2006-06-21

Eine neue CNC Fräse entsteht (TRON-CNC)



Ja, ja....ihr lest richtig.
Ich begebe mich auf das Glatteis, das da "Fräsenbauen" heißt. Irgendwie hat mich der Virus erwischt ;-)
Die Zoltar hat super viel Spaß gemacht zu bauen, so daß auch meine neue Fräse (Codename TRON) in der Blechbauweise gebaut wird.
Sie soll 1000x600mm groß werden und wird mit professionellen Führungen ausgestattet.

Sollte das Projekt irgendwann von Erfolg gekrönt sein, gibt es den Plan hier zu beziehen. Derzeit bestehen nur die ersten Planungsunterlagen. Die Screenshots werden laufend aktualisiert.




Portal von vorne. Der vorderer Abschluß ist noch nicht montiert.


Von oben. Momentan berechne ich gerade die Geometrie der Z-Achse, dann geht es auch weiter mit dem Portal.


Noch einmal von der Seite.


22.02.2006


Ich habe heute mal ein paar neue Bilder erstellt. Mitlerweile sind viele Baugruppen verschraubt. Dabei sind mir viele Ecken aufegafllen, die nicht passten und demnach geändert werden mussten. Die Führungen sind übrigens alle von igus.


Noch einmal die ganze Maschine.

Die Z-Achse soweit fertig...

Zu den Fragen: ja, das Konzept stammt von der Zoltar, bloß das die Maschine größer wird und sie professionelle Führungen bekommt. Sie soll zum Fräsen von Holz dienen und neben der angemessenen Genauigkeit auch schön schnell sein. Dabei sollen die Kosten nicht zu hoch sein.

Nachdem ich die Bilder bei Peters CNC Ecke veröffentlich habe, bekomme ich etliche Zuschriften und Anregungen. Möchte daher noch einmal formal meine Entwicklungsuiele festhalen:


  1. Fräse soll ohne eigene Fräse baubar sein.
  2. Geringer Anteil von einfach zu drehenden Drehteilen --> billig in der Beschaffung
  3. möglichst weit unter 1000€ ohne Steuerung
  4. schnell und präsize im Fräsen entsprechend der notwendigen Qualität für Flugmodellbau (kein Stahl etc.!)
  5. Ausschließlich für Holz
  6. Zoltar Blech Bauweise, da 100% Fun-Faktor :-)
  7. Erstellung eines Bauplanes zum einfachen Nachbauen (wie bei der Zoltar, bloß übersichtlicher ;-)
  8. 1 m Tischlänge zum Aufspannen von Standard-Balsabrettern


Zum letzten Punkt (Standard Balsabrettern) wird es wahrscheinlich Kritik hageln, da die Fräse insgesamt nur 1m lang ist und so maximal 800mm bearbeitet werden können. Ich habe dies bewußt auf 1 Meter Gesamtlänge begrenz, da sonst die notwendigen Wellen etc. wieder extrem teurer werden. Zudem ist mein Stellplatz begrenzt (meine Frau weiss von meinem neuen Projekt noch gar nichts ... :-)


26.02.2006


Ich habe mich am Wochenende mal ein bischen mit der Z-Achse beschäftigt. Bis auf die Ausklinkungen ist schon alles passend gezeichnet worden. Ziel der Z-Achse ist es möglich "niedrig" zu bauen. Ich erhoffe mir dadurch eine geringere Masse und dadurch eine höhere Geschwindigkeit. Als Verfahrweg in die Z-Richtung werden so ca. 60mm rauskommen. Das sollte vollkommen reichen zum Fräsen aus Balsa- und Sperrholzbrettern. 3D-Fräsen will ich mit der Fräse nicht machen.


Ein paar Ansichten der z-Achse. Es wurde versucht möglichst viel Material zu sparen --> Gewicht!


Hier schön zu sehen die Lager der Y-Achse


Hier kann man die Lager schön sehen.


