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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Drehbank CNC Umbau


Autor: Jakob (Gast)
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Hallo,

ich hab günstig eine kleine 230V Drehbank gekauft. Ist eine Proxxon 
SD300 samt Fräsaufsatz in gutem Zustand und die würde ich gerne in eine 
CNC Bank/Fräse umbauen.

Ich hab nicht vor, die Bank komplett über einen PC zu steuern. Ich würde 
mir gerne in Pult mit LCD bauen, in dem ein Atmel uC sein Dienst 
verrichtet und die Motoren steuert. Der uC soll lediglich kleinere 
Abläufe steuern, wie Gewinde schneiden, verschiedene Vorschübe auf allen 
Achsen (getrennt und im Verbund).

Also keine wirkliche CNC - eher eine semiautomtisierte Maschine. Wenn 
die Bank komplett umgebaut ist, kann ich sie immer noch in eine 
waschechte CNC verwandeln.

Ich hab die Bank komplett zerlegt, mit Iso und Benzin ausgewaschen und 
neu gefettet/geölt.

Drei Schrittmotortreiber hab ich inzwischen aufgetrieben ( 
http://www.centent.com/cn0165.htm ) und zwei 48V/500W Netzteile hab ich 
hier auch noch rumfliegen.
Schrittmotoren wollte ich drei 0,9° Stepper mit 2A/Wicklung verbauen. 
Die beiden für den Kreuzsupport würde ich auf 1,5A/Wicklung begrenzen 
und den Stepper für die Vorschubspindel mit 2A/Wicklung laufen lassen. 
Das wären 10A und ein 48V Netzteil sollte reichen.

Die Drehzahl des Futters wollte ich über einen Frequenzumrichter regeln. 
Um die Drehzahl zu überwachen, dachte ich an ein Flag an der Welle, auf 
der das Futter sitzt. Eine Lichtschranke wird von diesem Flag 
unterbrochen und der uC kann die Drehzahl errechnen. Keine Frage, die 
Lösung ist suboptimal - um nicht zu sagen arm, zumal ich hier 
vernünftige Encoder rumliegen habe (4x 2500bits/Umdrehung). Aber solch 
einen Encoder fehlerfrei auszuwerten, würde einiges an Rechenleistung 
kosten - mal ganz davon abgesehen, dass solch ein Script meine 
uC-Fähigkeiten überschreiten würde.

Mit der 1bit/Umbrehung hab ich auch den Vorteil, dass ich stets einen 
klar definierten Einsprungpunkt habe. Nützlich, wenn ich ein Gewinde in 
mehreren Durchgängen schneiden möchte: Einstechen und bei 
Lichtschranke=1 mit entsprechendem Vorschub das Gewinde schneiden. So 
sollte ich (hoffentlich) bei mehreren Durchgängen immer wieder das 
Gewinde treffen und jeweils ein paar Zehntel tiefer schneiden.

Ich weiß, ist alles etwas laienhaft, aber das darf es ruhig sein :)

Jetzt würde ich gerne wissen, ob das alles so machbar ist, wie ich mir 
das vorstelle. Ich habe auch noch nie mit Frequenzumrichtern gearbeitet. 
Kann mir evtl jemand einen empfehlen, mit dem ich den 230V Motor regeln 
kann und der sich bequem über einen uC ansteuern lässt?


Gruß,
Jakob

Autor: Marcus B. (raketenfred)
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bei 230V müsstest du eigentlich ein Relaise bedienen- ob dieses aber 
flott genug anzieht, ist die frage, wegen beweglichen teilen.

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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>bei 230V müsstest du eigentlich ein Relaise bedienen- ob dieses aber
>flott genug anzieht, ist die frage, wegen beweglichen teilen.

Getrunken?
Schon mal was von Tyristoren oder Triacs gehört?
Die werden in Frequenzumrichtern gerne verwendet...

Autor: MaWin (Gast)
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Hier macht jemand was ähnliches:

http://www.plexxart.at/bastelstube/showthread.php?tid=1097

> Eine Lichtschranke wird von diesem Flag
> unterbrochen und der uC kann die Drehzahl errechnen.

Das ist sinnvoll, wenn der Antrieb mit Schlupf über einen Riemen 
erfolgt. Ich glaube allerdings, Proxxon hat Zahnriemen.

> mit dem ich den 230V Motor regeln kann

Hmm, mit FU kann man Drehstrommotore regeln, und sie verlieren an Kraft 
(im Gegensatz zu einem Getriebe), also muss man leistungsfähigere 
Motoren einbauen, wenn man ihn nutzen will. Dein Motor wird ein 
DRehstrommmotor in Steinmetzschaltung mit Kondensator sein, entfern den 
Kondensator, dann könnte es passen.

Insofern reicht vielleicht die Lichtschranke, und für den Spindelmotor 
ein/aus.

