CNC-Fräse aus Multiplex

[M@rco]

Hallo,

seit einiger Zeit plane ich den Bau einer CNC-Fräse zum Bearbeiten von Holz und Kunststoff. Über die Weihnachtstage habe ich dann eine kleine Maschine komplett mit Inventor geplant. Da ich nun 4 Wochen Semesterferien habe, gehts mit dem Bau los. Teile hab ich die letzten Wochen über bestellt, es ist also alles da

Heute hab ich die komplette Mechanik auf die Beine gestellt.

Wenn Interesse besteht, dann werde ich noch ein paar Daten posten und weiter berichten. Ich plane diese Woche den ersten Probelauf

 

[Senpai]

Das sieht ja gut aus
Mit was für Motoren willst du arbeiten und wie wird die am ende gesteuert?

 

[dino03]

Hi Marco,

sieht schonmal von der Konstruktion ganz gut aus. Die Kippmomente scheinen soweit gut abgefangen zu sein. Was hast du auf den Stahlwellen als Führungsbuchsen genommen? Die Gewindespindeln scheinen normale metrische Gewindestanden zu sein. M8 oder M10 oder sowas?

Gruß
Dino

 

[M@rco]

Mit was für Motoren willst du arbeiten und wie wird die am ende gesteuert?

Motoren hab ich welche von Japan Servo mit 2A pro Phase. Dürfte für meine Anwendungen reichen. Steuerung besteht aus 3x Pollin Schrittmotorkarte. Die laufen mit der Software nc-frs.

Was hast du auf den Stahlwellen als Führungsbuchsen genommen? Die Gewindespindeln scheinen normale metrische Gewindestanden zu sein. M8 oder M10 oder sowas?

Die Achsen laufen auf Linearlagern. Und die Spindeln sind Trapezgewinde Tr10x2. Normale Gewindestangen wollte ich wegen schneller Abnutzung usw. nicht nehmen.

Gruß Marco

 

[dino03]

Hi Marco,

Die Achsen laufen auf Linearlagern. Und die Spindeln sind Trapezgewinde Tr10x2. Normale Gewindestangen wollte ich wegen schneller Abnutzung usw. nicht nehmen.

Also sowas wie dieses ... maedler.de - Linearkugellager
Das sollte schon sehr leichtgängig sein Alternativ hätte man aus Konstengründen ja auch Gleitlager aus Bronze nehmen können.

Das Trapezgewinde sah für mich wegen der größeren Sechkantmuttern im ersten Moment wie ne normale Gewindestange aus. Gibts aber auch als Trapez wie ich jetzt gesehen hab. Hast du da nur eine Trapezgewindemutter drauf oder verringerst du das Umkehrspiel über zwei gegeneinander verspannte Muttern? Alternativ kann man das Umkehrspiel ja noch im Steuerprogramm angeben. Aber irgendwie stört es ja doch immer etwas da man dann beim fräsen (Gleichlauf/Gegenlauf) immer aufpassen muß das es einem die Muttern nicht einmal gegen die eine Gewindeseite und dann wieder gegen die andere zieht und man dann total windschiefe Werkstücke hat.

Gruß
Dino

 

[M@rco]

Ja genau, sind solche wie die in deinem Link. Nur vollgekapselt und mit Dichtlippe

Und ja, ich habe nur eine Mutter, weil ich das Umkehrspiel usw. ziemlich gut in nc-frs eintragen kann. Da geh ich dann mal mit der Messuhr ran. Und falls es zu unpräzise wird, kann ich ja immer noch ne zweite Mutter nachrüsten. Aber vom Gefühl her haben die Muttern sehr wenig Spiel.

