Grundgestell für CNC aus Tuschierplatte

spaßbastler
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Grundgestell für CNC aus Tuschierplatte

Beitrag von spaßbastler » Fr 7. Sep 2018, 16:59

Guten Tag zusammen,

Ich würde mir gerne auf Basis einer Tuschierplatte eine CNC-Fräse bauen.

Meine Frage bezieht sich auf die Montage der Linearschienen:

1. Variante: Einfach oben auf die geschabte Fläche schrauben, damit befinden sich beide Schienen in einer Ebene. Wegen fehlender Referenzkante Ausrichten mittels Flachlineal (vorhanden). Großer Vorteil wäre, dass ich hierbei nicht auf fremde Hilfe angewiesen bin. Nachteilig ist, dass sich die Bearbeitungslänge der X-Achse mit den verwendeten Linearschienen um etwa 80mm verringert

2. Variante: Referenzflächen Stirnseitig fräsen. Hierfür die Platte mit der geschabten Seite gegen einen Aufspannwinkel spannen und Stirnseitig bearbeiten. Danach umspannen mit Parallelunterlagen zwischen erster gefräster Fläche und Maschinentisch und dann die andere Seite fräsen. Hierbei könnte die Gefahr bestehen, dass bei zu viel Toleranz die Linearführung klemmt.

3. Variante: Referenzflächen umfangsfräsen. Vorteil hierbei wäre, dass nur eine Aufspannung benötigt wird. Ist halt die Frage ob die Ebenheit und Winkligkeit beim Umfangsfräsen gut genug wird.

4. Variante: Bei einer 5-Achs CNC die Aufspannung der 3. Variante, allerdings den Werkzeugkopf drehen, damit stirnseitig gefräst werden kann.


Würde mich freuen wenn jemand mit etwas Erfahrung bei der Bearbeitung so großer Werkstücke etwas zu schreiben könnte.

Falls jemand eine Maschine hat, die dazu in der Lage ist und sich dem annehmen würde (natürlich gegen Bezahlung) kann er sich auch gerne bei mir melden. Am besten im Raum Stuttgart oder irgendwo zwischen Stuttgart und Frankfurt, die Strecke fahre ich oft.

Maße der Platte sind 500X600X90mm, Material: Gusseisen.

Schonmal vielen Dank im vorraus.

PS: Die Skizzen sind erstmal sehr rudimentär, ich werde noch ein CAD-Modell erstellen und entsprechend bemaßen.
Dateianhänge
messplatte.jpg
Variante_Stirnseitig.png
Variante_Umfangsfräsen.png

lahomau
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Re: Grundgestell für CNC aus Tuschierplatte

Beitrag von lahomau » Sa 8. Sep 2018, 05:42

Was für eine Art von Fräse soll es denn werden? Verfährt das Portal oder ist das Portal fest und in einer Achse verfährt der Tisch? Das wäre für die Wahl von 1)-4) schon ein Unterschied.

Ich würde 1 oder 3 wählen, je nachdem, wie wichtig die 80mm Verlust sind und ob ich jemand finde zum Fräsen. Ich wüsste nicht, warum eine Umfangsbearbeitung ungenauer als eine stirnseitige Bearbeitung sein sollte.

Bei 1) wäre mein Vorgehen: Löcher und Gewinde für die erste Schiene vorbereiten, erste Schiene provisorisch aufschrauben, Platte hochkant stellen, erste Schiene mittels Abfahren mit Richtwasserwaage (0,02mm/m) gerade ausrichten. Die zweite Schiene wird dann einfach schwimmend durch Verfahren des Bauteils ausgerichtet, das später mal auf den beiden Schienen sitzen wird.

Grüße, Lars

flexiblebird
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Re: Grundgestell für CNC aus Tuschierplatte

Beitrag von flexiblebird » Sa 8. Sep 2018, 10:06

spaßbastler hat geschrieben:
Fr 7. Sep 2018, 16:59
Ich würde mir gerne auf Basis einer Tuschierplatte eine CNC-Fräse bauen.
a) Wie möchtest du denn später die Werkstücke auf der Tuschierplatte aufspannen ?
b) Wenn die Fräse so genau arbeiten soll, daß die Tuschierplatte Sinn macht,
dann könnte die Fräse auch ihre eigene (unebene) Grundplatte überfräsen.
c) Ich bin bei Portalfräsen allgemein kein Freund von Führungsschienen in Höhe der
Bearbeitungsfläche, sondern von Führungsschienen in Höhe der Gantry, also Wände
links und rechts und die Linearführungen oben. Macht es gleich 100 x genauer.
Wabeco F1200, RC6123BX500, Emco BS2, Woodstar PB06, Proxxon FKS/E

alexg.
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Re: Grundgestell für CNC aus Tuschierplatte

