kleine CNC-Portalfräse

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Norbi
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kleine CNC-Portalfräse

#1 Beitrag von Norbi »

Ich war ja am überlegen ob ich mir einen 3d-Drucker kaufe. Bin aber dann drauf gekommen dass ich nicht wirklich viel Kram bastel bei dem mir der Drucker hilfreich sein könnte da die Materialauswahl oft nicht passt oder eben der Bauraum nicht passt.

Also bin ich wieder zurück zur klassischen Fräse.

Erstmal wurde ein wenig geplant:
CNC_entw.jpg
Im Hintergrund die Schnittvorlage.

Die Blechstücke wurden alle aus 3mm Stahl gefertigt. Und mit der Flex :-| ausgeschnitten.

Dann wurde ein wenig geschweißt und geschraubt und jetzt steht das ganze erstmal so da:
CNC_b1.jpg


Schweißen ist übrigens für sowas eher nicht geeignet.

Mr. Shrink dieser Mistkerl......

Zum glück hat man bei 3mm genug Stärke um wieder alles Planzuscheifen.

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Race
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Re: kleine CNC-Portalfräse

#2 Beitrag von Race »

Guten Abend,

sieht doch schon super aus Norbi ! So wie ich das sehe machste zwei spindelantriebe ?
Die Größe ist sicherlich ausreichend, was willst du den damit alles bearbeiten ?

Wegen den Motoren kann ich dir nur den Tip geben, setz auf hohe Spannung, typ sind so 40-60V. Klingt viel aber wenn du etwas schnellere Vorschübe willst und sowas braucht man bei nem längeren Tisch sonst schläft man ein- dann kommst du nur durch die höhere Spannung ran. Dafür dann eine etwas feinere Spindel so haste ne ganz gute Genauigkeit. Bin gespannt was noch kommt, viel Erfolg !


lg, race
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Norbi
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Re: kleine CNC-Portalfräse

#3 Beitrag von Norbi »

Genau da kommen erstmal Trapezgewindespindeln dran. Habe die auch heute eingebaut.
schrauben.jpg
12mm mit 3mm Steigung.
Dummerweise hat mir der Laden von dem die Spindeln kommen die beiden Spindeln fürs Portal von unterschiedlichen Stücken abgelängt, und eine hat auf 1m ca. einen halben Milimeter mehr Steigung als die andere. Sehr ärgerlich. Ich denke das werde ich korrigieren.

Primär wollte ich Holz bearbeiten, aber Alu und andere leicht zu bearbeitende NE-Metalle sollten auf jeden Fall auch drin sein. Wenn Stahl irgendwie ginge wäre das schön aber ich mache mir da keine Illusionen dass das hinhaut.



Mit den Motoren sagst Du was, habe leider etwas vorschnell ein paar NEMA 23 nebst ein paar günstigen Treibern gekauft für 24-30V.
Ich glaube inzwischen dass ich da etwas zu knauserig war. Mal gucken inwiefern die ausreichen, sind ziemliche Massen die da bewegt werden. Alleine der Schlitten an der Hochachse wiegt fast vier Kilo.
Ist natürlich unangenehm wenn die Maschine langsam ist aber irgendwie haut das schon hin, zu Not kommt halt eine Webcam an den PC dass ich zur Not von sonstwo die Fräse übern Remotedesktop abstellen kann.

