen Combitech(c) und werden von alfer(c) hergestellt. ich hab die Profile im Globus-Baumarkt gekauft, dort gibts die in 1m oder 2,50m langen ausführungen. die profile sind kompatibel zu sämtlichen metrischen gewinden (in n M8-Quadrat-/Rundrohr passt ne M8er gewindestange mit n bissle spiel, als bsp.)
http://www.alfer.de/000/default_d_00...4_08_fm_00.htm

EDIT2: man kommt bei denen durch den link nur auf die hauptseite, ihr müsst da auf "produkte" und dann auf "combitech(c)-Profile" gehen, dann findet ihr dazu die infos.

[dr_Bal]

Hallo Alki,

die Profile sind ja echt Interessant, werde mich gleich mal auf die Suche nach nen Baumarkt machen wo es die gibt.

[AlKI]

ja, ich hab heut wieder Gebastelt, die Führung der Y-Achse is eig. fertig, ich hab da nur ein problem mit den profilen grad. Die L-Profile haben nicht immer 100% 90Grad. und jetzt verkantet sich mein schöner SChlitten, wenn ich die teile zusammenschraub.... ich mach nämlich immer 2 schlitten gegenüber/ übereinander (bis auf dei seitlichen schlitten, da is die gefahr net soo groß, dass es die auss der führung hebt.

ich kann auch n paar Zeichnungen posten, wenn ich rausbekomm, wie man die besch.... Paint-bilder komprimiert.... sonst sind se halt kleiner, sollte aber trotzdem gehen.

bisheriges material werd ich mal gleich posten, der zettel liegt im keller, und da is jetzt eh zu kalt zum basteln...

[dr_Bal]

Du kannst doch bei Paint beim Speichern angeben, das du als jpg speichern willst. Dann müßten die doch klein genug sein.

Hast Du schon Fotos von den ersten Teilen ?

Ciao
Ronny

[AlKI]

[shadow=#090000:75522caddb] Material: [/shadow:75522caddb]


Mechanik:

5 X halbhohes U-Profil 15,5X27,5X1,5mm (die Führungen)

1 X Quadratprofil 23,5X1,5mm (in jeh 150mm lange stücke als Schlitten gesägt + als ca. 30mm lange Stücke als Abschlüsse auf die U-Profil-Schienen geschraubt)

1 X Rechteckprofil 15,5X27,5X1,5mm (um die Y-Achse/das Portal zu versteifen)

4 X M8 Gewindestangen

alles 1m lange "Rohlinge"


Als Schrauben hab ich M3er Schrauben genommen, da ich die grade rumliegen hatte (alte CD-Laufwerke u. Ä. mal zerlegt), und da ich nen 2,5mm HSS-Bohrer habe (kann man n M3er Gewinde reinschneiden), aber keinen passenden um andere metrische Gewinde reinzuschneiden.

EDIT: Kann mittlerweile auch M4er Gewinde schneiden, da ich mir noch nen 3,3mm Cobaltbohrer gekauft hab *Cobalt rulez*

2 X 10er-Pack M3er Muttern (die mit Sicherungsgummi drinne wären wohl besser gewesen, wird sich wohl alles bei Vibration/Bewegung lockern.... EDIT: dem ist irgendwie noch nicht so, mal schaun, was in Zukunft rauskommt ERGEBNIS: nur bei der Frässpindelbefestigung hat sichs mal gelößt, mit nem Sicherungsring hält es aber.)

2 X 6er-Pack M8er Muttern (um die Gewindestangen im Lager zu halten, und um die Schlitten antreiben zu können, OHNE Sicherungsgummi)

2 X 2er Pack lange M8-Muttern als starre Verbindungsstücke von der Spindel zum Schrittmotor. Von Hand auf Schrittmotorritzeldurchmesser aufgebohrt, seitlich angebohrt, Gewinde reingeschnitten für ne Madenschraube zum fixieren der Mutter am Ritzel. (wird vermutlich noch ausgetauscht gegen was nicht so steifes)

1 X Kartusche Multifunktionsschmierfett (4,63Euro, aber dafür gleich n halbes Kilo, oder so)



Grundgerüst:

1X1m Pressspanplatte mit 22mm Dicke als Grundplatte (die ist relativ biegsam. mist.)

n paar Balken und Bretter/Platten (Regalböden) zum Hochbocken/Versteifen oder die Führungsschienen (U-Profile) drauf zu montieren

