Eigenbau Holz CNC Fräse

[Mattai]

Sehr geehrtes Forum, liebe CNC-Low-Cost-Bastelhelden...

Nachdem ich nun die letzen 3 Tage damit verbracht hatte einige der (gut 15-seitigen) Threads und dieser Seite http://www.mixware.de durchzukauen und fleissig mitzunotieren, wollte ich mich mit meinen kleinen Fragen auch mal unters Volk mischen.

Inspiriert durch mein Studium mit viel Modellbau (Architektur) und dem Wunsch nach Präzision und weniger Nachtschichten (Cuttern von Hand an 500 Pappen für Höhenlinien nervt und tut weh!) schwebt der Gedanke schon länger eine CNC-Fräse zu besitzen.

Die Preise im Netz schreckten jedoch immer ab - und auch jetzt kurz nach dem Studium ist das Geld knapp.

Eine Lösung erhoffte ich mir durch das Entdecken einiger "halbfertiger" Selbstbaufräsen,w ie die Zoltar oder die Tron (und Tron+)
http://www.zoltar-cnc.nl/
http://www.tron-cnc.de/bilder.html

Also fix in einem CNC-Selbstbauforum mit Schwerpuntk Tron+ angemeldet und erfahren müssen, dass die Menschen dort doch eher Präzisionsfantiker sind und unter "Selbstbau" in anderen Genauigkeiten schweben als ich für den Anfang benötige. (Sprich: 0,1-0,2mm reichen locker! um nach Stundne auf 1mm genau zu cuttern brauchts schon was).

Daher summierte sich der Selbstbaupreis bei der TRON+ auch schon auf reine 1000€ Material plus noch gute Hunderte für (eher komplexere und ordentlichere Elektronik und Motoren).

Umso angestachelter bin ich hier Menschen mit Gewindestangen und Schubladenführungen hantieren zu sehen.
Kurzum - ich will auch!

Hier der Plan:

1. MATERIAL
Da ich für Metallverarbeitung nicht die nötigen Werkzeuge habe und eher der Holzmensch bin (Oberfräse/Bohrmaschine/Lamellenfräser) wollte ich meinen Siebdruckplattenvorrat dafür hernehmen.

Siebdruckplatten sind Multiplexplatten, mit dieser Braunen Beshcichtung. Die sind Wasserfest verleimt und recht unempfindlich gegen Wasseraufnahme. Zwar hat es 'nur' ein E-Modul von ca. 8 kN/mm², aber allemal besser als Holz 'pur' - zudem kann man die Teile wesentlich massiver ausführen als Mit Alu/Stahl.

2. KONSTRUKTION
Da ich beabsichtige unkomplizierte Fürhungen zu verwenden (dazu später noch Fragen) würde ich lieber eine beweglichen Tisch für die Y-achse machen um das Portal für die X und Z Achse fest und starr zu bauen.

Die Größe ist noch nicht fest und wird wohl flexibel von den günstig verfügbaren Teilen abhängen - aber es soll schon eher "handlich" sein für den Anfang. Also so 50cm/30cm/15cm Aussenmaße - wobei mich ja abschreckt, dass der Verfahrweg ja meisten noch ein großes Stück kleiner ist (je nach Lagerung).

Das Holzmaterial sollte mit ca 20mm und solider Fügung (Lamellodübel plus Verschraubung) und flächigen Aussteifungen in alle Richtungen doch halbwegs steif sein.

BILD

3. ANTRIEBSWELLE
Wegen Günstigkeit werde ich auch mit Gewindestangen aus Edelstahl auskommen müssen. Ob M5/M6/M8 ist doch eigentlich egal, oder? Die Steigung ist doch bei allen gleich?
Je kleiner bedeutet da doch auch desto günstiger - weil alle Muttern und Lager kleiner ausfallen?

