Eigenbau CNC Fräse

Hallo,
ich wollte einmal die Gelegenheit nutzen mein kleines Selbstbau Projekt vor zu stellen.

Es handelt sich um eine CNC Portalfräse in Anlehung an die Protalfräse P2 von Mixware.de
Die Fräse soll nach meinen Vorstellungen auch Aluminium bearbeiten können.
Des weiteren habe ich geplant die Fräskopaufnahme so zu gestalten dass ich die ganze Fräse mit wenigen Handgriffen in einen 3D Drucker umbauen kann.

Hier einmal eine 3D Zeichnung vom aktuellen Stand:

Bild hier  Bild hier  Bild hier  

Y-Achse:
Breite: 400mm
Länge: 750mm
Frontplatte: 400x150x12mm Stahl
Längsträger: 750x80x40mm Aluprofil
Linearführungen: THK Schwerlastführungen an der Unterseite der Aluprofile, 2 Laufwagen pro Schiene (Ist der günstigste Ort um sie möglichst geschützt unter zu bringen)
Antrieb: Trapezgewindespindel 16x4 mit spielfrei einstellbarer Mutter von Mixware

Die Achse gibts auch schon in der Realität, hier mal ein paar Bilder von den Einzelteilen:
Anhang 25951Anhang 25952


X-Achse
Breite: 440mm
Höhe: noch ungewiss, der Portaldurchgang sollte aber 200.- 250 mm betragen
Linearführungen: 440mm lang von der Romani GmbH mit jeweils 2 Laufwagen pro Schiene
Antrieb: Trapezgewindespindel 16x4 mit spielfrei einstellbarer Mutter von Mixware


Z-Achse
Breite: 150mm
Höhe:350mm
Linearführungen: 350mm mit 2 Laufwagen von INA
Antrieb: Trapezgewindespindel 16x4 mit spielfrei einstellbarer Mutter von Mixware

Als Fräse soll ein Eigenbau mit Glockenanker Motor oder eine Suhner Oberfräse zum Einsatz kommen.

Die Trapezspindeln sind mir noch ein Dorn im Auge, Kugelrollspindeln würden aber in dieser ersten Ausbaustufe den preislichen Rahmen von 1500€ sprengen.

So das wars erst mal zur Mechanik, nun kommen wir mal zur Steuerung.

Als PC verwende ich einen alten P4 mit Win7. Die Steuerung ist ein kleines Schmankerl aus dem Hause Benezan. Nämlich ein Triple Beast mit 3Nm Motoren der Firma Nanotec auf allen Achsen.
Als Software kommen zum Einsatz:
Solide Edge ST5 als CAD Programm.
Lazy Cam und Mach3.


Ich werde wenn ich (hoffentlich) dazu komme in einigen weiteren Beiträgen auf die einzelnen Baugruppen eingehen und diese näher beschreiben.

Die Spindeln
Bild hier  
Beschreibung folgt noch :)

Bei Fragen oder Vorschlägen was man noch besser machen könnte, meldet euch einfach bei mir!

Baufortschritt 05.07.2013

Heute konnte ich die Hohlräume der Aluprofile x- und y-Achse mit 2 Komponenten Bauschaum (härtet ohne Luftfeuchte aus) ausschäumen.
Das Ausschäumen machte ich um Schwingungen im Betrieb zu reduzieren.

Hier ein paar Bilder dazu:
Bild hier  Bild hier  

Ok, das mit dem Bauschaum klingt dehr interessant, woher hast du eigentlich die Idee dafür? Wurde das schon erfolgreich getestet, oder probierst du es einfach aus nach dem Prinzip "Kann ja nur besser werden"?

Sonst hab ich an der Konstruktion erstmal nichts Verkehrtes gefunden, nur warum sind die Enden von den Gewindespindeln größer als die Spindeln selbst? Normalerweise werden die Enden doch abgedreht, damit man die Lager raufschieben und festklemmen kann, wie hast du das vor zu machen?

