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Hallo,
willkommen in der Fräsabteilung.
Aus reiner Neugier hab ich angefangen eine CNC Fräse zu bauen. Das erste Modell ist aus Multiplexplatten
zusammengeschraubt und mit M6 Gewindestangen angetrieben. Das hat erstaunlich gut funktioniert, aber der
Spass geht weiter.
Freundlicherweisse wurden die Pläne von Zoltar, früher mal käuflich, einige Zeit nicht verfügbar, zum
Download freigegeben. Zu finden unter
Die Elektronik aus der Holzfräse werde ich weiterverwenden, hier beschreibe ich den Bau der Zoltar Fräse.
Doch erstmal zu dem was schon da ist.
Da hätten wir die Schrittmotorenkarte SM33PCV3 von GWR. Diese Karte hat mich einiges an Nerven gekostet, weil sie auf Anhieb nicht funktioniert hat. Ich vermute bis heute, es liegt an den Pegeln, die der PC ausgibt,der Karte aber nicht genügen. Die Motoren liessen sich einfach nicht steuern - gerade die Richtungssteuerung hat nicht geklappt
Zum Testen hab ich kleine Platinen gebastelt, die an den Kartenausgängen angezeigt haben, ob die Motoren das taten was sie sollten. Auf die Art konnte ich testen, ohne vielLeistung abzufordern. Die Leistungs-IC L298 haben es gedankt während die Steuer-IC L 297 unter den Versuchen den richtigen Pegel zu erzeugen gestorben sind.
Funktionstüchtig wurde die Karte erst mit dem Anschluss an die Optokopplerkarte KKSM22/33, ebenfalls von GWR. Leider passt jetzt aber das Druckerkabel nicht mehr zu NC-Start und NC-FRS. Mit Mach3 gibt es keine Probleme. Ursächlich dafür ist dei Belegung von Karte und PC. Es kann nicht gehen, wenn die Karte die Richtungssignale für X auf Pin2 erwartet, die Software sie aber auf Pin3 ausgibt. Dieses Problem gedenke ich mit einem Adapter zu lösen, bei dem man die Pinbelegung leicht der Software anpassen kann
Die ersten Schrittmotoren stammen aus HP Tintenstrahldruckern. Die taugen zwar um zu sehen, ob die Karte läuft, aber wirklich Leistung bringen sie nicht. Daher hab ich 3 Vexta C6431 9212 gekauft.
Der erste Versuch mit einem Computernetzteil hat nichts gebracht - viel zuwenig Leistung. Ein Schaltnetzteil brachte Besserung, aber nur bis max. 2 Motoren. Sobald der dritte dran hing, war es auf Überlast. Also die Netzteilkarte SMN305V3 von GWR. Der Trafo dazu sind zwei in Reiher geschaltene Halogen-Seillampen Trafos, die jetzt 24 Volt DC und 5 A liefern.
Soweit zur Steuerung, jetzt an die groben Dinge:
Hier die Bauteile:
Für die X-Achse werden benötigt:
X1 = 2x entfällt, wenn du die XL Variante baust (100cm X-Achse) (Datei XL-Parts)
X2 = 2x entfällt, wenn du die XL Variante baust (100cm X-Achse) (Datei XL-Parts)
X3 /X4 = 1x
X5 = 4x
X6 = 4x
X7 = 2x
X8 = 1x
X9 = 1x
X10 = 1x
Y-Achse
Y10 = 1x
Y11 = 2x
Z-Achse
soweit alles in der richtigen Anzahl dargestellt.
Z4 / Z8 und Z6 / Z7 sind verschiedene Möglichkeiten die Frässpindel zu befestigen. Ein Satz bleibt übrig.
Die Blechteile habe ich lasern lassen und dafür 130 Euro hingelegt. Leider ist der ST37 Stahl nicht exakt 3,0mm sondern etwas grösser. Dadurch war die erste Aktion einabschleifen der Zapfen mit dem Bandschleifer. Große Sauerrei, aber es klappt.
Die Klebungen erfolgen mit Bindulin Epoxy-Kleber. Das oftmals verwendete Loctite 330 scheint extrem schwer zu bekommen zu sein. Mein Händler, bei dem man eigentlich alles bekommt, hat nach 15 Minuten Kataloge wälzen abgewunken und Bindulin empfohlen. Alle Klebestellen habe ich sorgsam mit Azeton entfettet. Beim Probestück hab ich festgestellt, das reicht noch nicht ganz. Beim Lasern entsteht auf den Schnittflächen ein Belag, den der Kleber später einfach abreisst. Also am besten ale Kontaktflächen anschleifen.
Die Aushärtung kann unter Temperatur beschleunigt werden und soll auch fester werden. Leider passen lediglich die Y-Achse und die Z-Ache in den Backofen.
Ich hab mich entschieden, die XL Variante zu bauen. Mit kaum Mehraufwand kann ich dann hinterher ganze Balsabretter aufspannen und fräsen. Die Trapezspindeln und Muttern kommen von einem Händler in einem Auktionsportal.
Weiter geht es mit der Lackierung.
Die Z-Achse hab ich mit Metal Schutzlack aus dem Baumarkt gestrichen, selbstverständlich nach gründlicher
Oberflächenreinigung und Endfettung.
Das Zeugs taugt nix.
Haftung mangelhaft, mit dem Fingernagel kann man ganze Flecken abschaben.
Der Rest ist mit der Sprühdose lackiert. Viel bessere Oberfläche und Haftung.
