Tagebuch [Tagebuch] DIY CNC Fräse - Das etwas andere Tagebuch...

[lenne0815]

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Es gibt Mach3 als Freeware und "unlocked" version und am anfang reicht auch die Freeware.
(Hier der*** zu Offiziellen Seite )

Anacron

Mach3 gibts als Demo mit gcode Limit, keinesfalls Freeware.
Davon ab kostet es auch einfach nix, 150 € isn Witz fuer so eine umfangreiche / gut funktionierende Software.

Fuer richtige Cheapskates gibts auch immernoch ne Linuxbasierende Softwareloesung ( Freeware ) die auf nem echtzeitkernel basiert, wobei mir immernoch schleierhaft ist warum der linux echtzeitkernel man grade mit 40khz pulsen kann waehrend artsoft es mit nem windows hack schafft bis zu 100khz zu pulsen.

 

[fragapple]

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Danke, Danke.

So - ich möchte euch wenigstens etwas auf dem Laufenden halten, da aktuell wegen fehlenden finanziellen Mitteln und Lieferverzögerungen (u.a. aus Fernost ) leider größere Neuigkeiten ausbleiben.


1. 2. 3.

1. Gestern habe ich von einem Freund WaKü-Komponenten bekommen bzw. gegen Hardware eingetauscht - kann sich durchaus sehen lassen. Da wird sich die Frässpindel über die Kühlung freuen.

2. Mo-Ra2 Radiator/Wärmetauscher

3. 8/6 Schlauch und grüne/UV-grüne Kühlflüssigkeit


1. 2. 3.

1. MicroStep Schrittmotor-Treiber und zwei der drei Schrittmotoren, bipolar seriell bzw. bipolar parallel angeschlossen

2. Microschalter als Endschalter und induktive Näherungsschalter als Referenzschalter

3. eine der Energieketten/Kabelschleppketten


So long

 

[lenne0815]

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Sehr fein, mit wieviel volt laesst du die stepper laufen ? Am besten is wenn die voltzahl anner obergrenze der spezifikation liegt und dann alles parallel verkabeln, so holste das maximum raus. ( quasi is die Voltzahl die hoechste geschwindigkeit diede fahren kannst und die Ampere das hoechste drehmoment wasde bekommen kannst )

Btw, schaltnetzteile haben das problem das sie die surge stroeme meistens nicht so gut abkoennen und abschalten, wennde also das problem hast das bei ner hohen acc rate das nt abschaltet bissl runter gehen, ich selber hab aber auch nur schaltnetzteile dran, weil billiger.

Die doppelloesung aus induktiv und mechanischem endschalter ist nicht wirklich noetig, kauf dir lieber gute ( Gekapselt, hohe schaltgenauigkeit ) mechanische endswitches, das is am ende billiger und macht keinen unterschied. ( ich selbst hab bisher nur einen einzigen endschalter gekillt und die maschine laeuft schon nen paar tage.

Die induktiven wuerd ich aber aufheben, damit kann man noch andere feine sachen bauen.

Wennde die stepper spaeter verkabelst hol dir umbedingt geschirmtes kabel, die streuen richtig fies rein sonst.

 

[Bierseppi]

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Ich würde an deiner stelle mindestens einen 10/8 schlauch nehmen weil der andere 1. schneller knickt und 2. weil der durchfluss höher ist der 8/6 killt dir den durchfluss

 

[fragapple]

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Sehr fein, mit wieviel volt laesst du die stepper laufen ? Am besten is wenn die voltzahl anner obergrenze der spezifikation liegt und dann alles parallel verkabeln, so holste das maximum raus. ( quasi is die Voltzahl die hoechste geschwindigkeit diede fahren kannst und die Ampere das hoechste drehmoment wasde bekommen kannst )

Btw, schaltnetzteile haben das problem das sie die surge stroeme meistens nicht so gut abkoennen und abschalten, wennde also das problem hast das bei ner hohen acc rate das nt abschaltet bissl runter gehen, ich selber hab aber auch nur schaltnetzteile dran, weil billiger.

Die doppelloesung aus induktiv und mechanischem endschalter ist nicht wirklich noetig, kauf dir lieber gute ( Gekapselt, hohe schaltgenauigkeit ) mechanische endswitches, das is am ende billiger und macht keinen unterschied. ( ich selbst hab bisher nur einen einzigen endschalter gekillt und die maschine laeuft schon nen paar tage.

