Große CNC-Mechanik 2000x700x80 mm für Holzwerkstoffe

Hallo zusammen ! :)

Nachdem ich 1994 meine erste CNC-Steuerung (CNC-Power von D.Werner) ausprobierte schwelte in mir die Idee, eine große und gleichzeitig stabile Mechanik zu bauen, mit der auch Formate von 200cm x 60 cm bearbeitet werden können: Lochbohrungen, Dübel setzen, Nuten fräsen, Konturen und Rundungen herstellen an Schrankseiten; Treppenwangen und -stufen fräsen. Nachfolgend möchte ich gerne einige erwartete Probleme umschreiben und kurz erläutern, wie ich diese zu lösen gedenke.


Beschreibung folgt (Manfred Moderator)

Zitat:

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Zitat von JohnZorn

wenn zB. die Frässpindel hoch oben auf der X- und Y-Achsen-Führung thront wie ein Gummiball auf der Nasenspitze eines Seehundes.

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Wenn die Fräse nicht so verdammt groß wäre, würde ich die Spindel nicht in allen 3 Achsen verfahren sondern nur in zwei.


Nimmt man für die Spindel Y und Z würde der Tisch in X verfahren, aber die Achse müsste doppelt so lang sein (also 4m).

Den Tisch in Y-Richtung zu verfahren kann man auch gleich vergessen, denn dann wäre das Portal viel zu lang (=> instabil)

Die letzte Variante, nämlich den Tisch in Z Richtung zu verfahren, ist bei dieser Größe wohl auch nicht machbar.

Zitat:

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Sorry, ich reiche den Rest schnellstmöglich hinterher!

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Nur keine Eile Du kannst es auch gerne Abschnittsweise machen, vielleicht ist es sogar gut, wenn nicht zuviel Stoff auf einmal kommt und das Ganze ein bisschen interaktiv ist.
Nacharbeiten kann man auch noch wenns sein soll.
Manfred

Hallo John,

Dein projekt interessiert mich, weil ich genauso ein Teil bauen werde.
Allerdings will ich kein Holz sondern Alu fräsen/gravieren. D.h. das teil muß noch stabiler sein. außerdem kommt ein Digitaldrucker drauf, mit dem ich die gefrästen Platten gleich in 4 oder 6 Farben drucken kann.
Die Maschine wird etwas Komplizierter weil es kein echtes Portal wird (Tisch fest, Portal verfährt in x und y, z-Achse am Portal) sondern eine sog. Bettfräsmaschine (Portal fest, Spindel verfährt am Portal in y und z, Tisch verfährt in x). Die Maschine wird dadurch zwar doppelt so groß aber superstabeil bzw. die Schwingungen an der Spindel minimal.

Ich hab mir gute Kugelumlaufspindeln von Berger-Lahr ausgeguckt. Nicht ganz billig, aber mit schlechterer Qualität wird man bestimmt nicht froh. Bei deiner maschinengröße würde ich die Finger von trapezspindeln lassen!

Die Spindel muß auch etwas kräftiger sein (hohe Belastung bei Dicke 60mm!). KAVO macht da ganz gute Sachen.

Vielleicht können wir unsere Maschinen gemeinsam bauen und so Geld sparen???

Würde mich interessieren. was Du davon hältst...

Gruß
opl

@Manf: Endlich mal einer, der keinen Stress macht. ;)
P.S.: Könntest Du ggfs. das Einstiegsposting löschen? Ich vermute mal, dass Du im Besitz des Admin-Kennwortes bist.

@opl: Klar! Ich mach jeden Unsinn mit ! :)
Ich gehe gleich nochmal auf Dein Posting ein, ich will nur kurz mein hochnotpeinliches Einstiegsposting von Montag ersetzen:


+snip+


Hallo zusammen !

Nachdem ich 1994 meine erste CNC-Steuerung (CNC-Power von D.Werner) ausprobierte schwelte in mir die Idee, eine große und gleichzeitig stabile Mechanik zu bauen, mit der auch Formate von 200cm x 60 cm bearbeitet werden können: Lochbohrungen, Dübel setzen, Nuten fräsen, Konturen und Rundungen herstellen an Schrankseiten; Treppenwangen und -stufen fräsen.

Nachdem ich das Forum nun halbwegs erkundet und durchforstet habe stelle ich fest, dass die meisten hier besprochenen Mechaniken für sehr filigrane Arbeiten wie Gravieren, Fräsen und Bohren zB von Leiterplatten oder Aluminiumhalbzeug mit gleichzeitig sehr geringen Fräserdurchmessern verwendet werden (sollen).
Nun ist die Mechanik, die ich realisieren will zum einen hinsichtlich der Abmessungen außerhalb dieses Rahmens, da sie voraussichtlich 3000x800mm groß werden wird, ganz einfach weil der Anwendungszweck ein ganz anderer ist. Zum anderen ist da der Punkt Motorleistung der Fräse, die hier bei 800-1100 Watt liegen muss um auch große Fräser sicher an- und durch den Werkstoff zu treiben. Damit sind auch die Vorschubkräfte höher.

Nachfolgend möchte ich jetzt gerne einige von mir erwartete Probleme, welche diese CNC-Mechanik betreffen, umschreiben und auch kurz erläutern, wie ich diese zu lösen gedenke.
Und natürlich meine Vorschläge begründen.



