Planung einer CNC-Tischfräsmaschine

[erik_wolfram]

Hallo,
bin neu hier und habe mich hier mal angemeldet, da ich gesehen hab, dass es hier mehrere User gibt die ebenfalls Tisch & Portal -Fräsen bauen.

Zu mir:
bin 24 und gerade kurz vor meiner letzten Facharbeiterprüfung zum Industrie- (nicht KFZ!!!) Mechatroniker.

Habe auf arbeit mit Schrittmotoren zu tun gehabt, und bin in diesem Zusammenhang auf Bilder einer Hobby-Portalfräse gestoßen. Seid dem bekomme ich die Idee, selber eine zu bauen nicht mehr aus dem Kopf!
Brauchen tue ich eigentlich nur "bedingt" eine - es geht mehr um den Spaß an der Freude und darum, etwas dazu zu lernen.

Habe mir darauf einen kleinen 42er Schrittmotor bestellt und selber einen Schrittmotortreiber mittels L297-L298 "entwickelt", geätzt und verlötet. Dieser läuft bis auf eine Kleinigkeit auch schon...

youtube->Video

Nun möchte ich mich erstmal der Mechanik widmen!
Bin dann schnell zu dem Schluss gekommen, keine Portal- sondern eine Horizontal-Fräsmaschine zu bauen und habe mal folgenden Entwurf in Q-Cad gezeichnet:

Bild hier  

Denke ist ein recht aufwendiges Projekt, und vielleicht hat ja der ein oder andere einen hilfreichen Tip für mich?

Hier mal so ein paar Daten die ich mir vorgestellt habe:

Möchte eine 800-1000W Spindel von Kress verwenden - denke da ist man auf der sicheren Seite?
Die Konstruktion soll von 10-15mm Alu-PLatten getragen werden.
Für die Führungen dachte ich an unterstütze Stahlwellen Ø16mm für x & y und Ø12 für z. Für die Gleitlager würde ich bearbeitete Bronzebuchsen nehmen - die sind günstig und schmierbar. Später würde ich dann eventuell mal erwägen, auf kugelumlauf umzusteigen (Kosten)
Spindeln würde ich aus Kostengründen - Trapezgewinde nehmen - die Enden würde mir sogar nen Bekannter abdrehen... - da ich die Software selber schreiben möchte kann ich dadurch auch Steigungsfehler und Spindelspiel "wegprogrammieren"!
Außerdem dachte ich an 3 - 59er Schittmotoren mit 1,7Nm? Der Motor für Z soll auf der Y-Achse (bild-> hinterm "Turm") sitzen um die Z-Achse von desser Gewicht (1kg) zu befreien.

...aber vlt. kann mich ja einer des besseren belehren?!

[wisda.noobie]

Kommt ganz drauf an, was für materialien du bearbeiten möchtest... ne Kress reicht durchaus um ein bisschen an alu oder sogar stahl zu kratzen..aber wenn man die nicht gewerblich braucht, ist die wirklich gut.
Du solltest statt auf diecke alu platten lieber auf viele verstrebungen setzen. z.B. das seitenprofil 5mm dick und dann z.B. 10 stück im 5 cm abstand setzen...das verleiht der Fräse eine sehr große Stabilität. Schau doch mal in der cncecke (www.cncecke.de) nach den Fräsen vom user HA, da erkennt man am besten, wie das mit den Verstrebungen gemeint ist.




Die Stahlwellen würde ich nicht mehmen, schon gar nicht zusammen mit Bronzebuchsen. Die verkanten sich einfach zu schnell. Schau doch einfach bei Ebay nach gebrauchten Linearführungen, oder nimm neue von Hiwin, die sind noch bezahlbar. Ein Besuch bei www.romani.de schadet auch nicht.


Das Wahre sind Trapezgewindespindeln nicht, aber Kugelumlaufspindeln sind wirklich seeehr teuer. also ist Trapez schon ok, wenn du das umkehrspiel kompensieren kannst sollten die recht genau sein.

Die Schrittmotoren sollten auch dem zu bearbeitenden Material entpsrechend ausgelegt sein, aber mit 1,7Nm kommst du da schon recht weit.




mfg wisda.noobie

[erik_wolfram]

Aluminium sollte schon möglich sein - mehr nicht, und das auch nur bei geringen Vorschüben...
An der Konstruktion sitze ich noch, auf dem Bild siehts noch recht massiv aus, aber das liegt daran, dass er sehr komprimiert bauen möchte. Letztendlich wird nur ein kleines Gerüst bleiben. Damit beschäftige ich mich grade - sobald es halbwegs final ist werde ich mal Bilder posten. Bin aber gerade dabei, dass ganze so zu planen, dass man die Achsen gut rechtwinklig zueinander ausrichten kann.
Natürlich werde ich nicht an Spanten sparen damit die Konstruktion stabil bleibt.