Die induktiven wuerd ich aber aufheben, damit kann man noch andere feine sachen bauen.

Wennde die stepper spaeter verkabelst hol dir umbedingt geschirmtes kabel, die streuen richtig fies rein sonst.

Die beiden kleineren Motoren laufen an 24V bzw. da man das Schaltnetzteil nachregeln kann an etwa 28V, da habe ich ein Lambda-Netzteil recht günstig erworben.
Wesentlich höher kann ich damit auch nicht gehen, da die Nennspannung des schwächeren Sanyo Schrittmotors im Parallel-Betrieb bei unter 1,5V liegt und man die Schrittmotoren nicht bei mehr als dem 25-fachen der Nennspannung betreiben sollte. Eine Berechnung der Leistungsaufnahme/Spannung bei 75% des Anfangsdrehmoment als Arbeitspunkt (ersichtlich im Drehmomentdiagramm des jeweiligen Motors) hat etwa 24V ergeben - sollte also hinkommen.

Für den größeren Schrittmotor (6,4Nm) mit stärkerer 7,8A Endstufe wird dann ein zweites 48V Netzteil für den Parallelbetrieb verwendet.

Was die induktiven Näherungsschalter angeht - meines Wissens haben die eine bessere Wiederholgenauigkeit und eignen sich daher besonders gut zum Setzen der Referenzposition.
Drei Schalter zusammen haben etwa 15€ gekostet, ist also noch zu verschmerzen.

Als Endschalter sollten die billigen Micro Switches genügen, die sollen ja "nur" die ganze Maschine stoppen bzw. bei Anschlag oder Kabelbruch öffnen.

Ich würde an deiner stelle mindestens einen 10/8 schlauch nehmen weil der andere 1. schneller knickt und 2. weil der durchfluss höher ist der 8/6 killt dir den durchfluss

Hier ist der limitierende Faktor leider die Frässpindel selbst - die hat nur 8/6 Anschlüsse bzw. im Kreislauf 6mm Durchmesser, von daher passen die Sachen eigentlich ganz gut.
Knickschutz muss dann auf jeden Fall noch ran, zumal der Schlauch auch noch ständig bewegt wird.

Grüße

 

[lenne0815]

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Die beiden kleineren Motoren laufen an 24V bzw. da man das Schaltnetzteil nachregeln kann an etwa 28V, da habe ich ein Lambda-Netzteil recht günstig erworben.
Wesentlich höher kann ich damit auch nicht gehen, da die Nennspannung des schwächeren Sanyo Schrittmotors im Parallel-Betrieb bei unter 1,5V liegt und man die Schrittmotoren nicht bei mehr als dem 25-fachen der Nennspannung betreiben sollte. Eine Berechnung der Leistungsaufnahme/Spannung bei 75% des Anfangsdrehmoment als Arbeitspunkt (ersichtlich im Drehmomentdiagramm des jeweiligen Motors) hat etwa 24V ergeben - sollte also hinkommen.

Für den größeren Schrittmotor (6,4Nm) mit stärkerer 7,8A Endstufe wird dann ein zweites 48V Netzteil für den Parallelbetrieb verwendet.

Was die induktiven Näherungsschalter angeht - meines Wissens haben die eine bessere Wiederholgenauigkeit und eignen sich daher besonders gut zum Setzen der Referenzposition.
Drei Schalter zusammen haben etwa 15€ gekostet, ist also noch zu verschmerzen.


Grüße

24V ist natuerlich echt mager, damit wirste wohl nicht gross ueber 600upm kommen, biste schon soweit dasde das mal testen kannst ? Einfacher test is die einfach vollgas laufen zu lassen und dann festzuhalten, sie muessten auf jeden fall bei ca 800upm noch recht zaeh zu halten sein, also nicht sofort rauskicken. ( am besten mit montierter kupplung, anner welle krigt manse eh nich zu greiffen )

Zum Vergleich laufen meine an 58V / der Z motor an 48 und laufen ja so ca in dem Bereich in den du auch willst.

 

[ratmal86]

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Wie schnell dreht eigentlich deine Frässpindel? Wie wird der Fräser dort befestigt...über Schnellspannfutter, Trapezspannzange, normale Spannzange,...?
Was für Fräser möchtest du verwenden?
Mit welchen Schrittgeschwindigkeiten kannst du in die xy-Richting fahren?