Hallo Geistesblitz,
ja die Sache mit dem Ausschäumen wurde von einem bekannten Empfohlen der sich auch eine Maschine gebaut hat.
Ich bin selbst nicht der Experte in Sachen Schwingungslehre aber Hohlräume sind anscheinend immer zu vermeiden. (Ich selbst studiere Elektrotechnik und als Regelungstechnischer sicht würde ich sagen, der Schaum bedämpft mein Schwingungsfähiges System)

Das mit den Enden hat die folgende Bewandnis, dadurch dass das Ende größer ist, kann ich zum einen größere und stabilere Kugellager (Innendurchmesser 20mm) verwenden. Die Hülsen werden aufgeschrumpft und geklebt. Die Spindeln selbst haben einen Durchmesser von 15,93mm, die Hülsen haben einen Innendurchmesser von 15,83mm.
Ein weiterer Punkt ist dass ich auf meiner heimischen Drehmaschine diese Länge der Spindeln gar nicht bearbeiten kann und die Spindeln laut Fachmann einsatzgehärtet sind. Was beim zuschneiden mit der Flex am Funkenflug auch zu sehen war :)

Ich hab dir mal 2 Bilder von der y-Achse gemacht wo die Spindel geklemmt wird. Das erste von vorne wo die Spindel in die Frontplatte eintritt, das zweite von hinten wo der Motor sitzt.
Anhang 25968Anhang 25969

moin moin,da der Bauschaum keine echte Masse hat, nutzt er als Schwingungsdämpfer wendig bis gar nicht.Besser wäre ein StahlVierkantrohr mit Bausschaum im Aluprofil fest zu machen.Mit GrußPeter

Hallo Zusammen,
Thema Schwingungen wäre die Füllung mit Sand von Vorteil.

Gruß Thomas

Zitat:

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Zitat von Smith-mini-plane

Hallo Zusammen,
Thema Schwingungen wäre die Füllung mit Sand von Vorteil.

Gruß Thomas

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Ich hab mir das ganze nochmal zu gemüte Geführt und darüber geschlafen und ja ihr habt Recht, in Sachen Schwinungsdämpfung ist das wohl eher nicht so der Hit mit dem Bauschaum :D

Aber schau mer mal wie sich die Käsefräse dann irgenwann wenn sie mal fertig ist (Die Lagerschalen und sonstigen Teile von meinem Dad lassen noch auf sich warten :D ) schlägt.

Die Tage habe ich mir noch ne Wassergekühlte 2,2 kW Chinaspindel besorgt für knappe 250€ da wär mir die Suhner Fräse welche ich mir angeschaut habe doch noch einmal 20€ teurer gekommen.
Sobald ich das Teil habe gibts mal n ersten Testbericht und der Rundlauf wird gemessen. Laut Verkäufer sollens ja 0,005mm sein.... das wage ich zu bezweifeln, um maximal 5 bis 10 hundertstel Rundlauf Genauigkeit ergeben Messungen im von Kollegen mit solchen Spindeln. Aber sehr robust sollen diese Dinger sein :D Das klingt doch schon mal gut. Und wer will/kann mit seiner Käsefräse schon auf wenige hunderstel genau arbeiten.... :D

Auch wenn man nicht auf Hunderstel genau arbeiten kann, ist ein Rundlauffehler von 0,1mm auch für den Hobbyisten sehr schlecht.
Denn der bedeutet das ein Zahn 0,1mm mehr schneidet als du programmierst, und der andere 0,1mm weniger. Das hält die mehrbelastete Schneide nicht lange durch.

Die Maßabweichung durch den Rundlauffehler kann man gut kompensieren, aber den hohen Fräserverschleiß leider nicht.
Sofern man nicht so viel damit fräst, können die Zusatzkosten im Vergleich zum Preis einer richtigen Spindel aber auch ignoriert werden.