Zur Lagerung hat Klingon77 hier eine super Variante für die Lagerung gepostet (Achsiallager + Rillenlager) - allerding bin ich nicht 100% sicher ob ich richtig verstanden habe, dass man im Bereich des Kugellagers die Welle blankfräsen muss?

Oder liegt die mit Gewinde im Kugellager drin?
Alternativ könnte ich mir vorstellen sowas zu verwenden um eine glatte Oberfläche fürs Lager zu schaffen - da ich keine Möglichkeit habe zu fräsen.
Bild hier  

Als Stellmutter gibt es nun mehrere Möglichkeiten:
-1 Mutter: am besten wohl Messing wg Gleiten?

-2 Muttern: kann mit das jemand mit dem "gegeneinander verspannen" genauer erklären um das Spiel loszuwerden? Ich habe gelesen dass die meisten Fräsersoftwares die Möglichkeit haben das "Umkehrspiel" nach dem Messen einzutragen ...muss man da dennoch 2 Muttern nehmen?

- ich liebäugle damit mir einen Klotz POM-Kunststoff im Netz zu ersteigern um den evtl für Gleitlager zu benutzen. Soll gute Gleiteigenschaften haben, daher dachte ich ein Innengewinde in einen Klotz schnieden und als Mutter verwenden wäre praktisch, oder?

4.LAGERUNG

Momentan mein Hauptproblem!

Alles 'Solide' ist zu teuer (Kugelumlaufschienen und andere fertig angbotene Systeme), die trasige Version mit Schubladenführungen scheint mir nachd em Proberütteln aus dem Baumarkt etwas ZU wackelig.

Ich tendiere also zu irgendwelchen Wellen mit Gleitlagern.

Als Gleitlager würde ich den angesprochen POM-Kunststoff nehmen und mir solche Gleitsteine wie bei www.mixware.de herstellen:
Bild hier  
Über zwei Schrauben kann man das enger ziehen und somit das Spiel einstellen.
Wahlweise auch nur als GLeitlager auf einer unterstützen Welle wie hier:
Bild hier  

Nun bin ich also auf der Suche nach geeignetem Material für eine Wellenführung und wollte um Rat fragen:

1. Welche Materialgüte muss so eine Welle haben? Ich habe im Netz unterschiedliche Oberflächenqualitäten von Stahl gesehen - mit unterschiedlichsten Preisen.

• STahl schwarz
  Stahl verzinkt
  Edelstahl glatt gezogen
  Edelstahl geschliffen
  Edelstahl geschliffen h6

Mit dem Wert 'h6' konnte ich anfangs nicht viel anfangen habe aber rausbekommen dass es sich um Toleranzabweichungen handelt.
Edelstahl glatt gezogen soll angeblich h9 haben ... welches nimmt man da am billigsten??

2. Welches Sytem wählt man?

• Massive Rundstange, freitragend
  Stahlrohr, freitragend (evtl mit Gewindestangen innen)
  Massive Rundstage, aufgelagert

Die freitragende Rundstange muss ja dann schon minimalst 16mm sein
(y-achse trägt ja nicht das gewicht des Portals) - kostet also auch was.
Zudem weiss ich nicht, wie ich die Rundstange 'einspannen' soll? Einfach nur ein knappes Loch ins Holz und mit Epoxidharzkleber
festkleben?

Gibt es irgendwie günstig fertige Wellenhalter?
Würde so ein Stellring von beiden Seiten des Holzes reichen?
[img]http://img.directindustry.de/images_di/photo-g/starre-kupplung-stellring-355047.jpg

Stahlrohr ist günstiger - allerdings muss man da wohl NOCH größere durchmesser nehmen, damit es hält. Hätte da jemand eine Schätzung parat? Im Hornbach gibt schon fertig gelängte edelstahlrohre für Achsen für vernünftigen Preis.