Morgen gehts dann weiter mit der Fräse, dann kommen die Motoren und Endschalter dran

Gruß Marco

 

[M@rco]

Hallo,

Ich wollte mal ein kurzes Update machen:

Die Fräse wurde heute zum ersten Mal getestet. Leider funktioniert eine Schrittmotorkarte noch nicht, da muss ich noch nachbessern. Außerdem müssen noch die Endschalter dran. Aber so langsam wirds
Bilder gibts dann morgen wieder, hab ich heute leider vergessen.

 

[M@rco]

Hallo,

Heute wurden alle Motoren getestet. Sämtliche Achsen bewegen sich, alles läuft wie es soll. Bis auf die eine Motorsteuerung...
So siehts momentan aus:

 

[dino03]

Hi Marco,

Heute wurden alle Motoren getestet. Sämtliche Achsen bewegen sich, alles läuft wie es soll. Bis auf die eine Motorsteuerung...

na das sieht doch schon mal recht nett aus. Es gibt auf jeden Fall schlimmere "Käsefräsen"

Mir juckt es in den Fingern auch mal ne Fräse zu bauen Also Stepper hab ich genug. ICs für die Treiber auch. Ringkerntrafos mit 22V/4A oder 2x 36V/5A hab ich auch noch für die Netzteile. Elkos sollten auch noch rumliegen Fehlt aber leider grad etwas Zeit Erst mal das grade laufende Projekt beenden

Gruß
Dino

 

[M@rco]

Die Fräse hat ihre erste Arbeit erledigt: die Osterdeko

Die Motoren und die L298 werden recht warm, aber alles im grünen bereich. Die Treiber bekommen nen dicken Lüfter, damit stellt sich ne angenehme Temperatur am Kühlkörper ein. Jetzt fehlt bloß noch ein 24V Netzteil, aber da wird sich noch was finden. Eine Halterung für den Fräsmotor aus Alu ist schon bestellt und sollte am Montag oder so auch noch eintrudeln.

Damit wäre das Projekt Fräse erfolgreich beendet

@Dino: Linearwellen hätte ich ja noch für dich

 

[Ditron]

Super! Schaut ja sehr gut aus!

Wie hast du denn die Steuerung per uC realisiert? Gibt es da fertige Programme/Lösungen?

 

[Dirk]

Hi Marco,

ja das Ergebnis sieht toll aus.

Vielleicht sollte ich es meiner Frau zeigen, gut möglich, dass ich dann ausreichend Zeit bekomme, auch so eine Fräse basteln zu können Spaß beiseite, echt gut geworden!

Dirk

 

[M@rco]

Hi, danke für die Blumen

Wie hast du denn die Steuerung per uC realisiert? Gibt es da fertige Programme/Lösungen?

Ich hab keinen uC drin. Es werden drei Pollin-Schrittmotorkarten verwendet. Da diese nur H-Brücken sind (L298) ist die Softwareauswahl klein. Ich verwende nc-frs *klick*
Für meine Zwecke reicht das vollkommen aus.
Ich könnte natürlich auch jederzeit noch jeweils einen L297 vorschalten, dann gehts ganz normal per Takt/Richtung.

Gruß Marco

 

[Ditron]

Danke für die Info! So langsam wird das auch für mich interessant...

Du hast drei Schrittmotor-Karten im Einsatz. Auf einem Bild sieht man, dass diese anscheinend mit einem Kabelbaum an einem Druckerport angeschlossen sind. Werden diese dann auf verschiedene Pins/Ausgänge des Druckerports gelegt? Kann man das im Fräsprogramm dann festlegen?

 

[dino03]

Hallo,

Du hast drei Schrittmotor-Karten im Einsatz. Auf einem Bild sieht man, dass diese anscheinend mit einem Kabelbaum an einem Druckerport angeschlossen sind. Werden diese dann auf verschiedene Pins/Ausgänge des Druckerports gelegt? Kann man das im Fräsprogramm dann festlegen?

in der einfachsten Version legt man Pins des RICHTIGEN Druckerports (wie beim AVR Parallelport-Progger) auf die Schrittmotortreiber (Richtung, Schrittpuls und Freigabe). Dazu kann man noch Endschalter von den Achsen auf Eingangspins des Druckerports legen. Die werden dann zB für die Fahrt zum Nullpunkt verwendet damit die Positionsfahrten von einem definierten Punkt anfangen können.

