Mini-DIY-Fräse: Maus

Kapitel 1 abgeschlossen

Kapitel 1 abgeschlossen

So, der erste Teil vom Aufbau der kleinen "Maus" ist abgeschlossen: die Mechanik ist fertig aufgebaut und alles bewegt sich mal so, wie es sollte. Der Einbau der Steuerung muss noch etwas warten, da in den nächsten Wochen wichtigere Dinge als das Hobby anstehen. Eine Kleinigkeit werde ich bei den Frästeilen für den Tisch noch ändern und dann gebe ich die CAD-Dateien und eine Einkaufsliste für interessierte Nachbauer frei. Sollte morgen oder übermorgen soweit sein.

Zum Abschluss von Kapitel 1 noch zwei Bilder der #001 auf dem Stein des Anstoßes:




Liebe Grüße,
Mario

Hallo Mario
Gratuliere zum Abschluss von Kapitel 1!
Echt cool geworden deine MAUS. Respect!
Ich bin schon gespannt auf die nächsten Kapitel.

Danke für's teilen!

Gruss
Martin

PS: meine Dicke ist noch in Arbeit z.Z. am Schaltschrankbau bzw. ausrüsten

Hallo Leute,

Ich bin nun endlich dazu gekommen, die CAD-Daten und die Einkaufsliste für eine Veröffentlichung aufzubereiten. Ich stelle die Daten unter folgendem Dropbox-Link zum Download bereit:
https://www.dropbox.com/sh/agmv0oh7zmcvi82/AADd9dyDG-MutQEa0vvhpDpFa?dl=0

Ihr findet darauf folgende Dateien:

a) CNC Fräse MAUS
Das ist ein sehr großes Rhino5-File. Hier ist die ganze "Maus" aus 13mm HPL-Platten drinnen. Ich denke, es könnte beim Aufbau hin und wieder ganz nützlich sein, das eine oder andere Detail dort zu betrachten. Ich weise darauf hin, dass ich hier auch auf fertige CAD-Daten aus GrabCad, Hiwin und Item24 zurückgegriffen habe.

b) Frästeile_10-15mm_HPL_Konturen
Darin sind die die HPL-Teile vorhanden. Die Daten sind soweit angepasst, dass Platten zwischen 10-15mm Stärke verwendet werden können. Die Dicke der verwendeten Platten ist im Grunde aber nur für ein paar Schraubenlängen und die oberste Platte (wo der Schrittmotor sitzt) der Z-Achse relevant. Ich habe nun auch die Stirnplatten und die Portalwangen um 10mm nach unten verlängert. Bei meiner Maus muss muss ich für die Befestigung des Schrittmotors der X-Achse Senkkopfschrauben verwenden. Dies soll nun verhindert werden. Allerdings muss das Festlager der X-Achse nun um 10mm unterfüttert werden. Ich persönlich würde dazu einfach ein 10mm dickes Alu-Distanzstück verwenden. Es bietet sich aber auch an, eine etwas größere Aluplatte zu verwenden. Darauf kann das Festlager verschraubt werden. Die Aluplatte könnte dann in weitere Folge mit Nutensteinen am Aluprofil befestigt werden.
Diese Daten stelle ich als Rhino5-File, DXF und IGES zur Verfügung.

c) Frästeile_20mm_Alu
Das ist einerseits das notwendige Distanzstück zwischen unterem Führungswagen der Y-Achse und der Kreuzplatte und andererseits die Verstärkung/Befestigung für die Frässpindelplatte. Nur damit keine Verwirrung aufkommt: Ich habe letzteres Aluteil aus 15mm starkem Alu fräsen lassen. Es hat sich aber gezeigt, dass 20mm besser passen.
Diese Daten stelle ich als Rhino5-File, DXF und IGES zur Verfügung.

d) Stückliste
Darin findet ihr eine Stückliste für die Aluprofile, China-Teile und Schrauben. Ich habe zwar bei den Stückzahlen der Schrauben, Beilagen und Muttern große Sorgfalt walten lassen, aber ich empfehle trotzdem, die eine oder andere Schraube mehr zu bestellen. Es nervt nichts mehr, als wenn der Aufbau wegen einer fehlenden Schraube steht. Die Schraubenlängen sind auf die Verwendung von 13mm dicken Platten ausgelegt. Werden andere Plattenstärken verwendet, müssen manche Schrauben in der Länge angepasst werden. Dies bitte beachten!
Dieses File existiert als Excel- und PDF-Datei.

e) Skizze KUS 1605
Das ist die Skizze für die verwendeten Kugelumlaufspindeln. Diese Skizze unterscheidet sich von jener weiter vorne in diesem Thread und somit auch etwas von meiner Bestellung. Wenn die KUS so bestellt werden, ist eine Nutzung von Plattenstärken von 10-15mm möglich.
Das ist eine JPG-Datei