Ausserdem wäre bei allen dieser Versionen die Möglichkeit die Führung nicht frei tragend zu machen, sondern wie oben bei dem Gleitlagerbild auf einem Grundmaterial aufgeklebt (bei mir eben eine Nut in der Holzplatte).
Häte den Vorteil dass man wohl kleinere Durchmesser nehem kann. Allerdings liegen die Gleitböcke dann nur auf und umschließen die Stange nicht - daher man kann sie nicht einstellen.
Ausserdem geht das ja wohl nur für die Y-Achse, weil sie komplett von oben belastet wird? Die X-Achse wird ja mit dem Fräsmotor unter Hebel belastet...nicht dass die runterrutscht. Z-Achse wäre so ja sowieso nicht machbar....

Was würdet ihr machen? Momentan tendiere ich ja zu Runstange freitragend, dafür an der oberflächengüte gepart (und liber ein wenig eingefettet).

5. Schrittmotoren
Gab es günstig gebracuht bei Ebay - sogar noch billiger als hier....
http://www.mechapro.de/catalog/stepp...pl6ue9sgm37nb6
Shinano 56D111 // 1,8° // 0,47 A, 9,0 V // Haltemoment unbekannt.

bestimmt nich das Gelbe vom Ei bei dem Preis - aber ich hab Zeit und will keine Supergeschwindigkeiten haben.

6. STEUERUNG + STROM

Hier beginnt nun komplettes Neuland für mich. Phyisk nach 11. klase abgewählt würde ich nciht mal mehr die Formeln für Widerstand, Spannung und Leistung zusammenbekommen.

ich hab hier zwar einen Lötkolben und bisher auch shon ein Paar Frequenzweichen für Lautsprecher zusammengelötet, aber an die Pollinplatinen traue ich mich nicht ganz heran. Zumal die ja auch nicht immer wirklich Fehlerfrei funktionieren sollen.

Ausserdem habe ich ds Gefühl die Steuerung wäre das einzige, dass man aus der Trashfräse retten könnte wenn man ein etwas besseres und ordentlicheres Gerät bauen will.

Hier also ein paar Alternativen:

1. Bei Ebay gibt es aus Fernost China ein fertiges Board für 60€.
"4 Axis CNC Stepper Motor TA8435H Driver Board Mach 2 3"
ebaylink (vermutlich tot irgendwann): http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?...=STRK:MEWAX:IT
Youtube: http://www.youtube.com/watch?v=SIf53mNAtag

Mit einem "4 axis T8435 Stepper motor driver" soll das Ding alles haben um es direkt an den Rechner anzustöpseln und loszulegen. Sogar ein Netzteil scheint mir dabei "1 x New 12V DC Power Supply 4 Amp 12 Volt Adapter LCD CB 4A".

Ansonten ein Paar Auszüge aus der sehr Chinesich klingenden Übersetzung (und das handbuch soll leider auch so aussehen).
- Use the DCDC as the isolation of the front and the end power supplys, in order to protect the parallel ports (also wohl mit optokopplern?)
-The 5V controlling power supply is separated with the 12-36V driving power supply
- The mannuel control connector and the limit connector use the DB15 and DB9 connection port support the relay extension (könnte das wohl Referenzschalterunterstützung sein? Und/oder externe Steuerung für Reials für z.B. SpindelStrom?)

Fehlen da irgendwelche wichtigen Angaben, die man wissen müsste? Z.B. wieviel Ampere das Board rauslässt? Passt das zu den Motoren oben? Bzw ist es auch für zukünftige Motoren geeignet?

2. Oder 'investiert' man in was "bekanntes", wie z.B. die 3D-Step von Mechapro (http://www.mechapro.de/catalog/stepp...pl6ue9sgm37nb6). Kostet als Bausatz 100€. Kann vermutlich mehr und man hat v.a. Deutsche Anleitungen und genügend andere Bastler, die Erfahrungen haben.

Gibt es noch andere günstige Einsteigerkarten, ausser die selbstbauteile von Pollin?

