Desktopfräse im Eigenbau

Benutzeravatar
Olomolo
Beiträge: 525
Registriert: Mi 23. Okt 2013, 14:25
Wohnort: Darmstadt
Germany

Re: Desktopfräse im Eigenbau

Beitrag von Olomolo » So 25. Jan 2015, 12:21

Hallo Leute,

schön, dass noch immer einige diesen Thread lesen! Das Thema ist nicht eingeschlafen, allerdings habe ich bedingt durch Studium und Arbeit momentan nicht so viel Zeit.

Der Schaltschrankbau schreitet voran und wie das bei mir so ist, möchte ich es dann auch gleich "richtig" machen. Und das dauert auch seine Zeit. Ich kann, falls ihr mögt, mal ein paar Fotos von dem aktuellen Stand der Dinge posten.

Auch bei der Spindel weiß ich grade noch nicht so genau, wie ich weiter vorgehen werde. Vorgesehen war ja der seitliche Riementrieb mit einer entsprechenden Übersetzung sodass ich auf max 3400 rpm an der Spindel komme. Allerdings ist das vielleicht ein bisschen wenig...hm. :nixweiss: 12.000 rpm sind ja im Vergleich zu den meisten anderen Spindeln noch wenig. Also vielleicht doch ein Direktantrieb? Reicht dann das Drehmoment bei niedrigen drehzahlen dann noch zum Senken?


@ Mark: Ich habe ja auch die ER16 Spindel von CTC-Tools im Einsatz. Der Rundlauf ist nicht überragend, eigentlich für meine Ansprüche zu schlecht. Ich komme auf etwa 4-5 Hundertstel an einem 10 mm Fräserschaft vor dem Futter. Die Frage ist, ab welchem Preis die "besseren" Spindeln mit vernünftigem Rundlauf beginnen... Hat jemand einen Geheimtipp? Aber über dieses Thema gibt es ja auch schon einige Threads. ;-)


@ xyz: Ich verwende ja aktuell Lager mit einer "2Z-Abdichtung", somit sollte das Eindringen von Spänen ja gut verhindert werden. Klar, Schleifstaub o.ä. Könnte trotzdem eindringen, aber schleifen werde ich ja nicht. Eine Konstruktion mit Sperrluft wäre schon klasse, aber bei jetziger Konstruktion nicht leicht aufzurüsten, oder?! :-)
Danke für die PDF! :-)

Gruß Bastian

Benutzeravatar
flash2106
Beiträge: 19
Registriert: Mo 24. Mär 2014, 06:44
Wohnort: Landkreis Freising

Re: Desktopfräse im Eigenbau

Beitrag von flash2106 » So 25. Jan 2015, 14:19

Hallo Bastian,

ich bin mal durch deinen Thread gestöbert und mir gefällts was du bist jetzt gemacht hast, gute Dokumentation und Maschinenbau für den Privatmann. Wollte irgendwann mal meine Fräsmaschine auf CNC umbauen ,aber vielleicht lasse ich das und nehme deine Konstruktion als Vorbild 8-)
Werde deinen Thread weiter gespannt verfolgen.

Gruss Michi
Fräse: Wabeco F1200 (Bj. 2013)
Bandsäge: Güde MBS 125 (Bj. 2014, Modell 40543)
Kompressor: Stabilo/DEMA 450/10/100 230 V (Bj. 2015)

Schweißgerät: Güde GIS 200

Benutzeravatar
Olomolo
Beiträge: 525
Registriert: Mi 23. Okt 2013, 14:25
Wohnort: Darmstadt
Germany

