Aufbau Grossformatfräse und resultierende Probleme

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cnctom
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Aufbau Grossformatfräse und resultierende Probleme

Beitrag von cnctom » 20.05.2018, 19:33

Hallo,

kurze Vorstellung. Ich bin der Tom aus dem Norden - Raum Itzehoe. 54 Jahre jung und in der CNC-Fertigung einiges an Erfahrung. Von 2004-2009 habe ich vorwiegend im Bereich Bootsmodellbau gefertigt - hier meist Antriebe für Powerboote.
Eine Wabeco cnc-1200 kann ich daher mein Eigen nennen. Dazu eine teilmanuelle Drehbank auch von Wabeco.

Nun zu meinen 2 Problemen:

- 1. Die Fräse hat Verfahrwege von 3100 x 900 x 500 mm. Das Y/Z Portal liegt bei knapp 50 KG (incl. Spindel) . Da der X-Weg doch sehr gross ist, muss ich mit 2 Steppern arbeiten - dazu werde ich angetriebene Muttern bauen/kaufen. Angeschaut habe ich mir u.a. die von Möderl. Das es nur für 16mm Kugelspindeln ist, kann/muss ich akzeptieren.
Das eigentliche Problem ist aber die Kontrolle von Schrittverlusten und ein eventueller Ausgleich. Hat da jemand schon etwas gebaut? Oder gibt es Steppcontroller dafür?

- 2. Aufbau Steuerung/Leistungsteil. Eine Steuerung mit eigenem Controller wie bei der Wabeco liegt gerade leider nicht in meinem Budget. Das ganze ist ja nun recht gross/schwer - dazu konnte ich damals Stepper von EWHOF erstehen - Typ KS 0.85.1 200 0,2. Das Datenblatt besagt - bei einer konstanten Spannung von 70 V gehen 6,5A Phasenstrom. Hier ist das Problem der Dimensionierung . Der Steuerteil (Breakoutboard?) sollte 5 Achsen ansteuern können (eine Drehachse evtl. später) - die X-Achse sollte auf 2 Ausgänge gespiegelt werden können. Die Treiber - so denke ich - werde ich die "DM860 / bis 80V /bis 7,8A" nutzen .......... andere Vorschläge? Dazu muss es natürlich passende Netzteile geben - bei AliExpress gibt es welche mit 80V/7A. Müsste ich da evtl. 2 nehmen? Eingesetzt wird sie für Holz / Styrodure und NE-Metalle. Ergo vorwiegend im Formenbau und Gravurtechnik.
Hat jemand schon einmal etwas in der Leistung gebaut?

Ich hoffe nichts vergessen zu haben - und hoffe auch auf viele Info's und rege Diskussion. Bilder anbei (etwas Chaos in der Bauphase :-) ) Bei Fragen - fragen.

Viele Grüsse
Tom
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Stud54
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Re: Aufbau Grossformatfräse und resultierende Probleme

Beitrag von Stud54 » 20.05.2018, 20:29

Ich kannte mal nen Tom, aus meinen Powerboat Zeiten. ;)
War immer toll, mit dem HP an der schweizer Grenze nen Kaffee schlürfen und sich ne neue Hülle abholen...😏

Gruß

cnctom
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Re: Aufbau Grossformatfräse und resultierende Probleme

Beitrag von cnctom » 20.05.2018, 23:00

Da kann ich nur sagen .... Grüsse von Hans-Peter Rotschi

Michael B.
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Re: Aufbau Grossformatfräse und resultierende Probleme

Beitrag von Michael B. » 21.05.2018, 05:25

Hi,
Zu deinem 1. Problem:

Sowas wie einen Stepcontroller gibt es nicht, da es keinen wirklichen Sinn macht. Den es braucht noch eine Möglichkeit die Position zu erkennen.

Ich würde dir Vorschlagen, nutze die Hybridstepper, das ist aktuel das beste System um solche Probleme zu verhindern.
Wenn du diese direkt in China einkaufst kannst du sogar noch einiges sparen.

Beispiel: https://www.omc-stepperonline.com/

Die Lieferkosten sind zwar relativ hoch aber ansonst kommen nur noch 20% Zoll + Märchensteuer drauf. Damit bist du normalerweise bei der Hälfte oder weniger was man hierzulande zahlt.

Zu deinem 2. Problem:
Ja das geht durchaus, bedenke das dein Schrittmotor nicht dauerhaft 6,5A bei 80V bekommt, der Motor läuft getaktet, sodass der Strom nie mehr wie besagte 6,5A wird. Das heißt normalerweise das er zu 50% der Zeit nur eingeschaltet ist.

