CNC-Fräse aus Holz mit Schubladenschienen, ein Projekt noch von 2006

[PoWl]

Hi,

um den Bau meiner CNC-Fräse ein wenig zu dokumentieren poste ich hier einfach mal ;-)
2006 begann ich damit, inspiriert durch den mega CNC-Fräsen Thread (https://www.roboternetz.de/community/threads/35141-CNC-Fr%C3%A4se?highlight=cnc+blaueled), mir auch Pläne für eine eigene CNC-Fräse zu machen. Da ich zu diesem Zeitpunkt noch armer Schüler war und mir keine teuren Linearführungen leisten konnte wollte ich auch Schubladenschienen nehmen. Aus der Erkenntnis heraus, dass Schubladenschienen nur seitlich stabil sind wollte ich schauen, was sich so erreichen lässt, wenn man für eine Achse nicht nur zwei einfache Schienen sondern zwei mal jeweils zwei im 90°-Winkel zueinander angewinkelte Schienen benutzt. Heraus kommen sollte eine recht große Fräse für Verfahrwege von 500x400x120mm.

Im laufe der Jahre habe ich mir etliche Komponenten angeschafft und immer mal wieder etwas aufgebaut und wieder abgebaut (weil doch irgendwas geklemmt hat oder einfach nicht meinen Vorstellungen nach funktionierte). Inzwischen bin ich um etliche Erkenntnisse reicher geworden und möchte die Fräse endlich vollenden :cheesy:

Das Konzept der Fräse ist alles andere als ideal aber ich habe sie angefangen, die meisten Komponenten mittlerweile schon gekauft, nun baue ich sie auch fertig.

http://picload.org/thumbnail/lawdgga/modell1.png (http://picload.org/view/lawdgga/modell1.png.html) http://picload.org/thumbnail/lawdggl/modell2.png (http://picload.org/view/lawdggl/modell2.png.html) http://picload.org/thumbnail/lawdggi/modell3.png (http://picload.org/view/lawdggi/modell3.png.html) http://picload.org/thumbnail/lawdggw/modell4.png (http://picload.org/view/lawdggw/modell4.png.html)

Ein paar Daten:

Verfahrweg: ca. 500x400x120mm
Material: MDF, Birke MPX
Fräsmotor: Kress FME 1050-1
Schrittmotoren: Nema 23, 56x56x50mm, 0.8Nm
Spindeln: M6-Gewindestangen aus V2A mit Langmuttern, aufgelötet auf Flachverbinder/Winkelstücke (Umrüstung auf Trapezgewinde ist geplant)
Führungen: Gewöhnliche Schubladenschienen
Schrittmotortreiber: TB6560AHQ China-Fertigtreiber
Netzteil: 36V 10A-Netzteil

Posts über den aktuellen Fortschritt folgen ;)

lg

- - - Aktualisiert - - -

Portal und X-Mechanik:

http://picload.org/thumbnail/lawdgol/img_1696.jpg


Y-Platte angeschraubt:

http://picload.org/thumbnail/lawdgoi/img-20140301-wa0.jpg (http://picload.org/view/lawdgoi/img-20140301-wa0.jpg.html) http://picload.org/thumbnail/lawdgow/img-20140301-wa0.jpg (http://picload.org/view/lawdgow/img-20140301-wa0.jpg.html) http://picload.org/thumbnail/lawdglr/img-20140301-wa0.jpg (http://picload.org/view/lawdglr/img-20140301-wa0.jpg.html)

Die Laufeigenschaften und die Stabilität sind wirklich beeindruckend! Gleitet wie über Butter in Y-Richtung aber kippelt voll ausgefahren kein bisschen in irgendeine andere Richtung, fühlt sich wirklich steif an. Ich denke dass man mit kleinen Fräsern in Holz eine sehr hohe Genauigkeit erzielen kann. Eventuell geht da auch Alu und Stahlblech in geringen Zustellungen, was natürlich ziemlich geil wäre.

[Frodo89]

Hallo,

na dann wünsche ich dir mal viel glück bei deinem projekt. Wobei ich von der genauihkeit noch nicht ganz überzeugt bin...

Welche frässoftware willst du denn benutzen??

Gruß

Frodo

[dussel07]

Toll, wieder Einer der ins Thema CNC einsteigen will!
Habe das auch schon Alles durch - und -
bin wieder weg von Schubladenführungen.
Wenn Linearführungen selber bauen dann enpfehle ich Dir diese Art
27867
Hier findest Du meine Versuche (http://daselektronikerforum.de/viewtopic.php?f=34&t=1091&hilit=bohrplotter&sid=06dc7320fed3032f2f3902020d1f5e35&start=60)
Als Frässoftware empfehle ich Dir CNC USB von Planet CNC (http://www.planet-cnc.com/)
Auf jeden Fall: Viel Erfolg und nicht nachlassen!

