Ich brauche Hilfe bei der Planung einer Gravierfräse

[Sepp O.]

Ich plane schon seit einiger Zeit eine Computer gesteuerte Gravierfräse zu bauen.
(Vor einiger Zeit habe ich hier schon wegen den Führungen gefragt.)

Bei der Berechnung/Dimensionierung des Rahmens bin ich auf ein Problem gestoßen.
Ich hatte vor den Rahmen aus Stahl-Formrohren zu fertigen und die feststehenden Teile zur Schwingungsdämpfung mit Quarzsand zu füllen.
Wenn die Führungen parallel sein sollen, dann muß der geschweißte Rahmen an den Führungsstellen mit der Flächenschleifmaschine bearbeitet werden.
Doch durch das Aufspannen auf der Maschine und später bei der Montage wird der Rahmen leicht verzogen wodurch die Führingen nicht exakt parallel sind und die Maschine ungenau wird.

Ich habe mir schon überlegt dass Ganze mittels elastischer Winkel zu befestigen.
Doch da gibt es wieder das Problem dass das gesammte System zum Schwingen neigt und dadurch keine sauberen Oberflächen gefertigt werden können.

Hat jemand von euch eine Idee wie ich das Problem des Verziehens lösen kann?

mfg Sepp

[NRicola]

Hallo,

leider habe ich das ganze nur bis zur Hälfte verstanden. Du willst also eine kleine Portalfräsmaschine bauen, die mal zur Abwechlung etwas irgendwo hin graviert, richtig?
Und jetzt hast du Bedenken, dass die Verbindungen zum "Boden", wie sie etwa bei Brückenkränen die Schienen darstellen, nicht parallel sind?
In welcher Größenordnung bewegt sich der Aufbau (B/H)?
Ich habe leider auch nicht verstanden, wo der Quarzsand hin soll. Könntest du evtl auch ein Bildchen davon malen?
Mit welcher Positionierungsgenauigkeit soll sie mal arbeiten (in etwa)?
Grüß
NRicola

[Sepp O.]

Salve

Ich will mir eine Kombination aus Gravierer und Fräse bauen.
Das bedeutret dass ich mir damit Platinen gravieren und Ersatzteile aus Aluminium für den Modellbaubereich fräsen will.

Das Ganze befindet sich noch im Planungsstadium.

Das Problem ist aber dass sich der Grundrahmen auf dem alles aufgebaut wird trotz aller Versteifungen bei der Befestigung immer etwas verbiegen wird.
(Jedenfalls sagen dass die FE-Berechnungen die ich bis jetzt gemacht habe.)
Wenn ich die Führungen direkt montiere kommt es zu ungenauigkeiten, wenn ich alles über Ausgleichsschrauben und Federn montiere kommt es zu Schwingungen.
Der Quarzsand kommt in die feststehenden Formrohre um die Schwingungen zu dämpfen.
(Das Maschinenbett der alten Drehmaschinen und Fräsen wurden auch mit Quarzsand und der Gleichen gefüllt um Schwingungen zu dämpfen.)

Die Maschine soll so genau wie möglich werden.
Zumindest auf ein 1/10 bis 5/100 genau sollte gearbeitet werden können.
Und da wirken sich Ungenauigkeiten aufgrund Ferformungen im Maschinenbett extrem aus.

Die Baugrüße wird vorraussichtlich ca. 1000mm x 500mm x 500mm betragen.

Die Bildchen werden bald folgen.
Zur Zeit laufen noch Berechnungen der verschiedenen Bauformen.

Das Ganze wird entweder auf Basis eines Kreuztisches oder einer Portalfräsmaschine aufgebaut werden.

mfg Sepp

[PsiQ]

da du ja wohl eine software dazu schreibst, kannst du den verzug doch nacheichen..
Um das eichen wirst du bei 1/100. eh nicht rumkommen.

eine gerade linie fräsen, und versatz messen, dann in der software nachkorrigieren jeweils einmal X , einmal Y

im übrigen finde ich das 1/10. millimeter für modellbau reicht..
eigentlich schon 5/10.

ok, kommt auf den modellbau-Maßsstab an

[Sepp O.]