Rechnen wir es so:

6,5/2 = 3,25A pro Motor

5x3,25A pro Motor = 16,25A

20% Sicherheit nicht vergessen:

16,25A *1,2 = 19,5A


Dein Netzteil muss also 80V / 20A können. Und noch ein Tipp, wenn auf deinen Endstufen 80V draufsteht, dann ist das die absolute Maximalspannung, also ein paar Volt mehr und er brennt durch. Und da deine Motoren beim Bremsen Spannung erzeugen und zurückspeisen, wird sich die Spannung mal eben um bis zu 10V erhöhen.

Ich würde bei 60V bleiben, einfach um mir Sicher zu sein, das deine Endstufen nicht durchbrennen. Oder du nimmst dir Endstufen die bis 100V gehen.

Zu deiner Steuerung, den Leistungsteil habe ich dir ja schon erklärt. Du brauchst noch ein BreakoutBoard. Hier musst du dich entscheiden was du haben möchtest als Oberfläche. Mach3 / Mach4 / LinuxCNC / EdingCNC.

Je nach dem brauchst du andere Hardware. Und es währe sehr zu empfehlen das du dir ein Board anschaffst das du über Ethernet anschließen kannst. Damit ersparst du dir die Problematik mit SUB-D.

Gruß Michael

PS: Die Fräse wird dir sehr schön schwingen beim Arbeiten.

django013
Beiträge: 1706
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Re: Aufbau Grossformatfräse und resultierende Probleme

Beitrag von django013 » 21.05.2018, 06:19

Moin Tom,

normalerweise liest man in einem Forum eine Zeitlang mit und quer, bevor man anfängt mit Schreiben.
Ähnlich sinnvoll wäre es gewesen, vor dem Bau Deiner Big Mama um Rad zu fragen.

Leg nur mal ein Richtscheit auf den Träger, an dem die Linearschiene befestigt ist und stell Dich dann auf den mittleren Träger des Sockels. Vermutlich kann man dann einen Hut zwischen Richtscheit und Träger durchwerfen :shock:

Dein Bau ist soweit fordgeschritten, dass Du auch mal einen Bindfadentest machen kannst. Dann siehst Du schnell, was nicht passt.
Das eigentliche Problem ist aber die Kontrolle von Schrittverlusten und ein eventueller Ausgleich. Hat da jemand schon etwas gebaut? Oder gibt es Steppcontroller dafür?
Die Fräse mit zwei unabhängigen Antrieben an der Portalachse nennt sich Gantry-Fräse - und da gibt es reichlich Bauberichte. Hier und anderswo.
Die Schrittverluste verhinderst Du am wirkungsvollsten (mit Hobbybudget) mit CL-Systemen. Lies mal hier die Testberichte zu Lichaun-Systemen. Da bekommt man viel fürs Geld.
... und es wäre *imho* völlig ausreichend für Dein Gebilde.

Da Du schon Stepper hast, bräuchtest Du neben einer CL-Endstufe auch noch einen Encoder für die Stepper. Nachrüsten geht aber nur, wenn die auf der Rückseite auch noch einen Achsstummel haben.

Ansonsten schreib die vorhandenen Stepper unter Leergeld ab und kauf Dir neue von LiCuan.
... und ich bin mir ziemlich sicher, dass Du keine Stepper mit 8A brauchst.
Eingesetzt wird sie für Holz / Styrodure und NE-Metalle. Ergo vorwiegend im Formenbau und Gravurtechnik.
Also für Depron und Balsaholz mag Deine Big Mama passen. Bei (richtigem) Holz und NE-Metallen sehe ich schwarz. Da wirst Du aus dem Fluchen nimmer raus kommen. Begründung findest Du auch hier im Forum. Musst nur etwas kwer lesen.

Gruß Reinhard

Michael B.
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Re: Aufbau Grossformatfräse und resultierende Probleme

Beitrag von Michael B. » 21.05.2018, 11:16

Hi
Reinhard danke für die Ausführungen, das wollte ich nicht mehr ansprechen, sonst währen es noch 2 Seiten mehr geworden.

@Tom, wenn ich in deinem Bild richtig gesehen habe, sind deine Stepper von der Generation von vor 25 Jahren. Schau das du dir Hybridstepper dranbaust und die passende Endstufe dazu.

Reinhard hat hier schon Lichuan in den Raum geworfen, das kann ich nur unterstützen. Am besten währe nun noch das du dein Nötiges Drehmoment ermittelst. Das kannst du auch über einen Bindfadentest machen.

