"Eigenbau" Portalfräse

Hallo zusammen,

ich möchte euch hier unsere noch nicht ganz fertige Fräse vorstellen.

Eigentlich hätte uns eine Ausführung wie z.B. die Tron-Fräse gereicht. Ich habe mir die Lizenz hierzu gekauft und hatte bereits angefangen, auf etwas höherwertige Führungen umzukonstruieren.

Durch meine berufliche Tätigkeit kam ich dann im Spätsommer durch Zufall rel. günstig an folgende Komponenten:

1x THK Kugelumlaufspindel 1405 – L=705mm Ø 14mm, Steigung 5mm
1x THK Kugelumlaufspindel 2010 – L=1380mm Ø 20mm, Steigung 10mm
1x THK Kompaktlinearachse KR-A 46 Ø 15mm, Steigung 10mm
4x THK Führungen HSR-LA 30, Schienenlänge 946mm

Aufgrund dieser Komponenten wurden dann folgende Abmessungen festgelegt:
X-Achse = 1050 mm
Y-Achse = 540 mm
Z-Achse = 110 mm

Ich habe dann das Tronkonzept verworfen und von Grund auf neu konstruiert. Die Maschine sollte einfach im Aufbau sein sowie Änderungen bez. Führungen und Spindeln relativ einfach ermöglichen.

Für den Grundrahmen wurden schwere Aluprofile 120x40 verwendet.
Die Querverbindungen sind Profile 40x40 leicht. Für die Y-Achse verwendete ich schwere 80x40 Profile, wobei die Seitenteile so ausgeführt sind, dass ich die 80x40 Profile gegen 120x40 tauschen könnte, sollte dies erforderlich sein. Ferner könnte ich zwischen die horizontalen Profile noch ein 160x40 Profil einbauen. Vermutlich werde ich aber diese Optionenen nicht brauchen, die erforderlichen Bohrungen in den Seitenteilen (Stahl, 12mm, gelasert) sind jedoch vorhanden.

Aufgrund der vorhandenen Führungen (HSR 30 lang) habe ich mich entschieden, beidseitig nur eine Führung einzusetzen. Wie sich bis jetzt gezeigt hat, mehr als ausreichend.
Die Z-Achse benötigt durch die hohe Steigung noch einen Ausgleich. Hier werde ich wahrscheinlich eine Gaszugfeder einsetzen.

Die Aluprofile und das Verbindungsmaterial habe ich bei der Fa. BSO Montage-technik gekauft.
Die beiden Seitenteile ließ ich bei einer Firma in unserer Gegend lasern.

Nach Fertigstellung der Konstruktion stellte sich dann die Frage, wer fertigt mir die Dreh-u. Frästeile. Nahe liegend war, die Teile in unserer Lehrlingsabteilung fertigen zu lassen.
Bei einem Gespräch mit unserem Lehrlingsausbilder stellte sich heraus, dass man für die Gesellenprüfung von zwei Auszubildenden ein Prüfungsprojekt suchte. Den Rest könnt ihr euch ja sicher denken.
Also den Kombi 2 mal mit allen Teilen beladen und ins Werk gebracht.

Den Prüflingen hat es Spaß gemacht, so etwas zu bauen. Es wurde u.a. gebohrt, gedreht, gefräst, gehobelt, Gewinde geschnitten, montiert, vermessen und ein Messprotokoll erstellt.

Mittlerweile ist die Maschine, wie auf den Bildern zu sehen, mechanisch zusammengebaut.

Nun musste ich mich mit dem Thema Schrittmotorsteuerung befassen. Um es kurz zu machen, habe ich mich schlussendlich mit Herrn Langenfeld in Verbindung gesetzt, der mich zu dem Thema, wie ich meine, sehr gut beraten hat.