Etwas Grundlegendes zum Thema Führungen
Weit verbreitet sind die Linearführungen, die aus den geklemmten oder gefrästen Wellen und zugehörigen Laufwagen bestehen. Ich möchte davon absehen, diese zu verwenden, weil zum einen die Dimensionen der Anlage die Kosten für entsprechende Profile explodieren lassen würden. Zum anderen glaube ich nicht, dass eine ungünstige Maschinengeometrie, die allenfalls mit entsprechend gewaltig dimensionierten Führungen ausgeglichen werden kann, das Schicksal aller Tüftler sein soll.
Egal, wie massiv eine Maschine ausgeführt würde: Der Elastizität der Metalle, aus der die Führungssysteme hergestellt sind, wird man nicht entkommen - vor allem, wenn zB. die Frässpindel hoch oben auf der X- und Y-Achsen-Führung thront wie ein Gummiball auf der Nasenspitze eines Seehundes. Es erscheint mir schlicht unlogisch, die geometrische Frage mit einer Materialschlacht zu beantworten. So unlogisch, wie eine 10 Meter hohe Leiter an der untersten Sprosse senkrecht halten zu wollen, statt sie einfach an die Wand zu lehnen. Ist die richtige Lösung denn nun, dass man die Leiter bis zur 1sten Sprosse in ein Spezial-Stahlbetonfundament eingießt und die Leiter selbst aus 20mm starkem Karbonfaser-Stahl fertigt??


Entsprechend einem Fahneneid des Politikers (hust, hust..) habe ich mir also gelobt, folgende Dinge unbedingt zu tun bzw. zu lassen:

1. Der Fräser, an dem die Schubkräfte und Vibrationen auftreten, soll möglichst dicht an (und soweit als möglich in einer Linie mit) den jeweiligen Führungen liegen. Das Fräswerkzeug befindet sich idealerweise auf gleicher Höhe zwischen den Führungen, um Hebelwirkungen zu vermeiden. Also: möglichst flach bauen.

2. Statt mich für die Mechanik, und insbesondere für Mega-Ultra-Teuer-Linearführungen finanziell zu ruinieren, will ich Low-Cost & "Low-Tech" mithilfe von selbstgebauten Rollenführungen praktizieren. Das begründe ich damit, dass die Industrieführungen zwar theoretisch hochgenau sind, aber bei entsprechenden Belastungen (wie zB eine 13x26mm Nut in Buche-Massiv mit einem 30mm Fräser ziehen) eher wie Bambus im Wind aussehen. Die Genauigkeit ist also im engeren Sinne nur theoretisch, denn durch die auftretenden Kräfte in der Praxis werden diese relativiert. Zudem weist zB THK in seinem Katalog ausdrücklich darauf hin, dass starke Vibrationen und Stösse die Lebensdauer und Präzision der Führungssysteme stark beeinträchtigen.
Vibrationen und Stösse kann ich aber nicht ausschliessen: wenn mal ein ausbrechender Ast im Werkstück dem Fräser eine Ohrfeige verpasst oder ein sich aufrollender Aluspan die Fräserschneiden wegschleudert? Dann darf ich mir neue Führungen kaufen? Tut mir leid, aber ich hab mit meinem Geld noch was anderes vor, gelle ? ;)


Gute Erfahrungen gemacht habe ich mit dem, auch in der u.g. Zeichnung dargestellten, System der gegeneinander verspannten Kugellagerführung. Die Probleme bei der Präzision und Leichtgängigkeit habe ich dabei umgangen, indem ich
· die Führungsnut, auf der die Kugellager aufliegen mit einem 4,0 mm starken Edelstahlblech versehen habe und
· die Edelstahlbleche zunächst auf eine exakt parallel geschnittene Leiste verschraube und diese erst anschliessend in die große Nut verschraube. (Bild)
· Die große Nut unterstützt dabei an den Auflageflächen die Aufnahme der Andruckkraft der Rollen durch den großen Querschnitt des genuteten Profiles.

Verwendet habe ich (bzw. 'wir') dieses Prinzip zB für einen Schiebeschlitten für eine Formatkreissäge mit dem Format LxBxH 2400x300x80mm und einer effektiven Schublänge von 2600mm. Die Edelstahlnuten befinden sich dabei im Schiebeschlitten, während die Kugellager in einem 1200mm langen U-Profil (B=220mm, H=80mm) aus 10mm Schwarzstahl montiert sind.
Die Konstruktion ist hinsichtlich Laufruhe, Leichtgängigkeit und Präzision gegenüber dem Schlitten einer professionellen Formatkreissäge wie zB MARTIN oder ALTENDORF hoch überlegen! Die guten Erfahrungen mit dem Schiebeschlitten und seine inzwischen bewiesene Praxistauglichkeit und Robustheit sind der ausschlaggebende Punkt dafür, dass ich mit Linearführungen via THK etc. nicht mehr arbeiten möchte. Ein vergleichbares Modell mit Elementen der Firma "MayTec" hätte übrigends schlappe 800 Euro gekostet- ohne Kleinteile!
So waren es, für die Kugellager-Version, 12.- für Kugellager bei Ebay, 70 Euro für Birken-Multiplex, ~40 Euro für Edelstahl und Halbfabrikate und ein paar Schweisselektroden. Gespart: mal eben 680 Euro. Und ob die teure Variante bei diesen Belastungen tatsächlich noch so präzise ist wie meine "Low-Tech-Version" bezweifle ich stark. Zumal MayTec seine Aluprofile ja schon mit Toleranzen von 2/10 angibt. ;)


Nachfolgend also erstmal die Skizze zum Aufbau des X-Achsenprofils:
(Maßstab etwa 1:1)

