Eigenbaufräse - Projekt

Servus CNC-Kollegen,

ich baue mit ein paar Schulkollegen eine Portalfräse als Abschlussprojekt.
Da uns die Meinung anderer CNC-Liebhaber auch sehr interessiert, poste ich einfach mal ein paar Bilder der Konstruktion hier rein

Folgend ein paar Randparameter:

Verfahrwege
X: 1050mm
Y: 515mm
Z: 230mm

Auf der X-Achse verwenden wir beidseitig je eine 30er Linearführung mit je 2 Wägen, auf der Y-Achse oben und stirnseitig je eine 20er Linearführung mit je 2 Wägen und auf der Z-Achse ebenfalls zwei 20er Führungen mit je 2 Wägen.

Auf allen Achsen laufen 3NM 4,2A Schrittmotoren, welche auf der X-Achse eine 20er Kugelumlaufspindel und auf Y und Z je eine 16er Kugelumlaufspindel antreiben.
Die Wicklungen der Schrittmotoren haben wir jeweils parallel geschaltet, die Stepper sind über eine Klauenkupplung direkt an die Spindel angeflanscht.

Als Frässpindel werden wir eine 2,2kW luftgekühlte Spindel mit FU verwenden.

Als Steuerung verwenden wir das Triple-Beast von Benezan.

Folgend ein paar Bilder der Fräse ;-)

Grüße aus Österreich und schonmal ein Gutes neues Jahr!

-Daniel

--Fortsetzung:

Die Aluprofile haben wir bei Alcom/Tecwalker bestellt und schon einen Berg an Profilen erhalten.
Die komplette Elektik zur Steuerung und die Steuerung selbst haben wir von Sorotec gekauft.

Der Untertisch steht schon soweit.

Folgend ein paar Bilder:

Pakete der Aluprofile, Gesamtgewicht stolze 123kg:



Verschraubung eines Stehers des Untertisches:



Zusammenbau des Untertisches:



Die erste Baugruppe steht schon ;-) -- Untertisch

Das sieht ja echt gut aus!

Was für Materialien sollen mit der Fräse bearbeitet werden, sieht ja sehr massiv aus?!

Gruß Martin

Schaut irgendwie fast genauso aus wie meine TripleBeast kommt auch bei mir zum Einsatz. Ich hoffe das ich die kommenden Wochen soweit bin um das erste mal den Schalter um zu legen ;-)

Wie ist euer Zeitplan?



Gruß Jochen

Moin Daniel,

die Konstruktion kommt mir bekannt vor

Ein paar Anmerkungen:
Warum 30er Schienen auf X (die doch verhältnismäßig teuer sind) und auf Y und Z dann "nur" 20er?

Wie breit ist die Z-Achse?

Die Konstruktion des Z-Antriebes kommt mir etwas seltsam vor (1) - steht der Motor wirklich nur auf den beisen Hülsen?
Die Winkel (2) sehen zwar gewaltig aus, haben eigentlich keinen (bzw. nur einen sehr kleinen) Nutzen.

Die Portalwangen kommen mir lt. Zeichnung ziemlich dünn vor (15er?). Da würde ich auf 20 gehen, oder Kästen bauen.

Die Konstruktion mit den Antriebsplatten vorne und hinten setzt voraus, dass die Längsprofile stirnseitig geplant sind - der (Standard-)Sägeschnitt ist dafür nicht genau genug. Hoffe, Ihr habt dran gedacht...

...den Portalverbinder unten würde ich etwas weiter nach hinten setzen und dann die Schienen der langen Achsen vorne und hinten auch etwas überstehen lassen (über die Länge der Längsprofile, bündig mit den Platten) - das bringt ca. 20-30mm mehr Verfahrweg auf der langen Achse.

Viel Erfolg!

Gruss
Karl

Schaut mal wie wir die Schrittmotorbefestigung gelöst haben. Alurohr mit ausfräsung um an die Kupplung zu kommen. Simpel, preiswert, einfach. Evt. wäre das auch eine Alternative für euch!