Den Vortrieb per Schrittmotor:

Erstens braucht man kein riesiges Netzteil. Das ist ein weit 
verbreiteter Irrtum der CNC-Gemeinde. So ein Schrittmotor braucht 
beispielsweise 20W, mit den Verlusten des Schrittmotortreibers kommen 
keine 40W zusammen, da sind 500W Netzteile gnadenlos überdimensioniert. 
Durch die aktive Stromregelung der Schrittmotortreiber die z.B. 2A durch 
den Motor jagen, funktioniert der Schrittmotortreiber wie ein 
Step-Down-Schaltregler, der WENIGER Strom aus der Stromversorgung zieht, 
z.B. nur 400mA. Allerdings in kurzen Impulsen zu 2A. Es geht eher um die 
Siebelkso, als um die Leistung der Netzteile.

Deine Schrittmotoransteuerelektronik klingt zwar edel, da sie aber 
automatisch auf Mikroschritt umstellt habe ich Zweifel, wie gut sich mit 
ihr z.B. Gewinde schneiden lassen (zackig wäre keine Lösung). Besser 
wäre es wohl, man würde die Mikroschritte per uC direkt vorgeben. 
Evenetuell erlaubt sie das per Umstellung durch Jumper.

Autor: Lehrmann Michael (ubimbo)
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Wie wär's mit einem Triac ?

Autor: Jakob (Gast)
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Die SD300 wird über zwei Keilriemen angetrieben. Hab auf EBAY diverse 
400V Motoren gesehen, die auf den ersten Blick identische Maße haben. 
Muss meinen mal exakt vermessen.

Vielen Dank für die Aufklärung bzgl der Motoren/Strom.

Die Treiber lassen sich mittles Jumper auf Vollschritt oder diverse 
Mikroschrittauflösungen einstellen. Inwieweit ich damit Gewinde 
schneiden kann, muss ich sehen. Der uC könnte auch die Zeit in mSek, die 
die Welle für eine Umdrehung benötigt messen und aufteilen und könnte 
den Vorschub somit höher auflösen. Ob das so klappt, kann ich natürlich 
nicht sagen.

Autor: Jakob (Gast)
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Achso, TRIAC ist natürlich auch eine Möglichkeit. Den könnte ich über 
einen Optokoppler ansteuern...mal schaun. Nur fürchte ich, ich komm um 
eine Modifikation/Austausch des Motors nicht herum. Brauche in den 
unteren Drehzahlen schon noch etwas Drehmoment.

Autor: LinkBot (Gast)
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Autor: Sebastian (Gast)
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Ich habe meine SD300 auch auf 400V 3P umgebaut und betreibe sie an einem 
Danfoss VLT5000 Umrichter. Den Motor habe ich mir bei EMG extra für die 
Maschinebe anfertigen lassen. Ich habe gleich einen Motor in der 
Baugröße 71 statt 63 genommen, dazu muß nur die Trägerplatte geändert 
werden. Das ging alles sehr bequem und der Preis ist nicht viel höher 
als von einem Normmotor.
Der Motor ist außerdem kürzer, da der Schalter für den Anlaufkondensator 
wegfällt.

Die Ansteuerung des Umrichters ist bei dem Vorhaben das kleinste 
Problem, die meisten Umrichter bieten alle möglichen Steuereingänge und 
haben auch integrierte Regler eingebaut.

Autor: Pieter (Gast)
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moin moin,

>>Der uC soll lediglich kleinere Abläufe steuern,...

und wie willst Du die aufrufen?
Hast Du schon mal was von G-Code (RS274) gehört?
Sinnvoll wäre eine Kombination aus Handsteuerung und G-Code-Interpreter.

Siehe auch hier:
Beitrag "TB6560HQ wird ohne Last warm"

>>Mit der 1bit/Umbrehung hab ich auch den Vorteil, ...

Na ja, den Punkt anzufahren, das wird so nichts werden. Dann schon 
besser einen kleinen Schrittmotor (z.B. 7,5°) als Drehgeber betreiben.
Den Vorschub könnte man dann mit der (lastabhängigen) Drehzahl 
synchronisieren, sonst wird man auch kein richtiges Gewinde schneiden 
können. Der Anfang vom Gewinde würden dann immer festliegen.

>>Kreuzsupport würde ich auf 1,5A/Wicklung

warum Kraft verschenken? Mann kauft auch keinen Porsche, um dann mit 
angezogener Handbremse zu fahren ;-)

Mit Gruß
Pieter

Autor: M. W. (hobbyloet)
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Jakob schrieb:
> ich hab günstig eine kleine 230V Drehbank gekauft. Ist eine Proxxon
>
> SD300 samt Fräsaufsatz in gutem Zustand und die würde ich gerne in eine
>
> CNC Bank/Fräse umbauen.

Sowas brauchste hier nicht bringen, die Trottel machen dich Platt.

Schau mal hier: http://www.cncecke.de/forum/

Da sind genug Leute die Ahnung haben.

Autor: Jakob (Gast)
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Pieter schrieb:
> warum Kraft verschenken? Mann kauft auch keinen Porsche, um dann mit
> angezogener Handbremse zu fahren ;-)
Weil der Kollege hier: http://stores.ebay.de/techniksky jeweils drei 
Motoren im Set verkauft. Er hat viele feine Sache, da in seinem Shop. 
Ein Blick lohnt eigentlich immer.

