Hallo erstmal, ich habe mich hier neu angemeldet, nachdem ich schon seit
Monaten wissbegierig als Gast in dem Forum gestöbert habe.
ich bin derzeit an einem Projekt, bei dem ich nach insgesamt ca. 10
Stunden Internetrecherche immer noch am selben Fleck stehe und hoffe,
dass ihr mir helfen könnt:
ich möchte mir eine CNC-Fräse selbst bauen. Hier soll es absolut nicht
um eine Genauigkeit im Nanometerbereich gehen, es geht eher darum
Erfahrung zu sammeln und das gute Gefühl es mal gemacht zu haben ;)
Allerdings möchte ich die teuren Teile so dimensionieren, dass ich
später noch Luft nach oben habe. In diesem Fall ist es der Motor mit
Steuerung und Netzteil.
Aber erste etwas zur CNC-Maschine, ich glaube, ihr braucht diese Daten
;)
Edit// 8.3.14
Ich habe euch mal ein paar Bilder der X-Achse angehängt, die ich mit dem
Handy geschossen habe. Sollten die Bilder zu groß sein, sagt bitte
Bescheid, dann werde ich sie wieder löschen. Seid bitte Einsichtig mit
so nem Neuling wie mir ;-) Habe auch Videos, wie ich sie über einen
Akkuschrauber bewege, die werde ich aber nur auf Nachfrage einstellen ;)
//Edit
Ich weiß, dass ich viele Teile suboptimal ausgewählt habe, das ist
bewusst so gemacht, um Erfahrungen zu machen und zu "spielen".
Die meisten Teile sollen später mal durch was "Gescheites" ersetzt
werden, ich will nur zu allererst mal probieren, ob ichs überhaupt
schaffe.
Es soll eine Portalfräsmaschine werden, die x-Achse hat 700mm Verfahrweg
und wird durch ein baumarktübliches M8-Gewinde (Steigung liegt bei
1,25mm) angetrieben. Gelagert ist das Ganze auf einem W-Profil, das sich
auf einem Rundstahl bewegt (ich weiß: suboptimal, viel Spiel, viel
Reibung -> Spielerei). Der Schlitten besteht aus einer alten
Küchenplatte. Ja klar: groß und schwer, aber biegt sich nicht durch und
war vorhanden.
Die Y-Achse (600mm Verfahrweg) soll durch ABEC7-Kugellager realisiert
werden, die sich auf einem V-Profil bewegen (etwas weniger Reibung und
da ich es oben UND unten lagern will, auch nicht mehr so viel Spiel;
dennoch immernoch subotimal)
Die Z-Achse (500mm) mit Bohrer (Dremel 4000) soll durch einen
(hochwertigen) Kugelvollauszug realisiert werden, der kaum noch Spiel
lässt und sich (getestet) auch unter Last nicht verbiegt. Hier werden
zwar immernoch Einige die Augen drehen, aber es soll nunmal so sein ;)
Bewegt wird auf der X-Achse nur der Schlitten mit Fräsgut, nicht das
Portal. Das Portal beheimatet die anderen beiden Achsen.
Alle Achsen werden über das genannte M8-Schraubgewinde ausgerichtet.
Später soll die Fräse vorwiegend Holz und Plastik fräsen, allerdings
möchte ich in der Lage sein, sie ebenfalls irgendwann für Alu oder sogar
Edelstahl zu benutzen (keine großen Mengen und wie gesagt auch keine
extreme Genauigkeit, aber sie soll es schaffen). Die Geschwindigkeit der
Fräse ist mir ABSOLUT egal, meinetwegen warte ich ne Woche, bis sie mit
fräsen fertig ist ;) Ich habe auch vor, den Bohrkopf auswechselbar zu
machen, um irgendwann auch einen 3D-Drucker daraus zu machen. Natürlich
weiß ich auch hier, dass ich keine tollen Ergebnisse erwarten kann,
solange das Ganze zu viel Spiel hat. Ich will aber zumindest die
Möglichkeit haben, das irgendwann zu machen, daher kommt auch der hohe
Verfahrweg der Z-Achse)
SO, nun zu meiner eigentlichen Frage:
Wie müsste ich die Schrittmotoren dimensionieren, dass die mit meiner
Bastelei klarkommen? Wie gesagt, es sollte zukunftsfähig sein (evtl
kleine Mengen Stahl/Edelstahl), es braucht nicht schnell sein, es muss
aber mit viel konstruktionsbedingter Reibung zumindest am Anfang klar
kommen.
Sie sollten zum Fräsen UND für 3D Drucker geeignet sein.