10.03.2006


Nachdem es in Peters CNC Ecke eine heftige Diskussion gab, ob meine Idee mit den 1 Meter langen Stahlwellen was taugt, habe ich mich dazu entschieden die kompletten Führungen mit DryLin der Firma Igus aufzubauen.
Vorteil: keine Durchbiegung, billiger als Wellen, weniger benötigte Drehteile.
Nachteil: nicht spielfrei (wobei das für meinen Zwwck zu vernachlässigen ist) und ich muss alles noch einmal zeichnen :-)
Anbei der jetzige Stand mit DryLin W20 Führungen


Die DryLin W20 Führung mit der neu konstruierten X-Achse

18.03.2006


Ich hatte heute ein wenig Zeit und habe die Maschine komplett auf DryLin Führungen neu aufgebaut. Anbei das erste Bild davon.


21.06.2006


Der weitere Fortschritt der Fräse kann ab sofort auf http://www.tron-cnc.de verfolgt werden. Dieser Baubericht wird NICHT weiter vervollständigt.



Das sagen andere User dazu

ifkzhetfao schrieb am 2014-06-06:
ctypbkfoto, eobhkqmhqo
Stefan schrieb am 2009-10-18:
Hallo Jens, Hier ein paar Tipps zu deiner Fräse: Erst mal alle Rundführungen durch Polygon-Führungen (THK) ersetzen, oder Runde-Führungen nur mit Profil-Unterstützung verwenden. Kunststoffe wie Teflon sind für solche Kräfte nicht geeignet Flachführungen eignen sich eher nur für Transport-Systeme, d. H. Die wirst du dann sowieso früher oder Später ersetzen Setze die unteren Führungen unter den Tisch das ist besser für die Aufnahme der Druckkräfte. | | _______ | |_______ Tisch | __V__ |_|_____| Den Antrieb der unteren Führung nur mit einen Motor Ausführen (zwei Motoren Arbeiten niemals Parallel, das hatte schon Edison feststellen müssen als er seine Generatoren beim ersten mal getestet hat), benutze hier mit Stahldrähten Verstärkte Zahnriemen das hat den Vorteil das du auch eine Übersetzung mit einbauen kannst, was auch das Drehmoment dann erhöht, oder den Antrieb mit 90“ –Winkelgetriebe und Transmissionswelle ausführen (Spielfreie Getriebe sind leider sehr Teuer). Du musst aber bei der Motorauswahl zu den Schnittkräften auch die Massenbeschleunigung Berücksichtigen Trapezgewindespindel sind recht Preisgünstig aber auch hier gibt es Muttern die man recht Spielfrei einstellen kann zum Beispiel Flanschmutter aus Bronze (Rg7), mit Langlöchern im Teilkreis. Ausführung Lagerung von Antriebsspindeln, diese sollen Spielfrei Eingebaut werden: Festseite mit 2 Schrägkugellagern in O-Anordnung auf der Welle mit Mutter Spielfrei verspannt und mit Mutter gekontert werden. Festseite mit 2 Kegelrollenlagern in O-Anordnung auf der Welle mit Mutter Spielfrei verspannt und mit Mutter gekontert werden Loseite mit 1 Rillenkugellager oder 1 Zylinderrollenkugellager Baureihe N oder NU, diese Seite soll die Längenänderungen aufnehmen Im Prinzip sollte man sich die Einbau Varianten im Internet anschauen, da bei den Werkzeugmaschinen die Spindel in der Vorgespannten Variante verwendet wird. Sollte dann aber trotzdem noch ein geringes Reversionsspiel vorhanden sein so empfehle Ich dir die Software Mach3, diese ist auch schon in der Demo Version voll Funktionsfähig (hat nur kleine Einschränkungen lauffähig bis 500 Zeilen G-Code Geschwindigkeit max. 25 KH) und ist Kostenlos mit Deutsche Oberfläche auf der Homepage von Immo Winkler