Folgende Komponenten hat er mir aufgrund meiner Spezifikation vorgeschlagen, die noch vor Weihnachten eintrafen:

3 x Endstufe HP 5056 50V 5,6A bis 128 Microschritt
3 x Schrittmotor 23H276-30-8 1,9 Nm 4,1A parallel
1 x Parallele Interface Karte 12/5 mit 5V und 12V Spannungsregler, 2 Relais und Anschluss für bis zu vier Endstufen, Referenzschalter und Notausschalter
1 x Netzteil 48V 6A stabilisiert
1x Optokoppler Platine
1x Status LED Board

Als Software werden wir Mach 3 verwenden.

Wenn Interesse besteht, werde ich weiter berichten.

So, das soll´s fürs erste gewesen sein. Muß nun noch einen Stock tiefer und die letzten 5% an der EMWH-ULTI in Angriff nehmen, den morgen kommt mein „Fertigungscontroller“ Marc.


Gruss

Wolfgang
 

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Rolf-k

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Hallo Wolfgang

Deine Fräse sieht ja Hervorragend aus.
Da ich schon einige eure Modelle bei euch auf dem Platz gesehen habe bin ich überzeugt das die Fräse genau so sauber gebaut ist.
Zeig auf alle fälle die ersten eigene Teile, bin jetzt schon gespannt darauf.

Gruß Rolf-K.
 
Hallo Rolf,

bis ich so weit bin wie Du wird es noch einige Zeit gehen, aber es ist gut zu wissen, dass im „Änerland“ jemand ist, den man mal um Hilfe oder Rat fragen kann. Wenn ich die Fräse hier habe, bist Du gerne zu einem Kaffee eingeladen.

Gruss

Wolfgang


Hallo Christian,

Deine Frage zielt sicher darauf, wie die Achse spannungsarm Ausgerichtet und montiert wurde.

Ich versuche es mal kurz zu beschreiben:

Zuerst wurde eine Führungsschiene ausgerichtet und montiert. Dann wurde die zweite Schiene aufgelegt und mit Hilfe einer Vorrichtung auf Distanz und Parallelität zur ersten Schiene ausgerichtet. Siehe Bild, leider etwas unscharf. Danach wurde die Portalverbindung lose aufgeschraubt und mehrfach über den gesamten Fahrbereich bewegt bis das System
leichtgängig lief. Dann wurde die Portalverbindung fest verschraubt und wieder auf Leichtgängigkeit überprüft. Zum Schluss wurde dann die Schienenverschraubung angezogen.

Bei der Spindel wurde ähnlich verfahren.

Hier war die Referenz in Bezug auf die horizontale Ebene die Spindelmutter auf der Portalverbindung. Die Festlagerseite konnte über das Lochspiel der Befestigungs-platte in der Höhe sauber eingestellt werden.
Auf der Loslagerseite habe ich das Maß von der Lagerbohrung zur Auflage 2/10 ins Minus toleriert. Hier wurde dann die Feineinstellung mit Metallfolienband vorge-nommen.
In Y-Richtung wurde die Spindel natürlich auch zur „Masterschiene“ eingemessen und die Endlagen im Bereich der Lager angefahren, um die Lage von Fest-und Loslager in Y-Richtung zu erhalten.

Wie Du ja in der Thread-Überschrift sehen kannst, habe ich Eigenbau in Zu und Abführung gesetzt. Das soll darauf hinweisen, dass nicht ich den Aufbau gemacht habe, sondern die Auszubildenden unter Aufsicht ihres Ausbilders.
Dass sie die Sache sehr gut gemacht haben, sieht man daran, dass ich das Portal an einem Seitenteil ohne Anstrengung von Endlage zu Endlage bewegen kann.

Ich hoffe, ich konnte Deine Frage einigermaßen beantworten.

Gruss

Wolfgang
 

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Rolf-k

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Hallo Wolfgang

Kaffe ist immer was Feines.
Meine Ahnung zu Thema fräsen ist leider auch nicht so groß.
Und gegen deine Mechanik ist meine kleine fräse ein Spielzeug.
Aber es macht eine Höllen spaß wen man was zeichnet und das auch noch so herauskommt wie man sich das vorstellt.
die CFK teile für meine Slowys kann ich auf alle fälle selber machen.

