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Eigenbau Fräse/Drucker aus/mit Stahl THK DC-Servos

Beitrag 15.03.2015, 00:02 Uhr
tollerteppich
tollerteppich
Level 1 = IndustryArena-Lehrling
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Mitglied seit: 14.03.2015
Beiträge: 3

Hallo zusammen,

habe mich bisher in Peters CNC Ecke herumgetrieben da ist aber nicht viel los und ich brauche etwas Feedback biggrin.gif

Zu meinem Hintergrund, ich habe 2 Fräsen bisher gebaut eine mit Rollenkugellagern und Riemenantrieb für Modellbau (Holz/Gfk/Depron) und eine aus Aluminium und THK KR33 Achsen die mir aber leider aus dem Keller geklaut und beim Schrotti zu Geld gemacht wurde.

Diese ist noch immer im Verein in betrieb und Produziert Flugzeuge biggrin.gif
R.I.P. Meine erste Fräse die auch relativ Genau war biggrin.gif

Jetzt möchte ich wieder eine Fräse haben und dieses mal was richtig gescheites und stabiles biggrin.gif

Aktuell bin ich dabei diverse FEM Simulationen zu machen um die Stabilität auf ein Maximum zu treiben ^^ die größte Verschiebungsabweichung meiner ca 350mm ausgefahrenen Z-Achse mit 1400N beaufschlagt sind 32µm, am Portal habe ich 4µm biggrin.gif das reicht mir.

Gebaut wird aus 8mm gelasertem Stahl, der verschweißt wird danach Spannungsarm Geglüht und zu guter letzt die Wichtigen flächen in einer Aufspannung geplant werden.

Vorhandenes Material:
-8x THK SSR20W Schlitten
-2320mm THK SSR20 Schiene wird zerflext in 2x600mm (Y) und 2x520mm (X)
-1x Heidenhain LS403C (420mm) mit Encoder
-evtl 2x HeidenhainLSxxxC (320mm)
-1x Servernetzteil 56V mit zusatz Netzteil 12V/5V (aus Großem Serverschrank) biggrin.gif

Geplant:
-Gestell ~150kg Stahl
-Gestell Fertigung bei nem Kollegen in seiner CNC Zerspanungs Firma
-Antrieb:4x400W DC-Servo (Un=64V,In=6,5A,Imax=25A,Mn=1,1Nm,Mmax=3,2Mn) + UHU Regler

-KG-Spindeln THK BLK 1510G (Geschliffen D=15mm Steigung 10mm) Dazu brauche ich eure meinungen hätte eigentlich gerne 5mm aber die kann ich zu einem guten kurs bekommen.


Die bewegten Massen belaufen sich bei dem Portal also Y-Richtung auf Ca. 80-100kg und bei X und Z auf ~20-40kg

So zu dem Antrieb ich würde gerne die Heidenhain Messstäbe dazu verwenden um Exakt zu positionieren, Vorstellen tue ich mir das so PC gibt die Soll Position aus und eine den UHUs vorgeschaltete Steuerung vergleicht das mit der IST Position und gibt den UHUs dann entsprechend Anweisungen zum nachregeln Kann man sowas umsetzen ? gibt es dafür lösungen ? das wäre das nonplus ultra aber wenn das aussichtslos ist dann kann ich auch ohne Leben biggrin.gif Die Encoder Direkt an die Servos anzuschließen scheint mir nicht so einfach wegen den dämpfungsgliedern (Riemen).

Achso und Später möchte ich noch einen WZW einbauen in dem Toten Raum unter dem zurückgefahrenem Portal, das ist aber momentan nicht Aktuell wink.gif

Als erstes bräuchte ich ein Feedback zu der Antrieb und KG-Spindeln !!!

Hier noch ein paar Bilder wink.gif

Viele Grüße
Alexander Praetorius










Der Beitrag wurde von tollerteppich bearbeitet: 15.03.2015, 00:16 Uhr
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Beitrag 16.03.2015, 10:04 Uhr
kesh
kesh
Level 5 = IndustryArena-Ingenieur
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Mitglied seit: 30.11.2010
Beiträge: 656

Ich finde sowas ja immer spannend wenn leute sich eine CNC-Fräse selber bauen. Aber warum willst du Glasmaßstäbe verwenden? Nicht mal neue Werkzeugmaschinen haben das. Es sei denn es ist Präzision gefragt aber das bezahlt man dann auch extra. Ich behaupte mit so einer selbst gebastelten Fräse schaffst du es eh nicht auf das µ genau zu fräsen. Von dem her spar dir das Geld.
Das kostet doch alles ein Schweinegeld und wenn ich eh schon zuviel Geld habe kann ich mir so ein Hobel doch fertig kaufen. Aber wenn ich wirklich selbst was machen will würde ich lieber eine alte Fräsmaschine kaufen und bei der ein Retrofit machen.
Ein Projekt finde ich besonder spannend: https://youtu.be/bqGzbKFMhSg
Respekt für Andi!
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Beitrag 16.03.2015, 11:19 Uhr
cnc_tobi
cnc_tobi
Level 3 = IndustryArena-Techniker
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Mitglied seit: 07.02.2015
Beiträge: 202