www.cnc-winckler.de Download bar, bei dieser Software kann man das vorher mit einer Messuhr ermittelte Reversionsspiel Berücksichtigen lassen. Ach ja wenn wir schon dabei sind, Ich würde dir dann auch noch Metallbalg- Kupplungen empfehlen, da halt in so einem Stück Gewebeschlauch auch noch ein Verdreh Spiel drin ist und dieser auch noch auf den Wellenden Rutscht was zur einer Positionsänderung führt. Bei der Auswahl der Trapezgewindespindel sollte auch die Festigkeit eine Rolle Spielen das sind Torsion und Knickung. Natürlich ein am Ende der Gewindespindel angebrachter Encoder, oder ein Glasmaßstab bringen höhere Positionierungsgenauigkeit, Anbaumessschieber tun es auch und diese lassen sich mit einem zweiten Parallelport im PC mit der Software Mach3 Betreiben. Für die Auslegung der Maschinen-Steifigkeit sind noch mehr Verstärkungen Notwendig, dies kannst du durch mehr Kantungen der Bleche erreichen bzw. durch weitere Blech-Verstrebungen oder auch durch den zusätzlichen Einsatz von Aluminium-Profile z.B. Item oder Bosch u. a. . Eine Stabile Tischauflage ist auch erforderlich, eine einfache Holzplatte tut es da nicht, eine Verschraubte und geklebte (mit 2-Komponentenkleber) Aluminium-Platte ist hier die Beste Wahl, das Planen der Oberfläche sowie das Erzeugen von T-Nuten kann dann zum Schluss di Maschine selbst Übernehmen die Platte muss nur Dick genug sein. Wenn du Holz Bearbeiten willst muss die Maschinen-Steifigkeit mindesten für die Aluminium Bearbeitung Ausgelegt sein. Das Betrifft bei der Berechnung auf Durchbiegung und Verformung die Maschinen-Gestell-Struktur, einfache Formel findest du in jedem Tabellenbuch –Metall, das Betrifft auch die Schnittkräfte. Jetzt fragst du dich vielleicht warum Aluminium Bearbeitung ??? Das ist ganz einfach, die Berechnungen sind halt einfacher und die Festigkeit auf Verbiegung, Verdrehung und Verformung des Maschinen-Gestell welche durch die Kräfte die bei der Bearbeitung auftreten halten dann das bearbeiten von Holz auch aus. Und weil so eine Maschine auch schon von den Bauteile her nicht Billig ist sollte doch auch ein bisschen mehr drin sein als nur die Bearbeitung von Balsaholz und Styropor. Achtung Die Führungen werden bei der Berechnung auf Biegung nicht berücksichtigt, das heilst das Maschinen-Gestell soll alle Kräfte aufnehmen, die Führungen müssen aber auch die Durchbiegung aufnehmen können, hier reichen dann die Werte aus dem Katalog. Bei den Berechnungen ist es Wichtig das die Bearbeitungsgenauigkeit durch die Verformung der Maschine noch im gewünschten Toleranzbereich liegt! PS. Mann kann natürlich auch Maschinen wie von Früher Bauen, mit viel viel Material, damit sich nur nichts Verformt die sind dann sehr schwer und auch noch durch das viele Material sehr Teuer, was dann auch noch ein Fundament für die Aufstellung der Maschine erfordert. Es sollte auch Berücksichtigt werden dass die Maschinen-Gestelle im Maschinenbau Spannungsfrei geglüht werden, um die Spannungen im Material die durch das Schweißen und Biegen der Bauteile sowie das Richten entstanden sind zu entfernen Der nächste Punkt wäre dann die Gesamte Genauigkeit der Maschine im Dreidimensionalen Sinn, hierbei ist die Winkligkeit