 

[fragapple]

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24V ist natuerlich echt mager, damit wirste wohl nicht gross ueber 600upm kommen, biste schon soweit dasde das mal testen kannst ? Einfacher test is die einfach vollgas laufen zu lassen und dann festzuhalten, sie muessten auf jeden fall bei ca 800upm noch recht zaeh zu halten sein, also nicht sofort rauskicken. ( am besten mit montierter kupplung, anner welle krigt manse eh nich zu greiffen )

Zum Vergleich laufen meine an 58V / der Z motor an 48 und laufen ja so ca in dem Bereich in den du auch willst.

Das Verbindungs-/Controllerboard zum PC hatte ich schon vor Wochen bestellt, ist aber leider noch nicht bei mir angekommen - daher kann ich die Schrittmotoren leider noch nicht testen. Sobald dann der dritte Motor, die passende Endstufe und das Breakout Board hier sind, werde ich nochmal ein kurzes Video einstellen.

Danke für den Tipp, mal schauen wie stark die Spannung dann letztendlich limitiert.

Wie schnell dreht eigentlich deine Frässpindel? Wie wird der Fräser dort befestigt...über Schnellspannfutter, Trapezspannzange, normale Spannzange,...?
Was für Fräser möchtest du verwenden?
Mit welchen Schrittgeschwindigkeiten kannst du in die xy-Richting fahren?

Hallo ratmal86, die Spindel läuft bei maximal 24000 Umdrehungen/Minute bzw. bei 400 Hz und Fräserwerkzeuge werden mit ER20 Spannzangen eingespannt, Durchmesser von 1-13mm - im Lieferumfang der Spindel waren schon Spannzangen für verschiedene Schaftdurchmesser enthalten.

Je nach Werkstoff und Werkstück werden unterschiedliche Fräser eingesetzt werden, 1- 2- 3- 4-schneidige VHM-Schaftfräser, Gravierstichel mit Spiralverzahnung/Diamantverzahnung usw.
Kommt aber dann auch darauf an, welche Fräser sich überhaupt für so eine Hochfrequenz-Spindel eignen. Für das Schruppen am Anfang und das endgültige Schlichten/Feinbearbeiten gibt es auch nochmal unterschiedliche Werkzeuge.

Schrittgeschwindigkeiten muss ich dann testen, sobald die Maschine betriebsbereit ist.

Gruß
fragapple

 

[killer89]

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[X] ABO

Ich habs jetzt über die Main gefunden, werd mir nochmal alles durchlesen, hab aber grad wenig Zeit - auf jeden Fall ein seeeehr interessantes Projekt!

MfG

 

[Superwip]

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Ah... der Fräsmotor kommt mir bekannt vor


Das ist ja ein Fetter Radi... ich hätte eher auf einen offenen Kreislauf mit Kübel, ohne Radi gesetzt, die Abwärme ist ja nicht so groß und das Teil ist ja auch nicht für den Dauerbetrieb gedacht

Wenn ein Radi hätte es ein 120er mit Lüfter auch getan; ich hoffe daher, du hast für den Radi nicht allzu viel "bezahlt"

 

[fragapple]

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[X] ABO

Ich habs jetzt über die Main gefunden, werd mir nochmal alles durchlesen, hab aber grad wenig Zeit - auf jeden Fall ein seeeehr interessantes Projekt!

MfG

Danke.

Ah... der Fräsmotor kommt mir bekannt vor

Das ist ja ein Fetter Radi... ich hätte eher auf einen offenen Kreislauf mit Kübel, ohne Radi gesetzt, die Abwärme ist ja nicht so groß und das Teil ist ja auch nicht für den Dauerbetrieb gedacht

Wenn ein Radi hätte es ein 120er mit Lüfter auch getan; ich hoffe daher, du hast für den Radi nicht allzu viel "bezahlt"

Ja, die Fräsmotoren sind aktuell wohl in Mode.

Wenn sich der Deal mit meinem Kollegen nicht ergeben hätte, wäre ich auch auf ein kleineres Kaliber beim Radiator ausgewichen.
So ein Monster-Radiator macht aber doch was her an der Fräse und durch die riesige Oberfläche der Kühlrippen kann man die Spindel dann einfach passiv betreiben.