Gruß Jochen

Jey schrieb:

Alurohr mit ausfräsung um an die Kupplung zu kommen. Simpel, preiswert, einfach.

Zum Vergrößern anklicken....

Oder Vierkantrohr 60x60x4.

Die Idee mit dem Alu-Rohr finde ich klasse. Allerdings müssen die beiden Enden exakt winklig zur Motorachse gefertigt werden, sonst hast Du einen Winkelversatz....wie hast Du das gemacht?



@Jey: Das Portal sind irgendwie sehr hoch aus. Was für eine Durchfahrtshöhe hast Du? Was sind das für Wangen??

@Karlg: Du schriebst:
"Die Konstruktion mit den Antriebsplatten vorne und hinten setzt voraus, dass die Längsprofile stirnseitig geplant sind - der (Standard-)Sägeschnitt ist dafür nicht genau genug. Hoffe, Ihr habt dran gedacht..."

Doch, das sollte gehen. Wichtig ist nur, dass das Querprofil flächig an der Antriebsplatte anliegt und die Verbindung zu den Längsprofilen nimmt dann nur noch die "Kippkräfte" der Antriebsplatte bei Zug und Druck auf. Das geht mit dem normalen Sägeschnitt sehr gut. Natürlich ist ein genauer Zusammenbau und ein exaktes Ausrichten ein muss... Bei mir sind die Sägeschnitte sehr sauber gewesen (Motedis), glänzten fast....

ahhk schrieb:

Die Idee mit dem Alu-Rohr finde ich klasse. Allerdings müssen die beiden Enden exakt winklig zur Motorachse gefertigt werden, sonst hast Du einen Winkelversatz....wie hast Du das gemacht?

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Drehbank.

@Karlg: Du schriebst:
"Die Konstruktion mit den Antriebsplatten vorne und hinten setzt voraus, dass die Längsprofile stirnseitig geplant sind - der (Standard-)Sägeschnitt ist dafür nicht genau genug. Hoffe, Ihr habt dran gedacht..."

Doch, das sollte gehen. Wichtig ist nur, dass das Querprofil flächig an der Antriebsplatte anliegt und die Verbindung zu den Längsprofilen nimmt dann nur noch die "Kippkräfte" der Antriebsplatte bei Zug und Druck auf. Das geht mit dem normalen Sägeschnitt sehr gut. Natürlich ist ein genauer Zusammenbau und ein exaktes Ausrichten ein muss... Bei mir sind die Sägeschnitte sehr sauber gewesen (Motedis), glänzten fast....

Zum Vergrößern anklicken....

Motedis kann ich nicht einschätzen - habe da zwar auch schon Profile gekauft, aber nicht nachgemessen, weil es unkritisch war. Bei Alcom hast Du eigentlich immer einen Winkelversatz im Schnitt - in beiden Richtungen; sage mal: um 1/10 auf 80mm. Wenn Du das Zeug jetzt stirnseitig gegen Platten verbolzt, ziehts Dir die Platten krumm. Resultat: Der Rahmen wird ein Parallelogramm und wenn Du die Spindeln (Festlager) an den Platten lagerst, werden die auch einen Bogen machen. Bei den 45x90-Profilen ist das weniger problematisch, weil es eigentlich nur in einer Richtung Verzug gibt, der sich recht leicht ausgleichen lässt - die 80x80 oder 90x90-Profile sind da schon kritischer.

Gruss
Karl

Jap, verstanden! Ich habe 45x90er und habs trotzdem mal kontrolliert: Einfach beide Profile aneinanderlegen und einen Präzisionswinkel über beide Stirnseiten anlegen - den langen Schenkel an eine lange Seite eines Profils. Wenn da eine leichte Winkelabweichung bei den Stirnseiten ist, kann man das so ganz gut sehen und die Profile entsprechend gedreht verbauen, so das der Winkelverzug entgegengesetzt ist. So gibts kein Parallelogramm...