Gruß Rolf-K.

IMG0164.jpg
 
Hallo Wolfgang

das sieht wirklich sehr gut aus was du da machst,da ich selber mir auch eine Fräse bauen möchte habe ich da einige gute Anregungen bei dir gesehen.

Eine bzw 2 Fragen hätte ich da mal für die lange X achse hast du nur eine Gewindspindel in der Mitte vorgesehen hast du keine Bedenken das die Maschine verkantet wenn du ganz aussen in Y fräst .
Ich bin da noch am zweifeln ob es sein muß 2 Spindeln mit 2 Motoren bzw 2Spindeln mit Zahnriemen verbindung einzusetzen.

Dann war noch deine Aussage sehr interessant das du von Langenfeldt die HP Endstufen nimmst ich wollte da nur die 3Dstep einsetzen die hat natürlich nur die halbe Power .
Hat Langenfeld dir von der 3D step abgeraten die er ja auch vertreibt.

Gruß Jürgen
 
Guten Abend Jürgen,

ich versuche mal, Deine Fragen zu beantworten.
Natürlich habe ich mir überlegt, nehme ich pro Seite einen oder zwei Führungsschuhe. Wie ich oben schon geschrieben habe, handelt es sich bei den Führungschuhen um den L-Typ, was schlussendlich den Ausschlag gab, dass ich mich für diese Variante entschied. Ich weiss auch, dass es hierzu andere Meinungen gibt, die ich auch akzeptiere. Man muss hier einfach auch in Betracht ziehen, was will man mit der Maschine machen. Sicher keine Stahl-oder Alublöcke zerspanen.
Wir haben, da ja noch keine Antriebe angeschlossen sind, die Y-Achse wie von Dir erwähnt, mal ganz nach aussen gestellt, an der Fräseraufnahme gegengehalten und auf der anderen Seite am Seitenteil geschoben. Das hat einwandfrei funktioniert, obwohl hier das doppelte Moment auf das System wirkte. Ich weiss, ein Werkzeugmaschinenbauer lacht darüber, aber es hat doch einen guten Eindruck über die Steifigkeit des Systems vermittelt.

Zu Deiner Frage bezüglich Langenfeld-Steuerung folgendes:
Ich habe Herrn Langenfeld die Spezifikation der Fräse gemailt mit der Bitte, mir hierzu einen Vorschlag für eine Steuerung zu machen. Er hat mir dann das oben genannte Packet vorgeschlagen. Ich hatte auch mehrfach mit ihm tel. Kontakt, aber nie war die Rede von 3D Step, schon gar nicht, dass er davon abgeraten hätte.

Ich hoffe, ich konnte Deine zwei Fragen beantworten.

Gruss
Wolfgang
 
Hallo Jürgen,

ich bin zur Zeit geschäftlich etwas unter Druck, Marc sitzt mir im Genick mit der Fertigstellung der EMHW-Ulti, jetzt kommst Du auch noch;)
Ich habe die Fräse mittlerweile im Keller stehen und die drei Stepper montiert.
Mehr noch nicht. Werde vermutlich erst Anfang Februar weiter machen.
Meine kleinste Sorge dabei ist die mittige Spindel.

Ich werde Dich auf jeden Fall informieren.

Wünsche Dir schönes Wochenende

Gruss Wolfgang
 

Rolf-k

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Ja Wolfgang ich bin auch auf eure Fräse gespannt.
Wenn’s so weiter geht kann man im 3 Ländereck bald ein Frässtammtisch gründen.


Gruß Rolf-K.
 
Hallo Jürgen,

es freut mich für Dich, dass Du nun alles zusammen hast und anfangen kannst.
Ich werde demnächst, wenn mein "Elektriker" hier war, das ganze Installationsequipment zusammen stellen und besorgen. Halte Dich auf dem Laufenden.

