CNC-Fräsmaschine - Linearführung ?

[Kaiser-F]

Die machen es auch so...

Bild hier  

[UlrichC]

Naja nun die Rolle wäre bei 0,01mm sowieso nix. Du müsstest das ganze zu sehr verspannen. Im Endefekt würde sich das Ding nicht mehr bewegen können. Man kann sich vorstellen das sich die eine Rolle mit dem V selbst ausbremst.
Zudem sind Lager die in allen Richtungen präzise arbeiten schlecht zu finden und in solchen Rollen sicher nicht verbaut.

Ich kenne das mit den Kugellagern ... selbst da muß man eine Weile Einstellen bis es sauber läuft. Wie geschrieben am besten die Lager auf Exzenterwellen setzen und einzeln einstellbar machen.
(Ja es haut besser ab)

Die 0,01mm sind schon ein kleiner Killerfaktor für das ganze.
Gerade weil das ganze so viel von dem Temperaturaktiven Alu kontruiert ist.

Da du gerade von FH etc. geschreiben hast.
Schonmal über eine geschliffene Stahlwelle (ca 20mm) mit Linearkugellagern nachgedacht (Ohne dieses AU-Profil).

[UlrichC]

Die Maschine sieht OK aus
Stehen da auch 0,01mm bei?

[FordPrfkt]

Also, dass mit den wellen und den Linearkugellagern würd ich wie gesagt lassen.
Auch mit ner 20 mm Welle kriegst du ne gewisse durchbiegung.
Die Fertigungsmöglichkeiten die du hast sind ja nicht schlecht.
Ist nur die Frage, ob du mit einem eigenbau wirklich günstiger fährst. Diese führungen hier:
Bild hier  
sind nicht so sehr teuer.
(Preisliste hab ich wie gesagt grad nicht zur Hand)
Die Linearschlitten sind sehr teuer, das stimmt. Aber genauer als damit kriegst dus nicht hin.
Alternativ sollen die sehr günstigen "Dryline W" von Igus (www.igus.de) noch ganz gut sein.

[Kaiser-F]

Hallo,

Vielen Danke für eure Anregungen und Gedanken!

Ich kenne das mit den Kugellagern ... selbst da muß man eine Weile Einstellen bis es sauber läuft. Wie geschrieben am besten die Lager auf Exzenterwellen setzen und einzeln einstellbar machen.
(Ja es haut besser ab)

Könntest du mir evtl eine Skizze malen?

Da du gerade von FH etc. geschreiben hast.
Schonmal über eine geschliffene Stahlwelle (ca 20mm) mit Linearkugellagern nachgedacht (Ohne dieses AU-Profil).

Mit Linearkugellagern hat man wieder das Problem, dass man die Welle
nicht "verstärken" kann. die längste Stecke wird so bei 800mm liegen.
Da kann es schon mal nen halben Millimeter durchgebogen werden.
Auch wenn man 30mm Wellen hernimmt.
Es gibt zwar Linearkugellager, die auf einer Seite offen sind. Aber
diese Lager kann man nicht nachstellen/feststellen.

Ich möchte es inetwa so wie in meiner Skizze machen.
Zwei präz. Stahlwellen auf einen "Träger" "gepresst".
Als Träger werd ich ebenfalls Vollmaterial verwenden. Doch nicht
so wie in der Skizze mit dem Aluminiumprofilen.

[ARMdran]

Isel bietet die Aluprofile mit eingepressten und geschliffenen Präzionsstahlführungen an. Auf Wunsch auch in Edelstahl. Sind im Prinzip selbige Dinger wie aufgemalt nur das die 'T-Nuten' zur Halterung der Stahlführungen oben und unten (bzw. links - rechts) als (runde) Passungen ausgeführt sind. Als Lauf- oder Gegenlager gibts wahlweise 'Gleitsteine' aus POM bzw. Kugelführungen. Zu empfehlen sind auf grund der enormen thermischen Verspannung jeder Alukonstruktion immer die POM-Führungen. Die laufen spielfrei sehr leichtgängig 100% genau. Billig ist das allerdings nicht.