Bild hier  

Erläuterung zur Skizze:
Das feststehende Blockprofil (orangefarben, L=3000mm) nimmt in seinen beiden stramm gefrästen Nuten die Halteprofile auf, die bereits mit den Edelstahllaufblechen zu einem festen U-Profil verschraubt sind. An der Seite, die zur Mechanikmitte zeigt ist eine Hohlkehle in das Stammprofil und in die Passleiste eingefräst, die eine Antriebsspindel mit D=20mm aufnimmt und mit 0,5mm Spiel führt. Damit schlägt und eiert die Spindel trotz ihres geringen Querschnittes nicht, die Masse (und damit die Trägheit der Spindel) kann gering bleiben. Die Laufflächen, in denen sich Spindel dreht werden vernünftig geschliffen, mit PUR-Lack versiegelt und dann mit PowerGreen (Keramik-Gleitmittel) oder Silbergleit abgerieben - dann ist auch die Reibung kein Problem mehr Die Übertragung der Bewegung von der Trapezspindel auf den Laufwagen (=das "Portal") wird durch einen Mitnehmer realisiert, der auf der Unterseite des Laufwagens eingelassen ist und per Federdruck in die Trapezspindel gedrückt wird.

Die Teile des Laufwagens sind, da die Arbeitsfläche 2000mm betragen soll, maximal in L=1000mm ausführbar. Aus Gründen der Festigkeit will ich dieses Potential auch gerne voll ausnutzen, zumal Werkstücke über 2000mm auch gerne gedreht oder durchgeschoben werden können. Indem der Fräser ebenfalls recht tief liegt (in etwa in Höhe der Kugellager) entsteht faktisch auch bei hohen Vorschüben keine Neigung oder Biegung des auf den seitlichen Laufwagen aufsitzenden Traggefaches, welches die Y-Achse aufnimmt.



+snip+

So, bis hierhin erstmal meine Überlegungen.
Jetzt könnt ihr mich in der Luft zerreissen.. ;-)

@opl: Für Teamwork bin ich gerne zu haben - nur für's Geldausgeben halt nicht. ;) Ich habe gelesen, dass Du Alu fräsen möchtest. Das sollte eigentlich auch auf der CNC problemlos sein, denn die CNC-Mechanik nimmt mir ja nur die Führung der Fräse ab. Das Zerspanen von Alu mit der Oberfräse ist ja auch von Hand möglich und tägliche Praxis, wenn man Drehzahl, Vorschub, Schneidengeometrie (neg. Schnittwinkel!!!) u -material, Zustellung etc. entsprechend wählt. Dann geht es sogar durch das Alu wie Butter. Auch das Problem der Faserrichtung wie beim Holz, welches den Fräser tangential wegzudrücken versucht, ist beim Alu nicht gegeben. Aluminium ist wirklich ein tolles Material (wenn man den richtigen Fräser hat)!

Ob man auch Stahl mit einer Fräse bearbeiten kann - das wüsste ich auch zu gerne. Auf der InterModellbau habe ich mal einen Messestand gesehen, der entsprechende Fräser zu haben schien, allerdings führte er sie nicht vor. Mann! - das wäre ja was ! :)

Mich würde Deine bisherige Planung sehr interessieren. Auch und gerade weil Du einen ganz anderen Lösungsweg im Auge hast. Vielleicht kann man voneinander abgucken? Und wie funzt das mit dem Digitaldrucker?

Grüße,
Michael

P.S.: Ich knabbere noch ziemlich an dem Problem der Arretierung des zu bearbeitenden Werkstückes auf dem Maschinentisch. Ich dachte an Bohrungen im Maschinentisch, in denen sich der Hals eines alten Fahrradventiles befindet und bei Kontakt durch ein aufliegendes Werkstück den Anschluss zur Vakuumpumpe öffnet. Aber so richtog klar ist mir das Ganze noch nicht.... :(

Hallo John,

ich seh das genauso wie Du. Diese teuren Alu-Linearführungen sind auch nicht das Gelbe vom Ei. Richtig gute Führungen sind dann noch teurer.
Aber wozu brauchen wir die?? Um Vorschübe von 100m/min zu fahren? Wohl kaum!

Die Spindel möglichst tief und nah an der Führung anzuordnet ist natürlich schlau. Die meisten professionellen Graviermaschinenhersteller machen das komischerweise nicht immer.

Deine Konstruktion hat was Geniales weil sie so einfach ist und auf günstigen Materiaölien aufbaut. Hab aber noch letzte Zweifel ob die Kräfte (Schwingungen!), die beim Fräsen entstehen auf Dauer aufgenommen werden können. Was aber nicht das Problem bei ner Hobbymaschine ist. Erstens wirst Du damit kaum 16 Std. am Tag arbeiten und zweitens, wenn was verschlissen ist, tauschst Du das eben mal schnell selber aus.
Ist es nicht so, daß die Führung an der Kreissäge gleichmäßige Belastungen hat (also nahezu gleichgroße Kräfte immer aus einer Richtung)? Beim Fräsen sind die Belastungen doch komplexer und unberechenbarer? Wie auch immer: Deine Konstruktion dürfte waagerechte und vertikale Lasten aufnehmen. Die Frage ist nur:
1. ist Multiplex fest genug (geringe Durchbiegung)
2. sind die Lager/Führungen spielfrei ohne zu klemmen?

Wie das mit dem Mitnehmer aussieht hab ich noch nicht verstanden. Ist das so eine Art halbe Trapez-Mutter?

