Schon wieder eine Fräse ....

[Lucent]

Moin Gemeinde

vor ca. 4 Jahren kam mir der Fräsenvirus quer. Dieser wurde in erster Instanz durch eine Sorotec Al-line 1105 einigermassen geheilt. Nundenn, bekanntlich kommt mit dem Essen der Appetit und diese Fräse wurde zu klein und andere Entscheidungsfaktoren ließ wieder die Temperatur steigen. Heilende Faktoren sollten sein

- Arbeitsgeschwindigkeit sicher 8 - 10 m/min. Die Nanotecschrittmotoren zusammen mit den PoStep Endstufen funktionierten super bis 6m/min, danach gab es durchaus Teilesalat
- Arbeitslänge 1500 mm
- Gewicht über 250 kg damit bei der angestrebten Arbeitsgeschwindigkeit nicht aus dem Hipster ein Hopster wird

Sodele, nun hat ja Herr Klos von Sorotec ein echt heilendes Händchen und somit war am Freitag dem 15. meine Al-line 1505 Heavy abholbereit

Auf Bild 01 und 02 sind die ersten beiden Montageschritte ersichtlich, simpel, die Montage der Linearschienen. Es sind auf beiden Seiten je zwei, auf den Bildern ist allerdings erst einmal eine zu sehen. Damit ist das System zwar überbestimmt, aber die Stetigkeit der Seitenteile wird damit massiv gestärkt

[Lucent]

AW: Schon wieder eine Fräse ....

Weiter geht es, die Threads werden passend zu den Bildern getrennt. In den folgenden Bildern ist recht der Aufbau der X-Achse zu sehen. Es ist ein Grundrahmen aus zwei Längsträgern, Format 180x90 (schwer). Die Querverstrebungen sind 90x45 und die Frontplatten sind aus 15mm Alu. Das Ganze noch mit reichlich Verwinkelung stabilisiert und zur Würze sind die Frontplatten z.B. mit M12 Schrauben festgeklöppelt, Anzugsmoment 35Nm, das sollte doch halten.

Das letzte Bild zeigt bereits den Abschluss der Arbeit an der X-Achse, die Spindel ist bereits lose montiert. Die Spindel hat das Format 25 x 20 (Steigung) - auch von der massiven Sorte ....

[Lucent]

AW: Schon wieder eine Fräse ....

Ja - ich habe heute Ausgang ....

Bild 06 - tscha, schon sind die Portalwangen an die Linearwagen geschraubt. Wie bei den anderen Al-lines auch hier die geniale Hilfe über Passstifte. Diese werden in die Wangen gedrückt, liegen dann auf den geschliffenen Oberseiten der Linearwägen und damit sind die Wangen sehr präzise in der Höhe justiert. Bild 07 zeigt das Vorgehen bei der Montage einer Linearschiene. Die untere Linearschiene der Y-Achse wird mit einer Lehre gegen die Fräskante im Profil gedrückt und dann werden Schritt für Schritt mit einem Drehmomentschlüssel die Schrauben einer Schiene angezogen. Die zweite Schiene wird dann nach der Montage der oberen Linearwägen ausgerichtet. Wenn ich da andere Konstruktionen sehe, mit Platten auf Profilen .....
Bild 08 und 09 zeigen den aufgesetzten Portalbalken, bereits nivelliert. Zu guter Letzt noch ein Blick auf die 25er Spindel nebst Mutter, ich sag nur Heavy

Sodele, das waren in Summe 8 produktive Stunden, den nächsten Bericht wird es erst .... irgendwann geben.

[Aussenläufer]

AW: Schon wieder eine Fräse ....

hi,
amtliche projekt!
wieso hast du dieses schmale format gewählt? platz?
mfgralf

[Heli87]

AW: Schon wieder eine Fräse ....

Da hast du aber tief in die Tasche gegriffen.
Ich habe nur die AL0605.

Nur bei der Länge hätte ich mir dann auch noch eine angetriebene Mutter gewünscht.

Gruß Torsten

[Lucent]

AW: Schon wieder eine Fräse ....