Beitrag von alexg. » Sa 8. Sep 2018, 11:50

Hallo,

Ich würde die Gewinde reinmachen, die Schiene montieren und dann mit der Messuhr auf dem Führungsschuh einen Messbalken abfahren. So die Schiene dann einrichten auf ca. 0.01. Die zweite Schiene dann dazu richten. Entweder von der gerichteten Schiene auf die andere (Hebelarm wahrscheinlich viel zu lang) oder den Messbalken so in die Mitte legen dass du beide Schienen mit der Messuhr erreichst.

bin noch nicht ganz dabei wie deine Fräse dann aussehen soll. Warum verlierst du 80mm in X? je nachdem wie breit du dein Portal aufstellst desto kürzer wird der Nutzbare Verfahrweg auf der Schiene?

was willst du damit bearbeiten?

Gruß Alex

spaßbastler
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Re: Grundgestell für CNC aus Tuschierplatte

Beitrag von spaßbastler » Sa 8. Sep 2018, 13:41

Schonmal vielen Dank für die antworten.
Die Idee mit den Wänden hatte ich auch schon, bringt natürlich ordentlich steifigkeit und ist für einen größeren Bau auch schon geplant. Habe noch Linearschienen mit 690mm Länge über, die will ich für diese kleinere Fräse nehmen und diese mit verfahrbaren Portal machen. Vorteil hierbei ist, dass man den Portalbalken breiter als den Tisch machen kann und somit Verfahrweg gewinnt. Bei festen Wänden geht das leider nicht.

@ alex: wenn die Wägen oben montiert werden geht in der X-achse Platz verloren weil die wägen bearbeitungsfläche versperren.

Material wird hauptsächlich Aluminium werden, Automatenstahl und Baustahl soll aber mit entsprechend geringeren Zustellungen möglich sein.

Spindel habe ich noch eine wassergekühlte 2.2kw und eine SK30 ATC Spindel ist grad aufm Weg, die ist mir für die Fräse aber denke zu groß.

Als Führungen kommen extrem steife Rollenführungen zum Einsatz, schienenbreite 20mm.
Den Portalbalken wollte ich auf Basis von einem UNP Träger aufbauen, dafür Verstärkungen einschweißen.
Die Messplatte ist auf der Unterseite verrippt. Um sie zusätzlich steifer zu machen und zur schwingungsdämpfung möchte ich sie noch mit polymerbeton ausgießen.

Motoren sind die 180W servos von jmc Motion. Steuerung muss ich gucken, hab eine Karte aus China, die funktioniert erstaunlich zuverlässig, kann angeblich bis 100khz. Eventuell kommt später ein Upgrade auf die CSMio.

Meine Idee zwecks den Aufspannungen wären Wechselplatten. Dafür 3 zentrierstifte und paar Gewinde in die Messplatte. Dann wird der Schraubstock auf einer Platte montiert, zusätzlich kann man sich noch eine gewinderasterplatte machen, nutenplatte etc. So könnte man wechseln ohne neu einrichten zu müssen.

lahomau
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Re: Grundgestell für CNC aus Tuschierplatte

Beitrag von lahomau » Sa 8. Sep 2018, 19:25

Mit 100 kHz wirst du aber mit den Servos nicht glücklich. Der Encoder hat eine Auflösung von 4000/umdrehung, d.h. du wärst schon bei 25 Umdrehungen/s = 1500 U/min am Limit, von dem man ja sinnvollerweise noch einen gesunden Sicherheitsabstand braucht. Also vielleicht max. 1000 U/min. D.h. du musst das Servo über das elektronische Getriebe in der Auflösung runterfahren, oder dich mit geringen Drehzahlen abfinden, die dem Servo nicht gerecht werden.

Was meinst du mit "Rollenführungen"? Nimmst du keine Linearschienen?