Ich will meine Maschine gewerblich nutzen und möglichst auch verkaufen. Das geht natürlich nur über Qualität und den Preis.
Eine vergleichbare Neumaschine in Deiner Größe mit ner guten Frässpindel und Vakuumtisch kostet schlappe 40.000 Euro! Die Steuerung und Software, die die verhökern ist ein schlechter Scherz! Also: selber bauen!

Habe lange darüber nachgedacht, den Antrieb auf billigen altmodischen Zahnstangen/Zahnrädern aufzubauen (so wie bei unserer Stanzmaschine, die tatsächlich extrem belastet wird, extrem schnell ist und seit 16 jahren 12 Std/Tag absolut problemlos läuft). Der Antrieb ist fast so aufgebaut wie Deine konstruktion, statt Trapezspindel ist nur ne Zahnstange dran. Die Kugellager laufen nicht oben/rechts auf einer Rechteckleiste sondern auf einer Schwalbenschwanzführung (Trapezform).

Zum Thema Stahl fräsen: Sone Portalmaschine kann niemals eine Steifigkeit haben, die mit ner Hardcore-Bettfräsmaschine vergleichbar ist. Deshalb kann man Alu auch nur mit kleinerem Vorschub und/oder kleineren Fräsern bearbeiten. Oder mit hohen Drehzahlen ("High-Speed-Cutting") wo längst nicht so hohe Kräfte entstehen. Bei Stahl funktioniert das nicht! Da kann man höchstens gravieren.

Werkstückbefestigung: Kennst Du die Vakuumplatten? www.vakuumplatten.de (oder so ähnlich?). Kann man natürlich auch selber fräsen. Ich glaub die funktionieren so, daß die vielen Löcher an der Oberfläche, die nicht vom werkstück abgedeckt werden, einfach mit irgendwelchen Platten aus acryl, Karton oder sowas abgedeckt werden. Zwischen Vakuumpumpe und Vakuumplatte ist dann einfach ein Handventil geschaltet.
Ansonsten würde ich für kleine Teile ein paar Bohrungen im Tisch vorsehen, an denen ein kleiner schraubstock festgemacht wird.

Fräser: www.crown-norge.no

Nochmal zu Deiner Konstruktion:
Sollte das mit den Kugellagern so funktionieren, würde ich statt ner Multiplexleiste das Ganze aus Stahlblech (wenns sein muß 3mm dick?) zu einem Profil kanten (wir haben ne komplette Blechfertigung: Lasern, Stanzen, Abkanten...). Abkanten hat den netten Vorteil, daß die Kanten immer sehr gerade sind und an der Biegelinie hohe Festigkeit entsteht. Also allemal nem Aluprofil überlegen. Der Laufwagen ebenso. Befestigungsbohrungen fürs Portal und die Lager werden vorher zehntelgenau CNC-mäßig reingelasert. Die Lager dürften auch auf Stahl laufen? Ggf wird ne VA-Leiste aufgeschraubt. Dann aber als U-Profil dann kann man sich das Halteprofil MPX 20x49 schenken.

Ich schlag Dir folgenden Deal vor: Wir machen die Einzelteile kostenlos, Du hilfst mir bei der Steuerung (da hab ich nämlich Null Ahnung von).
Dann gibts höchstens transportkosten. Hoffentlich wohnst Du nicht am anderen Ende Deutschlands.
Als Software hab ich mir das nccad von Fa. ibe ausgeguckt. Damit arbeiten wir schon länger und die ist gut! Werkzeugbauer programmieren damit ihre Werkzeugfräsmaschinen. Damit kann man leicht bohren womit viele Leiterplattenhersteller seltsamerweise ein Problem haben.
Ich fang schonmal mit der Konstruktion an...
Ich arbeite mit nem 3D-CAD, da kann ich Dir die Zwischenergebnisse z.B. als jpg zumailen. Das foto ist natürlich nur ein Beispiel.

Meine Email: info@showme.de

Gruß
opl

Sehr schön dass sich auch noch andere gegen die sauteuren Linearführungen entschieden haben ;-) auf in den Kampf ;-)

Im Moment bin ich auch am überlegen wie man so was am besten baut. Verspannte Kugellager nehm ich auf alle Fälle allerdings baue ich meine Führung geometrisch nicht so kompliziert wie im obigen Bild.

Dabei bin ich jetzt noch am Überlegen was ich als Führungsleisten nehmen will und bin zum Schluss gekommen das kaltgezogene Vierkantleisten aus einem besseren Stahl (VA1, VA2, KEIN St37) eine gute Möglichkeit sind. Die sind nicht verzundert und haben laut Tabellenbuch und DIN/ISO eine sehr geringe Formtoleranz im für uns benötigten Abmessungsbereich.
Tabellenbuch liegt leider im "G'schäft" vielleicht könnt ja jemand schnell nachschauen...

Zu den anderen Fragen: Stahl kann man Fräsen, eigentlich wird Stahl (und alles andere auch, sogar GFK) heutzutage nur noch gefräst. Aber auch Stahl ist nicht gleich Stahl. Da gibts deutlich spürbare Unterschiede.
Aber auf so einer Deckel-Fräse macht das nen rießen Spaß wenn einem die Späne nur so um die Ohren fliegen, hätt ich auch nicht gedacht ;-)

Alu ist überhaupt gar kein Problem. Das einzige Problem ist das sich nicht alle Alulegierungen gut zerspanen lassen sondern zu weich sind und zum schmieren neigen. Um mal ein Gefühl dafür zu bekommen kann man ja einfach mal ein Stück Alu nehmen und ein Loch reinbohren. Da saust der Bohrer einfach durch, selbst wenn man die Hand nur auf den Z-Hebel auflegt. 400 - 500 UpM reichen dafür locker aus. Beim Fräsen ist das ein bisschen anders aber auch nicht viel schwerer. Werkzeugdrehzahl und Vorschub müssen eben zum Werkzeug passen. Dann klappt das auch.