Was die zu erwartenden Kosten angeht, kann ich folgende Richtwerte aus meinen Bestellungen nennen:
- Aluprofile, Winkel. Nutensteine inkl. Versand: ~170€
- China-Teile inkl. Versand und Zoll: ~340€
- Schrauben, Muttern,...: ~50€ (schwer genau zu sagen, da ich viel mehr Schrauben bestellt habe als benötigt und auch falsche dabei waren. Aber der Bereich kommt schon hin)
- HPL-Platten: hatte ich noch liegen. Meine Online-Recherchen ergaben aber, dass man mit 50-60€ zzgl. Versand dabei sein sollte
- Alu-Teile: ich habe sie mir um 70€ aus AW5083 fräsen lassen. das ist aber nicht wirklich notwendig: einfach passende Zuschnitte um kleines Geld besorgen und die Löcher mit einer Ständerbohrmaschine bohren. Die entsprechenden Bohrungen in den HPL-Teilen haben etwas Übermaß, sodass kleine Ungenauigkeiten ausgeglichen werden können.

Abschließend weise ich noch ausdrücklich darauf hin, dass meine "Maus" noch keinen Fräsjob gemacht hat, da ich erst die Elektronik/Steuerung kaufen und aufbauen muss. Ich kann deshalb nicht garantieren, dass das Teil auch tatsächlich so tut, wie es soll. Da ich aber momentan andere Baustellen habe(n werde) und ich schon verschiedene Anfragen erhalten habe, gebe ich die CAD-Daten dennoch frei. Am Akkuschrauber läuft sie ja

Liebe Grüße,
Mario

Kapitel 2 - Steuerung

Kapitel 2 - Steuerung

Hallo,

So, ab jetzt geht es bei mir mit der Steuerung weiter. Dazu möchte ich vorab sagen, dass viele Wege nach Rom führen und mir deshalb die Entscheidung alles andere als leicht gefallen ist. Im Grunde musste ich mir mal darüber im Klaren werden, ob ich klassische Stepper, ein Closed-Loop-System oder Servos verwenden möchte. Nach langem Hin und Her habe ich mich für die klassischen Stepper entschieden. Im Endeffekt sind sie doch noch etwas günstiger als CL oder Servos und irgendwie passt das besser zum Konzept der Maus.

Interface / Breakout-Board
Da wir auf der großen P3 das Langenfeld-Parallel-Interface verwenden und mir das recht gut gefällt, werde ich mir dieses auch für die MAUS zulegen.

Endstufen / Motortreiber
Bei den Endstufen habe ich mich für die Leadshine DM856 entschieden. Auf diese bin ich durch diesen Thread im CNC-Werk gestoßen, wo ein Mitglied sich solche über Ali bestellt hat. Es scheint sich dabei um originale Leadshine-Endstufen zu handeln. Ich habe soeben auch dort bestellt und hoffe, dass die Teile in den nächsten 2-3Wochen eintreffen werden.

Referenz- / Endschalter
Ich habe bei meiner MAUS bereits Bohrungen für induktive Schalter mit M12-Gewinde vorbereitet. Bei der Auswahl der Schalter sollte man wegen der Genauigkeit auf einen möglichst kleinen Schaltabstand achten. Ich habe hier NPN-Schalter mit 2mm Schaltabstand gefunden und bereits bestellt. Diese Schalter sollten bis zu 36V vertragen. Würden sich also auch für eine 36V-Antriebsvariante anbieten...

Schrittmotoren
Bei der Auswahl der Schrittmotoren bin ich noch unschlüssig. An der KARLA werden offenbar recht häufig 1.9Nm Stepper auf allen drei Achsen zur großen Zufriedenheit verwendet. KarlG hat auch mal -ich finde den Thread leider nicht mehr- dafür diese Stepper von Langenfeld empfohlen. Meine MAUS ist aber definitiv schwächer und leichter ausgelegt als die Karla. Deshalb sollten diese oder vergleichbare Stepper auch mehr als ausreichend für meine Fräse sein... Ich frage mich, ob auf meiner Z-Achse nicht vielleicht sogar ein kleinerer Stepper wie dieser hier mit 1Nm besser geeignet wäre? Der Preisunterschied wäre mir wurscht, aber sollte der kleinere Stepper vielleicht etwas dynamischer sein??? Meine Z-Achse mit der angedachten Kress/AMB Oberfräse hat vielleicht 3kg-3.5kg...
Für Meinungen/Vorschläge dazu wäre ich dankbar! (Hinweis: alle KUS haben eine 5er Steigung)

Netzteil
Die Wahl des Netzteils bzw. der Netzteile hängt in letzter Instanz mit den gewählten Steppern zusammen. Ich möchte zumindest 48Volt (oder mehr) für die Stepper verwenden. Ein zweites kleines Netzteil mit 24V oder 36V werde ich für meine Endschalter und dann auch gleich für´s BoB benötigen. Dafür werde ich ziemlich sicher auf dieses Hutschienennetzteil zurückgreifen.

