Meine Eigenbau Portalfräse aus Holz

actron

User
Hallo zusammen,

als ich bei meinem Kumpel seine Portalfräse aus ALU gesehen habe,
wollte ich auch eine haben :)

Also überlegt und überlegt und überlegt ....

Ich habe mich dann entschieden die Fräse aus 20mm Siebdruckplatten zu bauen.
Das ganze aber mit Kugelumlaufspindeln auf allen Achsen und
unterstützten Kugelumlaufwägen mit je 2 Wägen pro Seite.

Als Frässpindel wollte ich was leises, dahe habe ich die Proxxon IB/E ausgewählt.
Für Balsa, Depron , 4-6 mm Sperrholz usw. tuts die super.
Sie ist halt wirklich leise.

- China Kugelumlaufspindeln als komplett Set aus Ebay geordert (5mm Steigung).
- Lineareinheiten bei Ebay gekauft.
- Motoren NEMA 47 ? irgendwas MODEL 60BYG301B 200 Schritte 3Nm aus England
- Steuerung Selbstbau auf Lochraster CNCUSB von planet-cnc
- Endstufen 3 x M542 Leadshine Nachbau aus Ebay
- Netzteil Meanwell 48V / 6.3 A von reichelt
- Endschalter / Mikroschalter aus der Krutschelkiste
- Motorkabel Lautsprecherkabel 2.5 qmm
- Endschalterkabel Servokabel
- Rahmen / Portal aus 20mm siebdruck
- Opferplatte 20 mm MDF
- Frässpindel Proxxon IB/E mit Halter aus ALU

Gesamtkosten bis jetzt ca. 750 Euro

Als das ganze Zeug so nach und nach da war, habe ich mir grob ein Skizze gemacht
und das Holz im Baumarkt bzw. Schreiner zusägen lassen.
Das ganze zusammengeschraubt, tausendmal nachgemessen.
Führungen justiert und alles verkabelt.

Die Verkabelung werde ich noch schöner machen.

Verfahrwege ca. 650 x 400 x 100 mm (x,y,z)
Mikroschritt Auflösung auf 8 eingestellt (USB Steurung kann nur 25Khz Step Frequenz).
Eilgang auf 2000 mm / min
Rechnerische Auflösung: 0,003125 mm (200 steps*8 / 5mm Steigung)

Die ersten Fräsungen sind zu meiner vollsten Zufriedenheit abgelaufen.
zum Testen mal Depron mit 20mm/s und 4mm Pappel mit 8mm/s Vorschub
(wollte nicht gleich den Fräser oder sonstwas schrotten, bin ja Fräsanfänger)


Gruß Mike
 

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Hallo,

dann erstmal Gratz zu deiner neuen Maschine.
Und wie sollte es anders sein, hätte ich auch gleich einen kleinen Verbeserungsvorschlag:
Unter die Inbusschrauben keine normalen U-Scheiben sondern sogenannde 3D-Scheiben legen (auch Karosseriescheiben genannt) - damit gibst du den Druck von den Schrauben auf einer größeren Fläche an das Holz weiter, damit sich die Schrauben nicht mit der Zeit in das Holz eindrücken und die ganze Konstruktion irgendwann wackelig wird...
 

actron

User
Hi,
Verbesserungsvorschläge sind kein Problem ;)

Das mit den U-Scheiben werde ich dann noch machen, denke auch das die Schrauben mit der Zeit dann
locker werden. Bis jetzt ist die Maschine enorm stabil und schwer. Im Grundrahmen sind noch Siebdruckplatten zur Verwindung drin.
Die sieht man nur von aussen nicht.

Habe aber noch Fragen:
Wie stark werden eigentlich die Kugelspindeln im Festlager vorgespannt ?
Und mit was kann ich die Lineareinheiten und Kugelspindeln schmieren ? Silikonspray ?

Gruß Mike

P.s.
Werkzeug Längensensor bin grad am basteln.
 

dh7pm

User
Top !!

Top !!

Hallo Mike ..