Holz ist für die Fräser und andere Spanwerkzeuge übrigens viel schwieriger als Metalle wie Stahl und Alu. Die erzeugte Wärme wird nämlich nicht über das Werkstück abgeführt. Die Hitze bleibt und sammelt sich. Kühlschmiermittel sind bei Holz auch nicht verwendbar. Dadurch ist die Belastung für das Werkzeug höher und es wird schneller stumpf.
Hab ich erst vorgestern mit der Bandsäge gehabt. Das sieht man auch daran das die Werkzeuge (z.B. Sägeblätter) für Holz grober und massiver sind.

Zum Thema abgekantetes Blech: Dumm ist dabei dass die Geometrie nicht gehalten wird. Die abgekanteten Seiten fallen stark ab, die Oberfläche wird bauchig.

Gruß, Sonic

Hi sonic,

"Dabei bin ich jetzt noch am Überlegen was ich als Führungsleisten nehmen will und bin zum Schluss gekommen das kaltgezogene Vierkantleisten aus einem besseren Stahl (VA1, VA2, KEIN St37) eine gute Möglichkeit sind. Die sind nicht verzundert und haben laut Tabellenbuch und DIN/ISO eine sehr geringe Formtoleranz im für uns benötigten Abmessungsbereich.
Tabellenbuch liegt leider im "G'schäft" vielleicht könnt ja jemand schnell nachschauen"

Toleranzen weiß ich auch net auswendig, auf jeden Fall innerhalb 0,1mm.
Ich mach gerade nen Versuch mit ner Führung aus St52K. St52K ist minimal teurer als St37 aber deutlich billiger als VA und hat ne ähnliche Festigkeit (=Biegesteifigkeit).

Wenn Du auf ner Deckel fräst, kannste Vorschub geben. Auf ner großformatigen Portalmaschine gibts halt von Hause aus das Problem der Maschinensteifigkeit. Aber versuch mal ne Stahlplatte 2mx1mx50mm auf ne selbstgebaute Fräsmaschine zu legen.... Das fängt schon damit an die 0,8 Tonnen zu hantieren. So Maschinen können nur für leichte Zerspanung herhalten, z.B. Acryl, Holz, höchstens Alu. Was auch interessant ist, ist Laserschneiden von Acryl. Laseraggregate mit 100W Leistung kosten heut nicht mehr die Welt.

"Blech-Biegen": Klar, wenn du das Blech übers Knie biegst, haste nen Bauch. Auf ner anständigen Gesenkbiegepresse kriegst Du Genauigkeiten und vor allem Geradheit hin, die ganz locker mit jedem Aluprofil mithalten kann.

Was bei der konstruktion oben ein problem geben könnte, wäre der Mitnehmer. Ich finde, der muß sehr stabil sein, weil der allein schon für den riesen Tisch schon ganz schön zu schleppen hat. Und dann noch Zerspanungskräfte + Schwingungen...?

Gruß
opl

Zitat:

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Zitat von opl

...
Toleranzen weiß ich auch net auswendig, auf jeden Fall innerhalb 0,1mm.
Ich mach gerade nen Versuch mit ner Führung aus St52K. St52K ist minimal teurer als St37 aber deutlich billiger als VA und hat ne ähnliche Festigkeit (=Biegesteifigkeit).

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Hab nachgeschaut, im 20mm Bereich h11, später gehts auf h12 über.
h11 sind bei 20mm ca. 0,03 mm, aber ohne Gewähr müsst ich nochmal nachschauen....

Zitat:

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Zitat von opl

Wenn Du auf ner Deckel fräst, kannste Vorschub geben. Auf ner großformatigen Portalmaschine gibts halt von Hause aus das Problem der Maschinensteifigkeit. Aber versuch mal ne Stahlplatte 2mx1mx50mm auf ne selbstgebaute Fräsmaschine zu legen.... Das fängt schon damit an die 0,8 Tonnen zu hantieren. So Maschinen können nur für leichte Zerspanung herhalten, z.B. Acryl, Holz, höchstens Alu. Was auch interessant ist, ist Laserschneiden von Acryl. Laseraggregate mit 100W Leistung kosten heut nicht mehr die Welt.

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logisch, is klar das man 800Kg erst mal bewegen muss, das ist aber auch nicht meine Welt. Meine Werkstücke werd ich alle locker alleine heben können. Aber für die Fräskräfte ist die reine Masse nicht ausschlaggebend. Für die Maschinensteifigkeit natürlich, das ist klar. Aber ihr wollt ja Holz fräsen das ist nicht so schwer.

Bei einer Kniehebelfräse ist das Gewicht wichtig, der Tisch biegt sich sonst nach unten. Die reinen Fräskräfte bleiben die selben.

Bei einer Portalfräse ist das Gewicht eher Nebensache, für die Genauigkeit jedenfalls. Die Fräskräfte hängen vom Werkzeug und vom Vorschub ab. Die Teile die die Fräskräfte aufnehmen (hauptsächlich Momente am Fräser und an der Spindel und dann auf die X-Achse) müssen auch stabil genug sein, auch klar. Bei Plattenmaterial ist das einfacher der Fräser und das Portal kann niedriger sein, damit werden die Momente kleiner, bei höheren Werkstücken wird es dann kritisch.

