Planung und Bau einer CNC - Fräse, Arbeitsbereich 1050 x 550 x 150 mm

[betamot]

Hallo,

zum Thema CAM unter Linux, da gibt es nativ laufend z.B. Sheetcam sehr mächtig und intuitiv bedienbar.
DXF2Gcode von Christian Kohlöffel
Diverse Plugins für Inkscape.
Mit Wine bekommst Du lt. einem User hier auch Estlcam zum laufen ein tolles Programm das jeden Cent wert ist.

VG
Dieter

 

[KarlG]

Moin,

Wir haben auf allen Achsen Kugelumlaufspindeln/Muttern und auch ordentliche Linearführungen verbaut. Ist zwar auf den ersten Blick sündhaft teuer, lohnt sich aber auf jeden Fall durch absolue Spielfreiheit und somit eine super hohe Genauigkeit beim Fräsresultat.

magst du mal erklären, was für dich "absolute Spielfreiheit" und "super hohe Genauigkeit beim Fräsresultat" sind?
1mm, 1/10, 1/100, 1µ? Relativ? absolut? Ohne Last? Mit Last? Bei welcher Last?

Lt. Definition ist "absolut" = 0. Das schafft noch nichtmal die Industrie mit Komponenten, wo alleine eine Spindel ein Vielfaches dessen kostet, was wir für unsere Fräsen ausgeben.

Richtig ist, dass spielarme Lineartechnik die Voraussetzung ist, spielarme und genaue Fräsen zu bauen - aber nicht die Gewähr, dass das dann auch klappt. Da spielen noch viele andere Faktoren rein und die dürften in der Praxis für den Hobbyisten einige Hürden bereithalten, überhaupt absolut ein paar Zehntel bzw. relativ ein paar Hundertstel Genauigkeit zu schaffen....

Gruss
Karl

 

[leo12305]

Planung

Planung

So mal wieder zum Thema.

Für die bauenden Modellflieger ist so eine Fräse eine gute Hilfe. Doch irgend wann kommt vielleicht
auch einmal der Wunsch die Flächen aus Styro zuschneiden. Deshalb habe ich die Idee meine Fräse
mit einer langen x-Achse (160 cm) auszurüsten um am anderen Ende noch eine v- und w-Achse
einzubauen. Dann kann ich mit den Achsen y und z (in linker Position) und am rechten Ende v und w
zusammen Styro schneiden. Mit LinuxCNC ist auch der Betrieb von 5-Achsen ohne umbauen oder
umstecken möglich. Dafür braucht der Rechner einen 2. Parallel Port und die Steuerung noch 2 Kanäle.

Die Erweiterungen und die Servicefreundlichkeit haben mich dazu bewogen jede Achse mit seiner separaten
Ansteuerung zu versehen.

LG

Leo

 

[tschmitz]

Ich ziehe das Wort "absolut" aus meinem obigen Beitrag zurück und verspreche ab sofort umsichtiger zu formulieren

 

[Debian]

So nun habe ich dann man die erste konkrete Frage, es gibt ja diverse Microschritt-Leistungsendstufen wie z.B. die SMC 11 - 1, diese liefert bis zu 1,4 A

Welch Endstufe, und wieviel Leistung sollte sie haben. Was macht der Unterschied bis von 1 - 5 A .

Gruß
Uwe

 

[leo12305]

Hallo Uwe

für eine private DIY Fräse sollten max 5A reichen. Mit 2-3A geht auch schon ganz gut.
Willst du kaufen oder bauen? Für den Fall das du dich zum Bauen entschließt empfehle
ich den Blog von duteminds und da speziell die Seite über den Toshiba TB6600HQ (HG)
bipolar stepper motor driver . Das PCB layout ist dabei Die Karte ca 5A mit max 1/16 Schritt.


LG
Leo

 

[Gast_69019]

@Debian: KarlG ist kein "Gott" aber ein sehr wissender und gründlicher Mensch. Schau mal im Forum fpv-community nach der "kleinen Robusten Fräse". Die ist eine ziemlich geniale Fräse, die KarlG gebaut hat. Ok, er hat manchmal eine recht "direkte" Art, aber sein Wissen ist schon ziemlich umfassend und tiefgehend. Da ist was dran, was er von sich gibt!