Sie sollten trotz allem relativ günstig sein, da es nur eine Bastelwut
von mir ist und ich nicht weiß, wie weit ich das Projekt bringen kann
(von meinen eigenen Möglichkeiten, bzw. meinem Geldbeutel)
Leider ist das Angebot im Internet unüberschaubar, daher wäre ich froh,
wenn mir einer eine Empfehlung aussprechen könnte, welche Motoren ich
für mein Projekt am besten nehmen sollte.
Ich hoffe, es hat überhaupt jemand zum Ende gelesen ;) und danke
schonmal im Voraus für eure Mühen.
Tim Becker schrieb:> [...] allerdings> möchte ich in der Lage sein, sie ebenfalls irgendwann für Alu oder sogar> Edelstahl zu benutzen> [...]
Schau mal in der CNCecke (cncecke.de). Da wirst Du alle Informationen
für den Selbstbau einer Käsefräse finden. Dieses Wort wirst Du als
Suchbegriff sehr gut gebrauchen können.
Tim Becker schrieb:> Sie sollten zum Fräsen UND für 3D Drucker geeignet sein.> Sie sollten trotz allem relativ günstig sein, da es nur eine Bastelwut
Das paßt alles absolut nicht zusammen. Fürs Fräsen brauchst Du langsame,
kräftige Bewegungen, fürs Drucken schnelle ohne viel Last.
Und den Wert kräftiger Antriebsmotore wissen auch andere zu schätzen,
deshalb sind sie nicht für einen Apfel und ein Ei erhältlich. Rechne ab
ca 500 Euro für einen Antrieb (Motoren + Treiberstufe), der fürs
Alufräsen geeignet ist.
Aber wie gesagt: In der CNCecke gibt es viele Informationen zu dem
Thema- leider zuerst einmal die, klein anzufangen. Die erste
Selbstbaufräse hat bislang jeder weggeworfen oder ausgeschlachtet.
Magst Du nicht hören. Dafür ist Dein Aufbau schon zu groß. Nützt aber
nicht.
Viel Erfolg auf der Lernkurve!
W.T.
Tim Becker schrieb:> [...] bei dem ich nach insgesamt ca. 10 Stunden> Internetrecherche [...]
Nicht sehr viel.
SCNR
> ich möchte mir eine CNC-Fräse selbst bauen.
Wer tut das heute nicht :-)
Ein Mann muss ein Haus bauen, einen Baum pflanzen,
und eine CNC-Portalfräse bauen...
> Allerdings möchte ich die teuren Teile so dimensionieren,> dass ich später noch Luft nach oben habe.
Nicht sinnvoll. Vergiss das. Nimm einfach keine teuren Teile,
sondern fange mit preiswertem Kram an.
> [...] Portalfräsmaschine [...] x-Achse hat 700mm [...]> Y-Achse (600mm Verfahrweg) [...] Z-Achse (500mm) [...]
Zu groß für den Anfang, würde ich sagen. Halbiere mal alle
Abmessungen. Die Biegesteifigkeit geht, glaube ich, mit der
dritten Potenz der Länge. Halbe Länge ergibt 8fache Stabilität!
> Bewegt wird auf der X-Achse nur der Schlitten mit Fräsgut,> nicht das Portal.
Also feststehendes Portal. Nicht elegant, aber sinnvoll :)
> Alle Achsen werden über das genannte M8-Schraubgewinde> ausgerichtet.
Würde ich wesentlich größer wählen. Normale Gewindespindeln
sind nicht als Bewegungsgewinde gedacht.
> Später soll die Fräse vorwiegend Holz und Plastik fräsen,> allerdings möchte ich in der Lage sein, sie ebenfalls> irgendwann für Alu oder sogar Edelstahl zu benutzen
Um überhaupt den Hauch einer Chance zu haben, musst Du
kompakt und sehr steif bauen, sonst wirst Du außer
Rattermarken und Werkzeugbruch nichts erreichen.
> Wie müsste ich die Schrittmotoren dimensionieren, dass> die mit meiner Bastelei klarkommen?
Nicht sinnvoll beantwortbar. Ganz grob über den Daumen
würde ich sagen, dass man schon 1Nm..2Nm an der Spindel
braucht, damit sich zuverlässig etwas bewegt.
Der Punkt ist aber der: Untersetzungen existieren.
Zahnräder (nicht schön wegen des Spiels), Zahnriemen,
Reibräder. Für den ersten Versuch kannst Du fast
jeden Motor nehmen, wenn Du bissl geschickt bist,
ein Getriebe zwischenzuschalten. Es gibt z.B. Leute,
die sich eine Leiterplattenfräse mit DC-Getriebemotoren
und Relaissteuerung (!) gebaut haben.