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Re: Grundgestell für CNC aus Tuschierplatte

Beitrag von Wyoming » Sa 8. Sep 2018, 19:29

lahomau hat geschrieben:
Sa 8. Sep 2018, 19:25
Mit 100 kHz wirst du aber mit den Servos nicht glücklich. Der Encoder hat eine Auflösung von 4000/umdrehung, d.h. du wärst schon bei 25 Umdrehungen/s = 1500 U/min am Limi
Moin

Das regelt der Servo intern.
Der Encoder geht nicht auf die Steuerung!
Hat also nichts mit den 100khz zu tun.
Habe den Servo auch.

Gruß Peter :hi:
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Re: Grundgestell für CNC aus Tuschierplatte

Beitrag von lahomau » Sa 8. Sep 2018, 20:16

Der Encoder geht nicht auf die Steuerung, das ist richtig, aber das Servo braucht halt 4000 Step-Impulse für eine Umdrehung. Es sei denn, man sagt ihm, eine Umdrehung seien nur 2000 oder 1000 Impulse. Das elektronische Getriebe, wie schon oben erwähnt.

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Re: Grundgestell für CNC aus Tuschierplatte

Beitrag von Thomas# » So 9. Sep 2018, 00:15

Hi,

wobei ich ja immer Sorgen hätte,
wie man die Platte zum bearbeiten aufspannen kann?

Schätzungsweise hat die Platte 4 Füße.
Genau über denen müsste man spannen.
Daneben gespannt, könnte die Platte zumindest elastisch verformen.

Oder wenn es nur 3 Füße sind und man spannt über jedem,
dann hat man auf der Länge mit nur einem Fuß, nach links und rechts, ziemlichen Überhang,
der unter dem Druck der Bearbeitung evtl. nachgeben würde (bzw. man hätte evtl. Resonanzen beim Bearbeiten).

Und wie sieht die Platte denn eigentlich von innen aus?
Ist da genügend Wandstärke?
Oder sind vielleicht Versteifungen den nötigen Bohrungen im Wege?

Oder auch noch so überlegt:

angenommen xy-viele Füße und die Bearbeitung soll von oben erfolgen.
Aber: die Platte steht vielleicht gar nicht plan-parallel bzw. rechtwinklig zu den Füßen?
Sondern: sie ist vielleicht in einer Achse (oder in zwei Achsen) gekippt?

Rechtwinklige Bearbeitungen lägen dann schräg zur Platten-Oberfläche.

Somit sollte man die Platte vielleicht erst mal mit ihrer Sicht-Seite auf den Frästisch (der Fräse für die Bearbeitung) aufspannen.
Und die Füße der Platte bei dieser Anordnung dann erst mal plan-parallel zur Sichtseite über fräsen.

So oder so wird das alles nicht auf 1/100mm gelingen.
Also man sollte ein paar hundertstel Luft bemaßen, in deren Rahmen man noch die Möglichkeit zur manuellen Justierung der Komponenten hat.

Grüße von
Thomas

lahomau
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Re: Grundgestell für CNC aus Tuschierplatte

Beitrag von lahomau » So 9. Sep 2018, 06:02

Ich halte die Sorgen bzgl. den Füßen und allen Aufspannmöglichkeiten usw. eigentlich für unbegründet:

Gehen wir mal von der üblichen Aluprofil-Hobbyfräse aus. Da ist NICHT gewährleistet, dass die beiden Führungsschienen auf dem Grundrahmen in einer Ebene liegen. Zum einen, weil man keine Referenz hat, gegen die man messen könnte, und zum anderen, weil man den Alurahmen nur mal schief anschauen muß, dass er sich schon wieder verwindet. Bei Verwendung der Messplatte als Basis hat man diese Sorge schon mal nicht mehr, man hat eine definierte Ebene, die auch noch relativ steif ist.

Dasselbe gilt für die weiteren Achsen. Neben dem Anspruch, dass die Achsen zueinander rechtwinklig sind, muß jede Achse selbst halt auch eben sein. Wenn man keine Mutterfräse hat, die einem alles überfräst, braucht man dann halt eine Messplatte, um z.B. durch Abformen der Messplatte mit Spachtel und Trennmittel eine definierte Ebene herzustellen.

Die Aufspannplatte hat damit erst mal gar nichts zu tun, das kommt erst ziemlich am Ende. Man könnte, nachdem die Fräse betriebsbereit ist, eine Stahlplatte auf die Messplatte kleben, diese planen, bohren usw. Ob die Füße der Basisplatte dann in einer Ebene dazu liegen, ist dann überhaupt nicht mehr relevant.

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