[PoWl]

So es geht weiter.. hatte endlich mal wieder ein bisschen Zeit, das 3D-Modell auf den neusten Stand zu bringen. Habe die ganze Mechanik nun durchdacht. Wie man in einem anderen Thread von mir schon lesen kann hänge ich zur Zeit noch am Problem, wie man die M6er Gewindestangen am besten mit dem Festlager verbindet. Einfach nen stück Schlauch zu nehmen und das Schrittmotorlager als Festlager zu verwenden war mir dann doch zu viel Pfusch. Ich drehe mir da nun entsprechende Messingaufnehmer mit Lagersitz.

Zudem habe ich mal den Proxxon Micromot 50/E, den ich hier noch rumliegen hab, ausprobiert. Was mir am dem gefällt ist, dass er quasi kein Lagerspiel hat (der IB/E hat etwas axiales Spiel) und dass er, im Gegensatz zum Kress FME 1050-1 schön leise läuft. Da kann man weiche Materialien auch mal in der Wohnung problemlos fräsen ohne die anderen Mieter zu ärgern.

http://picload.org/thumbnail/llodllp/ansicht_kress.jpg (http://picload.org/view/llodllp/ansicht_kress.jpg.html) http://picload.org/thumbnail/llodlcd/ansicht_proxxon.jpg (http://picload.org/view/llodlcd/ansicht_proxxon.jpg.html) http://picload.org/thumbnail/llodlcg/ansicht_mechanik.jpg (http://picload.org/view/llodlcg/ansicht_mechanik.jpg.html)

Wie ihr seht befindet sich das Festlager nicht an der Schrittmotorseite. Zusammen mit der Spiralschlitzkupplung ergibt sich dann halber eine doppelt gemoppelte Festlagerung. Das könnte in der Theorie Probleme mit der Wärmeausdehnung geben, in der Praxis denke ich aber eher nicht. Außerdem ist es eine Proof-Of-Concept-Fräse ;-) Die darf wahrscheinlich die Teile für die nächstgrößere CNC ausfräsen und wird dann wieder abgebaut oder an bedürftige günstig weiterverkauft.

[Thegon]

Hallo PoWl!

Darf ich fragen wie du vor hast das Festlager im Holz zu fixieren? Ich seh' es auf den Bildern nicht wirklich.
Weil das war so ein Punkt wo mein Versuch (http://cnc-projekt.jimdo.com/) (der übrigens sehr ähnlich ist dem deinen ...) nicht wirklich ordentlich gelöst wurde.

Grüße
Thegon

[PoWl]

Da nehme ich Bundlager, mach mit nem Forstnerbohrer einen 2mm tiefen Sitz für den Bund ins Holz und schraube sie dann einfach mit Spaxschrauben, deren Kopf auf den Bund drücken, fest.

http://picload.org/thumbnail/lloalcd/cnc-fraese.jpg (http://picload.org/view/lloalcd/cnc-fraese.jpg.html)

Normale Lager müssten aber auch gehen. Hab halt mal die Bundlager genommen, weil der Bund schön viel Platz für die Schraubenköpfe bietet.

[PoWl]

Success!!

Mit einer uralten Drehmaschine habe ich vor kurzem (nachdem wir sie zuvor erst mal 5h lang auseinandergenommen und geputzt haben) mal einen Versuch starten können, eine neue Befestigungsmutter fürs Gewindespindelfestlager zu drehen. Und auch wenn das Drehen aufgrund des schlechten Werkzeugs ewig gedauert hat, es hat funktioniet! Die Gewindestange sitzt 1A zentriert in der Messing-Mutter. Der Lagersitz sorgt dafür, dass das Lager schön konzentrisch zur Spindel aufsitzt. Gekontert werden kann es mit einer ganz normalen Gewindemutter.

http://picload.org/thumbnail/lcrccdl/2014-05-1117.35.56.jpg (http://picload.org/view/lcrccdl/2014-05-1117.35.56.jpg.html) http://picload.org/thumbnail/lcrccdi/2014-05-1118.00.06.jpg (http://picload.org/view/lcrccdi/2014-05-1118.00.06.jpg.html) http://picload.org/thumbnail/lcrccdw/2014-05-1118.00.19.jpg (http://picload.org/view/lcrccdw/2014-05-1118.00.19.jpg.html) http://picload.org/thumbnail/lcrccar/2014-05-1118.36.19.jpg (http://picload.org/view/lcrccar/2014-05-1118.36.19.jpg.html) http://picload.org/thumbnail/lcrccaa/2014-05-1118.36.27.jpg
(http://picload.org/view/lcrccaa/2014-05-1118.36.27.jpg.html)
Da ich vor kurzem berufstätig geworden bin ist jetzt auch wieder etwas Geld für vernünftiges Werkzeug da :) Ergo wird erst mal Werkzeug zur Holzbearbeitung und für die Drehmaschine besorgt, dann kann ich schon mal alle Festlagermuttern und die Spindelaufnahmen für die Motorkupplungen drehen sowie die Lagerblöcke bohren.

Thegon, ich bin übrigens begeistert, wie du einfach deine Langmutter zwischen zwei Winkeln verspannt hast. Das funktioniert? Ich habe mir ja so eine Art Flanschmutter aus einem durchbohrten Flachverbinder und einer aufgelöteten Langmutter gebastelt.