Guten Morgen Zusammen

Der Vorteil der 05er Serie ist, sie passen auf normale Werkbänke mit einer Arbeitsplatztiefe von 700mm. Weiterhin wird mein Fokus auf Flächenkerne, ev. Formen und Hubiteile sein. Klar ist mehr Platz besser, dann kann in einer Ecke das Wechslermagazin, dort das Vakuumpad und hier der Maschinenschraubstock bleiben. Aber das passt, mit der Vorgängerin ging das schon sehr gut
Teuer, relativ. Dadurch, das ich die Vorgängerfräse zu einem fairen Preis in gute Hände legen konnte und Steuerung und Spindelantrieb kpl. übernommen werden, war quasi nur ein "Aufpreis" fällig.
Angetriebene Mutter, ja vielleicht. Ich schau einmal wie sich die 25er Spindel verhält und ich denke, das wird sehr gut funktionieren. Ich habe recht großes Vertrauen in die konstruktiven Fähigkeiten von Roy Kloos. Letztendlich sind wir dann ja auch Modellbauer, um so etwas selber zu bauen oder Hr. Kloos bietet einen Kit an, er baut ja jetzt auch die Mixwarefräsen

[Lucent]

AW: Schon wieder eine Fräse ....

Ok, heute ist eher ein ruhiger Tag mit reichlich Einstellbararbeit an der X-Achse, die läuft definitiv zu rauh, wenn die Mutter angespannt wird

Wie üblich ein paar Aufbaubilder.

Bild 11 zeigt den Einbau des Näherungsschalters an der X-Achse. Es ist ein IFM IE5103 -IEC3002-APOG, simpel, ein PNP ßffner. Es wurden vorher CfK Halter gefräst, die dann auf die Originalhalter geschraubt werden

Bild 12 zeigt die aufgeschobenen 20er Linearwägen von HiWin, ordentlich gefettet

Bild 13 zeigt noch einmal die Positioniermethode von Anbauteilen mit Passstiften. Die Platte, die dann zur Koppelung der z-Achse dient, wird einfach lose auf die unteren Linearwägen aufgesetzt und damit passen sie! Schrauben rein, fertig. Danach wird die derzeit "schwimmende" zweite Lineareinheit und -schiene während des hin- und herbewegens Schritt für Schritt angezogen.

Bild 14, fertiger Antrieb Y-Achse, kann mir jemand bei der Schnittstelle helfen??....

Bild 15, hier ist die Koppelplatte zur Z-Achse fertig montiert und die Y-Achse ist nun kpl. fertig

Bild 16, der montierte Servomotor. Es ist ein CPM-SDSK-2321S-RLN von Clearpath. Im Gegensatz zu den momentan von verschiedenen Quellen gehypten JMC Servomotoren, haben die die Möglichkeit einer automatischen Paramtrierung, sind kleiner und kräftiger. Sie sollten mit einem 75V Netzteil betrieben werden, aber da gibt es auch ein recht kleines von Clearpath.
Die Motorenaufnahme ist auch für Nema24 Motoren geeignet, damit passen die beliebten Lichuan Cloosed Loop Systeme. Man muß bei der Montag nur die größeren Langlöcher überbrücken, hier kamen Unterlegscheiben aus dem Verbrennerheli zum Einsatz und damit wurde bewiesen, nie Sachen wegwerfen, auch wenn es ewig in der Grabbelkiste liegt!

[Lucent]

AW: Schon wieder eine Fräse ....

Heute nacht wurde wie üblich der Hausfrieden gestresst, aber hiermit ist der mechanische Aufbau abgeschlossen

Bild 17 zeigt die beiden Basisplatten der Z-Achse. Gut zu sehen ist die "freie" Lagerung der Spindel. Da wurde schon einmal vor geraumer Zeit im Forum gefragt ob das funktioniert. Sorotec hat wohl deutlich über 200 Fräsen verkauft, scheint also zu funktionieren ....

Bild 18 ist der Aufbau der beiden beweglichen Platten. Einige Hersteller hören hier auf, unten einen Spindelhalter dran und fertig. So sieht es dann in

Bild 19 etwa aus. Aber in

Bild20 sieht das dann besser aus, mit Verstärkungen

Bild 21. Hiermit ist der mechanische Aufbau abgeschlossen! Summa summarum waren das 20h Montagezeit und das ohne Probleme seitens des Kits. Wenn es Probleme gab, lagen die in der eigenen Werkstatt, großer Favorit, wenn es ähnlich aussehende Teile gibt, werden sie unter Garantie falsch montiert. Bestes Beispiel, die Festlager auf Y und Z sehen sich sehr ähnlich und haben die selben Masse auf der Spindel. Man merkt es erst, wenn mann sie montieren will ...

Jetzt kommt das Verkabeln und das wird deutlich länger dauern

[Lucent]

AW: Schon wieder eine Fräse ....

Sodele

das hat deutlich länger gedauert als geplant, ein sehr geschickt verbauter Kabelbruch hat mir recht lange die Nerven geraubt und auch zeitweise die Lust.