Und ein Haufen Holzschrauben, mit n Paar Senkkopfschrauben sind die seitlichen Profile auf das Grundgerüst geschraubt (hab davor natürlich extrem angesenkte Löcher reingebohrt)



Elektronik:
(für unipolare Schrittmotoren)


1 X 160mm X 100mm Europlatine Lochraster 2,54mm

1 X Sub-D 25 Stecker (fürn Druckerport)

3 X L297
3 X dazu passende 20-polige IC-Fassungen

8 X Optokoppler (SFH601-1) (um den lpt-Port vor falscher Verdratung zu schützen)
alternativ 4 X Zweifach-Optokoppler (oder 2 X 4-fach/ 1 X 8fach wieauchimmer :-P )
8 X dazu passende IC-Fassungen
Hab der Einfachheit Halber vor jeden Optokopplereingang ne LED geschaltet, dann sieht man auch die Signale (und kann sie überprüfen, wenn irgendwas nicht funktioniert). 250Ohm-Widerstände hättens auch getan (5V vom lpt)

3 X 1uf-kondensator zum entstören

1 X 2,2nf / 3,3nf (für den OSC-Eingang. Nur einmal, da man dann einfach die SYNC-Anschlüsse aller L297er verbinden kann, und die restlichen 2 OSC-anschlüsse auf GND legen kann)

1 X 22kO-Widerstand (für den einen OSC-eingang)

[Dann brauch ich noch 6 Sense-Widerstände, 3 Vref-Widerstände (evtl mit Poti davor, damit man Vref besser einstellen kann)]
Nö, Braucht man nicht, da man bei der Variante keine RSENSE- und Vref-Beschaltung braucht! Einfach Enable auf VCC und Control auf GND

1X 5V-Relais um die Fräßspindel zu schalten

4*3+1=13 Leistungstransistoren (bei mir BC639, halten aber max. nur 1A aus!), damit die L297er nicht gebraten werden (die L297er erzeugen ja nur die Steuerimpulse für die einzelnen Spulen der Schrittmotoren, man kann da leider keine 2A ziehen ) und einen um das Relais zu schalten.
EDIT: nochmals 4 verbaut, damit ich auch zwei Schrittmotoren, die jehweils 1A ziehen, in einer Richtung ansteuern kann.

13 X dazu Freilaufdioden
+ 4, wegen der Erweiterung
EDIT: bräuchte eigentlich doppelt so viele, Erklärung kommt gleich

13 X dazu 250Ohm-Vorwiderstände für jede Basis, damit die L297 nicht gebraten werden, weil zuviel Basisstrom durch die Transistoren fliest
+ 4 wegen der Erweiterung

und 12 X LEDs auch noch vor die Basen, dann sieht man, wenn ein Transistor kaputt ist (kann aber auch ne kaputte LED sein war bei mir mal so. Aber man weis wenigstens, in welchem Bereich der Fehler steckt)

3 X 5-fach-Klemmen für die Schrittmotoranschlüsse
+ 1 wegen Erweiterung

3 Molex(?)buchsen um das Netzteil als Stromversorgung zu nutzen (ok, kann man auch direkt einlöten, so hängt aber nicht immer das ganze Netzteil an der Platine) Alternativ wären Schraubklemmen ne Lösung

n Haufen Kabel um die Bauteile auf der Platine zu verdrahten / die Schrittmotoren anzuschließen/ die Steuerung an den lpt anzuschließen.


Schaltpläne
Schaltplan Signalverteilerplatine
Schaltplan Signalverarbeitungs- und Treiberstufe


Die Schrittmotorsteuerung funktioiert übrigens prima!

Als Transistoren kann man natürlich auch andere NPN-Transistoren nutzen (vorrausgesetzt, sie schalten bei 20mA schon komplett durch, was die meisten auch bei kleineren Kollektorströmen machen (die Verstärkung (hfe) muss mit 20mA multipliziert mind. den zu schaltenden Strom ergeben). Sonst müssen sie eben über eine "Treiber-/Zwischenstufe" (Darlingtonschaltung) angesteuert werden (hfe's multiplizieren, dann mal 0,02A).
"2N3055" sollten z.B. auch gehen, dann könnte die Schaltung pro Spulenhälfte 15A bei 60V ab.
EDIT 29.11.08: nutze in einer gleichen Schaltung "2SC5461", die machen auch keine Probleme und halten auch bis zu 15A !mit Kühlung!)
EDIT 3.2.09: eigentlich sollten noch Freilaufdioden von jedem Phasenausgang zur Motorversorgungsspannung (Anode an Versorgungsspannung) eingebaut werden
hab Induktion erst jetzt in der Schule gehabt.
Da ich aber mit nur 12V arbeite, hoff ich mal, dass die Induktionsspannung relativ gering bleibt und meine Transis das aushalten.