Für die Pegel/Stromanpassung vom Druckerport zur Schrittmotorkarte gibt es auch sogenannte BOBs (Breakout-Boards). Die haben dann in der einfachsten Form Leitungstreiber drin um eine kleine "Sicherheitsebene" für den Druckerport einzuziehen. Wer zerschießt im Fehlerfall schon gerne den Druckerport Bei besseren BOBs sind zusätzlich Optokoppler für eine galvanische Trennung der Laststromkreise (Motortreiber) vom PC drauf.

Dann gibt es noch sowas wie zB den Smoothstepper der programmierbar und von USB ansteuerbar ist. Den gibts dann auch noch in der neuen Form mit Ethernetanschluß. Dann werden die Steuerbefehle für die Schrittmotoren über die LAN-Schnittstelle erledigt.

Der Druckerport ist stark von Software und den Echtzeitfähigkeiten des PCs (Betriebssystem, Sytemeistung, ...) abhängig. Beim USB ist es genauso. USB läuft zum größten Teil in reiner Software. Bei LAN-Schnittstellen übernimmt der LAN-Chip dagegen einen Großteil der Arbeit und entlastet die CPU von der Arbeit der Schnittstellensteuerung.

Soviel erstmal Für diese CNC-Sachen kann ich Peters CNC-Ecke (cncecke.de) empfehlen. Da kann man das bis ins kleinste Detail nachlesen und sich Tips holen.

Gruß
Dino

 

[M@rco]

Du hast drei Schrittmotor-Karten im Einsatz. Auf einem Bild sieht man, dass diese anscheinend mit einem Kabelbaum an einem Druckerport angeschlossen sind. Werden diese dann auf verschiedene Pins/Ausgänge des Druckerports gelegt? Kann man das im Fräsprogramm dann festlegen?

Ja das ist, wie Dino schon schrieb, Softwaresache. Auf der nc-frs Seite die ich weiter oben verlinkt habe, ist eine Tabelle mit der Pinbelegung. Und an die musst dich eben halten, weil es die Software so vorgibt.

 

[Ditron]

Danke euch beiden!

@Marco:
Darf man fragen in welchem preislichen Bereich man sich da für die gesamte Fräse so bewegt?

 

[M@rco]

Darf man fragen in welchem preislichen Bereich man sich da für die gesamte Fräse so bewegt?

Natürlich darf man

Ich versuch mal grob alles aufzuzählen:

Präzisionswelle ca. 35€
Steuerungsplatinen ca. 40€
Linearlager ca. 25€
Schrittmotoren ca. 30€
Kabel, Stecker, etc. ca. 10€
Trapezgewinde mit Muttern ca. 30€
Kugellager ca. 5€
Endschalter ca. 5€
-------------------------------------------
ca. 180€

Holz hat mich nix gekostet und meinen Fräsmotor (Proxxon IB/E) hatte ich schon. Natürlich brauchste dann auch noch vernünftige Fräser.

Gruß Marco

 

[Fuzzy]

Hallo M@rco,

kann man damit auch Platinen fräsen?

Gruß
Roger

 

[M@rco]

Hallo Roger,

bitte entschuldige dass ich mich erst jetzt melde. Während der Prüfungen bleibt wenig Freizeit übrig ;-)

Platinenfräsen ist natürlich möglich. Dann sollte man die Maschine aber auf die entsprechenden Dimensionen auslegen. Mit meinen knapp 40x40cm Verfahrweg wäre das aufgrund der Genauigkeit wohl noch bis 1206er SMD sinnvoll, aber wenn es um <2/10mm geht, wird es konstruktionsbedingt zu ungenau.

Gruß Marco