Rolf:

Oben gesagtes gilt immer noch, Anruf genügt.

Gruss Wolfgang
 
Hallo zusammen,

nach dem mein ursprünglicher Terminplan grandios in die Hose ging, hab ich es nun doch geschafft, die Fräse bis auf einige Kleinigkeiten fertig zu bekommen.
Das größte Problem für mich war das Steuerungsgehäuse, da ich nicht erst mit einem Provisorium anfangen wollte.
Ich habe mich dann mit Matthias Pech in Verbindung gesetzt mit der Frage, ob er mir die Frontplatte fräsen würde. Er hat sich dazu spontan bereit erklärt und mir auch gleich die „fremden“ Steuerungskomponenten eingebaut. Das war natürlich eine große Hilfe und hat das ganze dann doch am Schluss sehr beschleunigt. Ihm dafür ein herzliches Dankeschön.
Entgegen dem anfänglichen Vorhaben habe ich mich für Win PCNC entschieden, da ich damit fast ohne Handbuch die Maschine zum Laufen bekam.
Mittlerweile sind alle Achsen optimiert und ich bin vom Laufverhalten mehr als begeistert.
Was jetzt noch fehlt ist der Fräsmotor, was für den Anfang eine 1050 Kress sein wird,
aber in absehbarer Zeit durch eine frequenzgeregelte Spindel ersetzt wird.
Die Arbeitsplatte ist eine MDF Platte mit einer 3mm Forex Opferplatte. Für die Werkstückbefestigung habe ich vor, die sehr gute Idee von Ingo etwas zu verändern. Siehe Entwurf. Mal schauen, ob es so geht. Da die Maschine mittlerweile ca. 130kg wiegt, muss ich auf jeden Fall noch für eine stabile Unterkonstruktion sorgen.
So, das soll’s für heute gewesen sein.

Gruss
Wolfgang
 

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Sorry, ist schon spät, hier der Rest.

Gruss

Wolfgang
 

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hallo wolfgang,
sieht toll aus!! ich denke das wird auch hin hauen:D dann zeig mal unbedingt die fertigen bilder
gruß ingo
 
Hallo Wolfgang

Die Maschine sieht klasse aus ,,,,,

Bin schon sehr gespannt auf deine ersten fräsereien...

Bei mir sieht es so aus das ich gerade mal bei der x spindel bin.

Ich muß mich aber hier nochmal öffentlich für deine Unterstützung bedanken ohne die wäre ich sicher
lich noch nicht so weit.

Gruß Jürgen

p.S.
vor der Großen Frage Welche Sofware stehe ich noch ziemlich Ratlos
 
Hallo zusammen,

heute habe ich das erste mal was produktives gemacht. Wie schon geschrieben, habe ich die tolle Idee von Ingo etwas abgewandelt. Die Spanner habe ich aus 10mm Sperrholz gefrässt. Hat prima geklappt, noch alle Fräser ganz.
Das System gefällt mir, werde irgendwann noch zwei machen, die dann über die schmale Seite gehen.
Noch einige ZDF:
Die Maschine läuft im 1/8 Schritt und ist sehr leise. Bewegungsdaten habe ich z.Z. folgende eingestellt:
x-Achse 120mm/s
y-Achse 80mm/s
z-Achse 60mm/s
Vorschub für das gefrässte 10mm Sperrholz waren 7mm/s. Hier geht sicher mehr, aber mangels Erfahrung war das für den Anfang i.O.
Die Kress lief auf Stufe 4, was ohne zu Frässen erträglich ist. Während dem Frässen war es natürlich lauter, wobei meine abenteuerliche, Werkstückbefestigung ( musste ja erst eine frässen) und der etwas zu lang eingespannte Fräser sicher die Gründe dafür waren.
Wenn es was neues gibt, werde ich es Euch mitteilen.

Gruss und schönes Wochenende

Wolfgang
 

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