CNC Platinenfräse

[Christoph2]

Hallo!

Ich hab vor ein paar Tagen den Proxxon-Katalog durchgeblättert, und hab diesen Kreuztisch gefunden:
http://cgi.ebay.at/Proxxon-Kreuztisc...item53dfb2e852

Seit dem denke ich mir, ob es nicht möglich ist, damit eine CNC Fräse zu bauen, die so präzise ist dass man damit Printplatten fräsen kann.

Ich hab mir gedacht, ich montier den Kreuztisch auf eine Holzplatte, darüber baue ich ein Portal aus Holz auf, das fix mit der Grundplatte verleimt ist. Darauf kommt eine Z achse, die mit diesen Führungen geführt wird:
http://www.igus.de/wpck/default.aspx...=2201&CL=de-de

Als Schrittmotoren die hier:
http://www.pollin.de/shop/dt/MTY1OTg...6_E1_2_C8.html
(0,9° klingt ja recht genau, von der Optik her schaun sie auch recht hochwertig aus find ich)

Und die Ansteuerung:
http://www.pollin.de/shop/dt/Mjc5OTg...e_Bausatz.html
(die ist ja eh schon Standard, was ich so gelesen hab)

Dann komm ich insgesammt auf
Motoren: 3x8€
Controller: 3x12€
Kreuztisch: 150€
Führungen Z-Achse: 60€

Dann komm ich insgesammt auf 270€, mit Holz wahrscheinlich 300€.
Das wär für mich akzeptabel...

Die Frage ist nur: Ist das Ding dann auch genau genug, um ordentlich Platinen zu fräsen? Mit normalen nicht-smd Bauteilen wäre ich schon zufrieden, toll wäre aber wenn ich auch die SMD-ICs mit großem Pinabstand (z.B. LM75) damit fräsen könnte.

Hat soetwas schon jemand versucht oder kann sich jemand (aus Erfahrung) sagen ob das funktioniert? Ich habe bis jetzt in der Preisklasse nur Selbstbau-Projekte gefunden, wo die ganze Fräse selbstgebaut war, mit Schubladen-Führungen und viel größer.
Ich glaube aber dass da meine Idee mit dem fertigen Kreuztisch und guten Z-Führungen um einiges genauer ist, auch weil die Fräse kleiner ist.
Ich will nur nicht 300€ ausgeben, und dann hab ich eine Fräse, die nur 15cm x 15cm fräsen kann, aber für Platinen zu ungenau ist...

lg Christoph

[Rico88]

Hallo Christoph,

ich denke mal, das du mit den 300€ zu knapp kalkuliert hast. Es kommt doch noch so einiges dazu. Du brauchst Kupplungen zum antreiben der X- und Y-Achse. Für die Z-Achse fehlt der noch eine Spindel oder einen Riementrieb.
Naja, und nen Fräsantrieb müsste auch noch gegeben sein.

Dann noch Endschalter für die Achsen, Controller und Spannungsversorgungen.

Hast du dir denn schon Gedanken drüber gemacht, wie du die Platinen spannen willst? Willst du nur einen Standartgröße verarbeiten?

Ich denke um die Genauigkeit musst du dir keine Gedanken machen. Darfst aber nur vorsichtig fahren um einen Schrittverlust zu vermeiden. Du hast ja keine Kontrolle darüber. Doch da kann man sich ja rantasten.

Also ich denke du solltest anhand dieser Punkte nochmal neu nachrechnen, dann liegst schon bald bei dem doppelten.

Will dich nicht entmutigen, so ein Projekt ist sehr interessant und zum Schluss wird man durch Erfolg belohnt. Von dem Spaß den man über Monate hat ganz zu schweigen.

Gruß Rico

[Christoph2]

Hi,

das mit dem Fräsmotor hab ich vergessen zum schreiben, ich hab einen Proxxon IB/E, der sollte zumindest für den Anfang reichen.

Eine Gewindespindel Suche ich schon die ganze Zeit. Zum Platinenfräsen sollte die z-Achse ja auch ziehmlich fein sein, daher scheidet eine Zahnstange (denk ich mal) mal aus.
Aber Gewindespindeln habe ich noch keine gefunden. Hub in z-Achse hätte ich gerne 10cm, dann kann ich auch was anderes außer Platinen fräsen. Ich werd noch weitersuchen, aber soo teuer wird die ja nicht sein, oder? Ich brauch ja nur 20cm "Gewindestange" und eine "Mutter". Am Anfang kann ich ja mal eine Gewindestange nehmen zum testen, mal sehen wie lang es funktioniert.

Wegen den Platinenabmessungen: Ich werde damit höchstens Europlatinen fräsen, meistens aber kleinere. Da ich ja nur 150mm Verfahrensweg habe bei dem Kreuztisch geht sich ja nichtmal eine Europlatine ganz aus, da muss ich auf jeder Seite 5mm frei lassen.
Ich habe leider noch keinen Kreuztisch in der Preisklasse gefunden, der eine ganze Europlatine schafft.