NETZTEIL:
Ich habe quergelesen dass es hier die heisse diskussion um Netzteile aus alten PCs gab. Gibt es da abschließend ein Resultat? Weil...statt 30€ für ein neuen Netzteil auszugeben (Dass dan womöglich nachgekauft werden muss, weil man doch nicht genug spannung oder ampere oder saft oder sonstwie hat) könnte man sich ja auch sowas von Pollni hier holen (oder eben 2 wenn mehr nötig):
http://www.pollin.de/shop/dt/ODE0OTQ...C_AA21860.html
ATX-Computer-Schaltnetzteil ASTEC AA21860 // 3,95€ // Technische Daten:
+12 V/3,5 A, +5 V/10 A, +3,3 V/8 A, -12 V/0,4 A, +5 V/2 A. // Spannungen stehen auch unbelastet zur verfügung.

Oder was wäre die nächste günstige Möglichekit - OHNE krasse Bastelkenntnisse (also Platinenlöten).

Hab ich was Vergessen?
achja...

7. FRÄSMOTOR

Entweder man nimmt wirklichd en alten Dremelklon aus dem Keller - da meiner aber eh schon wackelt und rumeiert und ich mir einfach nciht vorstellen kann mit dem wirklich was zu Fräsen ( so langsam kann man den doch nicht verfahren, damit der nicht in die Knie geht).

Stattdessen versuche ich bei Ebay gerade eine alte Oberfräse von Boch zu ergattern. Und zwar die POF 50 oder POF 500. Das ist eine Oberfräse mit senkmechanismus...aber herausnehmbarem Fräsmotor. Das ganze mit 500W....sollte also reichen
(http://www.pannhorst.com/ebay/1-2.JPG)


Soooo....wer sich bi hierher durchgequält hat, dem ghört meine bewunderung.
Es ist verdammt viel geworden - vermutlich, weil ich seit 5 Tagen nur lesen und stöbere und sich die Dinge in meinem Kopf angesammelt haben. Viele Dinge weiss ich mehr als vorher - vele Fragen sind noch unklar....

ich hoffe stark, dass der Geist dieses Forums hier noch einw enig weiter besteht und einem weiteren Anfänger hilfreich unter die Arme gegriffen wird.

Ahoi,
Mattai

[wisda.noobie]

Hallo, wilkommen im Forum

du solltest dir diesen Thread noch durchlesen, da dürften einige deiner Fragen geklärt werden.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=39353

Die Steigung einer Gewindestange ist nicht immer gleich. Bei M6 beträgt sie 1mm, bei M8 1,25mm, bei M10 1,5mm

unter M6 würde ich nicht gehen, da diese stangen zu "schwabbelig" sind und stark schwingen.

Da viele Schrittmotoren 6mm Motorwellen haben, ist M6 ideal. Bei M8 oder M10 müsstest du die Enden der Gewindestange abdrehen

Empfehlen würde ich dir allerdings Trapezgewindespindeln. Bei Ebay bekommst du eine Spindel mit bearbeiteten enden nach deinem PLan für ca. 20 €.
Du kannst die Qualität deiner Fräse trotzdem mit diesen Spindeln stark verbessern.

Zu den Führungen: Wenn du normale Gewindestangen nimmst, ist es auch ok wenn du schubladenfühhungen verwendest. Diese hier http://www.pollin.de/shop/dt/MDY4ODU...hschienen.html sind, wenn man 2 verwendet eigentlich recht stabil. Ausserdem kann man sie nach oben und nach unten ausziehen, man hat also recht große verfahrwege.


mfg
wisda.noobie

[Bammel]

ich würde dir auhc auf jedenfall trapezspindeln ans herz legen das lohnt sich.. ich hatte erst M12 drinne udn dnan gleich nach den ersten fräsversuche wieder rausgenommen und trapz 12x3 eingesetzt... beibei ich jetzt mindestens 14x4 nehmen würde, da meine kugellager alle 8mm innendurchmesser haben und eine 12x3 trapez einen kern von 7,8mm hat.

bei mir laufen auch die gewinde in den lagern. lies sich leider nicht anders machen. das verspannen ist sowas wie zwei mutetrn kontern. nur das du sich nicht stram anzeihst sondern nur soweit das gerade kein spiel mehr da ist aber die leichtläufigkeit noch gegeben ist.

zu deinen vorhaben zum pom... das gleitet zwar gut. ABER nutzt auch verdammt schnell ab...

