Frankenstein soll leben
Verfasst: 20.01.2021, 21:55
Hi Leute,
ich möchte euch mal meinen bisherigen Entwurf zur Frankenstein-Fräse vorstellen. Das Design ist soweit fertig auch wenn noch ein paar Details fehlen. Aber jetzt muss erst einmal Überprüft werden ob ich das auch so wirklich alles bauen kann und später montiert bekomme.
Die Wünsche bezüglich der Fräse dürften den meisten bekannt vorkommen:
- Möglichst genau aber bitte günstig.
- Robust und Steif aber zerlegbar.
- Holz, Alu, Stahl soll sie können (in der Reihenfolge).
- Absaugung, Minimalmengenschmierung.
Um das irgendwie unter einen Hut zu bringen, wird es eine Art „Recycling-Fräse“.
Einen Großteil der Teile habe ich durch Bekannte erhalten. Das war ein sehr günstiger Weg um Hardware in hoher Qualität zu erwerben und einige Teile sind in einem fast neuen Zustand. Dadurch musste beim Designkonzept aber auch etwas improvisiert werden, weil die vorhandenen Teile später auch irgendwie zusammenpassen sollen.
Es wird also eine Portalfräse entstehen, die nicht so ganz Klassisch aussieht, nicht die typischen Komponenten verwendet, eine etwas andere Sprache spricht und nicht immer die schönsten Proportionen besitz, mir aber doch irgendwie gefällt. Frankenstein.
Zur Größe:
ca. L1500 x B1500 x H2000mm
X: 930mm
Y: 1475mm
Z: 400mm
Servos sind von Beckhoff:
Z-Achse: Beckhoff AM3042 / 1kw / 13Nm
Y X-Achse: Beckhoff AM3053 / 3,2kw / 42,6Nm
Lineartechnik für X u. Y-Achse ist von Güdel:
Verfahren mithilfe von Führungsrollen, Winkelgetriebe (1:10 Übersetzung) und Zahnstange.
Lineartechnik für Z wird von CPC und TBI sein:
20er Baureihe und eine 1605er Kugelumlaufspindel
Software:
TwinCat3
Spindel:
China 2,2kw Spindel (für den Anfang)
Ich versuche das Designkonzept mal etwas zu erklären:
Untergestell:
Die vorhandene Lineartechnik ist auf 4Kant-Alurohr montiert (124x124x8mm). Also musste ein passendes Untergestell her.
Es besteht aus Aluprofilen, 90x90mm und 45x45mm. Im Vergleich zu den Profilstreben, sind die Verbinder recht teuer. Deshalb möchte ich mir Verbinder aus 3 oder 5mm Stahlblech herstellen lassen, das gleichzeitig die kurzen Profilstreben ersetzt. Dadurch bin ich zwar nicht günstiger aber erhalte wesentlich größere und stabilere Verbindungen.
Die Maschinenfüße haben ein M24 Gewinde mit 100mm Teller. Diese Stehen auch einer Stahlplatte um Das Gewicht besser zu verteilen (fehlendes Vertrauen in den Werkstattboden). Die Adapterplatten muss ich mir auch herstellen lassen.
Y-Achse / Portalwangen:
Wird von zwei Servos mit Winkelgetriebe angetrieben. Das Getriebe ist an einer 34mm starken Aluplatte montiert. An dieser sind auch die gehärteten Führungsrollen die auf geschliffenen und gehärteten Stahlschienen laufen.
Die Portalwange selbst wird aus einem der Alu-4Kantrohre entstehen und mit der Wagenplatte verschraubt.
Arbeitstisch:
Auf die Y-Träger kommen nun 120x120x4mm 4Kant-Stahlrohre die eigentlich nur zur Höhengewinnung dienen und sind im Vergleich zu Aluprofilen günstiger und stabiler.
Die Querstreben sind 50x50x4mm 4Kant-Stahlrohre. Die sollen später von Frankenstein selbst überfräst werden. Auf der Unterseite wird Teichfolie angebracht. Soll ja nicht alles vollgekrümelt werden.
Als Spann- / Opferplatte wird erst einmal eine Holzplatte verwendet.
Sämtliche Hohlräume in den Profilen möchte ich mit Steinwolle füllen. Erhoffe mir weniger unangenehme Gebräuche bei gewissen Frequenzen.
X-Achse:
Die X-Achse ist wie die Y-Achse aufgebaut und liegt auf den Portalwangen auf. Von der Unterseite mit Winkeln verschraubt. Auf der Rückseite wird ein geplantes 120mm Stahl U-Profil verwendet.