Mit der Drehbank geht das natürlich wunderbar - nur hab ich keine (Mist! Ich brauche doch wirklich mal eine)...

Grüße

Andreas

ahhk schrieb:

Mit der Drehbank geht das natürlich wunderbar - nur hab ich keine (Mist! Ich brauche doch wirklich mal eine)...

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Geht auch auf der Fräse - musst halt eine Ebene bauen, die etwas höher als Tisch ist (halben Spindeldurchmesser), die planen und eine Spannvorrichtung für das Halbzeug basteln. Dann die Frässpindel horizontal dagegen fahren...

...in dem Bild ging es aber um das Ausschleifen einer Chinaspindel

Gruss
Karl

Goil, sogar die goldene Ausführung der China-Spindel!

Die Idee,die Frässpindel horizontal zu befestigen hatte ich irgendwie gerade verdrängt. Stimmt. So gehts natürlich auch...

Linearführungen.....

Linearführungen.....

Ich nehme an Ihr habt euch im Zuge des Projektes auch mit den Befestigungs- und Begradigungsvarianten der Linearführungen und der dazugehörigen Führungswägen beschäftigt... Die Linearfügrungen sind von Haus aus schief wie ein Flitzebogen und müssen daher begradigt werden....jeder Hersteller sieht hier verschiedene Befestigungsempfehlungen vor.

auf der 3D Zeichnung kann ich leider nichts erkennen...

grüße

Servus Kollegen,

versuche nun auf alle Fragen der Reihe nach einzugehen ;-) -- wird ein langer Post

Maverick82 schrieb:

Was für Materialien sollen mit der Fräse bearbeitet werden, sieht ja sehr massiv aus?!

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Wir wollen damit natürlich Balsa -als auch Sperrholz bearbeiten, aber auch Materialien wie CFK, GFK und sogar Alu.

Jey schrieb:

Wie ist euer Zeitplan?

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Im Moment sind schon alle Aluprofile, Führungen/Kugelumlaufspindeln angekommen, die Steuerung ist schon fertig und läuft.
Mitte Jänner werden wir dann die ganzen Aluplatten als Rohmaterial bestellen und CNC-fertigen.
Spätenstens im April sollte die Maschine daher stehen und fräsen ;-)

KarlG schrieb:

Warum 30er Schienen auf X (die doch verhältnismäßig teuer sind) und auf Y und Z dann "nur" 20er?

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Weil wir denken, dass die X-Achse doch das meiste Gewicht und die meiste Belastung trägt bzw. aufnimmt und bei den von uns ausgewählten
Lieferant der Preisunterschied eher gering ausfällt.

KarlG schrieb:

Wie breit ist die Z-Achse?

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Unser gesamtes Y bzw Z-Modul hat eine Breite von 160mm.

KarlG schrieb:

Die Konstruktion des Z-Antriebes kommt mir etwas seltsam vor (1) - steht der Motor wirklich nur auf den beisen Hülsen?
Die Winkel (2) sehen zwar gewaltig aus, haben eigentlich keinen (bzw. nur einen sehr kleinen) Nutzen.

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Wir haben natürlich 4 Hülsen verbaut - siehe Foto:

Unser Gedanke bei den Winkeln ist, dass die gesamte obere Z-Platte, wo der Schrittmotor befestigt ist sonst nur mit 3
Schrauben an der vertikalen Platte befestigt werden würde und dies nicht so verwindungssteif bzw Winkelstabil wäre.

KarlG schrieb:

Die Portalwangen kommen mir lt. Zeichnung ziemlich dünn vor (15er?). Da würde ich auf 20 gehen, oder Kästen bauen.

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Wir haben 20er verwendet, kommt wahrscheinlich in der Zeichnung nicht so rüber ;-)

KarlG schrieb:

den Portalverbinder unten würde ich etwas weiter nach hinten setzen und dann die Schienen der langen Achsen vorne und hinten auch etwas überstehen lassen (über die Länge der Längsprofile, bündig mit den Platten) - das bringt ca. 20-30mm mehr Verfahrweg auf der langen Achse.