Re: Desktopfräse im Eigenbau

Beitrag von Olomolo » So 25. Jan 2015, 22:26

flash2106 hat geschrieben:Hallo Bastian,

ich bin mal durch deinen Thread gestöbert und mir gefällts was du bist jetzt gemacht hast, gute Dokumentation und Maschinenbau für den Privatmann. Wollte irgendwann mal meine Fräsmaschine auf CNC umbauen ,aber vielleicht lasse ich das und nehme deine Konstruktion als Vorbild 8-)
Werde deinen Thread weiter gespannt verfolgen.
Danke für das Lob, Michi!
Eigenbauten sind immer gerne gesehen, vor allem, wenn sie gut dokumentiert und bebildert sind. Ich zumindest "verschlinge" solche Threads immer. Also, schön Fotos machen und posten! ;-)

Gruß Bastian

Benutzeravatar
Olomolo
Beiträge: 525
Registriert: Mi 23. Okt 2013, 14:25
Wohnort: Darmstadt
Germany

Re: Desktopfräse im Eigenbau

Beitrag von Olomolo » So 25. Jan 2015, 22:34

So, zum Sonntag gibt es jetzt noch zwei Fotos vom Schaltschrankbau für euch.

Bitte keine Vorträge über Sicherheit und Vorschriften etc., ich weiß, dass sicherlich nicht alles perfekt nach Vorschrift gebaut ist. Dennoch achte ich sehr genau auf Sicherheitsaspekte und gehe ruhig und bedacht vor. :-)

Der aktuelle Stand:
Vorerst ist alles drin, komplett verkabelt ist es noch nicht. Ich weiß noch immer nicht genau, ob ich die Kabel (2x Geber 12 Pol und Motorkabel 5 Pol, Netzkabel 3 Pol, Licht 3 Pol, Kompressor 3 Pol, Bedieneinheit 12 Pol etc.) einfach so aus dem Schaltschrank führe oder ob ich Steckverbindungen vorsehe. Allerdings fehlen mir da noch passende Stecker und mir ist auch noch nicht die perfekte Lösung über den Weg gelaufen... Was meint ihr??

Der Platz oben rechts ist für eine CNC-Steuerung plus Netzteil etc. vorgesehen. Man kann ja nie wissen... :-)
Schaltschrank 01.JPG
Schaltschrank 02.JPG

Eure Anregungen und Meinungen würden mich interessieren! :-)

Gruß Bastian

competition
Beiträge: 1090
Registriert: Sa 5. Jan 2013, 14:49
Wohnort: Hamburg

Re: Desktopfräse im Eigenbau

Beitrag von competition » So 25. Jan 2015, 23:37

Hi schau mal unter Harting, die haben schöne Stecker die jede Menge Leistung ab können und in allen möglichen Formen und Pinanzahl.
LG Gerald

Maschinen:
Drehbank: Meuser MI
Fräsen: Deckel KF1, Deckel G1, Union FUA 4A, Eigenbau CNC Fräse auf G1L Basis
Hobel: Klopp 550
WSM: Traub

Benutzeravatar
Olomolo
Beiträge: 525
Registriert: Mi 23. Okt 2013, 14:25
Wohnort: Darmstadt
Germany

Re: Desktopfräse im Eigenbau

Beitrag von Olomolo » Mo 26. Jan 2015, 19:07

competition hat geschrieben:Hi schau mal unter Harting, die haben schöne Stecker die jede Menge Leistung ab können und in allen möglichen Formen und Pinanzahl.
Hallo Gerald,

ja, die kenne ich. Aber sie sind leider recht klobig und liegen auch preislich ganz schön weit oben. Für die oben aufgezählten Stecker gebe ich mit Harting ja ein Vermögen aus. ;-)

Gruß Bastian

Benutzeravatar
Toni
Beiträge: 2
Registriert: Do 26. Feb 2015, 14:19
Kontaktdaten:

Re: Desktopfräse im Eigenbau

Beitrag von Toni » Do 26. Feb 2015, 14:32

Großes Lob an den Schaltschrankbauer!
Das sieht doch mal echt ordentlich und vor allem auch sicher aus!

