Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

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KarlG
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von KarlG » 06.10.2018, 18:57

DerAlbi hat geschrieben:
06.10.2018, 17:21
Ich frage mich halt, woher Sorotec weiß, dass eine 1610-KUS ausreicht.
Das kann man ausrechnen. Idr. spielen aber Beschaffbarkeit und Standardlagerung eine größere Rolle - die meisten 16er Spindeln sind in Hobbymaschinen deutlich überdimensioniert, solange man bestimmte Längen bei Max-Drehzahl/Vorschub nicht überschreitet
Und auch dass die 20er Schienen ausreichen bzw die Wagen halten usw.
Nun - ein besserer 20er Standardwagen trägt dauerhaft 1,7t. An der Belastbarkeit wird das sicher nicht scheitern.. :D
Ich bin aus der Elektronik irgendwie Datenblätter gewöhnt.


Gibt es für alles - nur eben für die billige Chinaware nur Bruchstückhaft und die Frage ist, was man davon glauben kann.

dann weiß ich z.B. den Unterschied zwischen den "Dynamic Rating" und dem "Basic Static Rating nicht".


C oder Cdyn ist die (unschädliche) konstante Dauerlast, die 90% identischer Komponenten unter identischen Bedingungen über eine bestimmte Laufleistung "schadlos" überstehen. Bei Lineartechnik wird meist mit 50km gerechnet; manche Hersteller rechnen mit 100km.

C0 oder Cstat ist die Spitzenbelastung ab der Schäden entstehen.
Und was bitte ist Kgf für eine Einheit -.-
Kilogramm-force :D In good old germany früher Kilopond.

DerAlbi
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von DerAlbi » 06.10.2018, 23:46

Danke, das nimmt mir alles etwas die Blockade ausm Kopf. Ich werde mich mal ransetzen. Ist ja nun die dritte Iteration. An dem Design mit der Dicken Arbeitsplatte werde ich festhalten.. den Rest etwas dünner machen und auf 1610 umstellen. Aber das Portal unten verbinden und mit nur einer Spindel bewegen ist im Moment immer noch nicht mein Plan. ein H aus Aluprofilen unter der Arbeitsplatte reduziert immens die niederfrequenzen Eigenresonanzen. Vielleicht ists auch quatsch. Ich melde mich wieder mit Bildern :dance

DerAlbi
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von DerAlbi » 08.10.2018, 22:45

Wie versprochen... aber anstatt Bildern lieber ein Video.
:oops: :oops: Sry für 10min ungeschicktes, planloses Gebrabbel, aber das zeigt einfach mehr. :oops: :oops:

youtu.be/w1MilKCIomcDas video ist ungelistet, also nicht öffentlich. Nur fürs Forum.

Zusammenfassung:
2 Plattenstärken: 12mm und 25mm.
Portal schwingt mit 100Hz und etwa 35µm bei 200N Belastung (relativ gleich für X und Y Achse)
Aluminiumprofile 30x60 unten drin. (Vermindert die Verbiegung von 55µm auf 35µm)
Konstruktion wiegt unter 80kg.
Die Achse im Portal gefällt mir nicht, weil ich nicht weiß, wie ich die KUS an die Z-Platte anbinden soll. :? Abstand zwischen dieser Mutter-fassung und der eigentlich angetriebenen Platte sind 9.3mm. Man will die KUS ja auch nicht krumziehen.

:popcorn:

holger
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von holger » 09.10.2018, 05:39

Schön erklärt!

1) Anbindung Spindelmutterhalter gegen z-Platte / Maßkette:
Zum Feinausgleich der Maßkette habe ich da mal einen schwimmenden Spindelmutterhalter gesehen, d.h. die Spindelmutter hat in der Verschraubung zum Spindelmutterhalter reichlich Luft, und wenn man dann noch im zusammengebauten Zustand an die Schrauben kommt, kann man es spannungsfrei einstellen. Bei mir ist es anders gelöst, ich verwende keine fertigen BK12 o.ä., sondern Festlager und Loslager in Platten, in deren Verschraubung etwas Luft ist.

2) Steifigkeit:
Ich würde die Stützweite unten an den Wangen deutlich größer machen, und die Wangen auch breiter. Stützweite geht quadratisch in die Steifigkeit ein!

3) die SImulation:
Schön, was Fusion kann, das kannte ich so noch nicht. Deine 38µm bei 200N sind zwar nicht schlecht, aber eben nur ein Teil deiner ganzen Bauteilkette. Wenn die Kette dann man komplett ist (mit z-Mimik, Spindel, Fräser usw, und mit den Elastizitäten der Schlitten, dann bleibt in der Feder-Reihenschaltung nicht mehr viel davon übrig. Daher würde für mich an dieser Stelle eher gelten: "Mehr hilft mehr, es ist nicht genug".