Ein Untergestell aus Restholz wurde heut auch zusammengeschraubt. Ziemlich entspannend nach dem ganzen Stahl Sägen/Schleifen/Bohren was mit Holz zu machen.
gestell.jpg

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Race
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Re: kleine CNC-Portalfräse

#4 Beitrag von Race »

Abend,

netter Unterbau, das Schichtholz macht nen massiven Eindruck ! Nun ja, mal was aus Kunststoff o.ä. is sicher drin aber das du da nu die große Schwerzerspanung startest wird nicht der Fall sein aber das haste ja selber erkannt ^^. Bei solchen Hobby Maschinen gehts ja eigentlich auch mehr um Fläche, meine erste bestand auch nur aus einem Rahmen aus Winkelstahl, nen paar Linearlagern und halt der ganze Rest. Das meiste was gefräst wurde war tatsächlich Holz, evtl. weil als Fräse an sich eine Oberfräse zum Einsatz kam... deren Drehzahln sind natürlich viel zu hoch... KS schmilzt, das Holz verbrennt weil ich für die Drehzahln den Vorschub einfach nicht herbekommen habe.... aber das siehste ja selber alles noch. Mit scharfen Werkzeugen gibts aber doch erstaunlich gute Kanten!

Deine Motoren und Treiber sollten schon passen. Hatte ähnliche, allerdings kam ich mit 12V nie über die 400umin raus was dann doch viel zu langsamm ist :/ Allerdings solltest du die Übersetzung nicht unterschätzen ! Deine Motoren werden um die 3Nm haben oder ? mit der 3er Spindel kommste da schon mal ca. aufs Doppelte.

Zu empfehln ist in jedem Fall eine gute Absauganlage, vor allem für Holzbearbeitung ^^

lg, race
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Elektro-Bastler
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Re: kleine CNC-Portalfräse

#5 Beitrag von Elektro-Bastler »

Hallo Norbi,

Schweißkonstruktionen sind bei CNC Maschinen immer eine heikle Sache. Normalerweise müsste die komplette
Konstruktion nach dem Schweißen erstmal spannungsarm geglüht werden. Ohne den Arbeitsschritt wird sich die
Maschine immer wieder verziehen. Für Holz und Kunststoff wird es garantiert reichen, NE Metalle bestimmt auch.
Dummerweise hat mir der Laden von dem die Spindeln kommen die beiden Spindeln fürs Portal von unterschiedlichen
Stücken abgelängt, und eine hat auf 1m ca. einen halben Milimeter mehr Steigung als die andere. Sehr ärgerlich. Ich denke
das werde ich korrigieren.
Ist egal, kann man im Steuerprogramm korrigieren. Schwebt Dir schon eins vor? Ich benutze Mach3, der errechnet die
Schritte pro mm 'automatisch'. Man muss nur 1x den Unterschied zwischen Soll-Verfahrweg und tatsächlichen Verfahrweg
eingeben und gut ist. Das macht man für jede Achse einzeln.
Mit den Motoren sagst Du was, habe leider etwas vorschnell ein paar NEMA 23 nebst ein paar günstigen Treibern gekauft für 24-30V.
Wird garantiert ausreichen. Würde den Eilgang nicht ganz so schnell wählen, geht nur auf's Material ;)
Schick mal einen Link, TB6560 als Treiber?^^
Zu empfehln ist in jedem Fall eine gute Absauganlage, vor allem für Holzbearbeitung ^^
Da kann ich nur zustimmen. Auch Kunststoff macht teilweise riesen Sauerei!

Würdest Du mir den Link zum Youtube-Video nochmal als Direktlink geben? Irgendwie funktioniert bei mir
seit kurzem die Einbindung hier im Forum nicht mehr, ich habe da nur einen weißen Kasten statt dem Player...

Viele Grüße
Julian

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Norbi
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Re: kleine CNC-Portalfräse

#6 Beitrag von Norbi »

Ich habe mir mal testweise MACH3 auf dem Computer installiert und die Schrittmotoren nebst Ansteuerung ausprobiert, läuft eigtl. ganz gut.

Zuerst wollte ich meinen alten Laptop benutzen, leider hat der keine Parallel-Schnittstelle. Nachdem ich nun zwei Schnittstellenkarten durchprobiert habe bin ich davon wieder weg. Eine aus China produzierte totalen Signallmüll(war wohl irgendwas mit PCI->USB->Parallel.....) und eine alte Delock-Karte mit Oxford Chip die scheinbar bei einigen Leuten als CNC-Schnittstelle funktioniert hat gibt die Signale auch nicht 100% korrekt synchronisiert aus. Könnte auch am Smartcard-Controller im Laptop liegen. Habe jetzt einfach einen Uralt-PC aus der Abstellkammer geholt.