Weil aber noch ein paar Dinge wie die Gewindespindel, Kupplungen und Spannungsversorgungen dazukommen, wirds wahrscheinlich auf 400€ oder sogar 450€ kommen.

Das mit den Endschaltern versteh ich nicht ganz. Die werden ja soweit ich weiß an die Pollin-Controllerkarten angeschlossen, oder?
Wie weiß die Steuersoftware (welche ist da am bessten?), wo der 0-Punkt ist? Fährt die immer bevor sie zu fräsen beginnt solange bis die Fräse einen Endschalter betätigt? Das ist dann der Gesamt-0-Punkt. Und dann muss man ihm noch sagen wo die Platine anfängt nehm ich an. Das ist dann der 0-Punkt für die Platine.
Ist das so richtig?

[yaro]

Ich wollte nur mal kurz was dazwischenwerfen: Ich habe mal gelesen, dass wenn man Platinen fräst, die Leiterbahnen "fransig" werden, was Probleme bei Hochfrequenzanwendungen zufolge habe. Fragt sich nur, was Hochfrequenzanwendungen tatsächlich sind.

Gruß, Yaro

[Christoph2]

Ja das hab ich auch schon gelesen, aber das ist glaub ich erst ab 1GHz wichtig. Ich werde ja hauptsächlich Platinen für Mikrocontroller fräsen, bei max. 20MHz, da ist das egal. Bis jetzt konnte ich sie ja in der Schule fräsen lassen, da hat immer alles wunderbar funktioniert.
Nur jetzt hab ich bald Matura und dann ist es aus mit Schule ^^ Dann brauch ich eine eigene Fräse

lg

[TheDarkRose]

Wenn man den richtigen Fräser verwendet, dann werden die Leiterbahnen auch nicht wirklich fransig.

[justin]

Hallo

Das ist ja interessant. Kann man den Kreuztisch auch "hochkant" stellen? Dann könnte man den Fräsmotor einfach auf der X-Achse eines alten Plotters montieren und die Platine auf dem, hochkant davor stehenden, Kreuztisch befestigen. Ob das wohl ginge?

Gruß Justin

[Christoph2]

Heyy die Idee ist gut!

Dann hätte ich das Problem mit der Platinengröße gelöst, weil 15x15 cm ist ja wirklich eine blöde größe, da geht sich eine Europlatte genau nicht aus.
Einen alten Plotter habe ich zwar nicht, aber ich kann ja die führungsschienen, die ich für die z-Aches eingeplant habe, verwenden.

lg

[Klingon77]

hi,

HF habe ich noch nicht versucht; aber nach einigen Versuchen klappt es nun recht gut mit dem Fräsen von Platinen.

Zuerst natürlich ein Fehlversuch:


Bild hier  

https://www.roboternetz.de/phpBB2/vi...=387246#387246

Bild hier  

60 Grad Hartmetall-Stichel mit gerader Schneide
Vorschub ca. 100mm / min
Drehzahl 9.000 1/min



Dann habe ich mir diesen gekauft:

Bild hier  

45 Grad Hartmetallfräser; spiralverzahnt
http://www.cnc-technik-eltner.de/
http://www.cnc-technik-eltner.de/index.html?c~13
(sag Horst einen schönen Gruß von mir)


Die Platine unten ist mit einem 30 Grad Fräser des gleichen Typ´s gefertigt.

Bild hier  

Die Leiterbahn im blauen Oval ist ca. 0,3mm breit.

https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...=401176#401176

Drehzahl: 9.000 1/min
Vorschub 100-150mm/min
Zustellung ca. 0,2mm




SMD geht auch (Abstand der PIN´s = 1,27mm)

Bild hier  



Wichtig beim Fräsen von Platinen ist eine steife Maschine mit guten Führungen.
Meine hat in X-Y Linearführungen mit Kugelumlauf-Schlitten
In Z habe ich noch die original Schwalbenschwanzführung von Proxxon.

Gleich wichtig ist es kein (kaum) Umkehrspiel in den Gewindespindeln zu haben. Es sollte auf 0,02-0,03mm begrenzt werden.
Dies lässt sich durch zwei Muttern erreichen, welche gegeneinander "verspannt" werden.
Wie genau die stramm laufenden Kunststoff-Muttern sind (steifigkeit des Materials) kann ich nicht abschließend beurteilen.


Bedenke bitte, daß Dein Tisch bei max. Auslenkung nur noch 50mm Führung aufweist. Dies dann auf einer Breite von 200mm.
Das ist ein recht ungünstiges Verhältnis; könnte aber zum Platinenfräsen eben noch gehen.
Evtl. hat da schon mal jemand Erfahrungen sammeln können?