[Thegon]

Thegon, ich bin übrigens begeistert, wie du einfach deine Langmutter zwischen zwei Winkeln verspannt hast. Das funktioniert? Ich habe mir ja so eine Art Flanschmutter aus einem durchbohrten Flachverbinder und einer aufgelöteten Langmutter gebastelt.

Naja, was heißt schon "funktioniert"... Es hält schon einigermaßen, zumindest ein Stück besser als die Schubladenführungen ;-) Und man kann es einfach monieren, ohne lange messen zu müssen (weshalb ich es so gemacht habe). Aber nächstes Mal würde ich es anders machen. Auch meine Lagersitze sind eigentlich Murks, weil die halten nix.

Die Muttern sind schön geworden! Gehört die Drehmaschine dir? Altes, aber schickes Teil! Ist das eine Myford? Da wird man richtig neidisch, obwohl ich mittlerweise selber eine kleine Rotwerk habe, aber das ist eine andere Liga.

Auf dem Foto schaut es ein bisschen so aus, als hätte der Drehmeissel einen positiven Spanwinkel, was bei Messing so weit ich weiß nicht so gut ist (sollte 0 Grad sein, also Flach). Ich hab einmal probiert, Messing mit einem positiven Spanwinkel zu drehen, das hat furchtbar getan, mit einem flachen hat es dann super funktioniert. Vielleicht war das ein Grund, dass das Werkzeug "schlecht" erscheint? Und entschuldige, falls ich Gespenster sehe ;-)

Grüße Thegon

[PoWl]

Die Drehmaschine gehört dem Opa von einem Kumpel. Ist in der Tat ne alte Myford, du scheinst dich auszukennen ;-) Neidisch brauchst du da aber nicht groß sein, denn leider taugt das Ding weniger als man meinen könnte. Die stand mal in einer Lehrwerkstatt rum und ist dementsprechend ausgenudelt bis zum letzen. Mal klemmen die Führungen, mal wackeln sie. Sind richtig tiefe Furchen in den Gleitbahnen. Mit viel nachmessen kann man aber nun trotzdem aber noch genau genug mit arbeiten.

Der Drehmeißel war in der tat, gelinde gesagt, suboptimal. Leider hatten wir auch nicht die Möglichkeit, den nachzuschleifen also haben wir eifnach mal auf die Schnelle genommen, was da ist. Demnächst wird erstmal n Haufen Zubehör zum Drehen bestellt und dann lässt sich da auch noch etwas mehr rausholen. Naja, für die Muttern reichts auf alle Fälle :-)

[Dipl.Ing.Mechatronik]

Ich würde mich da "dussel07" anschliessen (keine Schubladenführungen verwenden), aber warscheinlich muss man da erst einmal durch. Schliesslich lernt man dann auch was dabei. Es gibt aber einen etwas kürzeren Weg... Nach dem Zusammenbau einfach mal eine Messuhr an den eingespannten Fräser positionieren und am Portal ziehen/drücken. Den Wert sich merken und dann auf stabile Führungen umbauen. Das ganze wiederholen. Nach dem Vergleich der Maschinensteifigkeit und der Fräsergebnisse wird Du einen deutlichen Zusammenhang feststellen und ein Gefühl dafür bekommen, was es bedeutet... :)

[PoWl]

So.. es geht (endlich) weiter. Zwischendurch haben ein Kumpel und ich einen 3D-Drucker wieder fit gemacht (Reprap Prusa), evtl. kann der mir noch wertvolle Dienste beim Bau der CNC erweisen. U.a. hab ich dadurch schon mal gemerkt, wie sich die Handhabung mit G-Code und einem 3-Achsen Gestell mit Schrittmotoren so anfühlt. Die Y-Achse musste ich leider an der CNC noch mal auseinandernehmen. Der feststehende Portalquerbalken ist leider durch die ganze Schleiferei auf 44,3cm geschrumpft und die Grundplatte hat eine Breite von 44,4cm. Jetzt kriegt die Grundplatte halt auch dieses fürchterliche Maß aufgezwungen :) Außerdem sind die Schubladenschienen der Y-Achse völliger müll. Stellenweise haben sie spiel, stellenweise sind sie total schwergängig. Keine Ahnung, was ich mir da in meiner jugendlichen Unschuld vor äh... ja.. 7 Jahren so gedacht hab. Neue Schienen sind heute per Post gekommen.

Warum ich nicht auf Schubladenschienen verzichten will: Die Fräse wird für Alu höchstwahrscheinlich ungeeignet sein und nur darauf rumrattern, aber in Holz und Kunststoff erwarte ich gute Ergebnisse. Platinen und CFK/GFK gibts ja auch noch. Die einfachst-CNC von BlaueLED damals (vll erinnert sich noch wer) bestand ja nur aus ein paar einfachen Schubladenschienen und hat in Sperrholz hervorragend funktioniert. Meine ist ja auf jeder Achse doppelt gelagert, mit um 90° verwinkelten Schienen. Das dürfte ein deutliches Stabilitätsplus geben. Ich bin selber gespannt. Die Nächste kriegt dann richtige Führungen ;)