Wenn die Maschinenkonstruktion 'besondere Steifigkeit' aufweisen soll ist eh ein feststehendes Y-Portal mit darunter verfahrbarer X-Arbeitsplatte ratsam. Meine letzten beiden Fräsen wurden so erbaut und mußte feststellen das ist Klassen besser da z.Bsp. übliche Verkantung des Portals beim Verfahren gar nicht auftritt. Bei dieser Konstruktion lassen sich 'für'n Appel und das Ei' dann auch (Präzions)Teleskopschienen aus dem Beschlagsektor verwenden. Allerdings forderte die VA Vierkantrohrkonstruktion recht hohe Genauigkeit - da ich Zugang zu Laserschweiß- und Schneidanlagen habe ließ es sich problemlos verwirklichen. Inwieweit das auch mit einfachen Mitteln zu fertigen wäre möchte ich mich nicht festlegen.

[UlrichC]

Hallo,
für so einem Riesenmaschinentisch ist die 20er Wellenführung natürlich nix.
Jedoch könnte man bei Linearlagern die Führungen verstellbar machen.
Das wäre im endeffekt vielleicht auch wichtiger als die Schlitteneinstellung... denn du baust ja ein riesen Vich.

Hier mal ungefähr die Exzenterwelle mit Lagerverstellung:
Bild hier  
Das ist so einer der 5Min Skizzen... da ist wohl einiges nicht am richtigen Platz... aber das Prinzip passt ~.

Dein Maschinentisch kann auch massiv sein... das Problem von AU wird nicht besser.
Wie ich und ARMdran schon geschrieben ... Aluminum würde den Tisch bei der Länge schon bei geringen Temeraturunterschieden verspannen.
Du könntest die Maschine nur in klimatisierten Räumen einsetzen.
Die 0,01mm sind so nur schlecht zu erreichen.

Ich würd mal anfragen bei den Herstellern...
Den AU und Lager passt nicht wirklich.
Das mit den POM-Steinen (auch nicht verstellbar) klingt plausibel.

[ARMdran]

Hallo

Die 0,01mm sind so nur schlecht zu erreichen.

ist vielleicht sowiesomal ganz interessant was da bei jeweils Arbeitsbereich 500 *500 * 150 verglichen so rauskommt wenn man nachmißt ....

Referenzmaschine (dort auch aufgespannt) war eine Industrie'Deckel' mit 1µ Genauigkeit über den gesamrten Verfahrbereich bei klimatisiert 25°C.
Die 'Aludinger' waren alle mit 0.01mm Genauigkeit bzw. Wiederhol.... angeben. Und dann plus-minus 1'Digit' (also einen Schritt vom Referenzschalter (Homing). Unverändert seit 1982 (aus den Jahren die erste Maschine stammt). Auflösung im (serienmßigen Halbschritt) ist allerdings 400steps/U zu 5mm (Spindelsteigung) ==> schonmal 0.0125mm. Dann kam, und bis dahin mit Drehgebern als Wegmesssystem unbemerkt, nach Montage von Linearmessstäben ('Chinameter') die belastungsabhängige Verformung hinzu. Ein Kreis beispielsweise rechts oder links aussen am Arbeitsbereich aufgespannt wird zum Ei. In der Mitte gespannt kreisrund. Grund ist die 'Verdrehung' des Portals bei seitlicher Belastung. Linearwegmesser sehen da dann realistisch plus - minus 1mm !!!!

Kurzum: Jede dieser Bohr- und Fräsplotter-Koordinatentische ob Fertig- oder Selbstbaukonstrukte die alle bis unter 0.001mm Genauigkeit gelabelt waren brachte es maximal auf plus - minus 0.5mm gemittelt auf den Arbeitsbereich. Da liegt auch jede Schweisskonstruktion - ist keine Aluspezifische Ungenauigkeit.