Zum Thema G-Code les ich mich ein. Danke für den Tipp

@Sebastian: Danke, werd mich diesbezgl informieren.

Autor: Jakob (Gast)
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Der hier macht einen brauchbaren Eindruck: 
Ebay-Artikel Nr. 280498500700

Von den Maßen sollte es passen...

Autor: Sebastian Enz (senz) Benutzerseite
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das ist ein Flanschmotor, der passt nicht. Du brauchst einen Motor mit 
Fuß, Bauform B3 in der Baugröße 63 oder 71 (mit kleinen Umbauten). Der 
Motor passt auch nur ohne Klemmenkasten rein.
Ich suche mal die Bestellung bei emgr.de raus.

Autor: Jakob (Gast)
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Den Flansch kann man abschrauben, nur müsste ich dann einen Fuß bauen. 
Wird wohl einfacher, gleich einen passenden zu kaufen.

Leider hab ich den Motor nicht hier und kann ihn mir nicht ansehen. Aber 
vielleicht hat er drei Wicklungen und ich kann ihn verwenden. Habe 
jedoch die Vermutung, dass es ein zweipoliger Schleifringläufer mit 
Hilfswicklung ist.

Autor: woodym (Gast)
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hallo,

der beitrag ist zwar etwas älter, ich bin aber darüber gestolpert weil 
ich selber gerade meine drehbank etwas 'aufpimpen' will.

was ich nicht verstehe, ist die notwendigkeit die drehzahl zu regeln. 
wenn ich keine werkzeugwechsler habe und mit unterschiedlichen 
werkzeugen arbeite, braucht die drehzahl nicht groß angepaßt werden. 
drehe ich soviel ab, das sich der durchmesser dramatisch ändert, dann 
kann man das bei einer 'halbautomatischen' auch per hand regeln. die 
drehzahlregelung würde ich da also weg lassen.

dann bleiben (wenn ich den fräsaufsatz mal unberücksichtigt lasse) nur 
zwei achsen steuern. dafür gibt es einige umbauvorschläge im internet 
die auch die proxon umbauen. das ist meist mit relativ einfachen 
schrittmotoren zu handhaben. es gibt einige die direkt aufsätze für die 
achsen machen, andere nehmen hier zahnriemen (mädler ist da ein guter 
lieferant mit allen möglichen zahriemen und zahnrädern).

das was mit ein bischen sorge macht ist deine anforderung bezüglich des 
gewindeschneidens. genau dafür reicht dir der eine impuls pro umdrehung 
nicht mehr aus. wenn du mit der steigung des gewindes den drehmeisel 
bewegen willst, muß das reproduzierbar sein. selten schneidet man ein 
gewinde in einem durchgang. wenn du weiter brauchst (und glaube mir, die 
brauchst du!) dann müssen die sehr genau wieder in die geschnittenen 
gewindegänge gemacht werden. ich habe in meiner drehbank ein zahnrad und 
will die zähne mit einem hallsensor abtasten. da habe ich dann pro 
umdrehung 36 zähne (jetzt mal geschätzt.. ich hab sie noch nicht 
gezählt). aber das gibt schon eine erhebliche ungenauigkeit bei der 
positionierung.

dazu kommt noch das problem das sich eine drehbank beim gewindeschneiden 
sehr 'zickig' anstellt wenn es eine so kleine ist (meine ist auch nicht 
größer). durch die unterschiedlichen belastungen ändert sich die 
drehzahl innerhalb einer umdrehung gewaltig. wenn nur ein zahn da ist, 
kann der vorschub nicht angepaßt werden. du kannst dann erst nach einer 
umdrehung korregieren.

dein encoder würde ich für einen kleinen avr auch nicht verwenden. das 
ist dafür etwas übertrieben (2500/umdrehung). rechne dir das ganze doch 
mal mit einem m6 gewinde durch... 1 mm steigung pro umdrehung. wenn sich 
deine drehzahl nur um 50% ändert (von vor dem werkstück bis zum 
reinfahren), dein wird dein erster gewindegang nur 0,5mm haben bevor du 
merkst das du schneller werden mußt.

wenn du an das fräsen von gewinde denkst, dann dürfte das größte problem 
wirklich ein kräftiger antrieb sein, der sehr genau geregelt werden muß. 
hier mußt du dann extrem langsam drehen das der fräser die späne weg 
bekommt.

überdenke das nochmal, sonst hast du nur viel investiert und dann nur 
noch frust.

bye woodym

Autor: Jürgen H. (woodym)
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hallo,

noch eine info die vielleicht interessant ist...

meine geplante erweiterung der drehbank (EDM300 von Rothwerk) umfaßt nur 
eine achse. der prozessor soll hier auch noch ein LCD-Controller 
ersetzen. das display wird ein touch-display sein. damit das ganze vom 
prozessor noch geschafft wird, habe ich den atxmega32a4 ausgewählt. der 
prozessor ist mit soviel rechenleistung (32Mhz) ausgesattet und hat 
einiges an hardware mit drin das dies klappen sollte (ich bin noch dran 
;-) ).

bye woodym

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