Was den genauen Arbeitsablauf vom 3D-Modell zu Mach3 angeht muss ich mich noch einarbeiten. Habe da nicht den leisesten Schimmer. Ich will erstmal die Mechanik und die Elektronik fertig bekommen bevor ich mich um die Software kümmer.

Der Schrittmotor ist der hier:
http://www.gbeshop.com/InfoBase/downloa ... 6-401A.jpg

Die Treiber sind so China-Kisten mit TB6560.


Das mit der Einstellung der Schritte pro mm wird über die Software den Spindelfehler leider nicht korrigieren. Das Portal hat an jeder Seite eine Spindel und diese beiden müssen schon gleich sein da auch beide Spindeln das selbe Steuersignal benutzen.
Momentan macht die eine Seite vom Portal halt einen halben mm mehr über den kompletten Weg als die andere, wenn ich das Portal nun am vorderen Anschlag schön rechtwinklig einstelle habe ich am anderen Ende dann immer eine leichten Fehler drin.
Man könnte da nur im CAD-Modell den Schneider linear ansteigend reinrechnen.

Eine Absaugung steht auf jeden Fall auf dem Merkzettel. Auch eine Kühl/Schmiermittelversorgung sollte für Plastik und Alu vorhanden sein.


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Re: kleine CNC-Portalfräse

#7 Beitrag von Elektro-Bastler »

Norbi hat geschrieben:Das mit der Einstellung der Schritte pro mm wird über die Software den Spindelfehler leider nicht korrigieren.
Doch, da gibt es den in den Einstellungen irgendwo eine Möglichkeit das Umkehrspiel einzugeben, hab ich bei meiner
CNC Drehmaschine drin, da die auch Trapezspindeln hat.
Norbi hat geschrieben:Das Portal hat an jeder Seite eine Spindel und diese beiden müssen schon gleich sein da auch beide Spindeln das selbe Steuersignal benutzen.
Hat jede Spindel einen eigenen Schrittmotor? Wenn ja, könnte man da vielleicht noch was machen. Sonst würde ich
die Spindeln vielleicht reklamieren, falls das möglich ist. Das ist schon sehr ärgerlich und mM ein deutlicher Qualitätsfehler.

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Race
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Re: kleine CNC-Portalfräse

#8 Beitrag von Race »

Guten Abend

Jo das Umkehrspiel, das sog. "Backlash" kann man in Mach3 eingeben. Dieses kann relativ leicht mit einer messuhr ermittelt werden. Es scheint aber auch mechanische Möglichkeiten zu geben, die meisten stezen eine art 2. Mutter an die erste und verspannen die beiden, so dass jeweils die eine auf der einen Flanke und die andere eben auf der anderen trägt. Ob das so gut funktioniert kann ich aber mangels Erfahrung dahin nicht sagen. Der Nachteil am "Software- Backlash-Ausgleich" ist allerdings, das deine Fräse dadurch überaus unruhig läuft !!! Das hängt natürlich auch von den Einstellungen ab, meine große z.b. kann von der Beschleunigung usw. her gar nicht besonders schnell umschalten, d.h es dauert ca. eine halbe Sekunde bis die Spindel umgedreht wird. Das ist besonders bei KREISbewegungen überaus nervig ! Klar, so wirds es kein Ei aber gerade weil der Fräser dann in den Viertelpunkten stehen bleibt schneidet er sich doch immer etwas frei, das sieht man späger eben...
Grad weil du was von 3d geschreiben hast... das is überaus unschön wenn der die ganze Zeit umdreht... und wenn er eine Achse umkehrt, stehen die anderen... Da wäre die idee mit dem vorspannen evtl. doch gar nicht so verkehrt !