Die Maschine ist dir gut gelungen :)

Die Proxxon wird das aber nicht lange überleben, ich habe in meiner Anfangszeit 2 Stück mit Lagerschaden geschrottet .. Gefräst habe ich damals Balsa und Pappelsperrholz ..

Zur vorspannnung der KG Spindeln, minimal reicht .. solang es nicht klappert :-)
 
Sehr geil!

Immer weiter so, jetzt nurnoch ne Drehbank :)))

Grüße Volker
 

Krauti

User
Glückwunsch! Meine olle Holzfräse wurde letztens upgegradet:rolleyes:. Hab nur Trapezspindeln drin, ist zwar lauter, aber bei ner Holzfräse wohl ausreichend. Hab einige Teile verstärkt, also etwa die Steifheit deiner Konstruktion, so fern man das optisch bewerten kann.

Bezüglich der Frässpindel kann ich nur dazu raten eine vernünftige zu kaufen. Mit "Vernünftig" meine ich keine Kress oder sowas, sondern eine HF Spindel, idealerweise wassergekühlt. Ich hab mir eine gegönnt und freu mich, dass sie bei 24000rpm so laut ist, wie der Lüfter ihres Frequenzgenerators. Ist echt super und absolute Referenz im Hobbybereich.

Gruß,
Wilhelm
 

Krauti

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2,2KW Wassergekühlte "Chinaspindel"

Wird auch für knapp 1200€ bei Sorotec verkauft...ich hab 450€ nagelneu bezahlt.:D
 

actron

User
2,2KW Wassergekühlte "Chinaspindel"

Wird auch für knapp 1200€ bei Sorotec verkauft...ich hab 450€ nagelneu bezahlt.:D
Klar, sowas würde mir auch noch gefallen. Aber die liebe Regierung :D
Vielleicht mal später, wenn die Proxxon hinüber ist,
dann sag ich: "Schatz, hab mir eine neue >proxxon< kaufen müssen, diesmal sogar aus China, ist vieeel billiger" :D

Gruß Mike
 

actron

User
Zeichnungen

Zeichnungen

Hallo,

da ich schon verschiedenen Anfragen wegen der Maße / Zeichnungen
bekommen habe, findet Ihr im angehängten PDF meine Skizze.

Die Z-Achse und Motornhalter habe während dem Bau konstruiert, da gibts
noch keine Zeichnungen.
Es kommt auch immer auf die verwendeten Linearführungen und verwendeten
Kugelumlaufspindeln an. je nach dem was eingestetzt wird müssen die
Maße natürlich verändert werden.

Aber als grober Anhaltspunkt sollte es schon gehen

unterstützte Wellenführungen mit Wägen sind von cnc-discount.de (ebay)
Kugelumlauf Spindeln sind Maßanfertigung aus ebay (China)


Ich habe mir halt zuerst die Führungen und Spindeln gekauft und danach erst
das Holz zuschneiden lassen.
Das Holz hat komplett ca. 70 Euro gekostet (ist dann ja nur ein kleiner Kostenpunkt)


Gruß Mike
 

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actron

User
Material:

linearführung 80cm x-achse:
CNC Set 20x 800mm BREITE 2x Linearführung Welle 4xWagen Fräse Wellenführung
ebay: 320917991866

linearführung y-achse:
CNC Set 16x 500mm Linearführung Linear Guide Rail Stage
ebay: 320919840504

linearführung z-achse:
CNC Set 12x 270mm Linearführung Linear Guide Rail Stage
ebay: 221035292925

Kugelumlaufspindelset:
x-Achse 20x5 800mm
y-Achse 16x5 500mm
z-Achse 16x5 350mm
ballscrews RM1605-350/500mm+RM2005-800mm+BK/BF end support+couplers
ebay: 290660207152

Motoren:
Nema23 Stepper Motor 3.1Nm x 3
http://www.cnc4you.co.uk/index.php?route=product/product&path=83_84&product_id=66