die Verwindung des Gesamten Maschinen-Gestell gemeint und Insbesondere das anbauen der Führungen, hier die Parallelität und die Geradheit. Im Maschinenbau werden die Führungen Heutzutage mit Lasersysteme vermessen, Früher hat man diese Aufgabe mit Maschinen-Wasserwaage, Messuhr, Linealen, Abstandshalter für die Parallelität und Winkeln in zeitaufwendiger weise erledigt. Grundlage hierfür ist auch hier das die Anbauflächen vorher mechanisch Bearbeitet werden, was das Ausrichten dieser mit Distanzunterlagen (gibt es in Verschiedenen Dicken ab 0,01mm Aufwärts auf Rollen zum Abschneiden) erleichtert. Für den Modellbau sollte die Genauigkeit unter 0,1mm sein, das Heißt je genauer das Messwerkzeug umso besser ist dann das Ergebnis, das sollte dann mit Linealen und Winkeln aus dem Schlosser Bereich nach DIN möglich sein. Ist die Maschine mit den Führungen Erfolgreich Ausgerichtet sollten alle Verschraubten-Bauteile die Für die Genauigkeit der Maschine Wichtig sind Verstiftet werden, einfache Spannstifte reichen aus. Die Stiftbohrungen können nicht Vorgefertigt werden, gegebenenfalls muss die Maschine Schrittweise wider Demontiert werden um die Verstiftung vorzunehmen können. Du solltest in deinem Projekt noch folgendes Berücksichtigen: Gestallte für die Frässpindel eine Austauschbare Adapterplatte das erhöht die Verwendbarkeit der Maschine. So kann der Fräskopf Ausgetaucht werden z. B. durch einen mit MK-Aufnahme, so einer lässt sich einfach aus einer Kleinen Ständerbohrmaschine Realisieren, hier ist es Wichtig das die Bohrspindel Durchgebohrt ist oder werden kann um Werkzeugaufnahmen mit Anzugsgewinde Verwenden zu können, z. B. Planfräsen von Flächen, Ausdrehwerkzeuge für das Anfertigen von Lagersitzen in Aluminium, Pendelhubaufnahme zum Reiben von Bohrungen für Passstifte. Zum Anbau eines Roboterarms das erhöht den Einsatz im 3D-Bereich. Für Einfache Greifer oder Sauger, z. B. zum setzen von Mosaike oder Bestücken von Platinen. Zum Scannen von Bauteile, z. B. möchtest du ein Flugzeugmodel Bauen du hast aber keinen Bauplan statt dessen ein Model aus dem Spielzeugladen, der Fräscode läst sich dann einfach mit Deskproto realisieren. Zur Herstellung von Zuschnitten mit Drehbar Angetriebenen-Messer oder für das zuschneiden von Tiffany- Glas. Montiere Steckdose und Pneumatik- Anschluss für die anzutreibenden Geräte, das kann dann auch ein einfacher Industriestaubsauger sein. Montagehalterungen für Kabelkanäle und Energieketten die nennt man auch Kabelschlepp. Konstruiere ein Untergestell für deine Maschine, hier lässt sich auch einiges verwirklichen, z. B. lassen sich Werkzeugschränke, Schaltschrank, Staubsauger, Kompressor, Wasserkühlung unterbringen, für das Untergestell kann auch eine Werkbank aus dem Baumarkt Verwendet werden. Bei der Konstruktion des Untergestell solltest du daran denken das es ein Untergestell ist, was Heißt die Maschine ist Demontierbar und das Untergestell sollte zerlegbar sein. Du solltest das Untergestell so Gestallten das es sowohl Maschinenfüße sowie Räder mit Hebevorrichtung hat, das hat den Vorteil das die Maschine ohne Fremde Hilfe oder mit zusätzlichen Hebewerkzeuge auch den Standort wechseln kann, man muss ja