@leo: Ich verstehe Deine allergische Antwort nicht. Ich hatte Debian doch empfohlen, jetzt nochmal Fragen loszuwerden zum Thema Fräse. Ich glaube Deine Antworten zu meinen Beiträgen gehen noch weiter am Thema vorbei als meine. Wenn Du ein Problem hast, schreibs mir doch per PN, ansonsten kneif es Dir diesen Thread noch weiter zu verwässern.

Zu den Endstufen:

Je mehr Ampere die Endstufen können, umso stärkere Motoren können verwendet werden - ohne die Endstufe zu Überlasten. Dies geht meist auch mit höheren Spannungen einher. Je höher die Spannung, desto "dynamischer" kann man eine Fräse fahren lassen. Je höher der Strom, desto mehr Drehmoment. So glaube ich könnte man das ganz grob formulieren. Abhängig von der Größe und damit Masse der Fräse wählt man die Schrittmotoren aus und dazu passende Schrittmotor-Endstufen.

Recht häufig finden 3NM-Motoren 3A (4.2A) mit 24V oder 48V Verwendung.
Typische Endstufen sind M542 (Leadshine) oder 5045 (Ebay) oder halt die Triplebeast. Alle können bis max 50V und um die 5A...
Von den Endstufen hängt es auch ab, ob Mikroschrittbetrieb möglich ist, oder nicht. Je kleiner die Schritte, desto "sanfter" hört sie sich an und das Fräsbild ist auch besser (abhängig auch noch von vielen anderen Faktoren)...
Achja, bei "bipolar parallel" angeschlossenen Motoren kann man den Strom mal x1.41 rechnen, den man einstellen kann/soll. Also ein 5A-Schrittmotor an einer 5A-Endstufe passt nicht mehr soo optimal zusammen, auch wenn das gefühlt trotzdem "schmackes" funktionieren wird...

Unterschied zwischen TripleBeast und anderen "CHina-Endstufen": Die Triplebeast generiert eine "glatte" Spannungskurve, weswegen die Schrittmotoren deutlich sanfter fahren als bei einer "treppenstufigen" Spannungskurve. Ist recht angenehm, wenn man viel Zeit vor der Fräse verbringt. Die Triplebeast kann 1/5 und 1/10 Schrittbetrieb. Ist etwas "exotisch", funktioniert aber super!


Edit: Hier mal ein Link zum Thread zur "kleinen robusten Fräse".
Grüße

Andreas

 

[Debian]

Moin,

so ich habe die letzten Tage sehr viel gelesen, und nun überlege ich, ob ich erst eine Fräse in der der Holzausführung bauen soll, mit dieser könnte man dann sich alles fräsen was man für eine hochwertigere aus Alu so benötigt.

Nur die Frage baut man sich erst eine kleinere, oder gleich so groß wie die Alu-Ausführung werden soll. Wie ist es mit den Endstufen für die Schrittmotoren, sollen diese besser einzeln sein, oder als Komplett-Elektronik ausgeführt sein ?

Jetzt ist gleich noch eine Frage offen, sollte ich gleich die Fräse für den 3D - Druck vorbereiten. Müssen für die Y-Achse unbedingt 2 Antriebsspindeln verbaut werden.

Folgende Dinge habe ich schon festgelegt:

1. die Software wird LinuxCNC EMC ( eigener Rechner für die Fräse )
2. die Maschine wird Schall gedämpft mit Absaugung
3. die Endstufen für die Schrittmotoren werden 5A haben

Gruß
Uwe

 

[rkie]

Oh, also mit der Fräse aus dem Link in meinem Beitrag #19 kann man sicher keine Aluteile fräsen, falls du das denkst. Die eignet sich für Pappel und Balsa weil da keine großen Kräfte entstehen. Wäre eher ein Einstiegsmodell mit der man Erfahrung sammeln kann und nicht viel Geld kostet.