Endstufen:
3 x Mikroschritt Endstufe M542 50V 4,2A
micompan.de

Steuerung:
CNCUSB von planet-cnc.com
Selbstbauvariante

Netzteil:
SNT-MW-SP320-48 48V/6.7A 320W
http://www.reichelt.de

Gruß Mike
 
Spindel über Y-Achse

Spindel über Y-Achse

Hallo,

habe die Frage, wie es sich verhält wenn die Spindelmitte nicht senkrecht in der Mitte der Y-Achse fährt. Bei manchen Fräsen sind die Linearführungen noch "hinten" versetzt bei anderen wieder nicht.
Kommt es zu einem Kippmoment auf die X-Lager wenn die Spindel nicht mittig im Y-Portal (also in Fahrtrichtung der X-Achse) ist, beziehungsweise geht's auf die Spindellager?
Wenn ich hier richtig interpretiere, befindet sich die Aufnahme für die Y-Linearlager 100mm aus der Mitte.
Wenn man nun rechnet 100mm - (20mm für das Montagebrett plus ca. 45mm Linearlager dann 20mm Z-Achsen Montage dann wieder 45mm Linearlager 20mm Spindelführung plus wie im Bild 20mm Unterfütterung), komme ich auf 170mm Bauhöhe zuzüglich x mm für die Spindelaufnahme bis zum Fräser.
Meine Frage als : bewirken diese 70mm plus X ein Moment auf die Lagerführungen sowie auf das Spindellager, mal davon abgesehen das vermutlich nur weicheres Material gefräst wird.

Gruß
Winfried
 

actron

User
Hallo,
da ensteht sicher ein Moment auf die Lager und die Spindel. Aber ich bin kein Maschinenbauer, sondern Elektronik
Techniker, daher kann ichs nicht genau sagen.
Die Z-Achse bekam ich nicht "dünner" hin. Aber da gibts sicher bessere Lösungen.
Also wenn ich von Hand unten bei der Fräseraufnahme gegen die Z-Achse drücke, kann ich das ganze erst bei starkem
Druck (subjektiv) ca. 1/10 mm (messuhr) nach hinten oder vorne verbiegen.

Vielleicht können die Maschinenbauspezialisten mehr dazu sagen, auch wie die Z-Achse / Y-Achse besser aufgebaut werden
kann ????


Gruß Mike
 
Hallo,

da sind wir ja beide aus der gleichen Abteilung, nur das ich nicht mehr "an die Schüppe muss" werde seit 3 Monaten regelmäßig alimentiert. Hatte bis vor 20 Jahren noch in einer Maschinenfabrik mit der Elektronik zu tun, darum ein wenig Mechanik auf gesaugt. Aber dann ist viel verkümmert, da dann nur noch kaufmännisch im Kundenkontakt war.
Hoffe auch das sich mal Fräß Guru's zum Thema was sagen.

Gruß
 
Hallo,
d
Also wenn ich von Hand unten bei der Fräseraufnahme gegen die Z-Achse drücke, kann ich das ganze erst bei starkem
Druck (subjektiv) ca. 1/10 mm (messuhr) nach hinten oder vorne verbiegen.

Vielleicht können die Maschinenbauspezialisten mehr dazu sagen, auch wie die Z-Achse / Y-Achse besser aufgebaut werden
kann ????


Gruß Mike
Hi Mike,

Wenn ich mir das Foto so anschaue würde ich sagen dass dieses 1/10 ( was ich als Metaller für nicht gravierend halte da du ja kein Alu oder Stahl fräsen willst ) aus der Biegung deines Z-Achsen Bretts und aus der Torsion deiner Y-Achsen Platte kommen.

Wenn du das noch verstärken willst musst du:
Die Fräser-Aufnahmeplatte mit 2 dünnen & so hoch wie möglichen Streifen seitlich belegen so dass ein U entsteht.
Das Y-Achse Brett als Kasten ausführen wenn möglich. Aufdoppeln mit 12mm Platte & 20mm Abstandshalterstreifen müsste gut klappen.
 

actron

User
Wenn ich mir das Foto so anschaue würde ich sagen dass dieses 1/10 ( was ich als Metaller für nicht gravierend halte da du ja kein Alu oder Stahl fräsen willst ) aus der Biegung deines Z-Achsen Bretts und aus der Torsion deiner Y-Achsen Platte kommen.
...
Hallo Pierre,
habs nochmal gestest mit der Messuhr. Die Habe ich an verschiedenen Stellen festgemacht zum messen.
Umso weiter oben in der Z-Achse verschwindet die mögliche Biegung. Es liegt bei mir defiintiv an der VErschreubung des
Z-Achsen Brettes mit der Linearführung.
Wenn ich aber was fräse, merke ich nichts davon. Ich denke dies wird erst zum tragen kommen, wenn ich eine andere
Frässpindel (z.B. Kress) verwende und mit einem 8mm Fräser volle Pulle durch Material gehe.