> Wie gesagt, es sollte zukunftsfähig sein
Geht nicht. Vergiss das.
Das erfordert Geld, Fachwissen und Zeit.
> Sie sollten trotz allem relativ günstig sein, da es nur> eine Bastelwut von mir ist
Okay.
Vom Ansatz her hast Du grob zwei Möglichkeiten: "Konstruieren"
und "Kampfbasteln". Du hast Dich, wie es scheint, fürs
Kampfbasteln entschieden - was ich durchaus sinnvoll finde.
Nimm einfach das Material, was Du in der Bastelkiste hast,
und sieh, was Du damit machen kannst.
Ganz wichtig: Nicht nur Probieren, sondern auch Messen und
Rechnen (!). Ein Drehmoment von 1Nm gibt an einer M8-Spindel
eine Axialkraft von (theoretisch) 4.8kN (!!!). Vorsicht
ist also die Mutter der Porzellankiste.
Auch wenn's extrem albern klingt: Endschalter, Not-Aus usw.
sind Pflicht!
> Leider ist das Angebot im Internet unüberschaubar, daher> wäre ich froh, wenn mir einer eine Empfehlung aussprechen> könnte, welche Motoren ich für mein Projekt am besten> nehmen sollte.
Das ist schwierig, weil das sehr von Deinen Kenntnissen und
Deinem Geldbeutel abhängt. Ich selbst würde/werde erstmal
gar nix kaufen, sondern Ausschlachtmotoren aus Druckern und
Diskettenlaufwerken nehmen und die (analoge) Endstufe aus
Basteltransistoren zusammennageln.
Dass sich die selbsternannten "Fachleute" hier in Krämpfen
winden würden, wenn sie das wüssten, ist zusätzlicher
Anreiz... :)
Tim Becker schrieb:> Wie gesagt, es sollte zukunftsfähig sein (evtl> kleine Mengen Stahl/Edelstahl),
Dann vergiss mal ganz schnell deinen aktuellen Entwurf.
Jedes Geld, was du für den ausgibst, ist rausgeschmissenes Geld.
M8 Gewindestange: Unbrauchbar, Gewinde SOLLEN verklemmen.
Dremel: Ungeeignet, lässt sich nicht stabil montieren.
Holz: Ungeeignet, ändert seine Länge je nach Feuchtigkeit.
Alu: Ungeeignet, Resonanz, hört man klingen wenn man gegenklopft.
Eine 70 x 60 x 50 cm Fräse für Edelstahl baust du nicht unter 2 Tonnen
Lebendgewicht. Ursache: Der Fräser muss pro Umdrehung einen Span
abheben, tut er das nicht, schleift er auf dem Stahl, erhitzt den und
HÄRTET den, damit kommt man niemals mehr in das Material sondern bricht
bloss den Fräser ab. Daher muss der Fräser von Zahn zu Zahn immer
mindestens 0.02mm weiter ins Material greifen (und auf besser als 0.01mm
scharf sein), ein 4-schneider Fräser also pro Umdrehung 0.08mm Vorschub
bekommen, bei 3000 upm also 4mm/sec Vorschub. Und das heisst, daß sich
dieser Fräser trotz Belastung nicht mal um 0.02mm verbiegen darf.
Erlaubt deine Fräse ein Verbiegen um 0.08mm, gleitet die erste Schneide,
die zweite Schneide, die dritte Schniede und erst die vierte Schniede
greift dann viel zu tief ins Material. Die Fräse rattert und der Fräser
bricht.
Diese Fräse http://www.ebay.de/itm/Frasmaschine-/121286584719 ist
ungefähr das Minimum um in Edelstahl fräsen zu können mit deinen
Verfahrwegen. Offensichtlich denkst du dir, deren Hersteller sind alles
Deppen, haben keine Ahnung, und bauen die Maschine aus Spass to gross
und so schwer und so teuer. Ich bin überzeugt, du glaubst, du wärst so
viel klüger als die. Vergiss es. Du weisst nicht mal was du nicht
weisst.
Vergiss erst mal deine Bretter. Wenn wir uns auf leichte
Materialbearbeitung, Kunststoffplatten, Holz, beschränken kannst du mit
grossen dicken Aluprofilen anfangen, Bosch
http://www.ebay.de/itm/Profilverbinder-Schnell-Verbindungssatz-Nut-6-8-10-Aluprofil-KINETIK-item-BOSCH-/181339438986
sind hier üblich.