Hier sieht man auch schön meinen Versuch mit den Igus DryLin R Führungen.
Ich hab versucht die klassischen POM Leisten zu bekommen, leider war das sehr schwierig, weil man die Masse nicht
bei OBI & Co bekommt und die Händler sich schwertun, von einen 100X200 cm Tafel einen 20mm Streifen abzuschneiden.
Dann hätte ich noch einen Schreiner finden müssen, der einen sauberes U Profil daraus geschnitten hätte.
Ich versuche es erstmal mit den Igus Führungen.
So, hier die ersten Bilder vom kompleten Zusammenbau.
Bissher gefallen mir die Igus Schienen sehr gut. Verschiebekraft des Portals laut Küchenwaage ca. 8 Newton.
Sollte sich das als zuviel oder zu Spielbehaftet herausstellen kann ich jederzeit auf die klasischen POM Leisten zurückgehen.
Also, es hat nicht sollen sein.
Die Führungen haben zu viel Spiel. Wenn die X-Spindel zieht, dann bewegt sich erst die eine Seite des Portals,
dann folgt die andere. Somit ergibt sich ein beträchtliches Umkehrspiel.
Ich bin also dabei, als nächstes die X-Achse umzurüsten.
Ich möchte an den Enden der Leisten je ein Kugellager einstetzen.
Jetzt hab ich die äusseren Löcher auf 8mm gebohrt, die inneren auf 4mm.
Die Taschen für die Kugellager hab ich gefräst. (Mit der Zoltar und mit den Igus Führungen)
Sie sind 18x6mm und 16mm tief
Um seitlich die Kugellager nicht einzuklemmen, setze ich Buchsen ein.
Woher aber 8mm Buchsen, am besten mit M5 Gewinde nehmen?
Anschliessend mit dem Trennschleifer abgetrennt und auf genau 9mm Länge geschliffen
Da das Distanzstück zur Bearbeitung auf einer Gewindestange aufgeschraubt ist,
kann man es ganz einfach abschrauben, nachmessen und wieder aufschrauben.
Jetzt sitzen die Kugellager und stehen ca. 1mm in die Nut der POM Leisten.
Jetzt müssen die Igus Führungen noch helfen, die Lagertaschen für die unteren POM Leisten zu fräsen
und dann kann ich umbauen.
Um das Portal etwas steifer gegen Verwindung zu machen hab ich die untere Brücke mit Blechen verstärkt.
Bei der X-Achse ist nur oben eine POM Leiste. Diese wird mit Schrauben in Gewinde im Portal geschraubt.
Die unteren Lager sitzen nur auf Buchsen und werden durch das Portal gesteckt. Weil die Bohrung im Portal größer als die Schrauben sind, kann
Für die Y-Achse ist es etwas komplizierter.
Der Grundaufbau ist im wesentlichen der selbe:
Die unteren Lager sitzen auf Excenterbuchsen, durch die die Schraube führt.
Durch drehen der Buchsen kann das Spiel eingestellt werden.
Wichtig ist, dass alle Buchsen so ausgeführt werden, dass keine Klemmung der POM Leiste erfolgt.
Ein kleiner Zwischenstand:
Langsam muss ich mich an den Kabelsalat machen, der mal die Steurung werden will.
Bei den klasischen Leisten steht die Z-Achse 3,5mm vom Portal weg, bei den Igus Führungen 9mm.
Ich denke, diesen längeren Hebel sollte die Mechanik verkraften.
Ich habe eine 9mm POM Platte bekommen.
Die hat mir ein freundlicher Schreiner in 20mm Streifen gesägt und auch gleich die Nut eingeschnitten.
Nach dem Ablängen auf 200mm hab ich erstmal das Klemmblech aufgelegt und mit einem 4mm Holzbohrer
(mit einer Zentrierspitze in der Mitte) die Positionen abgenommen. Die äuseren Löcher nur anbohren, nicht durchbohren !
Es gibt M5er Distanzstücke mit SW 8. Die hab ich in die Bohrmaschine eingespannt und rundgefeilt.
Links, die original Distanzstück, rechts das heruntergefeilte
Das Blech wird durch die Lagerschrauben an die Portalwände geklemmt und verteift dadurch viel besser als die Gewindestangen.
Somit ist die Position der Führungen gegeben. Die Kugellager sitzen auf Hülsen, so dass die Verschraubung die POM Leiste nicht klemmt.
hier das Spiel durch verschieben der unteren Lager eingestellt werden.
Hier braucht es beide Führungen und um mit Muttern zu arbeiten fehlt der Platz, weil die Säulen der Z-Achse direkt hinten den Anschraubpunkten liegt.
In den POM Leisten sind Taschen für die Lager
Die oberen Lager sitzen auf Buchsen und werden direkt in den Y-Schlitten geschraubt. Somit ist diese Position gegeben.
Die Bohrung sitzt 0,5mm ausser mittig und erlaubt daurch den Spielausgleich. Natürlich muss die Bohrung in den POM Leisten hier 1mm größer als die Buchse sein.
Bei mir ist die POM Leiste 9mm breit, daher sind alle Buchsen 9mm lang, nur die Excenterbuchse ist 12mm lang, weil sie auch noch durch
das Konterblech führt. 
Ein schönes 19 Zoll Gehäuse mit einem Industrie PC sind dafür vorgesehen.
Ich hoffe, auch die Steuerelektronik in dem Gehäuse unterzubringen und somit lediglich eine Kiste an der Fräse zu haben.