competition
Beiträge: 1090
Registriert: Sa 5. Jan 2013, 14:49
Wohnort: Hamburg

Re: Desktopfräse im Eigenbau

Beitrag von competition » Do 26. Feb 2015, 14:51

Harting gibt's aber auch gebraucht der 4 Pol ist gerade mal 20x20
Was ich verwende sind sogenannte Speakon Stecker
gibt's als:
2 POL
4 POL ( nehme ich für Stepper)
3 POL nennt sich dann Powerkon mit Erdung für 220V
Ich hab hier auch 8 Pol liegen die könnte man für Drehstrom verwenden KA ob erlaubt, sehe da aber keine Probleme.
Sonst Drehstrom fest dran und an der anderen Seite Stecker CEE Oder CEE Buchse zum einbauen.
LG Gerald

Maschinen:
Drehbank: Meuser MI
Fräsen: Deckel KF1, Deckel G1, Union FUA 4A, Eigenbau CNC Fräse auf G1L Basis
Hobel: Klopp 550
WSM: Traub

Benutzeravatar
Olomolo
Beiträge: 525
Registriert: Mi 23. Okt 2013, 14:25
Wohnort: Darmstadt
Germany

Re: Desktopfräse im Eigenbau

Beitrag von Olomolo » So 1. Mär 2015, 18:55

Hallo Leute,

es gab einige Anfragen zum Aufbau des Schaltschranks und ob ich nicht mal meine Vorgehensweise und die Grundlagen erklären könnte. Nun ja, dem Wunsch komme ich gerne nach. :-)


Allerdings vorweg einige Worte:
Ich habe keine fundierte Ausbildung in Richtung Elektrotechnik, Schaltschrankbau etc., weshalb sich unter Umständen auch Fehler eingeschlichen haben können. Es ist zwingend erforderlich, dass man ein gutes Grundverständnis der Materie hat, sich im Vorfeld mit allen Aspekten auseinandersetzt und ERST DANN mit dem Bau beginnt. Ich wusste schon viel aus vergangenen Projekten und habe mich über Wochen eingelesen.
Es ist wichtig, dass man zu jeder Zeit weiß, was man tut.
Denn: Na, wer weiß es? Genau: Fehler können einen lebensgefährlichen Ausgang haben.
Also: Erst denken, dann handeln!
Bloß nicht: „Ich probiere einfach mal drauf los.“
Dies ist keine Anleitung, wie ein Schaltschrank den Richtlinien entsprechend aufgebaut wird.
So, jetzt aber los! ;-)


Was ich wollte:
  • Einen Schaltschrank und Komponenten, die sicher sind.
  • Steuerspannung durchgängig auf 24V. Abgesehen von den Motorkabeln werden keine gefährlichen Spannungen aus dem Schaltschrank geführt.
Was sollte rein:
  • 2 Frequenzumrichter für Servomotoren
  • Netzteil 24 Volt
  • Sicherungen 230 V, 16 A für Netzanschluss und 2x 10 A für Frequenzumrichter
  • Fehlerstromschutzschalter (FI)
  • Not-Aus Module
  • Relais für FU, Maschinenbeleuchtung, Kompressor etc.
  • Anschluss für Handbedieneinheit (mit Not-Aus-Pilz, Schaltern, Drehzahleinstellung etc.)

Vorgehen:

1)
Nachdem geklärt war, was in den Schaltschrank sollte, mussten die Sicherheitseinrichtungen geklärt werden.

