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Thema: Przision-CNC um 300 Eur fr Platinen bohren und Alu frsen

  1. #1
    Neuer Benutzer fters hier
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    Przision-CNC um 300 Eur fr Platinen bohren und Alu frsen

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    Die Eckdaten sind (alles nur ca.)

    Bohren-Platinengre bis 250x600mm
    Wiederholgenauigkeit beim bohren: <0,05mm fr Europakarten .. <0,2mm fr die volle Gre

    Frs-Wege: 250mm x 150mm x 40mm
    Frsspiel: 0,1mm (in den randzonen 0,2mm)

    USB-Fileupload: Notebook anstecken file uploaden .. Notebook wieder mitnehmen und die Maschine arbeitet selbststndig... das ist eher fr das Frsen relevant, weil das Bohren sollte in wenigen Minuten erledigt sein.

    LCD Display .. damit die CNC angeben kann welcher Bohrer jetzt einzuspannen ist.

    Schrittverlust-berwachung: falls der Schrittmotor schritte verliehrt, reguliert die software automatisch auf 1/4 der Geschwindigkeit und probiert es erneut .. falls das wieder nicht geht .. Abbruch und Error am Display

    Offset-Kalibrierung: Werkstck kann ausgespannt und anders wieder eingespannt werden .. dannach soll die Maschine es erneut einmessen knnen .. das brauche ich vorallem fr sehr groe Platinen .. zuerst ein Teilstck bohren, dann versetzt einspannen, den neuen Offset anhand bereits gebohrter Lcher bestimmen und dann weiterbohren

    Werkzeugbegrenzung: Falls der Frser zu nah an Spannbacken oder sonstige Einspannwerkzeugen kommt ... Abbruch und Error am Display.


    Die zentralen Komponenten sind
    1 x Proxxon Koordinatentisch KT 70
    1 x Proxxon Koordinatentisch KT 150
    1 x Proxxon MICROMOT 50/E
    1 x ComputerNetzteil
    4 x L298 (Schrittmotortreiber)
    4 x Gnstige Schrittmotoren von Polin
    1 x Atmega 1281 (8k Ram fr den Fileupload.. und genug pins)
    1 x FT USB auf seriell Adapter

    Diese Teile bekommt man um ca. 250 Eur .. bleiben noch 50 Eur fr Kleinteile und Gerst.

    Der KT150 ist der Boden .. die Frsmaschine wird auf den KT 70 .. 90 dazu montiert
    Die Koordinatentische werden mit ein paar Stellringen und Kugellager modifiziert damit das Wendespiel verringert wird.
    Falls das nicht reicht kommen noch ein paar weitere Modifikationen. .. (dann wird es wohl ein paar eur mehr kosten)

    Die Software sortiert die Bohrlochreihenfolge so um das sie schnellst mglich gebohrt wird auerdem kmmert sich darum das die Schlitten beim Bohren immer nur aus einer Richtung gezogen werden um die Genauigkeit zu erhhen

    Die Schrittmotoren bekommen eine RC-Kompensation um die Geschwindigkeit bzw. das Drehmoment bei Bewegung zu erhhen (bzw um sich dem L297 zu sparren)

    Die meisten Teile hab ich schon .. als Gerst hab ich massive U-Profile aus verzinktem Stahl (70x40x2mm) auf dem Mllplatz gefunden (htten aber wohl nicht mehr als 15 Eur gekostet) .. das wird mit der Bodenkonstruktion verspannt (lange diagonale Schrauben), soda sich beim Frsen durch den Druck auf den Frser nichts bewegen kann.

    Bilder gibts unter http://http://www.modulbot.com/bilder.html



    Ich wei zwar recht gut was ich tue, trotzdem Kritik bzw. Anregungen sind erwnscht...
    Gendert von ModRob (21.01.2012 um 17:18 Uhr)

  2. #2
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    Ich htte gewisse Zweifel, das die Kordinatentische so gut sind. Da ist zum einen die Haltbarkeit, dann das Umkehrspiel (beim Bohren nicht so schlimm, aber beim Frser ein extremes Problem) und dann ist die Frage ob die Abwgung zwischen Spiel und Leichtgngigkeit passt. Wichtig ist auch noch das die Steigung passt, damit das ganze nicht zu langsam wird zum Frsen - beim Bohren htte man ja reichlich Zeit, aber beim Frsen sollte der Vorschub schon einigermaen stimmen, sonst halten die Frser nicht lange und einige Materialien wie Plexiglas gehen dann ggf. gar nicht.

    Wenn man die L297 sparen will, wird man mit RC Kompensation nicht viel weiter kommen, ggf. knnte eine Reine Softwarelsung im C gehen, ist aber aufwendig und knnte fr 2 Achsen den C berfordern.

  3. #3
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    Hrt sich spannend an!
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  4. #4
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    Das Umkehrspiel wird durch Modifikationen an den Spindelhalterungen verringert.
    Auerdem gibt es da noch den Trick mit der Software .. die kann dabei auch noch kompensieren. Mein Tintenstrahldrucker macht das auch so.

    Die RC Kompensation kommt zustzlich zur Software im C .. die Schrittmotoren haben sowieso nur 48 Schritte .. und 1 kHz sollte doch wohl drinnen sein .. damit komme ich auf 40mm/sek

  5. #5
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    Ohne eine gute Stromregelung kommt man kaum auf 1 kHz Schrittfrequenz. Wenn man den Motoren nur ihre Nennspannung gibt muss man eher mit 50-100 Hz als maximale Schrittfrequenz rechnen. Wie viel mehr Spannung man in Software beherrschen kann ist dann die Frage.