Also, werde ich das ganze mal so lassen.


Gruß Mike
 
Hallo Pierre,
habs nochmal gestest mit der Messuhr. Die Habe ich an verschiedenen Stellen festgemacht zum messen.
Umso weiter oben in der Z-Achse verschwindet die mögliche Biegung. Es liegt bei mir defiintiv an der VErschreubung des
Z-Achsen Brettes mit der Linearführung.

Gruß Mike
Hi Mike,

Da muss ich dir leider wiedersprechen.

Wenn du die Z-Achse nach oben bewegst reduzierst du du bei gleicher Kraft das Torsionsmoment auf deine Y-Achsenplatte und die wird sich dann weniger verwinden, d.h. über den kurzen Hebel wird die Auslenkung am Fräskopf kleiner.

Aber wie ich schon im ersten Beitrag gesagt habe finde ich 1/10 Auslenkung nicht relevant weil du ja nur leicht zerspanbare Sachen fräsen willst und die Proxon eh nicht soviel aushällt wie eine richtiger Fräsmotor.
 

actron

User
Danke Pierre,
ich versteh was du meinst. Nun ists mir auch klarer geworden.

Bei mir ist es aber so, dass ich noch keine Verwindung des Y-Brettes messe,
wenn ich ganz unten an Z drücke. (Klar wenn ich am Z-Brett drücke wie nen Ochs , dann messe ich auch
dort eine Verwindung). Dies geht zurück wenn die Z-Achse hoch fährt.

Aber mein "Z-Brett mit dem Fräsmotor" kann ich auch, wenn die Z-Achse oben ist, noch um die 1/10 verbiegen.
Daher muss ich entweder das "Z-Brett mit dem Fräsmotor" als U ausführen, aus Alu machen, oder so lassen :)

Ich musste die Z-Achse wegen der Spindelmutter aufdoppeln, da diese ca. 5mm über die Laufwägen ragt.
Die Aufdoppelung mache ich eventuell mal aus dünnerem Holz oder aus Alu. Dann ist die Hebelwirkung auch geringer.

Gruß Mike
 
Hallo,
@Pierre was tordiert denn durch die Kraft?

@Mike Ich würde mir einfach eine Adapterplatte aus Alu fräsen, wird deine Maschine bestimmt schon hinbekommen. Das Projekt gefällt mir sehr gut, ich plane Ähnliches aber mit einem Alugrundgerüst :)

Gruß Martin
 
Hallo Mike!

Das Problem der Verbiegung ergibt sich bei Dir vor Allem dadurch, dass du die bewegliche Z-Platte "verkehrt herum" montiert hast - drehe sie also "kopfüber", und Du wirst glücklich. Also dort, wo die Fräsmotorhalterung montiert ist, sollte auch die unterste Kante Deiner beweglichen Z-Platte an den unteren Z-Wagen montiert sein, alles andere muss nach oben stehen. Die gedachte waagrechte Linie von den Y-Führungssschienen über die unteren Z-Wagen zur Fräsmotorhalterung sollte eine Linie sein, dort sind die grössten Torsionsmomente abzufangen. Genauer siehst Du das auf meiner damaligen schematischen Darstellung:

Z-Stabilität.jpg

Bei dieser Konstruktionsweise hättest Du auch erreichen können, dass Dein Portal (Deine Wangen) genau um diesen Abstand niedriger wird (werden).

Aber ansonsten eine tadellose, neiderweckende und vor allem nachbauenswerte Maschine. Gratuliere Dir dazu herzlichst!

Liebe Grüsse,
Heini
 
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