Anbei vielleicht ein paar Bilder der Steuerung. Zuerst das Bild des Schaltschrankes - hier noch ohne montierten FU, der über dem Netzfilter platziert wird. Rechts unten die Hauptplatine von Planet CNC, es ist die 9achs Version. Jetzt wird jeder sagen, wozu das denn? Stimmt, aber die Platine hat einen RJ45 Anschluß und der ist mir dann doch deutlich lieber als die USB Version.

ßber der Hauptplatine gut zu erkennen die Relaisplatine. Im Gegensatz zu allen anderen gängigen Verdächtigen für Hobbyisten (Beamicon, Eding, Mach, LinuxCNC) hat PlanetCNC genügend Ein- und Ausgänge, die direkt ansteuerbar sind (und das ohne MAcros ). Ich steuere hier die Ventile für die Mindermengenschmierung, die Spülluft für den Wechsler, die Wechslerzange, das Ausblasen für den Wechsler und dan nutze ich ein Relais und den FU zu schalten. Links neben den Relais sind die beiden Platinchen mit den Optokopplern für die Endschalter. Als solche sind PNP ßffner im Einsatz um weitere Störungen auszuschliessen sind Optokoppler durchaus sinnvoll. Oberhalb dieser Platinen ist noch das 75V Netzteil für die Servomotoren sichtbar.

Im zweiten Bild ist die Steckerorgie ersichtlich. Um jegliche Fehlbestückung auszuschliessen - gerne wird der Endschalterstecker in die Buchse für die Servomotoren gesteckt, wenn man halbverbogen im Dunkeln unter der Werkbank Stecker stecken tut - sind alle Stecker anderspolig.
Die Stromversorgung für die Motoren ist 4 (2x2) polig, die Servosignale kommen über 5polige Stecker, Die Endschalter werden 8polig gesteckt usw. Bewährt hat sich als Steckertyp der Binder680 oder die entsprechende Lumberg Kopie, die es bei Reichelt gibt. Die Spindel kommt mit einem ganz anderen Stecker, der FU hat sowieso eine separierte Stromversorgung über einen großen Netzfilter. Das Steuersignal vom PC und die Display"Umlenkung" für den FU werden dann noch über RJ45 Gehäusebuchsen nach aussen geleitet.
Alles zusammen ist dann in einem 400x300x250 Schaltschrank von KliBo untergebracht und sieht dann doch ganz ordentlich aus

[Lucent]

AW: Schon wieder eine Fräse ....

Weitere Bilder

Bild1 zeigt die Kabelage an der X-Achse samt dem Motor. Auch hier ein Teknic Servomotor, hier in Nema34. Man sieht auch noch einmal die recht massive Spindel. Links neben der Spindel die Verknüpfung der Endschalter aus der Fräse in die Steuerung. Um das Ganze sauber trennen zu können, haben sich Weidmüller Klemmen extrem bewährt.
Bild2 zeigt die Rückseite des Portals, bereits bestückt mit der Spindelkühlung. Nachdem das Befüllen an meiner vorherigen Fräse ohne Ausgleichsbehälter immer eine Riesensauerei war, nun mit! Einfach Kühlmittel oben einfüllen, Laufen lassen, fertig. Der Radiator ist ein Doppel 120mm - der flachste den es gibt mit 27mm, zwei langsamlaufende Scythelüfter und fertig ist eine extrem leise Kühlung. Die Pumpe ist eine Laing mit dem besagten Ausgleichsbehälter. Das Ganze kommt von Aquatuning.de
Bild3 ist ....20% vom Chaos - nur zum Verkabeln. Das hat bis hier locker 40h gedauert und ich bin noch nicht fertig. Die Maschine läuft nun - ohne die Endschalter und die Werkzeuglängensensoren. Da ich die Einstellungen der Software kpl. neu aufbaue, dauert das dann auch noch etwas. Fräsen kann man aber mittlerweile, man sollte aber nicht in die Nähe der Endlagen kommen

Vielleicht noch ein paar Worte zu den Motoren. Auf der Y und Z-Achse ist es der Motor CPM-SDSK-2321S-RQN und auf der X-Achse ist es der CPM-SDSK-3421P-RLN. Dazu passend ist in der Maschine das IPC-5 Netzteil verbaut. Das Ganze hat in den Staaten ohne Versand 1200$ gekostet. Mit Versand und Zoll waren es dann ca. 1450,-€ Entsprechende Cloosed Loop Systeme (auf Basis der ES808 Leadshine Endstufe) kosten fast das selbe, da sind dann die Servosysteme definitiv die bessere Wahl, alleine schon aus Gründen des vereinfachten Einbaues.

[Lucent]

AW: Schon wieder eine Fräse ....

