Portalfräsen: Limitationen einfacher Modelle in der Praxis

[Solidmanager]

Hi

fertig wird es soetwas natürlich nicht geben. Da eine Fräse grundlegend andere Anforderungen als eine Bestückungsmaschine hat, wird kein Hersteller die berücksichtigen können. Was Du machen kannst, ist eine normale Fräse mit einer Art Adapterplatte versehen, die dann einen Bestückungskopf trägt.

In Summe würde ich aber von so einer "Kombimaschine" abraten. Der Grund ist, die Dynamik, die Du Dir wie in den Videos erhoffst, wird im Einsatzfall einer Fräse recht teuer. Was heisst das genau?

Wenn die Fräse genau sein soll, muß sie stabil sein, also entweder recht massive z.B. Seitenwangen des Portals aus 20mm festem Alu oder entsprechend Stahl. Hiermit wird das Portal schwer und entsprechend Antriebsleistung wird benötigt. So, wenn Du jetzt von kleineren Platinen bis hin zu Holzteilen fräsen willst, wird sie - ich kenne jetzt Deine Holzteile nicht - vielleicht sogar recht groß werden. Also nehmen wir einma 1500x500mm an. Wenn Du nur ebene Teile bearbeiten willst, reichen Dir 150mm Durchlass. Dann eine Dynamik mit über 6m/min auch in der Bearbeitung darstellen - da sind vielleicht Cloosed Loop Systeme in der Grösse NEMA34 empfehlenswert.
So jetzt hast Du eine dynamische Fräse, die entsprechend genau ist - bis auf die Dynamik ist diese aber für die Anforderung einer Platinenbestückung völlig überdimensioniert. Hier reicht ein System - imho IGUS gleitgelagert - mit Spindeln (10er Steigung) und normalen Schrittmotoren und einem kleinen Durchlass in Z-Richtung

Vorschlag: Du schaust Dich nach einer Fräse - passend für Deine Abmessungen - am Markt um. Ich bin mittlerweile mit meiner Al-line so dermassen zufrieden, daß ich Dir diese nur wärmstens empfehlen kann. Die Bestückungsmaschine baust Du dann auf Deiner Fräse nach Deinen Idealvorstellungen .....

Grüsse

Gero

 

[markk]

...bis auf die Dynamik ist diese aber für die Anforderung einer Platinenbestückung völlig überdimensioniert. Hier reicht ein System - imho IGUS gleitgelagert - mit Spindeln (10er Steigung) und normalen Schrittmotoren und einem kleinen Durchlass in Z-Richtung...

Hallo Solidmanager

aber warum kann ein Gerät, das für einen Zweck "völlig überdimensioniert" ist, nicht doch für diesen Zweck benutzt werden?

Ich sehe natürlich die Fallgruben bei Abnutzung, Stromkosten etc. aber weil ich sie ja nur sporadisch für diesen Zweck nutzen würde, steht dem ja nix im Weg, oder?

(Im Gegenteil es reduziert die Gefahr von Standschäden, weil ich werde kaum jahrelang regelmässig was zum Fräsen haben... )

Gilt natürlich nur, solange sie keinen Schaden nimmt! Gibt es denn Hinweise, dass die sowas nicht aushalten würde?

Gruss,
Markus

 

[Solidmanager]

Hi

auf der einen Seite sprichst Du ein Limit im Budget an, willst dann aber die eierlegende Wollmilchsau. Klar kannst Du mit einer hochdynamischen Portalfräse Platinen bestücken, da hast aber sehr viel Aufwand (Geld) in ein Merkmal (die Schnelligkeit) einer aufwändigen Portalfräse gesteckt, dass Du an der Fräse gar nicht nutzen wirst. Wenn Du mit 2,5m/min Alu fräst bei 2mm Zustellung und einem 8 mm Fräser ist das ein guter Technlogiewert, mehr ist nicht sinnvoll da entweder da die Spindel schon am Anschlag ist oder die Schnittparameter nicht mehr stimmen. Die Fräse kann aber deutlich mehr und ist dann dafür viel zu teuer.
Wenn man die Bestückungsmaschine aus dem Video sieht, ist es eher eine "Hobbykonstruktion" die aber für das, was sie konzipiert ist, perfekt geeignet ist. Bitte halte Dir das Konstruktionsziel vor Augen. Bei einer Bestückungsmaschine will man schnell einen relativ leichten Bestückungskopf, der wenig Hub macht hin und her bewegen. Bei einer Portalfräse will man mit einer niedrigeren Geschwindigkeit einen deutlich schwereren Motor, der zu allem Überfluß auch noch übelste Schwingungen produzieren kann, hin, her und auch noch auf/ab bewegen.
Das mit den Stromkosten und der Abnutzung verstehe ich nicht, wenn Du eine Maschine hast, ja die verschleisst und ja sie braucht Strom.