Schwalbenschwanzführungen weisen auch den sog. Stick-Slip Effekt auf.
Er beschreibt das "klemmen" des Schlittens bis die Vorschubkraft bei drehender Gewindespindel einen so großen Wert aufgebaut hat, daß der Schlitten "losbricht".

Je strammer die Führung eingestellt ist um so deutlicher wird dieser negative Effekt.
Der Versatz, welcher auftreten kann könnte schon mal (geschätzte) 0,03-0,05mm ausmachen.


Ohne nun eine Wertung vornehmen zu wollen habe ich mich mal ein wenig umgeschaut:

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# Arbeitstisch 475x153mm
# Mit Trapezgewindespindeln exakt nachstellbare Prismenführung mit Milimetereinteilung
# Verfahrweg längs 350 mm
# Verfahrweg quer 195mm

http://cgi.ebay.de/2-Achsen-Kreuztis...item4839553c2c

EUR 99,90
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Tischgröße 490 x 165mm
Verfahrweg quer / links-rechts 230 mm voll ( bis max 350 mm ) über 1 Handrad
Verfahrweg tief / vor-zurück 110 mm über 1 Handrad

http://cgi.ebay.de/KREUZTISCH-ZX7020...item45f0bd5016

EUR 185,00
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#Verfahrweg in X-Achse 350 mm
#Verfahrweg in Y-Achse 190 mm
#Tischgröße 475 x 150 mm

http://cgi.ebay.de/Kreuztisch-Fraest...item3efd138cd2

EUR 149,99
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Dies nur beispielhaft.
Zu bedenken ist auch, daß diese Kreuztische wohl überwiegend in China hergestellt werden.
Die Qualität ist nicht unbedingt mit renommierten deutschen oder europäischen Herstellern gleichzusetzen.

Wichtig ist, daß der Tisch bei "satt" eingestellter Führung (lässt sich eben noch von Hand verschieben) gleichmäßig und ohne an einer bestimmten Stelle zu klemmen verfährt.

Weiterhin sollte beachtet werden daß man für Schwalbenschwanzführungen aufgrund der höheren Reibung auch stärkere Motoren benötigt.
Ich würde zu Motoren ab ca. 1 Nm raten.


Bei all den Kreuztischen ist es unabdingbar das "Umkehrspiel" durch den nachträglichen Einbau einer zweiten, einstellbaren/verschiebbaren Mutter weitestgehend zu eleminieren.


Bei der Steuerung würde ich mal schauen ob nicht was mit Schritt/Richtung machbar wäre.
Dies ist der gängie Standart bei Schrittmotor-Steuerungen und es gibt einige Hersteller welche für wenig Geld brauchbares anbieten:

Schau mal da:
http://www.mechapro.de/produkte.html
http://www.mechapro.de/step3d.html

Bausatz 78,00EUR


Das ist natürlich nur beispielhaft; es gibt auch noch andere Anbieter.

Die step3d habe ich auch.
Mikroschritt würde ich mir wünschen; ansonsten läuft die Karte (mit einem zusätzlichen Lüfter auf dem Kühlkörper) seit fast zwei Jahren ohne Probleme.



Wenn Du wirklich etwas brauchbares bauen möchtest sehe ich die Kosten (sofern nicht Schubladenführungen verwendet werden sollen) auch jenseits der 500€ Marke.



so; schon wieder so ein ewig langes Posting


liebe Grüße und viel Glück bei Deinem Vorhaben wünscht,

Klingon77

[Christoph2]

Hallo!

Danke für die ausführliche Antwort! Deine Platinen sehen super aus, in welcher Preisklasse ist die Fräse mit der du das gefräst hast?
Mir wäre eine Leiterbahnbreite von 0,5mm schon ausreichend.

Diese Takt-Richtungs-Steuerungen habe ich auch schon gesehen, da gibt es auch 4A Dinger mit Optokopplern für die Endschalter usw:
http://shop.strato.de/epages/6112548...CV7%20%20BA%22
Allerdings kostet der trotzdem 3 Mal so viel wie die drei Pollin-Controller, da hab ich mir gedacht, zum probieren sollten mal die Pollin dinger reichen. Später eine andere Schrittmotorsteuerung anzuschließen geht ja ganz einfach.

Bei den Kreuztischen... gibt es da nicht auch welche, die schon eine zweite Mutter eingebaut haben, damit sie nicht so ein hohes umkehrspiel haben? Schließlich ist ein niedriges Umkehrspiel ja nicht nur bei cnc fräsen wichtig.
Der zweite Kreuztisch von denen die du vorgeschlagen hast, der um 185€ gefällt mir gut. Da steht auch extra dabei, dass er für Fräsen ist. Wie findet man denn heraus wie viel Umkehrspiel er hat?

lg
Christoph