mal auch saubermachen und so eine Maschine in der Größe kann Leicht die 300Kg Marke erreichen, eventuell lässt sich das Heben mit zwei Scherenwagenheber realisieren. Die Maschine sollte auch mindestens 4 Eingebaute Libellen am Maschinentisch haben damit sich die Maschine schnell wider Ausrichten lässt. Zusätzlich ist an Faltebälge oder Schiebebleche und Spritzschutz zu Denken. Es muss auch an die Schmierung der Lager und Gewindespindel gedacht werden diese müssen gegebenenfalls herausgeführt werden. Die Maschine sollte an den Führungen mit zusätzlicher Klemmung Ausgestattet sein solche werden Elektrisch oder Pneumatisch Betrieben, es gibt auch Bremsen für die Antriebe. So nun habe Ich erstmal genug Tipps aus dem Maschinenbau gegeben, das mit den Laserbauteilen ist schon eine Gute Idee nur würde Ich das Grundgestell der Maschine als Schweißkonstruktion Ausführen Gruß Stefan Hier noch ein Paar Links: Homepage http://www.thiemig.de/ http://www.cadsoft.de/freeware.htm http://www.cncecke.de/ http://www.franklin-industries.be/ http://www.cnc-selbstbau.de/ http://www.lehrer.uni-karlsruhe.de/~za685/cnc/cnctools.htm http://reither.re.ohost.de/ http://www.cad-cnc.com/ http://rchobby-net.de/ http://www.cnc-steuerung.com/ http://www.codeproject.com/ http://www.ostermann-net.de/ http://www.cncecke.de/ http://www.wolfgang-back.com/schrittmotor_demo.php http://www-users.rwth-aachen.de/Thorsten.Ostermann/i_schritt.htm http://www.aerodesign.de/peter/2001/LRK350/index.html http://www.cncecke.de/ Metalle, Aluprofile http://www.kritec-gmbh.de/ http://aluminium.matter.org.uk/ http://www.hellopro.de/Aluminiumprofile-2007087-fr-1-feuille.html http://62.75.219.46/shop-metall.html http://www.kritec-gmbh.de/ http://www.boschrexroth.com/business_units/brl/de/produkte/mge/index.jsp http://www.lineartechnik-korb.com/ Schrauben, Normteile, Lager http://www.online-schrauben.de/ http://online-schraubenhandel.de/ http://www.halder.de/ http://www.ganter-griff.de/normelemente-fuer-die-gesamte-industrie,1 http://www.ekugellager.de/default.php http://www.froehlich-maschinenelemente.de/startseite.html http://www.roboternetz.de/phpBB2/portal.php http://www.fag.de/content.fag.de/de/ina_fag_products/index.jsp http://www.wuert.de/de/service/dino/dino.html http://www.alstertaler.de/norm.html http://www.item.info/de/produkte/mb_systembaukasten.html http://www.skf.com/portal/skf/home/products?maincatalogue=1&lang=de&newlink=1_3_3 CNC-Shop, Maschinenbauteile, Werkzeuge und Maschinen http://stores.shop.ebay.de/Markus-Mechatronics__W0QQ_armrsZ1 http://www.mechapro.de/pro-serie.html http://www.cnc-steuerung.com/ http://www.mobasi.com/ http://www.shop.robotikhardware.de/ http://www.easgmbh.de/ http://www.nc-step.de/step3d.html/ http://www.mechapro.de/ http://einfachcnc.de/ http://www.luedeke-elektronic.de/ http://www.hfb-gewindetechnik.de/index.php/Spielarm-Einstellbare-Fla/30/0/ http://www.maschinen-werkzeuge.com http://www.maedler.de/ http://www.stappenmotor.de/ http://www.vectric.com/ http://www.thk.de/ http://www.thecooltool.com/ http://de.nanotec.com/start.html http://www.modellbausieghard.de/ http://www.schreier-metall.de/ http://www.ringspann.ch/ http://www.rc-machines.de/ http://www.nadella.eu/ http://motionstep.de/start.php http://www.kami-maschinen.de/ http://www.team-haase.de/pages/2500_beschreibung.html http://webftp.isel.com/download/cad-modelle/DATEN/index.php?lang= http://www.bzt-cnc.com/index.php http://www.optimum-maschinen.de/ http://www.knuth.de/landing,1.html http://www.boschrexroth.com/country_units/europe/germany/de/products/index.jsp http://www.hahn-kolb.de/index.php?