Dazu kommt noch, dass die wassergekühlte Version der Spindel sowieso schon leiser als die luftgekühlte ist.
Die Eheim-Pumpe ist auch entkoppelt und somit kaum hörbar, CPU-Kühler vom PC wird per Frontpanel geregelt.
Im Betrieb beschränkt sich der Lärmpegel dann also größtenteils auf die Spanabnahme und das Surren der Schrittmotoren. (ggf. Absaugung)

 

[lenne0815]

AW: [Tagebuch] DIY CNC Fräse - Das etwas andere Tagebuch...

Danke.
Dazu kommt noch, dass die wassergekühlte Version der Spindel sowieso schon leiser als die luftgekühlte ist.
Die Eheim-Pumpe ist auch entkoppelt und somit kaum hörbar, CPU-Kühler vom PC wird per Frontpanel geregelt.
Im Betrieb beschränkt sich der Lärmpegel dann also größtenteils auf die Spanabnahme und das Surren der Schrittmotoren. (ggf. Absaugung)

Das letzte bei dem ich mir gedanken machen wuerde is die lautstaerke
Mit soner Alu konstruktion trifft man meistens irgendwo ne frequenz die mitschwingt und es wird sehr laut, ich arbeite zu 99% mit Ohrenschuetzern, da faellt die eheim eher weniger ins gewicht

Schau dir mal dieses vid von mir an, dort wird auch offensichtlich warum selbst bei niedrigen feeds hohe acc werte sehr wuenschenswert sind, selbst bei kleinen werkstuecken und niedrigen feeds hat man oft extrem viele kleine ueberfahrwege /beschleunigungen drin.

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[fragapple]

AW: [Tagebuch] DIY CNC Fräse - Das etwas andere Tagebuch...

Bei den ersten Tests der Schrittmotoren gestern wurde schon deutlich welche Schwingungen bei den Bewegungen entstehen können und welche Frequenzen/Drehzahlbereiche man vermeiden sollte..

Dass die Fräse nicht "leise" werden würde war mir klar, aber sie soll eben möglichst geräuscharm werden.

 

[Superwip]

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Dass die Fräse nicht "leise" werden würde war mir klar, aber sie soll eben möglichst geräuscharm werden.

Ein Lüfter mehr oder weniger ist aber auf jeden Fall egal und sei es ein schneller Industrielüfter

 

[fragapple]

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Ein Lüfter mehr oder weniger ist aber auf jeden Fall egal und sei es ein schneller Industrielüfter

Die wassergekühlte Spindel bringt auch schon einen vergleichsweise niedrigen Geräuschpegel mit sich, war ja mein Hauptargument. Egal.

Mittlerweile habe ich wegen meinem Nebenjob das Budget etwas aufgestockt und so werde ich die Z-Achse modular aufbauen, sodass das Grundgerüst zu einem 3D-Drucker, 3D Laserscanner bzw. CO2-Laser umgerüstet werden kann.
Allerdings muss ich das Tagebuch dann in Langzeit-Tagebuch umbenennen.


Ein paar aktuelle Fotos, heute sind noch einige Teile eingetroffen:

1. 2.

1. Hiwin Gewindetriebe für Z- und X-Achse, 20mm Durchmesser / 5mm Steigung, Endenbearbeitung

2. INA KWSE 30 Führungsschienen mit M6 Befestigungsschrauben (Z-Achse)


Letztens:

1. 2. 3.

1. Größenvergleich 1,65Nm Sanyo Denki -> 6,4Nm Keling Schrittmotoren

2. Endstufe/Treiber

3. Breakout-Board


WaKü:

1. 2.

1. Radiator hinter dem Portal befestigt, da hat sich ein Daumen ins Bild verirrt.. ^^

2. Testaufbau mit Eheim-Pumpe, Temperaturmesser, Ausgleichsbehältern, PC mit Aquaero Frontpanel
Farbige Kühlflüssigkeit eignet sich besser zum Erkennen von Lecks..


So long

 

[fragapple]

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Noch ein paar Renderings

Gesamt

Z-Achse (vorne / hinten)
​

 

[PAUI]

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@ lenne0815 ich finde das mit dem XBOX 360 controller geil.

 

[lenne0815]

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Noch ein paar Renderings

warum laesst du den stepper mitfahren ? schlimmstenfalls verliert er steps wenn er nen schlag vom fraeser mitbekommt und mit der spindel so nah am dreck rumeiern is auch nicht gut.
Das stueck alu was bis zur spannzange geht is auch nicht gut, damit bleibste dauernd an spannpratzen etc haengen, am besten is wennde direkt beim unteren halter aufhoerst, damitte ordentlich luft unten um die spindel hast.