Bei höheren Temperaturen tendieren die AluDinger dann gegen 1.5 - 2.0 mm Abweichung je Richtung. Stahlkonstrukte krallen sich bei 0.5mm fest. Es sind so in jedem Fale erhebliche Abweichungen in Bezug auf die wirklich hochwertigen Industriegeräte. Rechnet man noch Vibration, Wanderung der Maschine im Betrieb und etwas Glück mit hinein sollte man bei Erreichen von +- 0.5mm wunschlos glücklich sein !!!! Jede Passung entsteht ja in jedem Fall nur dank der genauen Kenntnis aller Fehlerfaktoren durch den Bediener

Ich machte nach diesen Messungen sehr gute Erfahrungen damit die Leichtbaukonstruktionen auf MDF-Gestellen zu postieren. Erwies sich als vibrationsdämmend und absolut konstant in der Ausrichtung.

[Kaiser-F]

UlrichC, danke für die Skizze!

ARMdran, du machst mir ne Freute!

Ich wollte auf 0,1mm Genauigkeit kommen...
Was empfielt sich denn als Material? Leicht zu bearbeiten, aber nicht allzu Rostig... ?

[ARMdran]

0,1mm (ein Zehntel) ist eine realistische Größe. Da komme ich mit meiner Keller-Alufräse (Isel 600 * 800) bei 2.5D auch so ungefähr hin, die das Z-Portal mit _einer_ mittigen Kugelumlaufspindel verfährt. Keller' bedeutet natürlich auch konstante Temperaturen, die Schwankungen einer 'sonnigen' Halle nicht vergleichbar. Mehr brachte auch nicht ein Nachbau mit zwei Spindeln (links und rechts) weswegen ich dann auf feststehende Portale mit verfahrener Arbeitsplatte wechselte. 0,01mm (10µ sind eher unerreichbar)

Ich besorgte mir später dann als Platinenfräse eine 250 * 150mm Isel. Je kleiner, je genauer.

Marterial nehme ich grundsätzlich das Meiste als Fertigprofile von Isel. (ProMA). Allerdings bestellen wir dort sowieso in grösseren Mengen; von daher mit preislichen Vorteilen. Im Zuschnitt, oder genau passend, summiert sich das sonst.

Größter Ungenauigkeitsfaktor bei allen Fertigfräsen war bei mir grundsätzlich 'Spiel' in der Z-Achse. Beim Bohren (starker radialdruck) bzw. 3D Formen wirkt sich der Hebelarm gewaltig aus. Da ist 1/10. denn nichts !
Woher es kommt und wie genau das Z-Achsenproblem zu eliminieren wäre da forsche ich selber noch fortlaufend dran. Es scheint jedoch das diese Aluprofile ziehmlich leicht zu 'verdrehen' sind - während sie andererseits bei Biegung gut stehen. Bei festehendem Portal (mit extra langgeführter Z-Achse) wird der Effekt bauartbedingt zwar geringer bleibt aber nachweisbar. Alle mir bekannten (genauen) Industriemaschinen arbeiten deswegen wohl auch mit zusätzlichen Klemmungen in dem Bereich (?).

In Stahl zu bauen hält, sieht aber nie aus. Edelstahl ist aufwändig - materialmäßig jedoch kaum teurer als Stahlkonstruktionen. (Werkzeuge sind wieder ein anderes Thema). Insofern bleibt immer nur Alu ... obwohl Alu genaugenommen das schwierigste Material überhaupt ist.

p.s.: Ich kaufte mir vor Kurzem Fertiglinearschlitten von Isel. Probeweise (und weil sehr günstig) nicht mit Kugelspindeln sondern Zahnriemenantrieb. Diese finden vielfach aufgrund der hohen Vorschubgeschwindigkeiten Verwendung in der Materialzuführung zur Serienproduktion. Da gibt es eine handvoll Hersteller. Die sind mit 0.1mm Wiederholgenauigkeit angeben erreichten im Neuzustand zumindest deutlich bessere Werte.

Eine auf zwei von den Dingern geführte Arbeitsplatte ist bei geringer Bauhöhe bisheriges Nonplusultra. Das Y-Portal werde ich demnächst darum ebenfalls auf den Riementrieb umbauen. Es scheint eine wesentlich günstiger Lösung als bisherige Varianten. Muß sich jedoch endgültig erst noch zeigen. Etwas ähnliches sah ich schon früher bei simon-clemens.de/Differentialantrieb. Da liegt irgendwo wie ich meine noch der gesamte Bauplan auf der Seite. Fiel mir gerade so ein.