PC
ein alter PC (von 1994?) bei dem die Festplatte abgeraucht ist. Hab ne andere alte eingebaut, Dos6.2 und auch gleich Win3.11 draufgespielt.

Software/CNC-Programm
TurboCNC, ist opensource, verarbeitet G-code, läuft auf Dos und von Win gestartet gibts Performanceprobleme. Also schön bei der Konsolenbedienung bleiben.

Zum Platinenfräsen will ich NICHT MEHR Ealge nehmen. Wenn man sich da nen Schaltplan zeichnet, kann man ne Platine draus erstellen und die dann mit dem ulp (user language program) "pcb-gcode" in g-code umwandeln lassen.
Einziger Nachteil: Die Freeware kann maximal 100 mal 80mm große Platinen erzeugen.

Jetzt nehm ich TARGET3001! Discover, das ist die Demoversion von Target3001!. Da liegt die Begrenzung bei 1,2m mal 1,2m Platine und 250 Pins (Bsp: Meine Schrittmotoransteuerung geht nur auf zwei Platinen aufgeteilt rein).
Die ausgegebenen ISO/DIN-Frässdateien sind dann .iso-Dateien. Muss man halt auf .cnc umbenennen oder die üblichen Tricks beim Öffnen nutzen.

Infos, ne Anleitung für G-code (zwar nicht für Turbocnc sondern Mach3, ist aber kaum anderst) und nochmal die Links für Eagle gibts hier



Als Gehäuse verwende ich das Gehäuse einer alten Heizungssteuerung. Da sind schon interne Klemmen mit eingebaut und Schlitze, um Platinen reinzuschieben.



Schrittmotoren:

Mit der Schaltung kann ich nur unipolare Schrittmotoren betreiben.
Ich werd's zuerst mal mit ausgebauten aus nem drucker (rel. groß) und zwei aus nem Fax (für die Schienen links und rechts in die Tiefe jeh einer) probieren. Für die Z-Achse werde ich mir noch einen suchen müssen.

EDIT: hab einen, aus nem Kopierer, zog halt etwa 1,3A, darum hab ich zwei parallel geschaltete 10Ohm wasweisichwieviel-kW-Widerstände mit common in reihe geschaltet. Die Motoren sind jedenfalls kräftig genug um das Grundgerüst zu bewegen und Kabelbinder zu durchfräsen.
Die Schrittmotoren werden mit 12V betrieben, auch wenn sie teilweise für bis zu 24V ausgelegt sind.
EDIT: habe die IBM-Schrittmotoren von Pollin gekauft, da die aber bei 12V 2A ziehen, nutz ich die nur bei 5V. Die ersetzen jetzt die Motoren aus nem Fax.


Ach ja, die Stromversorgung: ein altes, "gahacktes" AT-PC-Netzteil mit ner alten Festplatte (120MB) als Grundlast dran. Wie "gehackt", steht hier in nem Posting von mir irgenwo auf den ersten Seiten vom Thread...

Und der 'Fräsmotor': aus einem alten 4,8V Akku-Dremel mit 15 600 U/min , da sind dann auch schon Spannfutter und Spannzangen dabei... Wird mit 5V vom Netzteil betrieben.


Als Fräser hab ich jetzt mal n Set mit 12 oder mehr Fräserchen mit 3,2mm Schaftdurchmesser und Fräserdurchmesser von 0,5 bis 3,2mm
Zwei davon sind mittlerweile abgebrochen (beim dremeln von Hand), hab sie zu Graviersticheln umgeschliffen.


Video von den ersten Frästests

Aktueller Stand der Fräse

Wird alles noch durch Editieren auf dem Laufenden gehalten...

Als .jpg speichern muss ich eh, da ich hier keine .bmp-Dateien uploaden kann. Ich schau mal, ich hab die Teile so fotografiert, dass man alles sehen kann, wenn man nicht blind ist. Hoffe, dass mein PC die Speicherkarte nicht wieder formatieren will, sonst bekomm ich Probleme mit meinen Eltern, weil das deren cam ist (sie wissen aber schon davon, was ich mit ihr mache.... :-P )