Finally

Die Fräse ist nun produktiv. Mit dem Einbau der Endschalter ist der Erstaufbau abgeschlossen. Anbei wie üblich ein paar Bilder

Das Detailbild zeigt den Einbau der Schalter. Abweichend vom Lieferumfang sind industrielle PNP Näherungsschalter eingebaut worden, die ihre Signale über einen Optokoppler ins Board geben, das ist in Summe ein extrem sicheres System.
Bild 2 zeigt den derzeit verbauten Wechsler. Es ist ein JGL80 mit 2,2kW und maximal 30.000 U/min.
Bild 3 zeigt den Gesamtaufbau. Hier sieht man eigentlich sehr gut, warum die schmale Version gewählt wurde - es passt halt auf eine normale Werkbank.

Was ist als nächstes geplant?

1. Der finale Einbau der Mindermengenschmierung
2. Dann eine T-Nutenplatte
3. Ein e Bremse für die Z-Achse. Bedingt durch das Gewicht der Z-Achse rauscht nach dem abschalten diese sofort nach unten. Es gibt bei Inertia Dynamics: A Global Leader in Electromagnetic Clutch & Brakes
passende Nema23 Bremsen. Da der Servomotor einen Open Collector Ausgang hat, kann über ein SolidState Relais die Bremse direkt geschaltet werden

Aber das wird dann noch dauern, daher baue ich noch eine kleine ESTLCAM Steuerung zum Testen auf

[MrMaJo]

AW: Schon wieder eine Fräse ....

Bild 2 zeigt den derzeit verbauten Wechsler. Es ist ein JGL80 mit 2,2kW und maximal 30.000 U/min.

Hiho,

wie zufrieden bist du mit der Spindel?

Grüße,
Marco

[Lucent]

AW: Schon wieder eine Fräse ....

Hi

sehr. Der Rundlauf ist excellent, ich kann mit meinem doch recht präzisen Puppitast keinerlei Fehler messen. Die Spindel ist angenehm leise und das Drehmoment ist ausreichend. Die Spannfunktion ist fehlerfrei - ich kann diese WZW Spindel definitiv empfehlen. Die SK20 Halter sind von Dezhou Borui Precision Co.,Ltd und sind ebenso qualitativ hochwertig.
So weit so gut, Langzeittest steht noch aus, wenn die F3K Kerne gefräst werden

[Aussenläufer]

AW: Schon wieder eine Fräse ....

Hi,
hast du deine Fräse weiter verbessert?
Gruß
ralf

[Lucent]

AW: Schon wieder eine Fräse ....

Ho

oh ja, da ist eine Menge passiert:

Folgende Schwerpunkte und Anpassungen

1. Werkzeugwechslermagazin

Die Linearführungen sind irgendwelche Chinateile, 15mm Schiene. Die vorher eingesetzten IGUS Gleitschienen waren ungeeignet, sie haben sich verkeilt. Der Aufbau ist ansonsten recht simpel. Eine große Grundleiste, auf der federnd die eigentlichen Haltesockel (aus POM) für die SK20 Aufnahmen sitzen. Pro Sockel 4 Federn (0,6mm Drahtstärke, 10mm Länge, verschraubt über M4x20). Aufgeschoben wird die Leiste mit einem Parallelzylinder mit 8er Kolbenstangen und 150mm Hub. Unter der Platte, auf der das Magazin sitzt, befinden sich die ganzen Pneumatikventile der Fräse, damit reduziert sich das Schlauchgewirr in der Steuerung.
Kurz zu den Kosten: Rohmaterial, Schrauben, Federn, Gleitschiene, ein 5/2 Wegeventil und der Zylinder deutlich unter 200,-

2. Verkleidung Y-Portal

Um die ganze Wasserkühlung der Spindel zu verstecken, wird diese hinter das Y-Portal geschraubt (Laing DDT PC Pumpe, 2x120mm Radiator, 2x120mm Scythe Lüfter) und ein Blech darüber gesetzt. So sieht das Ganze recht aufgeräumt aus und es staubt deutlich weniger ein. Das Blech (auch das folgende an der Z-Achse) kommen von Laserhub, Kosten zusammen 110,-. Im Bild sieht man noch einen grauen Vorhang. Das ist simpel ein Stück LKW Plane, die einen zu starken Spanflug zum Werkzeugwechslermagazin hin verhindert. Vielleicht bekommt der Werkzeughalter noch eine Kiste, aber so geht das schon sehr gut, die Kegel bleiben auch bei starkem Spanflug sauber.