Zunächst einmal habe ich einen FI und eine 16 Ampere Kippsicherung vorgesehen. Der FI schützt den Menschen, da Fehlerströme erkannt werden, bevor sie zur Gefahr werden (zu beachten: Frequenzumrichter haben je nach Größe unvermeidbare Fehlerströme, siehe Datenblatt, sofern diese Größer als 30 mAh sind, kann kein handelsüblicher 30 mAh FI verwendet werden. Dennoch kann der FI vor alle anderen Baugruppen geschaltet werden.). Die 16 A Kippsicherung schützt den Schaltschrank bzw. die Komponenten und Kabel. Welche Sicherungen vor Baugruppen wie Frequenzumrichter zu schalten sind, geht aus den entsprechenden Datenblättern hervor.
Sicherungen.JPG
Bei den Frequenzumrichtern steht im Datenblatt wie ihre Not-Aus Kreise zu beschalten sind. Meistens sind das zwei Eingänge, welche für den Betrieb mit 24V beschaltet werden müssen. Wird diese Verbindung getrennt, wird ein definierter Notstop durchgeführt. Wie gesagt, findet man alles im Datenblatt. ;-)

Zur Bereitstellung der 24V Steuerspannung benutze ich einen Ringkerntransformator. Dieser wird bei einem Not-Aus vom Netz getrennt. Da allerdings beim Zusammenfallen des Magnetfeldes nach dem Ausschalten eine Spannung induziert wird, muss diese Energie sicher über einen Widerstand in Wärme umgewandelt werden. Dazu benutze ich einen einfachen Wechsler, welcher nach dem Ausschalten den Widerstand (20 Ohm) parallelschaltet.
Netzteil 24V.JPG
Entladewiderstand.JPG
Bei den übrigen Baugruppen wird die Versorgungsspannung über je ein Relais zugeführt. Ist das Relais bestromt (wieder mit 24V Steuerspannung), werden die Baugruppen versorgt, ein Not-Aus nimmt die Spannung vom Relais und es schaltet zuverlässig ab.


Wie realisiert man das Ganze?
Ich habe einen PNOZ X3 von der Firma Pilz verwendet. Die Teile gibt es gebraucht bei Ebay dauernd zu kaufen, die Preise bewegen sich meistens unter 30 Euro. Ich habe glaube ich nur 15 bezahlt. Meistens ist ja eine Artikelnummer mit angegeben und auf der Homepage von Pilz findet man alle Datenblätter. Das Beschalten des Not-Aus-Moduls ist sehr einfach, zumal in der Bedienungsanleitung (auch als Download erhältlich) eindeutig beschrieben ist, wie man vorzugehen hat.

Das PNOZ X3 verfügt über drei Öffner (wird der Not-Aus-Pilz betätigt, werden die Schalter geöffnet) und einen Schließer. Wer nur drei Stromkreise durch einen Not-Aus ausschalten möchte, dem genügt das. Theoretisch könnte man auch einfach den Hauptstromkreis mit dem PNOZ unterbrechen (sofern der Maximalstrom zu den Kennwerten des PNOZ passt).
In meinem Fall benötigte ich mehr als drei Öffner, weshalb ich ein Zusatzmodul (nichts anderes als mehrere Relais) ergänzt habe.
Da meine Frequenzumrichter etc. mehr einen höheren Strombedarf haben als das PNOZ X3 schalten kann, nehme ich noch einen Umweg über kleine Hutschienenrelais von der Firma Finder. Die Relais werden vom PNOZ X3 geschaltet, welche wiederum die Verbraucher schalten. Alles kein Hexenwerk. ;-)
PNOZ X3.JPG
Ganz wichtig (!!!):
Alle Bauteile müssen geerdet werden! An Netzteilen und Frequenzumrichtern ist immer eine entsprechende Klemme vorgesehen. Aber auch Gehäuseteile, die Montageplatte, Schaltschranktür und andere Metallteile müssen geerdet werden! Dazu gibt es spezielle Erdungsklemmen. Mit einem einfachen Multimeter kann die Funktionsfähigkeit der Erdung getestet werden: Eine Messspitze an den Erdungskontakt im Stecker, die andere Messpitze an Erdungsklemmen, Gehäuseteile, Bauteile, etc. anlegen und den Kontakt prüfen.


Es muss nun noch geklärt werden, welche und wie viele Reihenklemmen (gibt es dauernd günstig bei Ebay, kann man eigentlich nichts falsch machen) und sonstiges Montagematerial (Kabelkanäle, Hutschienen, etc.) benötigt wird. Damit stehen alle Komponenten fest.