Liebe Grüße,
Mario

Ich hab´s oben vergessen, aber folgende Schrittmotoren könnte ich mir auch vorstellen:

Für X- und Y-Achse: 23HS33-4008D mit 2.83Nm
Für Z-Achse: 23HS22-2804D mit 1.26Nm

Diese Motoren hätten recht geringe Spulenwiderstände und induktive Werte. Diese Daten sind mir von den Langenfeld-Motoren leider nicht bekannt.

Gut, ich habe mich nun für die Schrittmotoren von OMC aufgrund der bekannten Daten entschieden. Jetzt stellt sich mir die Frage, welches Netzteil passen könnte? Wie bereits erwähnt möchte ich zumindest 48V verwenden. Aber nachdem die Endstufen deutlich mehr vertragen, warum nicht auf beispielsweise 60V gehen? Spricht da etwas dagegen?

In meiner engeren Auswahl stehen nun folgende Netzteile in dieser Reihenfolge:
HengFu 60Volt 5.3A
Meanwell 48V 6.7A
MiWi 48V 8.3A

Ich hätte gerne die 60Volt, bin aber nicht sicher, ob 5.3A ausreichen. Die 8.3A vom MiWi dürften genügen, wären aber wiederum nur 48Volt. Das Meanwell-Netzteil könnte man offenbar bis 56V hochdrehen und die 6.7A dürften für meine drei Antriebe auch genügen... So gesehen wäre das Meanwell wohl die "goldene Mitte"?

Tja, wer die Wahl hat...

Liebe Grüße, Mario

Ich würde jetzt mal frech sagen, bei den Miniverfahrwegen wirst du nie in die Gelegenheit kommen, deine Stepper an der Grenze ihrere Drehzahl/Drehmomentkurve zu betreiben, auch nicht bei 48V.

Gruß Sven

Stimmt! Ich rechne im normalen Fräsbetrieb (beim Schlichten von Formen) maximal 400-500U/min; das wären so etwa 30-35mm/sek...
Mir ging´s jetzt eigentlich auch eher um die Stromstärke, die das Netzteil liefern können muss. Das kann ich nicht so wirklich abschätzen. Mein Bauchgefühl sagt mir, dass das Meanwell mit seinen 6.7A jedenfalls ausreichen sollte...

Naja....das ganze ist doch recht einfach zu errechnen, oder!?!.

Deine Stepper haben einen maximalen Strom, den sie vertragen können, im Stillstand, rein ohmsche Last. Der wird ja immer angegeben.

Deine Stufen, wenn der Ausgangsstrom nicht einstellbar ist, geben im Stillstand auch immer den Strom raus, der angegeben ist. ( Stromabsenkung nicht aktiv)

Und was raus geht muss auch rein plus Verluste.

Deine Motoren brauchen im Betrieb nur ein Bruchteil davon, dass ist ja klar.

Mir persönlich sind deine Stepper eh gnadenlos überdimensioniert...
Und eigentlich kommt der kräftigere Stepper immer auf die Z Achse, denn der Rest kommt mit viel weniger Drehmoment aus...

Danke! Dann sollte das also passen...

Zu den Steppern: Ja, dass die 2.83Nm nicht zu wenig sind, ist mir bewusst. Ich hab mich da von den anderen Werten verleiten lassen... Hast du nen konkreten Stepper-Vorschlag?

Die sind schon ok, aber eben den Fetten auf Z, die schwächeren auf X und Y.

Ah ok, danke!
Abbrechen kann ich meine Bestellung nicht mehr, hab grad nachgesehen. Aber ich werde noch einen zweiten, kleineren nachbestellen...

schrittmotor

schrittmotor

vanquish schrieb:

Ah ok, danke!
Abbrechen kann ich meine Bestellung nicht mehr, hab grad nachgesehen. Aber ich werde noch einen zweiten, kleineren nachbestellen...

Zum Vergrößern anklicken....

Begrüße
ich würde diese nehmen habe in meiner solitis cnc
und mein nachfolger meiner kim pro hat sie auch im einsatz
https://www.rc-letmathe.de/Schrittm...strom-280Ncm?source=2&refertype=1&referid=174

das währe eine gute lösung
viele grüße aus feldbach
helmut

Danke für den Hinweis, Helmut. Ich bleibe nun bei meiner Auswahl, werde aber noch auf anraten von Sven einen zweiten kleinen nachbestellen...