Meine Idee war die Führungsleisten auf Vierkantrohr aus St37 zu montieren und die Rohre mit Beton auszugiessen (Biegesteifigkeit, Vibrationsaufnahme, Trägheitsmoment). Damit hätte ich glaube ich ein schönes stabiles Maschinenbett. Meine Fräßer werden höchstwahrscheinlich auch nicht über 10mm Durchmesser kommen, bleibt also alles im Rahmen.

Zitat:

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Zitat von opl

"Blech-Biegen": Klar, wenn du das Blech übers Knie biegst, haste nen Bauch. Auf ner anständigen Gesenkbiegepresse kriegst Du Genauigkeiten und vor allem Geradheit hin, die ganz locker mit jedem Aluprofil mithalten kann.

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Ne ne, ich meinte schon das Abkanten. Fahr mal mit nem Schmirgel drüber dann weist du was ich meine ;-)

Zitat:

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Zitat von opl

Was bei der konstruktion oben ein problem geben könnte, wäre der Mitnehmer. Ich finde, der muß sehr stabil sein, weil der allein schon für den riesen Tisch schon ganz schön zu schleppen hat. Und dann noch Zerspanungskräfte + Schwingungen...?

Gruß
opl

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Mitnehmer find ich auch kritisch, Ich hab es so vor das die Spindel ziemlich direkt durch den Schlitten läuft und die Mutter(n) fest mit dem Schlitten verbunden sind. Die Zerspankräfte sollte er nicht aufnehmen müssen, das sollte schon das Bett übernehmen zumindest quer zur Spindel. Parallel dazu bleibt ihm nichts anderes übrig. Vibrationen lassen sich aber leider nicht vermeiden

Gruß, Sonic

Hi sonic,

soweit so gut.

h11?! Also die Profile sind genauer als Trapezspindeln?

Warum Beton? Ist das kaltgezogene Zeug nicht immer Vollmaterial?

Was ist wenn Du Rundstahl nimmst mit engerer Toleranz? Oder 2 runde Führungen, also je Kugellager eine? Auf die Kugellager muß dann natürlich eine passende Rolle, die dürfte auch weniger Spiel haben. Gibts vielleicht passende gehärtete Rollen???? An der Maschinenaußenseite einfach mit Stegen die Rundstähle verbinden und ratzfatz ists saustabil....?

oder nicht?

Gruß opl

Zitat:

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Zitat von opl

Hi sonic,
soweit so gut.
h11?! Also die Profile sind genauer als Trapezspindeln?

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Japp h11, Trapezspindel weis ich nicht auswendig, wichtig sind die Führungen die haben meistens H7/h6, jedenfalls wenn sie aus Rundmaterial sind...

Zitat:

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Zitat von opl

Warum Beton? Ist das kaltgezogene Zeug nicht immer Vollmaterial?

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Beton nur zum Ausfüllen des Maschinenbettes aus 80x80 Vierkantstahlrohr. Darauf kommen dann die Führungsleisten aus Vollmaterial...
Bei euch sollte es ein bisschen dicker sein...

Zitat:

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Zitat von opl

Was ist wenn Du Rundstahl nimmst mit engerer Toleranz? Oder 2 runde Führungen, also je Kugellager eine? Auf die Kugellager muß dann natürlich eine passende Rolle, die dürfte auch weniger Spiel haben. Gibts vielleicht passende gehärtete Rollen???? An der Maschinenaußenseite einfach mit Stegen die Rundstähle verbinden und ratzfatz ists saustabil....?
oder nicht?
Gruß opl

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Rundstahl ist teuer und würde sich in der dargestellten Anordnung schon durch das Verspannen der Rollen/Lager verbiegen. Die Stangen müssten praktisch alle Kräfte aufnehmen. Das würde sie groß und teuer machen.

Ich stell mir das so vor das ich die Leisten eben auf das Bett montiere dadurch können sie sich nur soweit durchbiegen wie das Bett.

Ich schau mal ob ich noch ne Skizze zustande bekomme. Ob ich Kugellager verwende oder die Führung gleitend auslege weis ich noch nicht.

Gruß, Sonic

Mal ne Frage von einem CNC-Newbie: Wo gibt es denn Trapezspindeln zu kaufen?

Jan

@Jan Weber: an allen zertifizierten Geldannahmestellen! ;)
Nö, mal im Ernst: maedler.de ist wohl eine gute Adresse. Such mal die Foren durch, da gibt es jede Menge Links!

@opl, sonic:
Schön euch so emsig (und fachkundig) diskutieren zu sehen! ;)
Tjo, leider ist's wieder recht spät geworden heute, sodass ich mich heute gar nicht mehr so recht einklinken kann.

Da bleibt mir nicht viel als Euch noch einen schönen Abend und ein noch schöneres WE zu wünschen!

Gruß,
JZ

@opl: hübsche Marktnische hast Du Dir da ausgesucht...
Sehr edel, die Dinger. Respekt! ;)

Hi John,

Marktnische ist gut. Nur zahlt keiner was dafür.

Hab nochmal über Deine Führung nachgedacht. Bei 2m Länge wäre mir Multiplex etwas unstabil. Ich neige im Moment auch eher zu nem Zahnstangenantrieb, d.h. das Grundgestell hat zwei angeschraubte 2m lange Zahnstangen, der verfahrbare Tisch 2 Servos oder Schrittmotoren mit Stirnrad. Die beiden Motoren müssen natürlich synchron laufen.