Fortsetzung folgt. ;-)

Gruß Bastian

Benutzeravatar
Olomolo
Beiträge: 525
Registriert: Mi 23. Okt 2013, 14:25
Wohnort: Darmstadt
Germany

Re: Desktopfräse im Eigenbau

Beitrag von Olomolo » So 1. Mär 2015, 19:44

Teil 2


Hier noch ein Foto von den Relais der Firma Finder, die ich unter Punkt 1) erwähnt habe:
Relais.JPG
2)
Verdrahtung planen. Gemäß den Verkabelungsangaben aus den Datenblättern lassen sich für einzelne Komponenten Pläne zeichnen. So gelangt man auch zu mehr Verständnis der Verkabelung.


3)
Datenblätter (noch ausgiebiger ;-)) studieren: In den Datenblättern der Frequenzumrichter, Netzteile und sonstiger Module stehen die Einbaubedingungen. Beim FU beispielsweise die Abstände von Seitenflächen des Schaltschranks. Einbaubedingungen auf Zettel notieren und an das entsprechende Modul kleben.

Dann alle (!) Einzelteile und Baugruppen wie gewünscht auf einer Papierunterlage o.ä. aufstellen und dabei die eben erwähnten Einbaubedingungen beachten. Die Positionen und Bohrungspositionen zur Montage einzeichnen. Anschlusschrauben für Erdung vorsehen! Das ist dann die Vorlage für die Montageplatte. Ich habe mir dann meine Montageplatte lasern lassen. Das ist nicht allzu teuer und alle Bohrungen sitzen an den vorgesehenen Stellen. Gewinde konnte ich auch problemlos in die gelaserten Bohrungen schneiden.
Jetzt gibt es keinen Spielraum mehr für Änderungen.


4)
Alle Komponenten auf der Montageplatte befestigen.


5)
Alle Erdungsleitungen (gelb/grün) verlegen und mit einem Multimeter die Verbindung zum Stecker/Hauptanschluss überprüfen. Noch nichts unter Strom setzen! ;-)
Erdung 01.JPG
Erdung 02.JPG

6)
Verkabelung der Komponenten.

Kabelfarben (wie ich sie gewählt habe):
  • Erdung (PE) ist klar:gelb-grün
  • Phase 230 V (L): Schwarz
  • Neutralleiter 230 V (N): hellblau
  • 24 V, Plus (+): dunkelblau
  • 24 V, Minus (-): blau-weiß
Dann habe ich zunächst die gesamte 24 V Verdrahtung entsprechend der gezeichneten Schaltpläne gemacht. Zwischendurch kann man problemlos schon einzelne Komponenten wie Relais, Not-Aus etc. testen.
Reihenklemmen 24V.JPG
Stimmt bis hier alles, können die 230 V verkabelt werden. Ebenfalls nach Schaltplan vorgegangen kann hier eigentlich nichts mehr schiefgehen. ;-) Die 230 V über den Hauptschalter, den FI und die 16 A Kippsicherung auf die Reihenklemmen führen. An ausreichend dicke Kabelquerschnitte denken! ;-)
Reihenklemmen 230V.JPG
Hauptschalter.JPG
Frequenzumrichter.JPG
Kabeldurchführung.JPG
Natürlich kommen auf die Kabelkanäle noch Abdeckungen drauf. Aber ein Foto vom komplett fertigen Schaltschrank reiche ich dann natürlich noch nach! ;-)

Ich denke so einen ziemlich guten und sicheren Weg des Schaltschrankbaus für uns Hobbybastler gefunden zu haben. :-)

Kritik, Anregungen und Fragen sind nicht nur erlaubt, sondern sogar erwünscht!

Ich hoffe ich konnte dem ein oder anderen ein paar Fragen beantworten. :-)

Gruß Bastian

Antworten