Gruß Michael

cnctom
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Re: Aufbau Grossformatfräse und resultierende Probleme

Beitrag von cnctom » 22.05.2018, 15:04

Hallo Reinhard, hallo Michael,

erst einmal herzlichen Dank für Eure Auslegung. Das Projekt startete vor 13 Jahren - die Stepper habe ich vor 12 Jahren erstanden.
Vielleicht zuerst etwas zu dem "Gestell". Das ist das Grundgestell - und so gebaut (damals) das es recht schnell auf- und wieder abgebaut werden kann. Eben transportabel. Und natürlich gehören pro Seite 2 zusätzliche Stützen hinein und jeweils vor Kopf ein schweres Aluprofil um eine Spreitzung möglichst zu verhindern. Das es im ganzen natürlich eher zu Schwingungen kommen kann als bei einer massiven Fräse, ist klar und ist auch in Kauf genommen. Falls es mal tatsächlich dazu kommt das die Maschine in Betrieb geht , werde ich sicherlich versuchen mit Knotenblechen etc. eine weitere Stabilität ein zu bringen.

Das Thema Leistung klingt plausibel und logisch und denke, mal die 60 V anzuvisieren .... so teuer ist das ganze ja auch nicht um serst einmal zu sehen, wie und ob das ganze funst. Netzteil und Treiber kann man ja nun auch anderweitig verwenden.
Allerdings habe ich tasächlich gedacht, das die Stepper Hybridstepper sind ?!

Ich denke, ich werde mal versuchen mich hier "schlauer" zu lesen um "wissender" weiter aktiv zu sein :-)

Noch einmal vielen Dank und viele Grüsse
Tom

django013
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Re: Aufbau Grossformatfräse und resultierende Probleme

Beitrag von django013 » 22.05.2018, 16:29

Allerdings habe ich tasächlich gedacht, das die Stepper Hybridstepper sind ?!
Hybrid oder nicht, macht den Kohl nicht fetter!
Den Unterschied macht CL oder nicht - und das ist die Motoransteuerung von der Endstufe. Für den Steuerungskontroller ist es völlig schnurz ob CL oder nicht. Selbst die einfachen Servos werden mit Schritt/Richtung angesteuert. Also auch da noch kompatibel.
CL oder ausgesprochen "closed loop" - Systeme kalkulieren den Weg über die Rückmeldung von einem Encoder und nicht über die Anzahl der Schritte, wie bei normalen Steppern. Das bedeutet, dass die CL-Systeme im Normalbetrieb mit weniger Strom auskommen, als normale Stepper - und damit nicht so heiß werden.
Droht ein Schrittverlust, dann ist bei normalen Steppern die Positionierung am Abend - und alle Folgebefehle produzieren Schrott. Bei CL-Systeme wird versucht, über Stromanhebung den Schrittverlust zu vermeiden.
Manchmal klappt das, manchmal nicht. Wenn nicht, geht die Endstufe in den Fehlerstatus.
Wertet man diesen aus, dann kann die Maschine anhalten und produziert keinen Schrott - ist also ein großer Vorteil :)
Das ist das Grundgestell - und so gebaut (damals) das es recht schnell auf- und wieder abgebaut werden kann. Eben transportabel.
Hm, also transportabel kann man mit den Aluprofilen auch arbeiten.
Du kannst ja mal einen Biegungsrechner anschmeißen, für das Vierkantrohr, das Du verwendet hast und ein ALU-Profil, speziell entworfen für solche Einsatzzwecke.

Gruß Reinhard

Michael B.
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Registriert: 14.01.2018, 09:29

Re: Aufbau Grossformatfräse und resultierende Probleme

Beitrag von Michael B. » 26.05.2018, 09:23

Hi vielen Dank für die Ausführung mit dem Biegungsrechner Django,

@ Threadstarter:
das mit den Profilen hört sich jetzt für dich eher lapidar an, ist es aber nicht. Und Transportabel kann man eine Maschine auch anderst bauen. Normalerweise sollte man aber gerade bei Maschinen solch eine Bauweise vermeiden, weil man im Maschinenbau nicht auf das Ziel hinbaut das es die Auftretenden Belastungen aushält, sondern die Maschine darf sich bei Belastung nur um x µm verformen.

Ich würde dir dringend empfehlen das du deine Maschine einfach mal zum Verfahren bringst, so das du fräsen kannst und dann versuchst du dich mal an ein paar Materialien zu Fräsen, und wenn es nur gerade Linien sind, das reicht schon aus damit du siehst wie sich deine Maschine verhält.

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