Ich hab mir auch schon eine Fräse selber gebaut https://www.youtube.com/watch?v=84iP10KShvY allerdings aus Polymerbeton.
KGS mit 10mm Steigung und Glasmaßstäbe wird eine ehr schwierige kombi, weil die Steuerungen die auch die Position nachregeln können wie Linux CNC, Mach3 mit externer Hardware von CS Labs oder der Kflop von Dynomotion sind dann nicht mehr sehr dynamisch weil die Signale zu kurz werden.
Weiteres Problem ist das man den Regelkreis richtig eingestellt bekommt damit er nicht in Schwingung gerät, ich selber habs schonmal mit dem Kflop von Dynomotion und Drehencodern an den Schrittmotoren versucht aber habs dann auch wieder aufgegeben weil es mit der USB Schnittstelle üder der der Motioncontroller gesteuert wird viel zu anfällig für EMV war und ab und zu der dann ausgestiegen ist wenn der FU anging.
Was auch noch ein Hinderniss ist, ist das alle die Steuerungen die ich oben geschrieben hab nur TTL Signale verarbeiten können und ich denk das die Heidenhain was anderes ausgeben.
Lieber genaue Hardware verbauen als es über die Software zu kompensieren das ist nie gut.
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Beitrag 16.03.2015, 18:47 Uhr
tollerteppich
tollerteppich
Level 1 = IndustryArena-Lehrling
*
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Mitglied seit: 14.03.2015
Beiträge: 3

Ich werde mit dem Glasmessstab den ich ja habe einfach mal rum probieren biggrin.gif Primär ist das nicht, da ich die fräse so genau wie möglich bauen will.

Warum ich mir eine Fräse selber baue ist ganz einfach weil es das was ich haben möchte zu Teuer ist und nicht meinen Vorstellungen bzw wünschen entspricht zudem habe ich Spaß daran biggrin.gif

Ernsthaft ich habe schon überlegt mir eine Richtige Fräse zu kaufen und herzurichten dafür fehlt aber der Platz und die Kellertreppe runter in meinen Bonker bekomme ich sie auch nicht biggrin.gif

Ja wie ihr gesehen habt in den bildern die Fräse relativ Massiv konstruiert, was mir für die auslegung der Fräse noch sehr weiterhelfen würde ist zu wissen mit welchen kräften ich in etwa in X und Y rechnen kann wenn ich Stahl mit nem 8mm Fräser fräsen will. momentan habe ich mit 140kg in X und Y simuliert und dabei maximal 32µm verzug in der fräse bzw habs noch senken können gestern durch zusätzliche versteifungen.

Weiterhin wollte ich mal abklopfen was von Gebrauchten NSK W1205FA-1P-C3Z KG-Spindeln zu halten ist ? C3 genauigkeit und Vorgespannt (Z) hört sich so schon nicht schlecht an. Die THK BLK sind rausgefallen aus der engeren auswahl da keine Vorspannung.

Gruß Alex

Der Beitrag wurde von tollerteppich bearbeitet: 16.03.2015, 18:48 Uhr
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Beitrag 17.03.2015, 13:14 Uhr
noobuntu
noobuntu
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Mitglied seit: 23.11.2013
Beiträge: 72

ZITAT(tollerteppich @ 16.03.2015, 17:47 Uhr) *
Ich werde mit dem Glasmessstab den ich ja habe einfach mal rum probieren biggrin.gif Primär ist das nicht, da ich die fräse so genau wie möglich bauen will.

Warum ich mir eine Fräse selber baue ist ganz einfach weil es das was ich haben möchte zu Teuer ist und nicht meinen Vorstellungen bzw wünschen entspricht zudem habe ich Spaß daran biggrin.gif

Ernsthaft ich habe schon überlegt mir eine Richtige Fräse zu kaufen und herzurichten dafür fehlt aber der Platz und die Kellertreppe runter in meinen Bonker bekomme ich sie auch nicht biggrin.gif

Ja wie ihr gesehen habt in den bildern die Fräse relativ Massiv konstruiert, was mir für die auslegung der Fräse noch sehr weiterhelfen würde ist zu wissen mit welchen kräften ich in etwa in X und Y rechnen kann wenn ich Stahl mit nem 8mm Fräser fräsen will. momentan habe ich mit 140kg in X und Y simuliert und dabei maximal 32µm verzug in der fräse bzw habs noch senken können gestern durch zusätzliche versteifungen.

Weiterhin wollte ich mal abklopfen was von Gebrauchten NSK W1205FA-1P-C3Z KG-Spindeln zu halten ist ? C3 genauigkeit und Vorgespannt (Z) hört sich so schon nicht schlecht an. Die THK BLK sind rausgefallen aus der engeren auswahl da keine Vorspannung.