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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von DerAlbi » 09.10.2018, 19:14

1) du meinst, wenn man das den Innendurchmesser beim Mutterngehäuse einfach ausschleift, kann die darin wackeln... die Anschlagfläche überträgt dann ja trotzdem die Kräfte. ich verstehe. Denke ich.

2) Die Stützweite ist halt immer ein Kompromiss aus verschwendetem Fahrweg. Ich überlege aber, ob man die Linearschinen hinten frei machen kann, sodass die überstehen können. sollte ja für 4..5cm kein Problem sein (wenn man die 12mm Seitenwand weiterzieht).
Ich weiß im Moment allerdings gerade nicht, ob man das so optimieren sollte. Im Moment ist die Verformung auf jeder Achse quasi identisch. Wenn ich ein steifer mache, finde ich, sollte die andere auch steifer werden. Die Unterseite der Portalwand ist im Moment übrigens auch 18cm hoch. Angenommen man schraubt auf die Arbeitsplatte noch Nutenschienen auf, gehen da nochmal 2cm flöten, aber dennoch ist das Portal dann mit 16cm rein recht hohes. Ich glaube ehrlich nicht, dass ich das brauche. Das alles tiefer zu setzen ist ja eine einfache Sache und sollte auch proportional viel helfen. Andererseits gehen von den 16cm auch nochmal einiges für den Fräser weg usw.. die resultierende Bearbeitungshöhe ist also nicht ungewöhnlich hoch.

3) Ich weiß leider nicht, welches Steifigkeitsziel ich anvisieren soll. Ich habe recherchiert und gesehen, dass z.B. 150N schon extrem hohe Kräfte sind, die in Alu quasi gar nicht auftreten außer man rastet richtig aus. Muss ja nicht sein. Meine Chinafräse verzieht sich 0.1mm wenn ich nur atme - und dennoch habe ich damit relativ präzise Sachen hinbekommen. Das ist nur eine Frage wie groß der Finishing-Stepover ist. Ist natürlich cool, wenn man man nicht mehr um die Schwächen seiner Maschine umherschiffen müsste, aber das geschieht ja eh unweigerlich.
Für die Steifigkeit der Wagen habe ich bisher nur das Material auf Alu gesetzt.


Ich setze mich mal an die Z-Achse. Mal sehen, was da rauskommt.

holger
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von holger » 10.10.2018, 05:10

DerAlbi hat geschrieben:
09.10.2018, 19:14
1) du meinst, wenn man das den Innendurchmesser beim Mutterngehäuse einfach ausschleift, kann die darin wackeln...
Ja, den Innendurchmesser des Mutternblocks etwas vergrößern, und die Befestigungsschrauben Mutter -> Mutternblock am Hals etwas abdrehen, dann hat man radiale Luft.
Hier steht was dazu, noch eine zweite Möglichkeit: viewtopic.php?t=623

DerAlbi
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von DerAlbi » 15.10.2018, 15:44

Fortschritt. Da es jetzt keine größere Rebellion gab, habe ich mich am Konzept etwas weiter versucht.

Ich habe Schrittmotoren platziert:
Bauch.jpg
Das sind Nema23 mit 1.9Nm. Das sollte mehr als genug sein. Ich hatte irgendwie ausgerechnet, dass wenn man etwa 0.8Nm braucht, um bei einer 10er Steigung 500N kraft aufzuwenden. Da reichen die 1.9Nm also, um das Portal mit mehr als 1G zu beschleunigen, was vermutlich ausreicht ^_^. Die Kraft wird durch T5-Zahnriemen übertragen und die Riemenräder sind auf einer 10mm Achse eingespannt - vorn und hinten kugelgelagert.
Riemen.jpg
Gespannt wird über von oben drückende Kugellager an einer beweglichen Schraube. Ich habe relativ große Räder gewählt, damit der Riemen weniger Kraft erfährt. Ist das schlau oder dumm?

Ich habe mich auch um den Z-Aufbau gekümmert:
Z.jpg
Für die Z-achse habe ich eine 1204 KUS eingesetzt. Das verringert die Größe des Z-Aufbaus und sollte von der Fahrgeschwindigkeit ausreichen. Bei 1204 braucht man noch weniger Drehmoment, aber auch hier kommt ein Nema23 zum Einsatz: einerseits gibts die Motoren eh im Set, andererseits war mir das Rastmoment der Nema17 zu gering. Rein rechnerisch würde der Z-Aufbau immer nach unten fahren, sobald man den Strom wegnimmt, daher bin ich bei den stärker rastenden Nema23 geblieben.
Ich habe ebenfalls den Abstand der Linearwagen am Rahmen vergrößert (wie vorgeschlagen) und dafür die Vorderseite und Rückseite bei den Linearschienen durchlöchert. Damit stößt die Putz-Plastik an den Linearwagen nicht an und man gewinnt an jeder Seite 13mm Fahrweg.