@ lenne0815 ich finde das mit dem XBOX 360 controller geil.

Das teil is der hammer zusammen mit der cnc, besser als die meisten pendants von grossen Maschienen

 

[fragapple]

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warum laesst du den stepper mitfahren ? schlimmstenfalls verliert er steps wenn er nen schlag vom fraeser mitbekommt und mit der spindel so nah am dreck rumeiern is auch nicht gut.
Das stueck alu was bis zur spannzange geht is auch nicht gut, damit bleibste dauernd an spannpratzen etc haengen, am besten is wennde direkt beim unteren halter aufhoerst, damitte ordentlich luft unten um die spindel hast.

Den Schrittmotor mitfahren zu lassen ist doch Gang und Gebe mir gefällt es so besser und da sehe ich auch kein großes Problem.
Mit dem Fräsmotor hast du Recht, war auch eigentlich so geplant - nur im Rendering nicht umgesetzt.

An der Z-Achsen-Unterseite wird dann ein größeres Späneverdeck mit Absaugstutzen angebracht. Das sollte die Gewindespindel schon weitestgehend schützen.
Gegebenenfalls könnte man sie dann noch bis zu einer gewissen (möglichen) Höhe mit Plexiglas oä umrahmen oder hast du eine andere Idee?

Gruß
fragapple

 

[lenne0815]

AW: [Tagebuch] DIY CNC Fräse - Das etwas andere Tagebuch...

Lass den stepper einfach oben wie bei mir, dann kommt kaum staub ran ( hat noch diverse andere vorteile, brauchst z.b. auch nciht zwingend noch eine energiefuehrungskette etc etc etc ) Zur Absaugung: das is bei mir immer noch eines der groessten Probleme, ich habs jetzt mittlerweile so geloest das ich einfach ne riesige Absauge hab die es schafft den meisten Staub ohne spezielle Abdeckung wegzusaugen. Bei mir is halt das problem dass ich fast nurnoch 3D Sachen fahre und jedwede Abdeckung wuerde am Material / Spannpratzen haengen bleiben.
Das beste was ich bisher gesehen hab war einer, der hatte ne dicke plexi scheibe mit ner eingelassenen Buerste und oben dran starke magneten, das konnte man einfach unterklicken, so war das eigentlich ideal geloest fuer 2D Cutouts. Alu z.B. sauge ich nicht ab, erstmal ist das durch die Kuehlung recht matschig und wuerde wohl nach ner Zeit alles verstopfen und 2tens sind die alu Spaene Teilweise so heiss das ich Angst haette die Sauge Abzufackeln

Beier Z achse musste noch drauf achten das du wirklich maximal hoch fahren kannst, wenndes zeichnest machs so das der absolute Tiefpunkt vonner spannzangenaufnahme der fraesspindel c.a. 5mm ueberm Tisch is so das du nach oben Weg maximal hoch fahren kannst, so kannst du dann z.B. nen 150ger Ueberlangen 12mm Fraeser spannen hast aber Trotzdem noch deine Maximale Luft unterm Portal fuers Werkstueck, sehr Praktisch wennde dicke Styrodubloecke Faehrst o.ae.

BTW kannst du eigentlich deinen frequenzumrichter anpulsen ? oder hat der dann wieder nen manuellen drehregler ? und kann der auch drehstrom ? Ich muss ja sagen das ich ein wenig neidisch auf die Spindel bin vorallendingen die standartaufnahme is nen grosses plus, dafuer gibts naemlich echt feine aufsaetze wie z.b. praezisionsbohrfutter etc etc.

Und noch ne frage: bisher steht die cnc ja innem Wohnhaus ? wenn dem so is pass umbedingt mit den Zuleitungen auf, insgesamt sollteste nicht unter 2,5 quadrat am besten auf drei Phasen zur CNC gehen, die jeweils mit ca 15A abgesichert sind, wenn das alles zusammengeklemmt is und laeuft zieht das ding maechtig viel dampf ausser dose, sowas ueberlastet im grunde jedes Hausnetz, wenn dann die Zuleitungen noch Falsch abgesichert sind und die Sicherungen zu spaet kicken haste nen 1a kabelbrand inner Wand vorprogrammiert.