3. Verkleidung Z-Achse

Bedingt durch die Kabellage an der Wechslerspindel (Pneumatikleitung für das Wechseln, Spülluft, Blasluft, die Sensoren zur Spannkontrolle usw. usf) sah mir das Ganze zu unaufgeräumt aus. Also Blech konstruiert, es wird unten an der Wechslerhalterung und oben an der Z-Motorkonsole befestigt. Seitlich ist dann noch eine Halterung für den Absaugschlauch. Die Absaugung ist beweglich, sie wird einfach vor dem Wechslervorgang nach oben geschoben.

4. Beweglicher Absaugschuh

Damit die Absaugung beim Werkzeugwechsel nicht mit dem Magazin kollidiert, wurde der Absaugschuh beweglich gestaltet. Derzeit noch manuell, wird der ganze Schuh in zwei Linearführungen vor und nach dem Wechsel nach oben/unten geschoben. Die Halterung für zwei Pneumatikzylinder sind bereits vorgesehen und in der letzten Ausbaustufe wird gemäss der Fräserlänge die Werkzeuglängenkorrektur (G49) mit berücksichtigt und der Absaugschuh passend zur Fräserlänge abgesenkt. Der Schuh ist das weisse Teil im Bild mit dem Z-Portal

Wer die STEPdaten für die Bleche und Schuh will, einfach melden.

5. Sicherung der Z-Achse

Wie bereits beschrieben aber anders ausgeführt und im Bild "ein.jpg" ganz rechts sichtbar, wird das Absinken des schweren Z-Portals durch einen Gasdruckdämpfer verhindert. Ich habe das Portal einfach auf eine (passende) Waage laufen lassen, damit war das reale Gewicht der Achse (28 kg) bekannt und nun konnte der passende Gasdruckdämpfer bestellt und eingebaut werden. Funktioniert einfach.

6. Verschiedene Steuerungen

ohne Bild. Ich hatte lange PlanetCNC im Einsatz und war eigentlich recht zufrieden. Allerdings kam ich bei höheren Geschwindigkeiten an die Grenze der Verarbeitungsgeschwindigkeit. Dann konnte ich ein Vorserienboard von Eding testen (das 720) und war sehr begeistert. Parallel dazu habe ich ein Beamicon NetBob2 nun im Einsatz. Die Steuerungen würden eine ganze Seite füllen, daher belassen wir es hier bei der Idee, mein Favorit wäre die Eding SW mit dem Beamicon Board

7. Werkzeuglängen- und 3D Taster

Ich war lange auf der Suche nach präzisen und bezahlbaren Tastern zum Messen der Werkzeuglänge und beim Antasten an Ecken. Bei Planet CNC war man da recht verwöhnt von den Programmöglichkeiten, da man einen festen Taster für den Werkzeugwechsel und einen mobilen Taster (Tastplatte) für das Antasten der Oberfläche nutzen konnte. Allerdings hatte ich öfters mit Potentialproblemen zu tun, so das beim Antasten der Tastplatte das System doch nicht stoppte und es mich einige Fräser kostete. Ich bin nun bei ЧÐ?У Ñ?енÑ?Ñ?оискаÑ?ели и даÑ?Ñ?ики - vers.by fündig geworden mit bezahlbaren Längen- und 3D Tastern. Vor allem sind sie deutlich präziser als der USOVO Taster. Hier waren 0,2mm Ungenauigkeit normal und beim Fräsen von F3K Kernen war die Endleiste entweder zu dick oder ausgefranst, weil beim Einmessen des Schlichtwerkzeuges die Toleranz zu gross war. Der Werkzeuglängentaster sitzt in einem magnetischen Schuh, wird beim Antasten auf die Oberfläche gesetzt, Makro auslösen, feddisch, damit ist er auch mobil.

8. CNC Arbeitsplatz allgemein

Bis dato war die Arbeitsumgebung ein Laptop auf dem die SW für die CNC Fräse lief. Das Laptop ist da vielleicht etwas unpraktisch. Heir wurde nun ein kleiner, aber recht leistungsfähiger OfficePC (HP Elitedesk800 G4) angeschafft, der wurde hinter einer Abdeckung (im Bild der weisse Kasten an der Wand) staubgeschützt montiert. Die Tastatur dazu ist auch die dritte, nachdem andere entweder zu gross oder über das Touchpad nicht scrollen konnten. Weiterhin wurde ein drahtloses Handrad zur Bedienung integriert, ein WHB04B. Das funktioniert ganz leidlich, bekannter Fehler ist, das beim Stop eines laufenden CNC Programms (Vorschub auf 0) gerne mal Beamicon komplett abschmiert. Liegt aber anscheinend am USB Treiber des Empfängers ...

Sodele, schon einiges