    Die Kompensation des Umkehrspiels im Software geht fr das Bohren, bzw. anfahren einer Position. Beim Frsen geht das aber nur eingeschrnkt, weil der Frser auch Krfte ausbte und man fr Kurven ggf. auch bei der Bearbeitung umkehren muss.

  6. #6
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    Ich hab einmal meine Motoren durchgemessen und alles durchsimuliert .. 50 Hz pro Wicklungsstrang ergeben. ca 80% des Drehmoments ... Aber wenn ich mir das richtig zusammengereimt habe, bersetzten sich 50 Hz auf 200 Schritte pro Sekunde .. das sind dann 8mm/sek ... ich denke frs Frsen wren selbst 2mm/sek auch noch ausreichend (Plexi interessiert mich nicht).

    Weiters haben meine Simulationen ergeben, das ein L297 bei der gleichen berspannung nur unwesentlich besser ist als eine RC-Kompensation .. den einzigen nutzen den er bringt ist, das man die Leistung halt nicht am Widerstand verheizt.

    Die Softwarelsung kann man sehr einfach lsen, indem man die interne-PWM benutzt .. quasi den PIN auf High fr 5ms und danach am selben PIN die PWM aktivieren. (mu man halt im layout bercksichtigen, das man die PWM pins benutzt).

    Ich geh einmal davon aus das ich SW-mssig das Umkehrspiel ausreichend (auch beim Frsen) kompensieren kann ... sollte das nicht gehen hab ich immer noch die Option mir pro Achse eine zustzlich Trapezgewindemutter einzubauen (gibts um 4 eur pro stck) um das Spiel zu minimieren.

    Habe versucht Umkehrspiel zu messen: 0,05- 0,10mm pro Spindel ... das genau zu messen ist mit meinen Mitteln nicht so einfach ..
    die Linearfhrungen erscheinen Spielfrei .. d.h. kleiner als ich messen kann.

    Ich hab die X-Achse doppelt .. heit auch doppeltes Spiel .. weil ja die Grundplatte und die Gerteaufhngung jeweils eine X-Achse haben .. frs Frsen kann ich aber, wenn ich die volle breite nicht benutzten mu die obere X-Achse fixieren und reduzieren mir damit das Spiel wieder vom doppelten auf den normalen Wert
    Gendert von ModRob (30.12.2011 um 19:16 Uhr)

  7. #7
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    Das knnte schon knapp werden mit der Vorschubgeschwindigkeit, auch bei Aluminium. Hier
    http://www.carbide-tools.com/knowHow.htmld/

    sind z.B: rund 28 mm/s als passender Vorschub fr einen 3 mm Frser in Alu angegeben. Auch mit Z1 wren das noch 14 mm/s.

    Je nach Werkzeug kann es aber auch langsamer gehen, ggf. auch auf Kosten von mehr Verschlei am Werkzeug.

    0,05-0,1 mm Umkehrspiel klingen schon mal gar nicht so schlecht.

  8. #8
    Neuer Benutzer fters hier
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    Diese hohen Werte gelten nur fr eine Spielfreie Profi-CNC Maschine. Dafr hat die Spindel nicht genug kraft und wrde sofort stecken bleiben.. und dann der Frser abbrechen. Das 0,05mm Umkehr-Spiel ist da auch zu bercksichtigen .. das verursacht das der Frser sich pltzlich um diese 0,05mm bei einem Lastrichtungswechsel (zB. bei einem Kreis) verrcken kann .. wenn es bld hergeht, kommen die 0,04mm Vorschub dazu .. und das hlt der Frser nicht aus.

    Ich arbeite da lieber mit einem 2mm Frser .. das geht mit der Spindelleistung besser. Die bringt dann vielleicht noch 12000 U/min bei 0,01mm Vorschub, der niedrigere Vorschub verurschacht auch nicht so starke und schnelle Lastwechsel und mach auch noch vernnftige Ergebnisse. Damit komm ich dann auf 12mm/sek ...

    Ich probier mal wie es funktioniert .. und wenn die Ergebnisse nicht gut sind kann ich die Software bzw. die Hardware noch immer ndern.

  9. #9
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    Hallo,

    am Ende muss man es zwar probieren aber bei 48 Schritten/Motor und 2mm/rev der Spindeln ist die Auflsung ja schon "nur" 0,04mm. Erscheint mir schon etwas grob. Des Weiteren knnten Resonanzprobleme auftreten bei so groen Schrittwinkeln im Vollschritt. Meine Kleine klingt im Vollschritt nicht mehr wirklich schn
    Aber warten wirs ab...
    Wolltest Du die Motoren mit 12V betreiben aus dem PC Netzteil?

    MfG
    Manu
    "Ja, diese Knusperflocken sind aus knstlicher Gans und diese Innereien aus knstlichen Tubchen
    und sogar diese pfel sehen unecht aus aber wenigstens sind ein paar Sternchen drauf..."

  10. #10
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    Ja die 12V aus dem PC-Netzteil benutz ich .. mit Vorwiderstand auf 10V Motoren. Ich hab ja auch noch die Option auf Halbschritt oder Viertelschritt per Software .. Ich hab im Hardwarelayout alle 6 Steuerleitungen auf den Microcontroller gelegt, sodas ich mir damit alle Mglichkeiten offen lasse.

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