/de Software http://www.cnc-winckler.de/ http://www.machsupport.com/ http://www.grzsoftware.com/ http://www.cncplayer.de/ http://www.hoffmann-group.com/webcontent.omeco/folder_34.html%7C http://www.ptc.com/products/cocreate/ http://www.vectric.com/ http://www.vectorart3d.com/ http://www.traceparts.com/de/ http://www.filou.de/produkte-de/index.html Messmittel http://www.industrie-messmittel.de/ http://www.mw-import.de/ http://www.praezisionsmesstechnik.de/ http://www.praezisionsmesstechnik.de/mwgpt/abrichtlineal/g1/produkte.html http://www.messmittelonline.de/ Input http://maschbauer.net/projekte/cad/cad-3/linearantrieb/linearantrieb.htm http://www.skf.com/files/152254.pdf http://www.zeyz.de/tud/pt_wzm_maschinenkunde.pdf http://www.isf.de/archiv/tagungen/tagung_1997/tagung/weck.htm http://de.wikipedia.org/wiki/Werkzeugmaschine http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4lzlager http://www.imme2000.de/dokumente/FachspezifischerTeil/Pruefungsvorbereitung/Mai_2004/Radialwellendichtring_e.pdf http://www.maschinenbau.fh-wiesbaden.de/eLearning/modul080408/3_wlzlager_und_wlzfhrungen.html http://www.maschinenbau.fh-wiesbaden.de/eLearning/modul080408/331_festloslageranordnung.html http://www.tedata.com/2328.0.html http://diglib.ethz.ch/system/temporary/get_lag.ind25.de.htm
Ernesto schrieb am 2008-05-22:
Hallo Jens! Gefällt mir, was hier so entstanden ist. Mich interessierte auch, mit welcher Software Sie die Maschine konstruiert haben. Darf man das erfahren? Grüße von Ernesto
Dieter schrieb am 2006-03-20:
Schau mal bei www.cnc-steuerung.de rein, die haben heute die Preise für Kugelumlaufspindeln 16x5 auf 42€/m gesenkt. Könnte was für Deine Fräse sein. Ich konstruiere gerade auch und suche im Web nach Anregungen. Gruss Dieter
Hackyhorn schrieb am 2006-03-01:
Hallo Jens, bin schon ganz gespannt auf die Fortsetzung, ich bin gerade in der Planung meiner fräse J Mit freundlichen Grüßen har
Hackyhorn schrieb am 2006-03-01:
Hallo Jens, bin schon ganz gespannt auf die Fortsetzung, ich bin gerade in der Planung meiner fräse J Mit freundlichen Grüßen har
Peter schrieb am 2006-02-22:
Hallo,Jens Gehe ich richtig in der Annahme ,die TRON-CNC ist im prinzip ähnlich der Zoltar? nur eben Grösser und stabiler. Würde mich am Fortgang interressieren. MfG Peter
Stefan schrieb am 2006-02-28:
Hallo Jens, ein kleiner Tipp von mir: Bitte nehme keine freitragende Führungsstangen! Ich hatte mal eine kleine Fräse mit 2 14mm Stangen für die Y-Achse gebaut. Die Länge war etwa 500mm und die haben sich schon bei kleinen Kräften merklich verdreht! Nimm die Schlitten und Führungen von ISEL, sind am Ende auch nicht teurer und bieten mehr Stabilität, als die Stangen! MFG Stefan, und noch viel Spaß beim Bauen!

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