Unter dem Eigengewicht sackt der Fräser etwa 18µm nach unten. Das ist schon recht viel. Modelliert habe ich dabei voll ausgefahren, also maximaler Hebel.
Gravitation.jpg
Das Bild ist eine ältere Simulation, wo die Wangengeometrie noch etwas anders ist. Tut nichts zur Sache. Der Tisch bewegt sich unter dem Fräser auch noch, die Relativbewegung ist also nur 9µm. Dennoch genug, dass man es schon fast messen kann. Ich sehe im Moment nicht wirklich, was man dagegen machen kann. Eventuell die Portalrückwand breiter machen (also die obere Linearschiene nach oben setzen?). Ich glaube aber, dass es fast sinnvoller ist, beim Zusammenbau in der Mitte der unteren Linearschiene ein Stück Alufolie drunter zu legen, um entgegenzubiegen. Der Effekt wird ja quasi immer vorhanden sein, egal wie Steif die Portalrückwand ist (z.B. durch breitere Profile an der Rückseite)

Sorgen macht mir im Moment noch die Eigenresonanzgeschichte. Man ließt immer wieder, dass Eigenfrequenzen so niedrig wie möglich sein sollten, damit man bei normaler Drehzahl weit über der Eigenfrequenz liegt. Nun verringert man die Eigenfrequenz durch a) hohe Masse, die zu mehr Einsacken unter Eigengewicht führt oder b) geringere Steifigkeit. Beides will ich ehrlich gesagt nicht.
Mode0.jpg
Das gute an der Eigenfrequenz ist, dass man sehr gut sieht, wie die Portalwangen nachgeben. Mein spontaner Reflex wäre jetzt, an die Außenseite der Portalwangen noch ein paar Profile zu heften. Damit würde man versteifen - aber auch wieder die Eigenresonanzfrequenz erhöhen.

Wenn die Äquivalenzen aus der Elektrotechnik stimmen, ist aber nicht nur die Eigenresonanzfrequenz relevant sondern auch die Güte des Schwingers. Und die sollte mit der Wurzel der Masse abnehmen. Das würde als Konsequenz bedeuten, dass man die Portalrückwand (dort wo Platz ist) mit Sand auffüllen sollte. Gegen die hohe Eigenfrequenz zu kämpfen, indem man die Steifigkeit verringert würde hingegen die Güte erhöhen.

Die Simulationen bzgl. der Kraft am Fräser habe ich auch etwas geändert. Wie man sieht habe ich auf der Arbeitsplatte ein Werkstück platziert. Dort greift jetzt eine gegenwirkende Kraft an, sodass die Kraft am Fräser nicht mehr über die stillstehenden Füße (Randbedingung) abgeführt wird..
Da die 200N am 6mm Stahlschaft zu viel waren, habe ich auf 100N reduziert ^_^. Bei einer Fräskraft die der 6mm-Schaft gerade so noch aushält (eher nicht) beobachte ich jetzt insgesamt 40µm Nachgiebigkeit in der Gesamtkonstruktion (an der Fräsereinspannung). Damit wäre der Durchmesser einer brutal gefrästen Scheibe um etwa 0.1mm daneben. Keine Ahnung, was hier realistische Erwartungen sind.
Fräser.jpg
Bin ich immer noch auf den Weltuntergangswegen, die prophezeit wurden? :(

RobertD
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von RobertD » 15.10.2018, 18:04

Also 2/100el Millimeter Durchhang sind in meinen Augen bei einem Selbstbau nichts. Und was der Fräser sich am Material weg drückt holt man über das Schlichten wieder raus, da man nie mit einem Rutsch auf Fertigmaß fährt. Es drückt sich der Fräser nicht mehr so extrem weg, da man die Kraft einfach nicht mehr benötigt. Man fährt die Kontur auf ein oder zwei Zehntel vor und macht dann den Schlichtschnitt und das Maß fertig. Je nach dem wie Labil der Fräser und hoch die Kontur ist, stellt man in der Höhe mehrmals zu, wenn nötig.