Salve

Dass ich Korrekturwerte einplanen muß ist mir klar.
Doch ich will dass Ganze in einem Überschaubaren Rahmen haten.
Denn je ungenauer ich bei der Planung arbeite, desto mehr Arbeit habe ich später bei der Programmierung.

1/10 Genauigkeit reicht sicherlich für den Modellbaubereich.
Doch wenn ich Platinen gravieren will, dann ist 1/10 schon extrem ungenau.

Gibt es eine bessere Lösung als eine 20mm bis 30mm dicke Stahlblatte auf dem Maschinenbett?

mfg Sepp

[Klingon77]

hi,

wenn man das Bett einer normalen Fräsmaschine nimmt,
dann hat diese auf der einen Seite eine Formschlüssige dreieckige
Führungsleiste.
Auf der anderen Seite ist nur eine Flachführung, die sich auch radial zur
dreieckigen Führungsleiste bewegen kann.
Wenn Du Deine Maschine nach dem gleichen Prinzip konstruierst hast Du
eine vordefinierte Führung und mußt Dir um die zweite Seite keine Gedanken mehr machen.

Die Seite mit der Flachen Führung wurde ich an das restliche Grundgeüst aufschrauben. z.B: mit Flanschen an beiden Stirnseiten.
Die Befestigunslöcher können etwas größer sein damit das Teil verschoben und angezogen werden kann.

Die Ausrichtung machst Du mit einer sogenannten Messuhr - ausgehend von der anderen vorgegebenen Führung.

Also:
Eine Seite der Führung wird nach allen seiten (oben/ unten; links/rechts)
geführt - nach vorne und hinten ist sie dann verschiebbar.

Die zweite Seite wird nur oben und unten geführt. Links und rechts verschiebbar in Abhängigkeit zur ersten Seite - nach vorne und hinten verschiebbar.

Die zweite Seite wird nicht geschweißt sondern angeflanscht. Mit der Meßuhr richtest Du sie nach oben/unten auf wenige 1/100mm aus und
schraubst Sie an.

Bild hier  
hab Dir noch ein Bild gemalt...

Ich weiß nicht, ob Du überhaupt eine 20-30mm dicke Stahlplatte benötigst. Du möchtest doch die Maschine nicht nur mit einem Portalkran transportieren/aufstellen, oder?
Es gibt auch Führungsprofile aus Aluminium zu kaufen.

Bei einer Gravierfräsmaschine werden auch auch keine solchen Kräfte frei, als wenn Du, wie beim üblichen fräsen Millimeterweise Stahl zerspanst.

Versuche nicht über das Ziel hinauszuschießen. Eigengewicht kann auch die Konstruktion belasten!

Gruß, Klingon77

[Sepp O.]

Salve

Über die besste Ausführung der Führungen haben wir uns schon einmal ausführlich unterhalten.

Außerdem habe ich als Maschinenschlosser doch einiges an Ahnung bezüglich der Matherie.

Meine Sorge gilt nicht der Befestigung der Führung, sondern der Befestigung des Grundgerüstes.
Denn wenn man den Unterbau nicht genau macht, kann man bei der Befestigung der Führungen noch so viel trixen und es wird nichts.
Ich weis dass ich die beweglichen Teile so leicht wie möglich halten muß.
Aber Aluminium ist wegen der geringeren Biegesteifigkeit im Vergleich zu Stahl eine schlechte Wahl.

Ich habe dass Problem dass sich der Unterbau der Maschine beim Befestigen auf der Arbeitsmaschine und später beim Befestigen auf dem Untergrund leicht verzieht.
Laut FE-Analyse habe ich da vorraussichtlich eine Abweichung von ca. 5/100 bis 1/10mm über die gesammte Länge wenn ich ganz genau arbeite.
Und da sich die Fehler bei der Montage aufsummieren möchte ich schaun dass das Ganze so genau wie möglich wird, da die Ungenauigkeiten von selber kommen werden.