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Würden wir in der aktuellen Konstruktion den Verbinder weiter nach hinten setzen, würden wir dann den Verfahrweg, den wir vorne gewinnen, hinten wieder verlieren.
Die Schienen haben wir in dieser Länge gewählt, weils für uns einfach schöner aussieht, wenn nichts übersteht und uns der Verfahrweg genügt.

ahhk schrieb:

@Karlg: Du schriebst:
"Die Konstruktion mit den Antriebsplatten vorne und hinten setzt voraus, dass die Längsprofile stirnseitig geplant sind - der (Standard-)Sägeschnitt ist dafür nicht genau genug. Hoffe, Ihr habt dran gedacht..."

Doch, das sollte gehen. Wichtig ist nur, dass das Querprofil flächig an der Antriebsplatte anliegt und die Verbindung zu den Längsprofilen nimmt dann nur noch die "Kippkräfte" der Antriebsplatte bei Zug und Druck auf. Das geht mit dem normalen Sägeschnitt sehr gut. Natürlich ist ein genauer Zusammenbau und ein exaktes Ausrichten ein muss... Bei mir sind die Sägeschnitte sehr sauber gewesen (Motedis), glänzten fast....

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Dem kann ich nur zustimmen, auch unsere Sägeschnitte an den Profilen sind sehr sauber ausgeführt und wir haben eine stabile Verbindung der Platte zum Querprofil.

Franz Koukol schrieb:

Ich nehme an Ihr habt euch im Zuge des Projektes auch mit den Befestigungs- und Begradigungsvarianten der Linearführungen und der dazugehörigen Führungswägen beschäftigt... Die Linearfügrungen sind von Haus aus schief wie ein Flitzebogen und müssen daher begradigt werden....jeder Hersteller sieht hier verschiedene Befestigungsempfehlungen vor.

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Ins Detail haben wir uns noch nicht damit befasst, aber der Aufbau der ganzen Führungen steht ja noch bevor.
Unsere Führungen werden durch die gefertigten Schraubenlöcher direkt ins Material geschraubt.


Vielen Dank für eure zahlreichen Rückmeldungen, ich hoffe ich konnte alle Fragen beantworten ;-)

Grüße aus Österreich
-Daniel

Hallo Daniel!

Wie schon damals, als Dein Freund bei mir war, möchte ich Euch nochmals darauf aufmerksam machen: Die 4 Staberln für die Steppermotoren sind urlieb und werden sogar "halbwegs" halten, bitte vergesst aber nicht, dass Ihr Euch damit ein gehöriges thermisches Problem einfangt. Die Hitze der Stepper kann so keinesfalls an die Maschine abgeleitet werden und Ihr werdet Euch nach einiger Zeit die Finger an den heissen Steppern verbrennen.

Ansonsten gefällt mir schon sehr gut, was aus Euren ersten Ideen geworden ist.
Ist eigentlich Euer Sponsor noch an Board?


Gruß,
Heini

Ahja - dann kann ich mir weitere Anmerkungen ja sparen...

Gruss
Karl

Servus Kollegen,

@KarlG: Kritik bzw. Anregungen sind immer herzlich willkommen!

fliegerkind schrieb:

Die 4 Staberln für die Steppermotoren sind urlieb und werden sogar "halbwegs" halten, bitte vergesst aber nicht, dass Ihr Euch damit ein gehöriges thermisches Problem einfangt. Die Hitze der Stepper kann so keinesfalls an die Maschine abgeleitet werden und Ihr werdet Euch nach einiger Zeit die Finger an den heissen Steppern verbrennen.

Ansonsten gefällt mir schon sehr gut, was aus Euren ersten Ideen geworden ist.
Ist eigentlich Euer Sponsor noch an Board?