Bei mir wäre das Grundgestell 5m und der Tisch 2,5m lang. Hab mal nachgeguckt: 5m Trapezspindeln kann ich nur mit 600U/min fahren. Für den Eilgang ist mir das entschieden zu wenig (ca. 4,2m/min). Bei 5m gibts probleme mit Knickbelastung, Schwingung usw. Und wenn ich 5m lange Spindeln bestelle bezahl ich mich zum armen Mann für Transport+Maut+...
Zahnstangen kann man anreihen, die knicken nicht und schwingen nicht. Ich kann also richtig Gas geben (bis 100m/min). Dann gibts das nächste Problem: bei der Geschw muß ich Lichtschranken drumrumbauen .... (und bei der Größe wird die Gewerbeaufsicht das Teil bestimmt net übersehen).

Die Führungen mach ich wie in Deiner Zeichnung, nur nicht aus Multiplex sondern Stahl/Edelstahlblech.

Y- und Z-Achse seh ich nicht kritisch, das dürfte mit Trapezspindeln ganz gut klappen.

Gruß
opl

Zahnstange über 2m Länge? Warum nicht die Führung wie gehabt, und Antrieb über Zahnriemen/Stahlseil?

Gruß, Sonic

Hi sonic,

hab Zweifel, ob Zahnriemenatriebe für Fräsbearbeitung wegen der ungünstigen und hohen Kräften so das Richtige ist??

Gruß
opl

Naja, in den Ausmassen ist eigentlich jeder Antrieb nicht gerade einfach ;-) Zahnstange hat halt Verschleiß und Spiel. Mit Zahnriemen mein ich auch sicher nicht so einen aus einem Scanner oder Drucker...die gibt's auch in ganz groß und Faser/Stahl verstärkt...

Allerdings sollten die Fräse (speziell die Führungen) so ausgelegt sein, dass die Kräfte am Antrieb nicht ungünstig sind. Die ungünstigen Kräfte sollten erst gar nicht zum Antrieb gelangen...

Au da fällt mir doch glatt noch ein Kettenantrieb ein. Das wäre ne Alternative...

Gruß, Sonic

Moin,
bin neu hier, aber nicht in der Materie... Zahnriemen würd ich nicht nehmen, selbst die mit Stahleinlage weiten sich, werden warm, weich. Und wenn der erste Draht im Riemen dann gerissen ist und aus dem Material rauspiekt, wirds schnell kostspielig. Wir sind vor vielen Jahren (ok, die Riemen mögen besser geworden sein) reumütig nach miserablen Erfahrungen zu Kugelumlaufspindeln zurückgekehrt.

Bei Nanotec hab ich heute Linearantriebe gesehen, bei denen eine Umlaufmutter in einem Schrittmotor drinsteckt. Das geht von M6 x 1 bis TR 10 x 2. Wenn ich das richtig verstanden habe, bringen die 'Endlos'-Antriebe bis 300 N Antriebskraft auf die Matte.
http://nanotec.de/page_linear__de.html

Habt Ihr Euch für Eure Führungsschienen schon was für die Staubentfernung überlegt? So eine satt verbackene, festgefahrene Mischung aus Frässtaub und Schmiermitteln könnte aus den VA-Schienen einen netten, grob gepflügten Acker machen...

Wenn man nun aber schon mal so ein ungewöhnliches Lager konzipiert, könnte man doch auch daran denken, die Brücke für die Y-Achse gegenläufig zum X-Schlitten in einem weiteren Schienensatz zu fahren. Die Basis dafür muß ja nicht unbedingt ein ganzer Meter sein. Kommt drauf an, was wichtiger ist: Kleine Maschinengrundfläche oder Herstellaufwand. Aus der Erfahrung mit einem auch immer größer gewordenen System zum 5-achsigen Fräsen von Knochenmodellen für die chirurgische Operationsplanung erinnere ich, daß die Fläche bei potentiellen Kunden wirklich ein entscheidendes Problem sein kann.

Gibt's hier einen Photo-Bereich? Da könnte ich mal ein Bild von dem Ding hinlegen, wenn es interessiert.

Gruß,

U.

Zitat:

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Zitat von opl

Hallo John,

ich seh das genauso wie Du. Diese teuren Alu-Linearführungen sind auch nicht das Gelbe vom Ei. Richtig gute Führungen sind dann noch teurer.
Aber wozu brauchen wir die?? Um Vorschübe von 100m/min zu fahren? Wohl kaum!

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Nachtrag: Zum Thema Linearführungen - kennt Ihr diese neuen Glitschdinger von igus? Das sind die Leute, die auch die Energie-Schleppketten bauen.

Guckt Ihr hier: http://www.drylin-w.de

Gruß,

U.

Hi,

schönes und sehr interessantes Projekt. Die vorgestellten Ideen bezüglich Bett und Antrieben sind teilweise sehr beeindruckend.
Bei den angedachten Dimensionen brauch man über Schrittmotoren nicht mehr nachzudenken meiner Meinung nach geht das nur noch mit entsprechend untersetzten Servomotoren. Zum Thema "eingetragene Schwingungen durch die Bearbeitungsmaschine (Oberfräse bei Holz und Alu)" möchte ich die Worte meines Maschinenbaudozenten aufgreifen "Resonanzen welche durch Abrasion hervorgerufen werden eliminiert man nur mit Masse" soll heißen schraube deine Bearbeitungsmaschine an eine dicke Stahlplatte und Du überträgst weniger Schwingungen in das Gesamtsystem.
Bei der Holzbearbeitungsmaschine würde ich den Antrieb der Achsen mit gespannten Edelstahlseilen realisieren da diese Konstruktion unempfindlich gegenüber Staub ist.
Anstelle der Multiplexplatte würde ich allerdings Siebdruckplatte nehmen da diese zwar baugleich mit Multiplex ist allerdings gegen Feuchtigkeitsaufnahme gesperrt (imprägniert) ist und somit weniger Eigenleben bei Temperatur-/Feuchtigkeitsschwankungen hat.