Gruß Alex


Hallo TollerTeppich,

cooles Projekt. Da hast du dir was vorgenommen!!! Am einfachsten kannst du die Kräfte über das Machine Power Tool von Iscar online berechnen lassen.

http://mpwr.iscar.com/machiningpwr/machini...6496d23d1280616

Dort solltest du dann beim Inserttyp "Solid carbide cutter" auswählen. Die Angaben zu den einzelnen Winkeln findest du in den Katalogen diverser Zerspanungswerkzeughersteller. Ich meine es gibt auch ein Tool von Walter Prototype, dass dir am Ende des Auswahlprozesses, die Zerspannkräfte anzeigt. Wenn du das aber lieber per Hand selber machen möchtest (wer weis tounge.gif), solltest du nach der Viktor Kinzle Formel googlen.

Gibt es einen Grund warum dein Z Schieber so flach ausgeführt ist? Durch diese Bauweise weist er ein sehr kleine axiales Flächenträgheitsmoment in einer Richtung auf, wodurch wenn die Belastung direkt von Vorne kommt, sich dieser verhältnismäßig stark verfomrt. Die meisten Fräsen haben einen fast quadratischen Z Schieber. Noch ausgefeilter ist von Mori Seiki der OCTA RAM (http://de.dmgmori.com/produkte/fraesmaschinen/5-achs-universal-bearbeitungszentren/nmv/nmv3000dcg)

Viele Grüße aus dem Süden
noobuntu



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Beitrag 17.03.2015, 23:10 Uhr
tollerteppich
tollerteppich
Level 1 = IndustryArena-Lehrling
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Gruppe: Mitglied
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Beiträge: 3

ZITAT(noobuntu @ 17.03.2015, 13:14 Uhr) *
Hallo TollerTeppich,

cooles Projekt. Da hast du dir was vorgenommen!!! Am einfachsten kannst du die Kräfte über das Machine Power Tool von Iscar online berechnen lassen.

http://mpwr.iscar.com/machiningpwr/machini...6496d23d1280616

Dort solltest du dann beim Inserttyp "Solid carbide cutter" auswählen. Die Angaben zu den einzelnen Winkeln findest du in den Katalogen diverser Zerspanungswerkzeughersteller. Ich meine es gibt auch ein Tool von Walter Prototype, dass dir am Ende des Auswahlprozesses, die Zerspannkräfte anzeigt. Wenn du das aber lieber per Hand selber machen möchtest (wer weis tounge.gif), solltest du nach der Viktor Kinzle Formel googlen.

Gibt es einen Grund warum dein Z Schieber so flach ausgeführt ist? Durch diese Bauweise weist er ein sehr kleine axiales Flächenträgheitsmoment in einer Richtung auf, wodurch wenn die Belastung direkt von Vorne kommt, sich dieser verhältnismäßig stark verfomrt. Die meisten Fräsen haben einen fast quadratischen Z Schieber. Noch ausgefeilter ist von Mori Seiki der OCTA RAM (http://de.dmgmori.com/produkte/fraesmaschinen/5-achs-universal-bearbeitungszentren/nmv/nmv3000dcg)

Viele Grüße aus dem Süden
noobuntu


Hey danke für die infos ich werde sie in einer ruhigen minute mal studieren.

Die Z-Achse da hast du recht, so wie auf dem Bild ist die Wabbelig in Y-Richtung. Ich habe schon mit diversen Verkastelungsformen herumprobiert um sie Steifer zu bekommen Aber selbst bei 40mm Massivem material biegt sich das teil dermaßen. Das wird eine echte herausforderung. Darum sind für mich die Wirklich auftretenden Kräfte in der Fräse ja auch so wichtig. Da ich gewisse Grenzen konstruktions bedingt, habe wo ich nicht drüber komme. Und ich glaube nicht das ich 140kg kraft auf nem fräser habe, wenn ich dann realererer werte habe komme ich mit der Z-Achse bestimmt auch wieder vorran biggrin.gif

Wo ich echt noch nicht weiter gekommen bin sind die KG-Spindeln. Habe die NSK Spindeln verwerfen müssen da der Wiederverkäufer, mir von den Spindeln für meinen zweck abgeraten hat. Das war auch so eine Konversation mit einem Süd Koreaner von 1-2 Uhr heute morgen biggrin.gif Wären knapp 500€ für 3x NSK W1205FA-1P-C3Z+580mm gewesen. Aber halt nicht mehr Uneingeschränkt Spielfrei da benutzt sad.gif

Ah und die DC-Servos sind heute gekommen. Alter Schwede ! Echt Krasse Motoren, habe gleich nen 6s Lipo dran gehängt ~24V Brachiale Kraft... unfassbar biggrin.gif 1,1Nm bei 544W Nen Leistung Peak kann der 24,5A also 1600W mit 3,2Nm wow.gif wacko.gif biggrin.gif

Gruß Alex

Der Beitrag wurde von tollerteppich bearbeitet: 17.03.2015, 23:16 Uhr
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