Selbst auf Industriemaschinen kann man es übertreiben und so extrem fahren, dass der Fräser sich wegdrückt und, meiner halber, statt eines Quaders übertrieben gesagt ein Pyramidenstumpf rauskommt. Oder man beim Planfräsen merkliche Übergänge in den Bahnen hat...gerade bei schlanken Werkzeugen gehört da nicht viel dazu. Dann sind es einfach die falschen Schnittwerte, bei denen unnötig Kraft aufgewendet wurde.
Gruß,
Robert

DerAlbi
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von DerAlbi » 15.10.2018, 22:40

Danke für das Feedback. Natürlich hast du recht, dass man das man mit mehreren Durchgängen die Präzision erhöht. Ich hatte mich in letzter Zeit aber sehr dabei erwischt um die Fehler meiner Fräse drum rum zu schiffen - sowas würde ich gern vermeiden und eventuell auch einfach mal Fräspfade danach dimensionieren, wie man eigentlich mit dem Material umgehen sollte. Dafür muss die Maschine aber auch gut genug funktionieren.

Ich habe es jetzt einfach mal an meiner Chinafräse gemessen: um den Fräser 50µm zu verdrücken braucht man eine Kraft von nur 5N.
(Fräse voll nach unten gefahren, X&Y ungefähr mittig gefahren; ganz unten am Fräser nahe der Arbeitsplatte eine Kraft eingespeist; am Fräserschaft per Messuhr gemessen. Für mehrere Richtungen wiederholt.)
Dass ich jetzt 40µm bei 100N simuliere, würde bedeuten, dass die Konstruktion 25x steifer ist. Selbst wenn das jetzt akademischer/simulatorischer Unfug und alles Faktor 3 daneben liegt, wäre die Konstruktion immer noch 8x besser. Angesichts dessen, dass das Projekt weniger als 8*Chinafräsekosten kosten wird, bin ich halbwegs zufrieden.

Ich würde mich dennoch über mehr Rückmeldungen freuen.. am Anfang waren ja alle etwas skeptisch/negativ. Haben die Leute jetzt einfach aufgegeben weils eh hoffnungslos ist, oder gibts tatsächlich weniger zu meckern?

holger
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von holger » 16.10.2018, 08:29

DerAlbi hat geschrieben:
15.10.2018, 22:40
Ich würde mich dennoch über mehr Rückmeldungen freuen.. am Anfang waren ja alle etwas skeptisch/negativ. Haben die Leute jetzt einfach aufgegeben weils eh hoffnungslos ist, oder gibts tatsächlich weniger zu meckern?
Du musst dabei berücksichtigen, dass in den meisten CNC-Foren sowieso hauptsächlich die Leute schreiben, die schon im Kindergarten ihre erste Fräse bekommen haben und deswegen alles viel besser wissen als alle anderen. Nach dem ersten Spaß, es dem Neuling mal zu zeigen, wie dumm er ist, wird das dann aber langweilig, zumal wenn er ganz schöne Sachen zeigt und sich sinnvolle Gedanken macht.

Daher ein Tipp: Hab ein bißchen mehr Selbstvertrauen, der Fräsenbau wird auch ohne fremde Tipps klappen.

Nur einen Tipp noch: Steifigkeit kann man nie genug haben. Und viel Masse ist auch gut. Es kommt nämlich nicht nur auf die Abweichung der Fräsbahn an, sondern auch auf die Anfälligkeit zu Vibrationen. Nutze daher die Konstruktionsphase und sage bei 100N / 40µm noch nicht "das reicht". Denn mit kleinen Änderungen, die dich kaum was kosten, kommst du wahrscheinlich auf 100N / 20µm.
DerAlbi hat geschrieben:
15.10.2018, 15:44
Damit würde man versteifen - aber auch wieder die Eigenresonanzfrequenz erhöhen.

Wenn die Äquivalenzen aus der Elektrotechnik stimmen, ist aber nicht nur die Eigenresonanzfrequenz relevant sondern auch die Güte des Schwingers. Und die sollte mit der Wurzel der Masse abnehmen. Das würde als Konsequenz bedeuten, dass man die Portalrückwand (dort wo Platz ist) mit Sand auffüllen sollte. Gegen die hohe Eigenfrequenz zu kämpfen, indem man die Steifigkeit verringert würde hingegen die Güte erhöhen.
Da hast du einen Denkfehler. Hohe Eigenfrequenzen sind gut, nicht schlecht. Bei doppelter Frequenz hast du 1/4 der Schwingwege.
Das mit der "Güte des Schwingers" stimmt: Mehr Materialdämpfung -> weniger Resonanzüberhöhung. Daher ist Grauguß oder Sandfüllung oder sogar Holz an der richtigen Stelle gut.

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