Gruß Hartmut

Zitat:

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Zitat von Ulrich_Kliegis

Moin,
bin neu hier, aber nicht in der Materie...

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Dann erst mal herzlich willkommen ,-)

Zitat:

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Zitat von Ulrich_Kliegis

Habt Ihr Euch für Eure Führungsschienen schon was für die Staubentfernung überlegt? So eine satt verbackene, festgefahrene Mischung aus Frässtaub und Schmiermitteln könnte aus den VA-Schienen einen netten, grob gepflügten Acker machen...

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Is Klar, ich würde da an vorderster Front am Fräser ne Absaugung anbauen. Und auf den Führungen Abstreifer...

Zitat:

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Zitat von Ulrich_Kliegis

Wenn man nun aber schon mal so ein ungewöhnliches Lager konzipiert, könnte man doch auch daran denken, die Brücke für die Y-Achse gegenläufig zum X-Schlitten in einem weiteren Schienensatz zu fahren. Die Basis dafür muß ja nicht unbedingt ein ganzer Meter sein. Kommt drauf an, was wichtiger ist: Kleine Maschinengrundfläche oder Herstellaufwand. Aus der Erfahrung mit einem auch immer größer gewordenen System zum 5-achsigen Fräsen von Knochenmodellen für die chirurgische Operationsplanung erinnere ich, daß die Fläche bei potentiellen Kunden wirklich ein entscheidendes Problem sein kann.

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Das hab ich jetzt nicht so ganz kappiert ;-(

Zitat:

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Zitat von Ulrich_Kliegis

Gibt's hier einen Photo-Bereich? Da könnte ich mal ein Bild von dem Ding hinlegen, wenn es interessiert.
Gruß,
U.

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Sicher einfach an das Posting anhängen, in deine persöhnliche Gallerie legen, oder von Webspace verlinken, oder oder oder ;-)

Zitat:

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Zitat von Hartmut

Zum Thema "eingetragene Schwingungen durch die Bearbeitungsmaschine (Oberfräse bei Holz und Alu)" möchte ich die Worte meines Maschinenbaudozenten aufgreifen "Resonanzen welche durch Abrasion hervorgerufen werden eliminiert man nur mit Masse" soll heißen schraube deine Bearbeitungsmaschine an eine dicke Stahlplatte und Du überträgst weniger Schwingungen in das Gesamtsystem.

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Aber Masse bringt auch das Problem der Transportierbarkeit. Erst mal muss man die Maschine in den Keller bringen und dann vielleicht auch irgendwann mal wieder rauf ,-(

Was ist mit Wasser als "Massebett"? Ok, fängt halt irgendwann an zu stinken und wird zum Biotop, aber man könnte das ja irgendwie verhindern und zum Transport ablassen und es kostet weniger als das gleiche Gewicht in Stahl.

Gruß, Sonic

Hi Sonic,

gemeint war die Montageplatte an welche z.B. die Eurohalsspannvorrichtung (43mm) montiert wird. Wenn Du eine Bosch oder was auch immer (nur keine Billigbaumarktsch...e für 17,98€ mit 1mm Spindelspiel) Oberfräse an eine 20-30mm dicke (starke) Stahlplatte in A4-Blatt-Größe montierst dann reicht diese Masse (10-15kg) schon aus.

Gruß Hartmut

Hallo,

@hessibaby:
ich denke auch, daß mindestens das Grundgestell reichlich fest dimensioniert sein muß. Stahlprofile (im einfachsten Fall Rechteckrohre) dürften es tun und sind billig.

Servomotoren würde ich gerne vermeiden. Die Stepper von nanotec sollten ausreichen?? Beschleunigungen im Eilgang und Zerspanungsleistungen sind dann eher gering zu halten. Aber was solls??Dann ist die Maschine halt ein bißchen leichter und unstabiler wie ne high-tec-CNC-bettfräsmaschine von Gildemeister... dafür kostet sie nur einen Bruchteil.

Gruß opl

Hallo.
warum nehmt ihr nicht die glatten Linearführungen der Fa. Star.
Sind glatte gehärtete Wellen mit Füssen ,Länge nach Wunsch.
darauf laufen Kugelbüchsen,die unten offen sind ,für über die Füsse zu laufen.
Diese Büchsen gibt es mit den zugehörigen Haltern.Sie haben rechts und
links Abstreifer und die Führung sauber zu halten.
das ganze ist billiger als die kompletten Linearführungen.
Gruss Adolf

Hi an alle,

interessiert das Thema überhaupt noch jemanden????

ich bin die letzten Wochen untergetaucht und hab mich mit dem Thema befaßt. Demnächst gehts los mit dem.

Was hessibaby sagt, ist extrem wichtig bei der Größe. Da werden wir mit extremen schwingungen zu tun haben. Normale Linearführung schwingen da locker mit, also nehm ich massive Gleitführungen, die ca 5x mehr last aufnehmen und nur 1/3 kosten im Vergleich zu Lineareinheiten.

Gruß opl

1095 Teilnehmer haben den Thread gesehen, mindestens 142 registrierte Teilnehmenr 41 seit dem letzten Posting und es gab 27 Antworten. Eine solche Öffentlichkeit erreicht man sonst nur schwer.

Ja, ich glaube schon, dass es viele interessiert.
Manfred