Statt verklemmender und abschabender Gewinde nimmst du zumindest
Trapezgewinde, die sind nun auch nicht so viel teuer:
http://www.ebay.de/itm/Trapezgewindespindel-TR12x3-rechts-DIN103-1mtr-3408-/220385891013
Die lagern aber nicht deine Schlitten, denn die würden sonst
durchbiegen, was bei drehenden Wellen ganz schlecht ist. Zur Lagerung
brauchst du was glattes, beispielsweise einen Silberstahlstab
http://www.ebay.de/itm/Silberstahl-1-2210-10mm-x-ca-330-mm-h9-239-/261358255714
, sagen wir von 12mm Durchmesser. Der hängt aber auch 70cm auch locker
um 2mm durch, muss also von unten gestützt werden, also in regelmässigen
Abständen auf den Aluträger geschraubt werden. Das bedeutet, daß die
Broncegleitbuchsen
http://www.ebay.de/itm/FG-8600-07-Bronzebuchse-8x12mm-und-16x8mm-/140305627120
auf ihm geschlitzt sein müssen. Immerhin ist die Konstruktion auch nicht
viel teure als deine bisherige.
Und statt dem dämlichen Dremel nimmst du einen Antrieb, der einen
Spannhals hat, beispielsweise Kress FME 800 (Achtung: Deren Spannzangen
sind arschteuer).
Dann kommt vielleicht eine CNC Fräse raus, mit der du zumindest
gravieren und dünne Materialen ausschneiden kannst. Denn eine BELASTUNG
hält sie niemals aus. Dazu sind dicke Graugusstraversen nötig, oder
tonnenschwerer Mineralguss. Und man baut das dann wesentlich kleiner.
Walter Tarpan schrieb:> Das paßt alles absolut nicht zusammen. Fürs Fräsen brauchst Du langsame,> kräftige Bewegungen, fürs Drucken schnelle ohne viel Last.
Hmm, soweit ich weiß, gibts für die Geschwindigkeiten von 3D-Druckern ja
keine Mindestwerte. (Bitte verbessert mich, wenn ich falsch liege!) Wie
gesagt, habe ich auch kein Problem, ne Woche auf die Fertigstellung des
Drucks oder Fräsguts zu warten. Ich weiß, dass mein Entwurf jenseits von
Gut und Böse steht, ich eigentlich viel zu wenig Ahnung habe und eine
Erwartung an gute Ergebnisse absolut deplatziert wäre. Die Qualität des
Ergebnisses ist mir auch relativ egal, fürs erste reicht es mir,
überhaupt eines zu erzielen. Dafür baue ich sie ja.
> Aber wie gesagt: In der CNCecke gibt es viele Informationen zu dem> Thema- leider zuerst einmal die, klein anzufangen. Die erste> Selbstbaufräse hat bislang jeder weggeworfen oder ausgeschlachtet.> Magst Du nicht hören. Dafür ist Dein Aufbau schon zu groß. Nützt aber> nicht.
Doch, das will ich hören ;-) Diese Gedanken habe ich mir auch gemacht.
Die größe der Anlage hat rein praktische Gründe: es lässt sich alles
leicht verschrauben und zusammenbauen, ohne im Millimeterbereich
schieben zu müssen. Die Teile hatte ich alle schon im Keller, oder ich
kann Reststücke aus dem Baumarkt benutzen. Die Gewinde und Schienen sind
DERZEIT noch kein Kostenfaktor und zum probieren allemal gut.
Aber alles, was einen Kostenfaktor darstellt, wollte ich so
dimensioniert haben, dass ich es beim Ausschlachten mit ins nächste
System übertragen kann :-) Daher die Frage nach dem Motor für Edelstahl.
Das mit dem Edelstahl habe ich mir nun auch wieder aus dem Kopf
geschlagen, immerhin sagt der Kanon im großen immer das Gleiche: HOHE
Kosten. Dann halte ich mich wohl an die ausgeschlachteten Drucker ;-)
MaWin schrieb:
>Offensichtlich denkst du dir, deren Hersteller sind alles>Deppen, haben keine Ahnung, und bauen die Maschine aus Spass to gross>und so schwer und so teuer. Ich bin überzeugt, du glaubst, du wärst so>viel klüger als die. Vergiss es. Du weisst nicht mal was du nicht>weisst.
Es ist immer wieder amüsant zu hören, dass einer besser weiß was ich
denke, als ich selbst.
Ich habe mit keinem Wort erwähnt, dass irgendein Hersteller seine Sache
schlecht macht. Womöglich könnte ich aber erwähnt haben, dass ich bei
meinem Bau keineswegs die Ansprüche an Geschwindigkeit UND Qualität
stelle, die ein Hersteller stellt.