lg, race
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Elektro-Bastler
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Re: kleine CNC-Portalfräse

#9 Beitrag von Elektro-Bastler »

Verspannen funktioniert, aber damit kann man das Spiel eliminieren. Da man aber nichts geschenkt bekommt, hat man neben dem
Vorteil weniger Spiel zu haben jedoch folgende Nachteile:
- Höhere Reibung
- Höherer Verschleiß
- Höhere Motorbelastung
- Nimmt mehr Platz weg

Wenn Du die beiden Muttern aber so fein justieren kannst (über Feingewinde z.B.), dass das Spiel minimal wird und die Reibung sich
nur minimal erhöht, dann ist das durchaus eine gute Möglichkeit die Softwarekorrektur zu umgehen. Die Hinweise von Race sind nicht
unwichtig, beim Drehen sind die relativ egal. Beim Fräsen fallen sie bestimmt mehr auf.

Und noch was wichtiges fällt mir beim Thema Umkehrspiel ein: Wenn die Z-Achse Umkehrspiel hat, bedeutet das auch, dass das Fräsbild
unsauber werden könnte - salopp gesagt kann der Fräsmotor sich durch das Spiel minimal auf und ab bewegen, was zum Rattern führen
könnte?

Viele Grüße

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Re: kleine CNC-Portalfräse

#10 Beitrag von Norbi »

Die beiden Spindeln haben beide einen eigenen Motor.
Ich weiß aber nicht ob man wirklich für eine einzelne Achse zwei verschiedene Steuersignale mit unterschiedlich vielen Schritten pro mm ausgeben kann, habe aber wie gesagt noch nicht genau nachgeschaut.

Würde die Achsen schon gerne zurückschicken dummerweise habe ich die abgelängt bevor ich das bemerkt hatte, und leider sind 500µm auf 1,3 meter auch noch innerhalb der Toleranz die angegeben war.....
Ich hab nun woanders zwei neue mit niedrigerer Toleranz bestellt und dazu geschrieben dass die beiden Spindel unbedingt vom selben Stück abgelängt werden sollen so dass die Toleranzabweichung identisch ist.

Umkehrspiel ist irgendwie nicht so toll, deswegen hätte ich am liebsten Kugelumlaufspindeln genommen. Die sind nur leider extrem teuer.
Blieben also nur Trapezspindeln - ich habe aber pro Spindel dann zwei Muttern genommen und ganz leicht vorgespannt.
spiel.jpg
Ist ein wenig Fummelei aber das Spiel lässt sich schon ganz gut eliminieren ohne dass die Reibung zu groß wird.

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Re: kleine CNC-Portalfräse

#11 Beitrag von Norbi »

Wieder ein wenig weitergebastelt.

Zuerst wurde die ganze China-Elektronik auf ein Brett geschraubt.
IMG_0620.JPG
Mehr als 1500mm/min geben die Motoren mit der 3mm Spindel leider nicht her; um das komplette Bett abzufahren braucht das schon ziemlich lange. Auch bin ich mir nicht so sicher ob die nicht den ein oder anderen Schritt verlieren, das gilt es auch noch zu überprüfen.

Als Spindel wurde ein Geradschleifer polnischen Fabrikats für 30€ gekauft.
IMG_0619.JPG
Überraschend ruhiger Lauf und fast kein Spiel. Leider konnte man die Achse um ca. 2mm reindrücken dazu war im Schleifer ein Federmechanismus verbaut. Der wurde ausgebaut und durch eine entsprechend abgedrehte Scheibe ersetzt.
Als Drehzahlregler dient erstmal ein Pasenschnittdimmer damit der nicht immer auf 25000U/min läuft ;)

Alles in allem funtioniert das Ding einigermaßen zufriedenstellend. Die Spindelachse sollte ich bei Gelegenheit nur senkrecht zum Bett einstellen.......