Grüsse

Gero

 

[markk]

...auf der einen Seite sprichst Du ein Limit im Budget an, willst dann aber die eierlegende Wollmilchsau. Klar kannst Du mit einer hochdynamischen Portalfräse Platinen bestücken, da hast aber sehr viel Aufwand (Geld) in ein Merkmal (die Schnelligkeit) einer aufwändigen Portalfräse gesteckt, dass Du an der Fräse gar nicht nutzen wirst. Wenn Du mit 2,5m/min Alu fräst bei 2mm Zustellung und einem 8 mm Fräser ist das ein guter Technlogiewert, mehr ist nicht sinnvoll da entweder da die Spindel schon am Anschlag ist oder die Schnittparameter nicht mehr stimmen. Die Fräse kann aber deutlich mehr und ist dann dafür viel zu teuer.

Hallo Gero

ich gebe dir Recht, dass ich bereit bin mehr in eine Fräse zu investieren, weil sie das PnP Problem besser mitlöst. Aber so viel ich verstanden habe, ist das Merkmal der besseren Verfahrgeschwindigkeit ziemlich 1:1 gekoppelt mit sonstigen/generischen Qualitätsmerkmalen einer Maschine, die auch beim Fräsen wirksam sind und die Möglichkeiten erweitern. Anders gesagt: wenn man anspruchsvollere Materialien mit grösserem Fräser, mehr Verfahrgeschwindigkeit und mehr Zustellung also einfach schneller und dennoch präzis bearbeiten will, braucht man stärkere Motoren und stärkere, reibungsarmere Linearführungen. Die gute maximale Verfahrgeschwindigkeit kannst du dann auch als "Neben-" um nicht zu sagen "Abfallprodukt" betrachten. Im übrigen wird auch ein Fräsjob mit vielen weit verteilten Bearbeitungspunkten von einem schnelleren Eilgang profitieren, selbst wenn das Material nur moderate Vorschübe erlaubt. Meine Überlegung ist halt, dass ich von diesen Vorteilen in Zukunft auch beim Fräsen profitieren kann und einfach ganz generell eine bessere Fräse habe.

Aber du bist nicht der einzige, der solche Bedenken hat . Nachdem sich KarlG hier im Forum gemeldet hatte, entwickelte sich ein zweiter Thread in seinem Forum, wo ähnliche Kritik diskutiert wurde. Mittlerweile hat Karl sogar ganz konkret mit seiner Fräse PnP-Testfahrten gemacht. Sieh selbst...
Alles weitere dort>>

Gruss,
Markus

 

[Bartfraze]

Das ganze potenziert sich. Ein gute Maschine hat nicht nur gute Führungen und Spindeln ect. sie braucht auch Stabilität und Schwingungsdämpfung. Das kommt zu einem großen Teil auch über das Gewicht. Willst du viel Gewicht schnell bewegen brauchst du wieder mehr Stabilität und mehr Dämpfung. Das unter einen Hut zu bringen kostet Geld. Geschwindigkeit steht auch im Widerspruch mit Genauigkeit, diesen Widerspruch zu beseitigen kostet Geld. Eine Endlosschleife und unser Hobbybereich ist aber endlich. Mit Hobbymaschinen bist du also wohl eher beim langsamen bestücken, wirklich schnell wird das auch nicht. Zum Bestücken reicht eine Drucker Mechanik, die ist leicht und schnell.
Und ja, uns ist allen klar das du nicht 1000 Platinen am Tag bestücken willst.

 

[rkie]

Nun Du kannst Spindeln in Topqualität bei hiesigen Firmen anfragen und dir die Datenblätter mit den Maximalwerten dazu geben lassen. Genauso kannst Du Servomotoren anstatt Schrittmotoren einsetzen und die schnellsten aussuchen. Da lässt sich das Limit sicher noch erhöhen.

Gruß
Rudi

 

[markk]

Hallo zusammen

Karl hat das auf seiner Karla ausprobiert. In echt:

Vorschub 10m/Min & 1000er Rampe dauert 1:04 Min - also ca. 6s pro Bauteil. Kaum Unterschiede zw. 800er, 1000er oder 1500er Rampen. Auch keine merklichen Erschütterungen. Bei 500er Rampe dauert es dann ca. 4 Sekunden länger.

http://cncwerk.de/forum/viewtopic.php?f=2&t=387&start=10#p19509

Er hat ein Video gemacht:
http://cncwerk.de/forum/viewtopic.php?f=2&t=387&start=10#p19512

Er hat eine molligere Variante der Karla durchgerechnet:

Ergibt effektiv einen Verfahrbereich von 505X zu 455Y mit 4,3kg mehr Portalmasse und einer Leistungsfähigkeit ähnlich der "normalen" Maschine.
Z-Achse kann bleiben. Im praktischen Betrieb wird man bei der Dynamik nix merken.