Z-Achse:
Für die Z-Achse habe ich, außer einen etwas „kleineren“ Servo, leider keine Teile.
Inspiriert habe ich mich an der Open Source Achse von END CNC und an meine Bedürfnisse angepasst. Hier geht ein dickes Dankeschön raus!
Linearführungen werden 20er von CPC mit 6 langen Führungswagen (vorgespannt) und eine 1605er KUS von TBI. Wellenkupplung wird eine Roba-ES Gr.19.
Kreuz- und Z-Platte haben je eine Anschlagkante und werden zueinander ausgerichtet. Die Ganze Einheit wird dann an die Wagenplatte der X-Achse geschraubt und an dieser Verbindung werden dann die nötigen Justierungen vorgenommen. Alles aus 25mm Aluminium.
Der Servo sollte für die Z-Achse (ca. 40kg) stark genug sein. Wenn nicht soll er etwas entlastet werden. Dafür wollte ich zuerst Gasfedern einsetzen, wie sie auch am KFZ Kofferraum oder Motorhaube verbaut sind. Hier im Forum habe ich bei der CITO-Fräse von Ollie-CNC aber eine wesentlich elegantere Lösung gesehen, die einen Pneumatik Zylinder verwendet und auch schon einige Tipps erhalten. Hier geht ein fettes Dankeschön an Olli-CNC raus!
Spindel:
Wird erst einmal eine günstige Luftgekühlte China Spindel, because no Money .
Soll aber irgendwann auf eine ATC BT30 Spindel getauscht werden (Der Traum vom Porsche ).
Steuerung:
TwinCat 3 von Beckhoff. Die noch größte Baustelle vor der ich mich bis jetzt gedrückt habe. Ansteuern ist nicht das Problem. Alles in eine schöne Benutzeroberfläche zu verpacken wird für mich aber eine Herausforderung.
…..soweit der Plan.
Würde mich über euer Feedback freuen und ich werde versuchen hier meine Erfahrungen und Fortschritte zu posten. Jetzt muss erst mal jedes Teil erneut geprüft werden, dass sicherlich noch einmal einige Änderungen mit sich bringt. Danach werde ich mir noch Zeit für die kleineren Dingen nehmen wie z.B. Halter für Näherungssensoren usw.
Gruß
RundumEntspannt
ich möchte euch mal meinen bisherigen Entwurf zur Frankenstein-Fräse vorstellen. Das Design ist soweit fertig auch wenn noch ein paar Details fehlen. Aber jetzt muss erst einmal Überprüft werden ob ich das auch so wirklich alles bauen kann und später montiert bekomme.
Die Wünsche bezüglich der Fräse dürften den meisten bekannt vorkommen:
- Möglichst genau aber bitte günstig.
- Robust und Steif aber zerlegbar.
- Holz, Alu, Stahl soll sie können (in der Reihenfolge).
- Absaugung, Minimalmengenschmierung.
Um das irgendwie unter einen Hut zu bringen, wird es eine Art „Recycling-Fräse“.
Einen Großteil der Teile habe ich durch Bekannte erhalten. Das war ein sehr günstiger Weg um Hardware in hoher Qualität zu erwerben und einige Teile sind in einem fast neuen Zustand. Dadurch musste beim Designkonzept aber auch etwas improvisiert werden, weil die vorhandenen Teile später auch irgendwie zusammenpassen sollen.
Es wird also eine Portalfräse entstehen, die nicht so ganz Klassisch aussieht, nicht die typischen Komponenten verwendet, eine etwas andere Sprache spricht und nicht immer die schönsten Proportionen besitz, mir aber doch irgendwie gefällt. Frankenstein.
Zur Größe:
ca. L1500 x B1500 x H2000mm
X: 930mm
Y: 1475mm
Z: 400mm
Servos sind von Beckhoff:
Z-Achse: Beckhoff AM3042 / 1kw / 13Nm
Y X-Achse: Beckhoff AM3053 / 3,2kw / 42,6Nm
Lineartechnik für X u. Y-Achse ist von Güdel:
Verfahren mithilfe von Führungsrollen, Winkelgetriebe (1:10 Übersetzung) und Zahnstange.
Lineartechnik für Z wird von CPC und TBI sein:
20er Baureihe und eine 1605er Kugelumlaufspindel
Software:
TwinCat3
Spindel:
China 2,2kw Spindel (für den Anfang)
Ich versuche das Designkonzept mal etwas zu erklären:
Untergestell:
Die vorhandene Lineartechnik ist auf 4Kant-Alurohr montiert (124x124x8mm). Also musste ein passendes Untergestell her.