[Mattai]

Hallo again,

Danke für die freundlichen Hinweise ersteinmal.

du solltest dir diesen Thread noch durchlesen, da dürften einige deiner Fragen geklärt werden.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...ag.php?t=39353

mist - ich habe es geahnt. nach dem durchwältzen DIESES und eines anderen Threads mit gut 15 Seiten dacht eich mir ich schenke mir die 128 Seiten dort!!! Aber was muss, das muss wohl. Mittlerweile bin ich nach einem ganzen Tag lesen schon bei 20

Empfehlen würde ich dir allerdings Trapezgewindespindeln. Bei Ebay bekommst du eine Spindel mit bearbeiteten enden nach deinem PLan für ca. 20 €.
Du kannst die Qualität deiner Fräse trotzdem mit diesen Spindeln stark verbessern.

Das ist schon so eine Zwickmühle.
Auf der einen Seite habe ich mich jetzt für Gleitlager und Rundstahl entschieden (gibts als Nichtpräzisionversion aus Edelstahl bei Ebay für erschwinglich) statt für Wackelschubladenschienen.
Auf der anderen ist so eine Trapezgewindespindel ja wieder eine Anschaffung, die weitere Kosten mit sich bringt (Lagerung/Trapezgewindemutter etc) -
da ist eine Gewindestange für den Anfang etwas leichter, weil eben metrisches Gewinde und Teile aus dem Baumarkt.

Ich versuche so einen mix aus halbwegs Solide und Billig hinzubekommen und später zu erweitern, wenn ich merke es macht Sinn (also erst Gewindestnange - später umbau zu Trapezgewinde).

Dazu steht die Wahl nachd er geeigneten Steuerkarte an erster Front - denn die soll man definitiv später verwenden können, wenn man bessere Motoren sucht.
Meine doofe Frage: eigentlich sollte man ERST die Karte haben udn dann dazu PASSEND die Motoren aussuchen, oder?

ich habe jetzt 2 Billigkarten (50€ Ebay / 100€ GWR) gesehen, die eine feste Stromstärke hatten (ebay 1,6A/GWR 2A).
Meine Billigmotoren können 0,47 A, 9,0 V.
Kann ich mit einer niedrigeren Amperezahl an eine höheramperige Karte gehen? Oder rauchen mir die Motoren da durch und ich muss passend Motoren mit 2A suchen??

Für 100€ Gibt es einen Bausatz von 3d-Step, da kan man die Ampere regeln (Einstellbar von 0,4A bis 2,1A pro Phase). Wäre, falls man GENAU den Amperewert braucht ja schlauer weil für die zukunft flexibler.

das verspannen ist sowas wie zwei mutetrn kontern. nur das du sich nicht stram anzeihst sondern nur soweit das gerade kein spiel mehr da ist aber die leichtläufigkeit noch gegeben ist.

Das Prinzip habe ich ja verstanden - aber wie macht man das technisch?
1. Muss ich die Mutter ja an der Achse befestigen. D.h. ich muss die irgendwo anschweißen/einkleben und fest mit der Achse verbinden.
2. Wenn ich jetzt beide Muttern gegeneinanderdrehe werden die doch niemal deckungsgleich sien, oder? stehen also schräg zueinander....flache seite und ecke des sechskant (ich hoffe das war verständlich)

Klingon77 hatte mal was mit einer Feder dazwischen vorgeschlagen...aber wie macht ihr das praktisch?

So - ende der Fragen erstmal...ich les die nächsten 15 Seiten im anderen Forum und freu michd nenoch auf eine Antwort hier.