Ich habe direkt probiert ein paar Materialien zu fräsen.
Holz, Alu und ein wenig Stahl.
IMG_0616.JPG
Holz geht problemlos.
Alu funktioniert auch gut, schmiert nur wie zu erwarten ohne Öl nach einer gewissen Zeit den Fräser zu.
Und Stahl geht mit Ach und Krach bei minimaler Tiefe auch ein wenig.

Auf jeden Fall muss eine Absaugen her. Auch der NOT-AUS-Knopf hat sich als erforderlich erwiesen, ein paar Limitschalter sind offensichtlich auch nicht unpraktisch.

Jetzt lese ich mir erstmal die MACH3 Anleitung durch und schaue nach irgendeiner CAM-Software.
Nach kurzer Information fiel mir da CamBam ins Auge.
Habt Ihr da irgendwelche Empfehlungen?

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Re: kleine CNC-Portalfräse

#12 Beitrag von gamerpaddy »

Fährst du mit Microstepping?

Schonmal von Mechaduino gehört? Etwas teurer aber OpenSource. Man braucht das Board und ein Magnet auf der Motorwelle für Closed loop. Motortreiber ist schon mit drauf.
:wurst:

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Re: kleine CNC-Portalfräse

#13 Beitrag von Norbi »

Hm gerade mal geguckt nach diesen Mechaduino Dingern. So ein closed loop System wäre schon was feines.
Muss aber sagen dass ich dann doch direkt zu so einem China Servomotor greifen würde.

Bis jetzt habe ich aber auch keine größeren Probleme mit irgendwelchen Schrittverlusten, größtenteils Fräse ich eh nur Holz oder schneide Papier oder Folie


Habe für die Maschine nun meine CO2 Laserröhre in ein Gehäuse gepackt dass ich die einfach senkrecht drannschrauben kann.
Die Verbindung zu den Schläuchen ist noch etwas unschön aber zumindest funktioniert das Ding so erstmal
IMG_4471.JPG

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Re: kleine CNC-Portalfräse

#14 Beitrag von Norbi »

Habe die ChinaStepper jetzt durch die allseits beliebten JMC 180W Servos ersetzt.
Parametriert habe ich erstmal nichts, die laufen aus dem Karton eigtl. gut genug.
IMG_0860.JPG
IMG_0860.JPG (76.18 KiB) 2468 mal betrachtet
Die kleinen Stepper gingen bei 1000mm/min schon in die Knie. Die JMC Servos machen problemfrei 9000mm/Min mit 3000U/min auf der 3mmSpindel, auch mit wesentlich mehr Vorspannung an den Spindelmuttern.
Die Gewindespindeln fangen nur leider ab 5000mm/min etwas an zu schwingen, ist bestimmt nicht gesund für die Lager etc., aber wenn man es mal eilig hat klappts auch mit Maximaldrehzahl.


Dazu habe ich den günstigen Geradschleifer den ich bis jetzt zum Fräsen benutzt habe durch eine 1,5 kW Chinaspindel mit China FU ersetzt und direkt mal ausprobiert.



Da muss ich die Staubabsaugung wohl noch entscheidend verbessern. Der Sauger der nun dran ist ist etwas schlapp und an der Fräse kommt man wohl nicht um so einen Bürstenschuh herum. Werde mal bei Ebay Ausschau halten nach einen Seitenkanalverdichter oder so.



Ansonsten wartet noch eine Minimalmengenschmierung drauf drangeklatscht zu werden und dass ich Energieketten brauche hat der Weihnachtsmann auch erkannt. ;)

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Re: kleine CNC-Portalfräse

#15 Beitrag von gamerpaddy »

Der schiebt ja ordentlich! Könnte man meinen das ding hat ein Riemenantrieb wenn man die Gewindespindeln nicht sehen würde :D
:wurst:

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