Es besteht aus Aluprofilen, 90x90mm und 45x45mm. Im Vergleich zu den Profilstreben, sind die Verbinder recht teuer. Deshalb möchte ich mir Verbinder aus 3 oder 5mm Stahlblech herstellen lassen, das gleichzeitig die kurzen Profilstreben ersetzt. Dadurch bin ich zwar nicht günstiger aber erhalte wesentlich größere und stabilere Verbindungen.
Die Maschinenfüße haben ein M24 Gewinde mit 100mm Teller. Diese Stehen auch einer Stahlplatte um Das Gewicht besser zu verteilen (fehlendes Vertrauen in den Werkstattboden). Die Adapterplatten muss ich mir auch herstellen lassen.
Y-Achse / Portalwangen:
Wird von zwei Servos mit Winkelgetriebe angetrieben. Das Getriebe ist an einer 34mm starken Aluplatte montiert. An dieser sind auch die gehärteten Führungsrollen die auf geschliffenen und gehärteten Stahlschienen laufen.
Die Portalwange selbst wird aus einem der Alu-4Kantrohre entstehen und mit der Wagenplatte verschraubt.
Arbeitstisch:
Auf die Y-Träger kommen nun 120x120x4mm 4Kant-Stahlrohre die eigentlich nur zur Höhengewinnung dienen und sind im Vergleich zu Aluprofilen günstiger und stabiler.
Die Querstreben sind 50x50x4mm 4Kant-Stahlrohre. Die sollen später von Frankenstein selbst überfräst werden. Auf der Unterseite wird Teichfolie angebracht. Soll ja nicht alles vollgekrümelt werden.
Als Spann- / Opferplatte wird erst einmal eine Holzplatte verwendet.
Sämtliche Hohlräume in den Profilen möchte ich mit Steinwolle füllen. Erhoffe mir weniger unangenehme Gebräuche bei gewissen Frequenzen.
X-Achse:
Die X-Achse ist wie die Y-Achse aufgebaut und liegt auf den Portalwangen auf. Von der Unterseite mit Winkeln verschraubt. Auf der Rückseite wird ein geplantes 120mm Stahl U-Profil verwendet.
Z-Achse:
Für die Z-Achse habe ich, außer einen etwas „kleineren“ Servo, leider keine Teile.
Inspiriert habe ich mich an der Open Source Achse von END CNC und an meine Bedürfnisse angepasst. Hier geht ein dickes Dankeschön raus!
Linearführungen werden 20er von CPC mit 6 langen Führungswagen (vorgespannt) und eine 1605er KUS von TBI. Wellenkupplung wird eine Roba-ES Gr.19.
Kreuz- und Z-Platte haben je eine Anschlagkante und werden zueinander ausgerichtet. Die Ganze Einheit wird dann an die Wagenplatte der X-Achse geschraubt und an dieser Verbindung werden dann die nötigen Justierungen vorgenommen. Alles aus 25mm Aluminium.
Der Servo sollte für die Z-Achse (ca. 40kg) stark genug sein. Wenn nicht soll er etwas entlastet werden. Dafür wollte ich zuerst Gasfedern einsetzen, wie sie auch am KFZ Kofferraum oder Motorhaube verbaut sind. Hier im Forum habe ich bei der CITO-Fräse von Ollie-CNC aber eine wesentlich elegantere Lösung gesehen, die einen Pneumatik Zylinder verwendet und auch schon einige Tipps erhalten. Hier geht ein fettes Dankeschön an Olli-CNC raus!
Spindel:
Wird erst einmal eine günstige Luftgekühlte China Spindel, because no Money .
Soll aber irgendwann auf eine ATC BT30 Spindel getauscht werden (Der Traum vom Porsche ).
Steuerung:
TwinCat 3 von Beckhoff. Die noch größte Baustelle vor der ich mich bis jetzt gedrückt habe. Ansteuern ist nicht das Problem. Alles in eine schöne Benutzeroberfläche zu verpacken wird für mich aber eine Herausforderung.
…..soweit der Plan.
Würde mich über euer Feedback freuen und ich werde versuchen hier meine Erfahrungen und Fortschritte zu posten. Jetzt muss erst mal jedes Teil erneut geprüft werden, dass sicherlich noch einmal einige Änderungen mit sich bringt. Danach werde ich mir noch Zeit für die kleineren Dingen nehmen wie z.B. Halter für Näherungssensoren usw.
Gruß
RundumEntspannt