Liebe Grüße,
Mario

So, langsam trudeln meine Teile für die Steuerung ein... Angekommen sind bis jetzt das Interface inkl. diverser Kabel, die Schrittmotoren, Kupplungen und die induktiven Näherungsschalter:






Die Endstufen wurden vom Anbieter sehr rasch abgeschickt, sind aber noch unterwegs, ebenso wie die Energieketten und Ölflex-Kabel.
Als nächstes werde ich Netzteil, Stecker, Kleinteile... ordern. Dazu habe ich mich etwas im CAD gespielt und mir überlegt, wie ich alles anordnen könnte. Da gibt´s natürlich viele Möglichkeit, ich werd´s aber wohl so machen, wie in den folgenden Screenshots. Ich möchte mir auch eine kleine Box bauen, welche dann quasi zur Maschine dazugehört. So sollte es recht einfach möglich sein, die Maschine ohne großen Aufwand und Kabelsalat von der Steuerung zu trennen und zu Wartungszwecken auch mal aus der Werkstatt tragen zu können. Muss so nicht unbedingt sein und ein direkter Anschluss ohne Stecker ist sicher besser, ich will mir das Leben aber einfach etwas erleichtern




Ich plane diese Stecker (Lumberg SGR 50) und diese Buchsen (Lumberg LV 50) für die Schrittmotoren zu verwenden. Ich benötige pro Achse eine Stecker/Buchsen-Kombo. Die vierte Stecker/Buchsen-Kombo im CAD ist vorerst ein Platzhalter. Da muss ich noch was passendes für die Kress-Frässpindel suchen.
Die Referenzschalter werden mittels so einem 25poligem SubD-Stecker an die Steuerung angebunden.

Und so ähnlich sollte das am Ende dann aussehen. (Hinweis: Die Anzahl der Kabel im CAD ist nicht korrekt. Mir geht´s aber nur mal darum zu sehen, wie das so funktionieren könnte...)


Liebe Grüße,
Mario

Kurze Ergänzung zu oben: Für die Kress-Frässpindel werde ich einen einfachen Kaltgeräte-Einbaustecker verwenden:

Nun sind alle notwendigen Teile eingetroffen und die Steuerung kann somit aufgebaut werden. Vielleicht geht sich das noch im Juni aus; ich bin leider anderweitig zur Zeit etwas verplant.






LG, Mario

Gibt es schon was neues ?

Gibt es schon was neues ?

Hallo Mario,

lange nix mehr gehört von dir und deiner Mini-DIY-Fräse.
Wie läuft sie denn so ?

Zufrieden mit deiner Wahl bezüglich gewählter Spindel, Lineartechnik und Kugelumlaufspindeln ?

Gruss
Ralf

Hallo,

Leider liegen die Teile für die Steuerung noch alle bei mir so herum, wie sie gekommen sind. In den letzten Wochen war großes Reitturnier der Frau, Hochzeit, Flitterwochen, Umzug vom Pferd, runder Geburtstag von meinem Dad, Hauskauf und Arbeiten rund ums Haus angesagt. Da mussten andere Projekte wie eben die Steuerung doch etwas zurückstecken. Aktuell richte ich gerade die provisorische Werkstatt im neuen Haus ein und dann kanns hier wieder weitergehen. Bevor wir mit dem Umbau/Zubau beim Haus beginnen, sollte die kleine Fräse jedenfalls laufen Ich werde jedenfalls berichten. Ich werde jedenfalls berichten. Ich werde jedenfalls berichten. Ich werde jedenfalls berichten.

Liebe Grüße,
Mario

So, nach etwas längerer Pause ging´s die letzten Tage bei der kleinen MAUS wieder etwas weiter. Ein Kollege hat mir den Schaltschrank zum großen Teil aufgebaut. Vielen Dank, Markus!




Für mich bleibt nun noch, die Verkabelung der Endstufen, Referenzschalter, Kress-Spindel und eventuell der Absaugung sowie die Montage der Schleppketten und die gesamte Verkabelung an der Mechanik selbst zu machen. Damit habe ich am Wochenende begonnen. Für den Anschluss der Endstufen ans BoB habe ich gleich passende Flachbandkabel und Adapter von Langenfeld mitbestellt:




Für das geplante "Zwischengehäuse" habe ich die beiden Deckel gefräst und das Gehäuse zusammengeschraubt. Die Verkabelung folgt etwas später:






An der Mechanik konnten die Schrittmotoren montiert und zumindest die Z-Achse schon verkabelt werden. Für X- und Y-Achse muss ich mir noch zwei kleine Abzweigdosen beim Baumarkt besorgen. Die beiden Referenzschalter für Y- und Z-Achse sind ebenfalls schon montiert und verkabelt:










Gleichzeitig wurde ein alter Aldi-PC mit WinXP aufgesetzt, entsprechend konfiguriert und Mach3 installiert.

Liebe Grüße,
Mario