Wenn Du keinen Zugang zu Maschinen hast und auch niemanden kennst der das eine oder andere Teil für dich fertigen kann, würde ich dir raten einen Bausatz zu kaufen.

Zweimal bauen ist schon arg viel Arbeit. Und wenn, dann gleich groß damit die Spindeln und Führungen wieder verwendet werden können.

Wenn du eine richtig gute Fräse bauen willst, solltest du dich an die Ratschläge der Vorredner halten. Da spielen eben die Sachen wie Geradheit, Parallelität, Steifigheit, Spiel, Winkligkeit, Wiederholgenauigkeit ect. eine große Rolle. Das macht die Qualität einer Maschine aus.

Gruß Rudi

 

[AlexB]

Hallo,

ich wollte zwar eigentlich die Katze noch nicht aus dem Sack lassen bis sie tatsächlich fertig ist, es wird aber demnächst einen kostenlosen Bauplan für eine CNC-Fräse mit allen Dateien und Stücklisten geben. Näheres dann unter http://www.behnke-engineering.com


Gruß

Alex

 

[Bernd E.]

Hallo Alex,

für Holzfräsungen und Sonstiges wie aufgeführt sicher eine günstige Alternative!
Ich bin gespannt was für Elektrokomponenten du vorschlägst.

Grüße, Bernd

 

[Debian]

Moin,

ich habe mir gerade die Seite von Alex angesehen, das sieht richtig gut aus.

@ Alex habe dir eine Nachricht geschrieben, bin sehr interessiert.

Auf die Wahl der Elektronik bin ich auch sehr gespannt.

Gruß
Uwe

 

[rkie]

Hallo Alex,
deine Gemischt-Bauweise finde ich einen guten Kompromiss. Was für ein Plattenmaterial verwendest Du?
Mit Trapezspindeln und einstellbaren Kunststoffmuttern wird es sicher gut und bleit recht günstig.
Gruß Rudi

 

[AlexB]

Hallo,

da offensichtlich Interesse besteht habe ich jetzt auch die Stückliste freigeschaltet. Das Material ist HPL. Extrem dicht, schwer, biegesteif und resistent gegen Öl und Feuchtigkeit. Vom Gewicht könnte man fast meinen man hat es mit Alu zu tun. Es läßt sich aber sehr gut mit einer Käsefräse bearbeiten.

Gruß

Alex

Natürlich alles noch ohne Garantie auf Vollständig- und Richtigkeit. Das Projekt ist noch lange nicht fertig und im Moment ist meine Zeit mal wieder knapp. Dateien zum Selbstfräsen habe ich soeben hochgeladen. Wer in diesem Stadium schon nachbaut muß aber wirklich unerschrocken sein und Ahnung von der Materie haben. Ich werde vermutlich Ostern die Spindeln fertig haben, dann geht es wieder weiter.

 

[Gast_69019]

Moin,
so ich habe die letzten Tage sehr viel gelesen, und nun überlege ich, ob ich erst eine Fräse in der der Holzausführung bauen soll, mit dieser könnte man dann sich alles fräsen was man für eine hochwertigere aus Alu so benötigt.

Tut nicht not und ist unterm Strich bestimmt teurer als sich gleich Teile aus ALU fertigen zu lassen. Je nach Konstruktion kann man sich ALU-Teile (Portalwangen) auch mit einfachen Mitteln selbst herstellen. Die Motorhalter und Lagerschalen würde ich einfach kaufen - da lohnt der Aufwand nicht, sich da selbst was zu überlegen und zu fertigen. Und schon gar nicht wenn man es fertigen lassen muss. Schau Dir mal das Prinzip von Mixware mit den Lagerschalen und den Motorhaltern an - läuft perfekt.

Nur die Frage baut man sich erst eine kleinere, oder gleich so groß wie die Alu-Ausführung werden soll. Wie ist es mit den Endstufen für die Schrittmotoren, sollen diese besser einzeln sein, oder als Komplett-Elektronik ausgeführt sein ?

Man baut gleich die Größe, die man haben will. Der Mehrpreis ist gering im Vergleich zur Neuanschaffung von längeren Spindeln/Führungen/Alu-Teilen....