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Sicherlich ist unser Sponsor noch an Board, er freut sich, wie wir, schon sehr auf die fertige Maschine

Die Gedanken der Temparaturabführung haben wir uns auch gemacht und sind zu dem Schluss gekommen, dass die Z-Achse wohl weniger bewegt wird als X bzw. Y. Deshalb und auch aus Platzgründen haben wir bei der Z-Achse auf eine massivere Befestigung verzichtet.
Auf X und Y haben wir etwas thermisch Günstigeres gebaut:



Grüße aus Österreich
-Daniel

rafale52 schrieb:

.. sind zu dem Schluss gekommen, dass die Z-Achse wohl weniger bewegt wird als X bzw. Y. Deshalb und auch aus Platzgründen haben wir bei der Z-Achse auf eine massivere Befestigung verzichtet.

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Ok, ein gutes Argument. Aber, das massive Teil ist viel vernünftiger und gleich teuer - auch der Arbeitsaufwand hält sich in Grenzen, es würde ja schon genügen, anstatt dieser 2 Staberln eine rechteckige Aluplatte miz z.B.12 oder besser 15mm zu nehmen. Bei der Z-Achse und bei 2D, 2,5D-Fräsen gebe ich Dir recht. Wenn Du aber einmal eine 3D-Figur 5 Stunden lang abzeilen musst, ist die Z-Achse im Dauereinsatz (zB. auf meinem Jogwheel-Video kannst Du das ansatzweise erahnen). Aber das schöne an Hermann Möderl-Konstruktionen ist halt, dass sie nie endgültig sind, sondern einen Bausatz als Grundlage haben. Passt einem etwas doch nicht, kann man es jederzeit ändern, erweitern, verbessern - also weiter nicht so schlimm, abwarten und Tee trinken, täte ich sagen!

Gutes Gelingen und haltet uns über die Baufortschritte am Laufenden, besonders viele Fotos erfreuen uns hier!
Gruß, Heini

fliegerkind schrieb:

abwarten und Tee trinken, täte ich sagen!

Gutes Gelingen und haltet uns über die Baufortschritte am Laufenden, besonders viele Fotos erfreuen uns hier!
Gruß, Heini

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Für uns kommt die massive Variante schon erheblich teurer als die 4 lieben Stäbchen ;-)

Ja, das denken wir uns auch, wir sehen mal wie heiss der wirklich wird. Und dann kann man immer noch eine Aluplatte oder vergleichbares nachrüsten

Werden wir auf jeden Fall machen!

Grüße
Daniel

rafale52 schrieb:

Servus Kollegen,

@KarlG: Kritik bzw. Anregungen sind immer herzlich willkommen!

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Das ist ganz offensichtlich nicht der Fall, sonst hättest Du meine Anmerkungen mal richtig gelesen und auch mal 2 Minuten drüber nachgedacht. Da wäre es schon ehrlicher zu schreiben: "Das Ding ist nun, wie es ist und wir wollen nix mehr dran ändern"

Z.B. habe ich NICHT geschrieben, dass die Sägeschnitte unsauber, oder in sich krumm wären (worauf Du Dich aber beziehst), sondern dass die Winkel nicht stimmen. Nun kann es ja durchaus sein, dass bei Euch die Winkel zufällig in Ordnung sind (war bei meinen Lieferungen noch nie der Fall), aber sowas kriegt man nur mit einem Haarwinkel raus. Dass Du das nachgemessen hast, hast Du zumindest NICHT geschrieben.

auch unsere Sägeschnitte an den Profilen sind sehr sauber ausgeführt und wir haben eine stabile Verbindung der Platte zum Querprofil.

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Das hat auch niemand in Frage gestellt, aber wenn aufgrund der Winkelfehler der Grundrahmen 2/10 schief ist, dann wünsche ich "viel Spass" beim Ausrichten des Portals auf 2/100 genau - das geht dann nämlich gar nicht....

Zu den Führungen schreib ich nix mehr - die Messen sind eh gesungen. Ist nur schade drum, darüber nicht vorher mal richtig nachzudenken...