Darüber hinaus weiß ich wohl sehr genau, welche Informationen ich nicht
habe, nicht brauche, mir noch aneignen muss und dass es viele Sachen
gibt, die ich als Laie nicht wissen kann. Ich weiß, was ich will und
lasse mich gerne verbessen, sollte ich falsch liegen. Ungerne lasse ich
mich beleidigen, beschimpfen oder mir Worte in den Mund legen, die ich
nie gesagt oder gedacht habe.
Konstruktive Kritik ist immer gerne gesehen, aber nicht auf diese Weise.
>Vergiss erst mal deine Bretter. Wenn wir uns auf leichte>Materialbearbeitung, Kunststoffplatten, Holz, beschränken kannst du mit>grossen dicken Aluprofilen anfangen, Bosch>http://www.ebay.de/itm/Profilverbinder-Schnell-Ver...
vergiss mal deine Aluprofile, ich machs mit Brettern. Auch, wenn ich
damit massive Qualitätseinbußen hinnehmen muss, erreiche ich MEIN Ziel
dennoch (vielleicht nicht das Ziel anderer CNC-Bauer, aber MEINES
erreiche ich so). Darüber hinaus war der Aufbau der Fräse NICHT Teil
meiner Frage, sondern lediglich die Dimensionierung der Motoren, aber du
denkst ja... nein, das lassen wir besser...
Dennoch danke ich dir für den Rest deiner Tipps.
Allen Anderen danke ich sehr für die hilfreichen Tipps, die mich sehr
weiter gebracht haben
So teuer sind die Motoren nun auch nicht. Bei so einer Konstruktion
genügen ja erst mal 10-20 Euro pro Motor. Und nach Murphys Gesetz passen
die Motoren sowieso nicht für dein nächstes Projekt.
Es mag ja unangenehm sein, aber an irgendeiner Stelle musst Du Dich
festlegen.
Groß oder klein; Stark oder schwach; Schnell oder langsam.
Wenn Du Dich spielerisch an das Tema herantasten willst, so würde ich
mal mit einer low budget Spielerei anfangen.
Ein paar Führungen, wie sie für Schubladen verwendet werden und keine
superteuren Präzisionsteile.
Ein paar Gewindestangen angetrieben von Schrittmoren über Zahnriemen für
einen ersten X/Y-Entwurf.
Übrigens: Dazwischen kann ruhig Holz verwendet werden.
Warum:
Weil Du so feststellen kannst, was da auf Dich zukommt.
Eine Fräse - auch eine einfache - würde Dich zwingen deine eigenen
Fertigkeiten zu überprüfen.
Fängst Du bei Adam und Eva an, so brauchst Du Kenntnisse im Bereich der
Konstruktion, der Festigkeitslehre, der Materialbearbeitung - vor allem
im Bereich der Metalle; auch manuell braucht’s sehr große
Geschicklichkeit. Du musst einiges über die Elektrotechnik wissen, Du
musst viel über die Elektronik mitbringen. Und, last but not least, wenn
das Teil auch zucken soll, einiges über‘s Programmieren.
Unter diesem Gesichtspunkt mag der Gedanke an eine einfache "Käsefräse"
nicht so schlecht sein. Dein Geldbeutel wird mir wohl, bei dem einen
oder andren, auch zustimmen.
Danke "Amateur" und "kein Name".
"Dynamisch" festgelegt habe ich mich auch schon ;-)
Groß, wegen der vorhandenen Teile und der einfacheren Verarbeitung;
langsam, da ich als Bastler keinen Marathon brauche; bei Stark/Schwach
wäre ich zwar gerne auf Stark gegangen, werde mich aber dank euren Tipps
erstmal an Schwach halten, um das Ganze erst zu testen :-)
Bei dem Rest sprichst du (Amateur) mir aus der Seele, einige Kenntnisse
habe ich schon, das Projekt ist aber vorwiegend dafür da, mir die vielen
noch fehlenden Kenntnisse anzueignen. Vorwiegend über trial and error
und learning by doing.
Ich will ja nich wegen jeder Schraube die Pferde scheu machen und um Rat
fragen ;-)
Vielen Dank an Alle. Der Thread kann geschlossen werden, da ich die
Infos habe, ich ich benötigt habe :-)
Eine eigene Frage?
Dieser Thread ist über 12 Jahre alt.
Stell sie in einem eigenen Thread – dort lesen mehr Leute mit, und sie wird öfter und schneller beantwortet.