http://cncwerk.de/forum/viewtopic.php?f=2&t=387&start=10#p19508

Er hat die Dauer und Abnutzung durchgerechnet:

Jetzt noch ein paar Überlegungen zu Dauer und "Verschleiss". ... Mal angenommen, man platziert 500 Bauteile pro Platine. Reine Fahrtzeit bei 10m/Min ca. 3000s = 50 Minuten. ...
Das 365 Tage im Jahr sind 912,5 km bzw. nach 10 Jahren Dauerbetrieb 9125km - Verteilt auf 2 Achsen. Rechnen wir mal 80% auf X und nur 20% auf Y, dann hat X in 10 Jahren (nahezu) Dauerbetrieb 7300km zurückgelegt und kommt damit in die Nähe des LD99 der Führungen bei 200N Last. Wohlgemerkt: Das sind mit 4kN vorgespannte Führungswagen, die man für sowas natürlich nicht einsetzt. Im Grunde nur Leerfahrten und der LD99 der KUS ist noch weit entfernt. Realistisch hat man (bei regelmäßiger Wartung) ungefähr 40 Jahre zu tun, auch nur in die Nähe einer erhöhten Verschleiss-/Ausfallwahrscheinlichkeit zu kommen.

http://cncwerk.de/forum/viewtopic.php?f=2&t=387&start=20#p19516

Die Karla als "überdimensioniert" zu bezeichnen, scheint mir auch nicht so ganz plausibel.

Völlig daneben scheint mein Vorhaben irgendwie nicht zu liegen.

Gruss,
Markus

 

[rkie]

Sorotec meint 20m/min für die Compact Line mit Closed Loop (Hybrid) seien machbar,

Wiso sollen jetzt 10m/min auf einmal wieder ausreichend sein? Sorotec war bei 20. Deine Dreiecks-Geschwindigkeitsberechnung ist falsch. Die Maschine ist ja schnell auf Höchstgeschwindigkeit. Das Geschwindigkeitsprofil ist Trapezförmig und wird nur bei ganz kurzen Strecken zum Dreieck.

Rudi

 

[markk]

Wiso sollen jetzt 10m/min auf einmal wieder ausreichend sein? Sorotec war bei 20. Deine Dreiecks-Geschwindigkeitsberechnung ist falsch. Die Maschine ist ja schnell auf Höchstgeschwindigkeit. Das Geschwindigkeitsprofil ist Trapezförmig und wird nur bei ganz kurzen Strecken zum Dreieck.

Hallo Rudi

kennst du das Prinzip der konservativen Annahme?

Meine Dreiecksberechnung war so eine. Ich wusste, aus Videos, dass die Maschinen auf 300mm/2 sicher ihre Maxgeschwindigkeit erreichen, aber ich wusste nicht, wie schnell. Trapez ist ja schneller als Dreieck, also wird das Ergebnis in der Realität günstiger. Das wiederum lockert die Anforderung an eine absolute Maxgeschwindigkeit entsprechend. Wenn du meinen Post übrigens genau liest, siehst du, dass ich keinesfalls gesagt habe, nur die 20m/min seien genug. Ich habe einzig die Stepcraft ausgeschieden.

Ich sag's mal so: Stepcraft ist No-Go, aber mit den anderen Geschwindigkeiten könnte ich leben. Zwei Stunden für eine grosse Platine (oder zwei kleine) wäre OK.

Die 10m/min sind ja das, was Karl aus dem Stand hingebracht hat. Zwar schon mit Closed Loop aber mit 5mm X-Spindelsteigung und Parallelport. Er hat ja schon darüber philosophiert, dass da mehr drin liegt mit 10mm Steigung und schnellerer Ansteuerung. Er bestätigt mit seinen Realmessungen, dass 500 Teile in 50 Minuten zu schaffen sind. Meine konservativen Annahmen ergeben dasselbe für 12m/min. Die Praxis bestätigt also meine Theorie und zwar mit Reserve. Genau das ist der Sinn der konservativen Annahme.

Ein neuer Post von Karl legt wegen der eben doch komplexen Breitenanpassung der Karla nahe, dass dann wohl doch eine Sorotec Compact-Line günstiger käme. Diese hat schon mal 10mm Steigung auf X (was bei Sorotec aber Y heisst).

Gruss,
Markus

 

[Coax]

Bei dem Preis sind doch auch Glasmaßstab und Servomotoren im Budget

 

[rkie]

Hallo Rudi

kennst du das Prinzip der konservativen Annahme?

ja kenn ich, war aber arg konservativ.
Aber egal. Ich würde einfach eine Spindel mit 10mm Steigung nehmen und bei der Steuerung auf eine hohe Ausgabefrequenz achten. Schneller und genauer als von Hand geht es auf jeden Fall.

Gruß
Rudi