Jetzt ist gleich noch eine Frage offen, sollte ich gleich die Fräse für den 3D - Druck vorbereiten. Müssen für die Y-Achse unbedingt 2 Antriebsspindeln verbaut werden.

Mit einer Fräse macht es nicht wirklich Sinn, 3D-Druck zu betreiben. Die Genauigkeit ist hier nicht das Thema, eher die Dynamik und Geschwindigkeit. Mit einem 3D-Drucker fährst Du Geschwindigkeiten, die eine Fräse nicht dauerhaft hinbekommt. Beispiel aus eigener Erfahrung: ABS-Druck mit 120mm/s geht problemlos. Das sind 7,2m/min. Willst Du das (D)einer Fräse über mehrere Stunden zumuten? Die "glüt" hinterher weil da ganz andere Maßen bewegt werden als bei einem 3D-Drucker. Ganz zu schweigen davon, dass Du auch andere Features eines 3D-Druckers mühselig hinfrickeln müsstest (Einhausung, Druckbettheizung,....)...

Folgende Dinge habe ich schon festgelegt:

1. die Software wird LinuxCNC EMC ( eigener Rechner für die Fräse )
2. die Maschine wird Schall gedämpft mit Absaugung
3. die Endstufen für die Schrittmotoren werden 5A haben

Gruß
Uwe

Und was hast zur Maschine selbst schon festgelegt bis jetzt?

 

[Debian]

@Key2

Den Tisch werde ich wohl mit Alu-Profilen fertigen, das werden dann 40 x 80 mm, die Querstreben des Tisch sind noch nicht klar, da schwanke ich noch, auch die Anzahl der Querstreben steht noch nicht fest, kommt ja auch ein bißchen auf die Länge des Tisch drauf an.
Es werden Nema 23 kompatible Schrittmotoren verbaut.

Gruß
Uwe

 

[tschmitz]

Tut nicht not und ist unterm Strich bestimmt teurer als sich gleich Teile aus ALU fertigen zu lassen. ...

Das sehe ich nicht so ... wir hatten im ersten Ansatz Preise angefragt, um unsere Teile auf Basis fertiger Inventor-Files aus Alu fertigen zu lassen ... nachdem wir die Preise erfahren hatten war uns klar, dass das nicht unser Weg sein wird. Wie ich mehrfach geschrieben habe, hat uns der Bau und Nutzen der Holzfräse viele Dinge veranschaulicht, die wir nachher bei der Umsetzung in Alu berücksichtigen konnten. Ausserdem haben wir halt die Aluteile dann auf der Holzmaschine gefertigt. Das Resultat (bzw. den aktuellen Zwischenstand) hatte ich ja vorgestellt

Gruß
Thomas

 

[Gast_69019]

Wo hast denn angefragt? Bei richtigen "Betrieben" stimme ich Dir zu. Was hast für Preise genannt bekommen?
Fragt man Forumskollegen wird das viel günstiger. Viele Teile kann man auch selbst fertigen mit der üblichen Heimwerkerausrüstung...am aufwendigsten sind die Portalwangen.....

 

[Debian]

Moin,

ja das Ding mit dem Portalwagen macht mir auch so einiges an Kopfschmerzen, jetzt habe ich gesehen das das welche in Hart PVC realisiert haben. Und was ich bis jetzt gesehen habe scheint es wohl zu funktionieren.
Nur möchte man ja den Material-Mix möglichst gering halten. Es gibt ja einige Projekte die vielversprechend sind. Den Tisch würde ich am liebsten komplett aus Alu haben.

Wie gut das ich keinen Zeitdruck habe, mein Ziel ist ja mit 18 Monaten gesetzt, und ich denke das der Zeitraum mehr als ausreichend ist.

Gruß
Uwe

 

[rkie]

Hi,
also wenn schon würde ich mir Siebdruckplatten oder Multiplex im Baumarkt zusägen lassen.
Aber wenn die Fräse aus Holz doch schon so stabil wird, dass man damit Alu fräsen kann, warum fräst du das ganze nochmals in Alu?
Was willst du mehr!!!

Rudi