Das mit dem Verkanten ist mir bekannt. Deshalb versuche ich, die Schlitten (Bronzehülsen) Nahe der Spindel zu positionieren um Blockierungen zu mindern. Ebenso spiele ich mit dem Gedanken, ob ich mir Kugelumlaufbuchsen leiste ... das wäre noch halbwegs akzeptabel.
Bei den Linearführungen weiß ich noch nicht ganz, wenn dann hätte ich das ganze schon recht einheitlich und da wird es dann schwer etwas einheitliches zu bekommen (ersteigern).

Oder woher könnte man sonst noch günstig Linearführungen beziehen?

[BurningBen]

Wenn du dir etwas Zeit nimmst, dürfte es kein Problem sein, einheitliche Kugelumlaufführungen zu bekommen. Zumindest von der Baugröße her.
Ob du THK oder NSK oder Schneejäger nimmst, dürfte relativ egal sein.

Bei so einer schönen Konstruktion würde ich gar nicht erst mit Rundwellen anfangen.

Zu den Trapezspindeln: Hab ich auch, sollte ich irgendwann mal zu viel Geld kommen, werde ich mir Kugelumlaufspindeln dran machen, vorher nicht.
Das Umkehrspiel per Software zu kompensieren ist zwar nicht sehr schwer, aber trotzdem solltest du zwei Muttern pro Spindel gegeneinander verspannen. zB beim Gleichlauffräsen, kannst du nix Softwaremäßig kompensieren, wenn du da Spiel hast, bricht schnell der Fräser.

[erik_wolfram]

Hmmm grade gesehen, die "Reste" die andere halbwegs erschwinglich verkaufen würden für mich ja evlt. ausreichen.

Ich weis, dass man das nicht macht, aber würden auch 2 Führungen mit jeweils EINEM Wagen ausreichen - oder bekommen die dann zu viel Spiel?

Achso: die Führungen der Y-Achse würde ich am Ende der (schraffierten) Bearbeitungsfläche positionieren, damit diese nicht zuweit auseinander liegen - von daher sind die Abstände nicht allzugroß..

Das mit dem verspannen mehrerer Muttern werde ich machen, habe da schon einige schöne KOnstruktionen gesehen!

[Peter1060]

moin moin,

eine Wagen pro Führung...kommt auf den Wagen an.
Bei mir habe ich Wagen, Star 1623-813-10. die eine Kugellauflänge von 65mm zu 20mm Schienenbreite haben. Das Foto zeigt die Z-Achse in Vorbereitung.

Mit Gruß
Peter

[erik_wolfram]

hmmm und das geht ohne merkbares Spiel?

also wenn dachte ich an 80mm+ lange Wagen...
Schienen/Führungen dachte ich auch an 20er - sonst wird das ganze zu mickrig! soll ja stabilität haben.

Hat schonmal wer Erfahrungen mit den Kunststoffführungen von IGUS gemacht? Inwiefern würde so etwas taugen???

[BurningBen]

Also, ich habe bei mir ne 25er Schiene dran, da müsste der Wagen knappe 80mm lang sein. Weniger würde ich nicht einzeln nehmen.

Ich habe eine 30er Schiene mit Schwerlastwagen (~100mm lang) dran, der packt das definitiv alleine.

Aber ich glaube unter den Tisch würde ich schon zwei Wagen packen. Da ist der Hebel sonst relativ groß

[erik_wolfram]

@Peter1016:
genau sowas hätte ich mir für Z- & X-Achse vorgestellt. Ist denn so ein SPiel zu merken?

Da mein Tisch aber sehr schmal und lang sein soll, denke ich mal, werde ich an der Y-Achse mit nur einem Wagen pro Führung kein Glück haben...
(Bearbeitungsraum: 250x125mm)

...das mit dem Hebel wird wohl dann ein Problem werden...
deshalb plane ich derzeit um und möchte einen quadratischen Arbeitstisch um die Spindelmutter genau mitting in einem quadrat der 4 Laufwagen zu positionieren - so minimiert sich der Hebel erheblich!

Was spricht eigentlich gegen unterstütze Wellen mit Kugelumlauf?
Für meine Zwecke halte ich diese eigentlich brauchbar und vor allem erschwinglich!

Hat schonmal jemand Erfahrung mit diesen Führungen in Hinblick auf Spiel und Gleitfähigkeit gemacht?

[-jan_]

Moin!

Erfahrungen nicht aber wenn da Linearlager drin sind gleiten die bestimmt fast genauso gut wie Kugelumlaufwagen. Das Prinzip ist ja nahezu das gleiche.
In der CNCEcke werden die dinger auch ab und zu empfohlen, wenns günstig sein soll. Da gibts auch nen China-Verkäufer inner Bucht, musst mal nach Verkäufer "linearmotionbearings2008" suchen. der hat auch sets im Angebot, da kriegste 6 Schienen mit je 2 Wagen für unter 130 Dollar. Kommt zwar nochmal fast 90 Dollar Versand zu aber bei dem Dollarkurs momentan lohnts trotzdem

Wollte da auch schon bestellen aber als Schüler fehlt mir im Moment echt die Kohle, vor allem durch den anstehenden Snowboard Urlaub ^^

Gruß Jan