Mantis CNC Fräse

[Chris Kielhorn]

Moin aus Bremen!

Seit langem verfolge ich sporadisch hin und wieder die Projekte hier im Forum. Besonders der Thread mit der CNC Fräse gefällt mir richtig gut, zumal ich mich selbst sehr für CNC gesteuerte Maschinen interessiere.
Vor ein paar Tagen bin ich auf das Projekt "Mantis CNC" gestoßen über einen Blog eintrag. Ähnlich wie im Forumthread über CNC Fräsen, kostet die Mechanik dieser Fräse auch unter 100 Euro. Leider sind alle verbauten Teile 1. in Inch angegeben und die entsprechenden einzukaufenden Komponenten ebenso, 2. sind die meisten Lieferanten in den USA. Ein Import würde für mich zu viel Aufwand bedeuten. Nun von Inch auf mm umrechnen ist jetzt nicht das Problem, doch stimmen Bohrungsabstände, Längen etc. nicht mehr ganz genau. Ich habe mich daher entschlossen die Mantis CNC Fräse in das SI-Einheiten System zu überführen und ein paar eigenen Veränderungen durchzuführen.

Hier zunächst der Original Post der Mantis CNC Fräse: http://makeyourbot.org/
Dort gibt es eine Materialliste, Konstruktionszeichnungen sowie eine komplette Videoanleitung für den Zusammenbau.

Ich selbst baue diese Fräse nach und verändere diese leicht. Ich möchte euch im folgenden ein paar Änderungen und Besonderheiten vorstellen, die ich mir überlegt habe umzusetzen.

Lagerung der Achsentische:
Ein interessanter Aspekt welche der Entwickler dort löst, ist die Verbindung von Linear Lager der Führungswellen zum Achsentisch. Diese wird per Epoxy geklebt.
Mir erschien dies als unwirtschaftlich (die Lager sind für andere Projekt unbrauchbar) und nicht gerade montagegerecht. Das Problem ist, das Lagerblöcke für Linearlager mindestens 5€ kosten und man ja doch schon 4 pro Achse benötigt um eine stabile Auflage und Führung zu gewährleisten. Ich habe mir aus diesem Grund überlegt diese Lagerblöcke einfach selbst zu bauen. Dafür möchte ich einen Aluminiumblock (250x30x30) nehmen und anschließend dieses so zuschneiden das immer 30x30x20 große Blöcke herauskommen. In die mitte wird ein Loch gebohrt für das Linearlager. Rechts soll das Loch angeschnitten werden um es anschließend mit einer Gewindeschraube festklemmen zu können. So können die Linearlager auch für spätere andere Projekte genutzt werden und ein Aluminiumblock kostet bei Ebay gerade mal 3€.
Um die selbst gebauten Lagerblöcke am Achsentisch zu befestigen habe ich mir Einschlagmuttern überlegt welche in den Achsentisch (welcher aus Holz besteht) eingeschlagen werden. Diese nehmen dann eine M4x40 vom Lagerblock zur Mutter auf.

Als Führungswellen möchte ich 8mm (Durchmesser) Stangen aus Edelstahl verwenden. Linearlager mit 8mm Innendurchmesser habe ich bereits günstig bei Ebay geschossen.
Als Trapezgewindespindel möchte ich eine TR10-3 Stange nehmen, welche ich innen Bohre und dann auf der Welle des Schrittmotors befestige (mit Madenschraube quer).

Was haltet ihr von dieser Lösung? Denkt ihr das kann funktionieren?
Sie kostet mich noch nicht mal 10€ für alle 3 Achsen, das fände ich halt das charmante daran. (Schrauben, Einschlagmuttern, Aluminiumblock).
Mit dem gleichen Prinzip möchte ich die Trapezgewindespindel Mutter lagern. (siehe Bildern)

Anbei ein paar Konzeptzeichnungen:


Vlt. habt ihr noch weitere Anregungen zum Bau dieser Fräse. Ich möchte die CAD-Daten, Kostentabellen, Montageberichte und so weiter später kostenlos (OPEN SOURCE) veröffentlichen.

[Chris Kielhorn]

Update 20.08.2012:

Ich habe die Y-Achse in CAD fertig gestellt. Anbei ein paar Bilder. Der rote Klotz auf der X-Achse ist der Arbeitsraum den ich mit der Fräse erreichen möchte. Momentan sind das 140x100x25mm. Das sollte für die meisten Platinen reichen Nehme gerne Anregungen und Kritik entgegen!

Statt Einschlagmuttern werde ich übrigens doch normale Schrauben mit Unterlegscheibe und Mutter nehmen. Dadurch kann man etwas die Führung justieren. Bohren wird eh nie 100%ig (zu mindest bei mir meistens).

[wilhelml]

Hallo Chris,

viel Erfolg bei Deinem Fraesprojekt. Durch den CADentwurf wirst Du sicherlich fruehzeitig eventuelle Probleme entdecken und so vermeiden.
Glueckwunsch dazu, ich stehe mit CAD generell auf Kriegsfuss und wurstele ohne grosse Planung vor mich hin mit meiner Fraeserei.

Habe einen Einwand bei Deinem Arbeitsraum. Ich wuerde den noch etwas strecken, so dass man auch eine ganze Europakarte 100 x 160 mm reinbekommt. Und als Reserve ringsum nochmal 10 mm damit man eventuell auch noch Spannzeug anbringen kann, falls einem das Klebeband nicht mehr geheuer ist.
Du wirst daurch vermutlich nicht allzu viel Stabilitaet verlieren. Und die die Kosten steigen nur unwesentlich.

Gruss
Wilhelm

[wilhelml]

Hallo allerseits,

ich hoffe es stoert nicht, wenn ich mich an diesen juengsten FraesenThread mal etwas vorgreifend anhaenge.

Ich mache meine ersten Gehversuche mit einem etwas groesseren Objekt.
Es besteht im wesentlichen aus 18 mm Siebdruckplatte und ist ca 90x90 cm gross. Vor Jahren habe ich mal 4 Stueck LWL15 Schienen ( 8 wagen) aus dem Schrott gezogen, und die bestimmen nun die groesse des objektes.
Angetrieben wird mit kleinen IBM -Pollinsteppermotoren ( die mit den aufgepressten Kuehlkoerpern )und 8 mm Gewindestangen und Langmuttern.

Als Software benutze ich LinuxCNC.( einfach irre wie schnell auch ein PCDepp damit aus einem SchrottPC ohne Betriebssystem einen Steuerrechner zaubern kann)

Nun zu meinem Problem:

Ich benutze das Teil zur Zeit im wesentlichen dazu, Loecher praeziser zu bohren bzw zu fraesen.
Beim Lochkreisfraesen stelle ich nun regelmaessig fest, dass die Loecher so ein, zwei mm zu klein geraten.Beispiel: ein 28 mm Loch soll mit einem 6mm Zweischneider an einer Kress in 12 mm Siebdruck gefraest werden. Die Fraese ackert mit gemuetlichen 50mm/min auf einer 9 fach Spirale durch das Holz dreht dann nochmals eine ebene Abschiedsrunde durch das Holz und raus kommt ein 27 mm Loch. Es hoert sich am Ende nicht so an, als ob die Fraese noch gegen das Holz druecken wuerde um noch etwas wegzunehmen. Also die Fraese halt zu weich ist und der Fraeser noch ins Zentrum gedrueckt wird.

Frage: kann es sein, dass das Fraesprogramm da etwas schlampt?
Fuer das Umkehrspiel erscheint mir der Fehler zu gross.

Danke schon mal fuer Eure Antworten

Wilhelm