Ich habe übrigens eine 1,5kW mit WaKü und hatte ca. 0,02 mm Rundlauffehler

das was du sagst stimmt schon, aber es war ja auch nicht die Rede von einem Fehler von 0,1mm, das wäre dann schon etwas zu viel :D Ich will schon im Hundertstel Bereich mit der Genauigkeit bleiben :)

Zitat:

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Zitat von huberschorsch

das was du sagst stimmt schon, aber es war ja auch nicht die Rede von einem Fehler von 0,1mm, das wäre dann schon etwas zu viel :D Ich will schon im Hundertstel Bereich mit der Genauigkeit bleiben :)

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Welche Steuerung wird verbaut !!!
Wenn´s genau werden soll kann ich dir dieses System an Herz legen http://www.uhu-servo.de/servo_de/home.htm
Das heißt wenn du 1mm fahren willst regelt er auch auf ein 1mm ( es gibt keine Schrittverluste )
Platine und Controller bekommst du da für kleines Geld , einziges Problem
Motoren für vernünftiges Geld zu bekommen !!!

Gruß Thomas

Zitat:

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Zitat von huberschorsch

das was du sagst stimmt schon, aber es war ja auch nicht die Rede von einem Fehler von 0,1mm, das wäre dann schon etwas zu viel

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Zitat:

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Zitat von huberschorsch

(...)um maximal 5 bis 10 hundertstel Rundlauf Genauigkeit ergeben Messungen im von Kollegen mit solchen Spindeln

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10 * (1/100 mm) = 1/10 mm = 0,1 mm, also war da doch die Rede von :P
Ich habe damals dem Chinesen in UK vorher gesagt, dass ich die Spindel bei 0,05 mm oder mehr zurückschicken werden. Dank Paypal und EU ist das ja kein großes Problem.
Mehr als die 5 Hunderstel würde ich definitv nicht akzeptieren.

Oh, ja da steht das zehntel :D das hab ich ganz übersehen :D
Schau mer mal wie genau das Ding am Ende ist.

Zur Steuerung, da hab ich n Triplebeast mit 3Nm Nanotec Steppern im Auge:D

Die Uhu ist ne interessante Alternative, müsst ich mal guggn was n vernünftiger Servo kostet.

Derzeit geht leider nicht viel voran. Die Teile lassen noch auf sich warten.
Ich bin aber im Moment dabei auch einen Blog zu dem Thema aufzubauen. Dort wird es dann auch die Pläne frei Verfügbar geben.
http://jtronix.bplaced.net/

Leider hatte ich die letzten 4 Monate keine Zeit meinen Baubericht weiter zu schreiben.
Aber es gibt eine gute Nachricht!
Das Teil ist feritg!

Bilder folgen hier!

Gefräst wurde bereits Multiplex, Vollholz, GfK im Wasserbad und Aluminium im Wasserbad zu meiner vollstend Zufriendenheit.

Sicherer Vorschub auf allen Achsen sind nach aktuellem Stand 3200 mm/min, ich bin aber noch am Experimentrieren, da geht sicher noch mehr.
Der Spindelrundlauf wurde auch gemessen, dieser beträgt 0,071 mm (Da hatte ich zum Glück Zugang zu einem richtigen Vermessungstisch incl. Equipment)

Anhang 26836

Coole Sache, sieht auch gut aus, das Teil, recht schlicht aber trotzdem effektiv.

Ich komm jedenfalls mit meiner CNC derzeit auch wieder weiter, da endlich die Gewindespindeln vom Dreher zurück sind. Heute mal den ersten Frästest gemacht, scheint genz gut zu laufen. Am Wochenende werde ich dann auch mal ein Teil damit fräsen.

http://www.youtube.com/watch?v=x0Ic6AK0k1A

jap, schlicht effektiv und alles leicht zu warten.
Die energieführungsketten des chinesen meines vertrauens fehlen noch und eine absaugung ist in Bau.

Schön dass es bei dir auch voran geht.
Besonders begeistert bin ich von der TripleBeast, das Ding läuft einfach und hat richtig Power.

Ich bemerke gerade erschrocken, dass das hier ja gar nicht der große CNC-Thread ist :S

Tut mir Leid, mein Gerät in deinem Thread gepostet zu haben, das hatte ich eigentlich nicht vor.

@Admins, Mods oder ähnliches: könnte man den Beitrag eventuell verschieben? Ist mir irgendwie peinlich...

kein ding :D dass passiert mal, bringt n bisschen Abwechslung rein :o