Ahoi,
Mattai

[Mattai]

Achso mist, vergessen -Als idiot in Sachen Stromzusammenhänge:
Wie stark muss mein Netzteil denn nun bemessen sein, um die 3 Motoren mit je 0,47 A, 9,0 V. zu betreiben?

0,47+0,47+0,47A= 1,5A und 9V?
oder
0,47A und 9+9+9V=27?

Schon das erste, oder?!
Demnach müsste so ein altes PC-Netzteil für meine Zwecke reichen?
+12 V/3,5 A, +5 V/10 A, +3,3 V/8 A, -12 V/0,4 A, +5 V/2 A.

Hat ja dann 12V und 3,5A? Oder 12V/0,4A? Mich bringt das + und - durcheinander - bin wohl zu sehr Wechselstrom gewohnt, da ist das ja schnurz.

Ahoi,
Mattai

[ManuelB]

Nabend,
das kommt auch auf die verwendete Steuerkarte an. Bei der 3D Step z.B.(wie auch bei vielen anderen) kann man auch auf höhere Spannungen gehen. Die Elektronik sogt dann dafür, das der Nennstrom der Motoren nicht überschritten wird. Wenn man die Motoren nur mit Nennspannung betreibt ist de erreichbare Enddrehzahl sehr beschränkt.
Wie gesagt hängt es aber von der Karte ab und wie lange man der Fräse beim Schleichen zuschauen möchte

MfG
Manu

[Bammel]

lese mal nen bisl auf http://www.einfach-cnc.de/
dadurch solten noch viele fragen geklärt werden. dazu noch das Wiki hier im rn zu den schrittmotoren...

du sollten von der voltzahl immer soviel raufgeben wie es die steuerkarte zulässt. !!!WENN!!! diese das ganze regelt das sollten diese aber meistens machen.

hole dir auf jedenfall eine mit takt/richtungs signal

ich würde an deiner stelle ruhig die paar euro mehr investieren und trapezspindeln nehmen.. das lohnt sich.. ich hab auhc den fehler gemacht und metrisches gewinde genommen und das ist einfahc nur kagge...

[BurningBen]

Trapezgewinde lohnt sich definitiv.

Das verspannen der Muttern ist bei mir sehr einfach:
Ich habe einen Mutternblock, mit 26mm Bohrung. Da steck ich die beiden runden TR12x3 Muttern rein, und verdrehe die beiden solange gegeneinander, bis das mit dem Spiel passt.

Danach werden die beiden Muttern durch Madenschrauben im Block fixiert.

Nimm auf gar keinen Fall nur die Nennspannung. Selbst mit 24V ist die Dynamik doch sehr beschränkt.

Und eine Karte bei der man den Strom nicht einstellen kann, ist nix.
Dann brauchst du passende Motoren dazu, und musst immer beides austauschen.

Denn einen 0,5A-Motor mit 2A versorgen geht nur kurz.

[Mattai]

Hey, super dass hier noch so viele Nachteulen rumfliegen.

Das mit dem "les mal ein wenig weiter", shee ich ja. Und lustigerweise bin ich im anderen Thread auch gerade auf die gleichen Fragen bezüglich Strom und netzteil gestoßen.

@BurningBen: wir sprechen beide die gleiche Sprache - zumindest kommte ich allen Deinen inweisen folgen und alle meine jetzigen Tausend Fragen sind geklärt! (Die Antwort wurde strg+c / strg+v in meine kleine "wichtige dinge aus dem froum"-liste kopiert und dick umrandet)

gute nacht euch,
mattai

[entopia]

würd mal vorsichtig anfragen ob jemand sein erstwerk mir verkaufen würde das funktions bereit ist aber ggf etwas ungenau arbeitet was für mich kein problem darstellt solang das ding nicht gleich 3mm danebenhaut ^^

ich hab schon zwei mal mich an einen aufbau versucht nur fehlt mir die muse für die genauigkeit und ich sollte dringend paar sachen machen...

weiteres fia PN!