Die einzige Möglichkeit diesen Verzug der Grundkonstruktion zu kompensieren währe Blätchen bei dem Linearkugellager beizulegen und dass möchte ich vermeiden.

Ich weis dass ich ein kleiner Genauigkeitsfanatiker bin.
(Dass dürfte eine Nebenerscheinung der Ausbildung sein.)
Aber ich möchte bei der Konstruktion und Auslegung lieber etwas zu forsichtig sein, als dass sich später alles so verwirft, verzieht und schwingt dass man froh sein muß auf 5mm genau arbeiten zu können.

mfg Sepp

[Klingon77]

hi Sepp,

zuerst mal ein dickes SORRY!

Ich wollte weder Deine Qualifikation, noch Deine Planung in Frage stellen.

Natürlich hast Du recht, wenn Du sagst, daß sich die Fehler aufaddieren.

Könntest Du in den / die Maschinenfüße nicht irgendwelche Gewindestangen mit Mutter zum exakten ausrichten einplanen? So könntest Du einem evtl. Verzug entgegenwirken.

Nach wie vor denke ich, daß bei einer Gravierfräse mit einer Spanabnahme im 1/10 mm - Bereich zu rechnen ist, und diese deshalb nicht so dimensioniert sein muß, wie eine Maho oder Gildemeister!

Hast Du irgendwelche Skizzen oder Zeichnungen, die du posten könntest?
Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte und es ist für viele leichter nachzuvollziehen als lange Beschreibungen.
Deshalb auch meine Prinzipskizze der Lagerung.

Gruß, Klingon77

[Sepp O.]

Salve

Ich könnte mir in den A.... beißen.

Ich habe schon unzählige Maschinen aufgestellt die alle über Stellschrauben eingerichtet werden.
Aber solche Stellschrauben auch bei meiner Maschine einzuplanen, darauf bin ich nicht gekommen.

Das mit der Skizze dürfte etwas schwieriger werden.
Ich habe bis jetzt ca. 5 verschiedene Versionen geplant und durchgerechnet.
Ich muß mich erst für eine Version entscheiden und die genau durchplanen.

Bis jetzt befindet sich die Maschine nur in der Grob-Planungsphase bei der ich mir Gedanken über grundlegende Probleme gemacht habe.

Mir ist klar dass ich nicht mit einer all zu großen Zerspanleistung rechnen kann.
Aber wenn ich was mache, dann richtig und wenn es noch so lange braucht.

Da ich jetzt mit den Grundlagen fertig bin, werde ich jetzt nochmal alles genau durchrechnen und mich für eine Bauweise entscheiden.
Vermutlich wird es die Portalfräsen-Bauform.

Sobald ich mehr Zeit habe werde ich die Pläne hier hochladen.
(Zur Zeit habe ich leider sehr wenig Freihzeit und noch weniger Zeit zum Arbeiten an den Plänen.)

mfg Sepp

[Klingon77]

hi,

ich dachte nicht unbedingt an fertige Konstruktionszeichnungen, sondern eben an die Entwürfe.

Man kann den einen oder anderen "Fallstrick" ausmerzen - getreu dem Motto: "X Augen sehen mehr als 2".

Mach Dir wegen der Füße keine Gedanken. Ist mir auch schon so gegangen. Ich habe wochenlang überlegt, wie ich ein mechanisches Problem lösen kann - und dann sah ich die Lösung woanders und erinnerte mich daran, daß ich die Konstruktion bereits als Kind kannte - gesehen hatte!

Menschen sind keine Maschinen oder :"Erare humanum est!"

mit konstruktivem Gruß,

Klingon77

PS:
...noch ein Gedanke:

Wenn das Maschinenbett wirklich einen Meter lang werden soll...
dann hast du bestimmt ein Problem mit dem Durchbiegen.

Wenn Du die Führungen so planst, daß sie unten nicht ganz umschließt, könntest Du über die Länge noch ein oder zwei Stützen einbauen.


Bild hier