(Originalbeitrag vom 7. März 2013)
Da ja schon einige Anfragen kamen, woher die CNC Fräse aus den Videos stammt und ob es sich um einen Eigenbau handelt, hier mal ein paar Fakten zu dem Gerät.
Ja, es ist eine Eigenbaufräse, komplett selber entworfen und umgesetzt. Vorher gab es eine Version 0.1, mehr eine Art Prototyp, aber die wurde dann nachdem dort einige Erfahrungen gesammelt waren, durch die aktuelle Version ersetzt & ihrer letzten Verwendung zugeführt 😉
Die (Aus)Maße:
Der Tisch, gute 20kg schwer, misst 85cm x 60cm groß und ist vom Boden 14cm hoch. In den unzähligen Löchern in der Oberfläche sind von unten M4er Einschlagmuttern angebracht, mit denen die Werkstoffe auf der Oberseite dann flexibel gespannt werden können. Hier ein Bild aus der Bauphase, noch ohne die Muttern. Die Leisten sind mit unzähligen Spaxschrauben befestigt und auch wenn sich zwei Personen auf den Tisch stellen ist der Verzug nur minimal.
Die Längen über alles, also vom vordersten Motor bis zur letzten Schraube am Portal sind etwa 110cm x 80cm x 60cm und damit schon wirklich groß und vor allem unhandlich. Der Verfahrweg ist logischerweise geringer, da die Portale jeweils ihren Anschlag erreichen bevor der Fräser dort ist.
Maximal lassen sich Teile mit 75cm x 50cm x 10cm fräsen, dass ist gemessen an kommerziellen Produkten schon gut ganz in Sachen Preis/Leistung.
Gewicht:
“Was genau ist, muss stabil sein, und Stabilität wiegt schwer” trifft die Sache ziemlich gut. Das Multiplexholz mit seinen 25mm ist schon so schwer genug, aber dann kommt noch das “Schwermetall” in Form der Edelstahlführungen, der Trapezgewindestangen der Motoren sowie der unzähligen Schrauben dazu. So bringt es die CNC derzeit auf 55 unhandliche Kilos, die zum Glück schon länger nicht mehr bewegt werden mussten.
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Steuerung und Motoren:
Gesteuert wird die Fräse von dem eigens hierfür gebauten Werkstatt-PC, einem Pentium 4 Board und einem 17″ TFT Panel die ziemlich Custom-Made in einem Holz Gehäuse unterbracht wurden.
Die Kommunikation beziehungsweise die Ansteuerung der Motoren erfolgt über eine Schrittmotorkarte aus Fernost, die seinerzeit(2011) noch 60€ gekostet hat, mittlerweile deutlich günstiger ist, und über den Parallelport angeschlossen wird.
Die Motoren sind NEMA 17 Motoren, die aber im Zuge der Aufrüstung 2014 weichen werden, dazu unten mehr. Über Kupplungen treiben diese die Gewindestangen an, die wiederum die Portale in Bewegung setzen.
Fräsmotor:
Ist ein Proxxon FBS 12EF mit externem Netzteil. Drehzahl 2000-15.0000 Umdrehungen pro Minute, 100 Watt. Werkzeugaufnahme über Spannbacken.
Aufrüstung 2014
Sobald man etwas hat, ist man unzufrieden damit, das liegt wohl in der Natur der Dinge. Daher müssen die NEMA 17 Motoren (0,5NM Haltemoment, 250 Units/Min) deutlich stärkeren NEMA 23 Motoren (2 NM Haltemoment, 850 Units/Min) weichen, unter anderem auch deshalb, weil der Prototyp viel kleiner war. Dazu braucht es (wie könnte es anders sein) natürlich weitere Umbauten. Sämtliche Motorhalter müssen neu angefertigt , die Trapezgewinde abgedreht und die Kupplungen aufgebohrt werden. Dazu noch ein Schaltnetzteil, ein weiterer Lüfter für den 12 Regler auf der Schrittmotorkarte und und und. Das wird nach den Klausuren jetzt im März dann wohl die Größe Baustelle diesen Jahres 😀
In Folge dessen wird auch der Werkstatt-PC durch einen deutlich schnelleren Core2Duo Rechner ersetzt, um das Arbeiten etwas angenehmer zu machen. Der Rechner an sich ist schon einsatzbereit, ein passendes Customgehäuse fehlt noch, soll aber in Kürze folgen.
-> Tatsächlich habe ich die Nema 23er und den neuen Computer noch installiert, die restlichen Änderungen mit Ausnahme der Endschalter wurden gestrichen.
Absaugung:
(Holz)Staub nervt, verdreckt die Maschine und lagert sich wirklich überall ab. Aus einem alten Staubsauger wurde daher der Motor ausgebaut und mit Hilfe eines Eimers ein Zyklonabsauger gebastelt. Das ganze ist noch nicht komplett fertig, daher gibt es noch keine Bilder. In Kürze.
Hochfrequenzspindel:
Wunschtraum für 2014 ist eine selbstgebaute HFS, da man dort deutlich mehr Power auf die Fräse bekommt, und die höhere Drehzahl gerade bei Holz sehr von Vorteil ist. Im Prinzip ist das Ganze auch nur ein Brushlessmotor mit einer frisierten Welle und einer Spannbackenaufnahme, also noch im Rahmen des Machbaren.
Ein paar Endschalter und ein Tool zum Werkzeuglängen messen sich auch in Arbeit, es geht also voran 🙂
***Update 2016 – Baupläne und Stücklisten***
Wie die Zeit vergeht – die Fräse hat bald auch schon wieder vier Jahre auf dem Buckel. Aber auch sonst hat sich meine Einstellung zu der Gerät ein wenig geändert.
Alle geplanten Aufrüsten wurden ersatzlos verworfen.
An der Fräse wird nicht mehr investiert, die kann jetzt bis ans Ende ihrer Tage meine Gehäuse und Platinen fräsen, und das wars. “Wie kann man nur?!” werden jetzt bestimmt einige von euch sagen, vielleicht auch nicht ganz zu Unrecht. Aber, die Fakten sprechen nun einmal dagegen.
Der Fräsmotor ist mit seinen 100 Watt fürs intensive Holzschruppen zu schlapp, schon das zweite Spindellager der Proxxon hat kapituliert, der Kollektor ist gehörig eingelaufen und der Motor bringt kaum noch Leistung. Das dürfte maßgeblich an dem quälenden Volllast – Dauerbetrieb liegen, der gute 10 Ampere (!) in den nicht dafür ausgelegten Motor jagt. Spindel an, Knallgas, 15 Minuten Jaulen und ächtzen untermalen die Geräuschkulisse der Schrittmotoren bis der Job beendet ist.
Nebenbei ist die Treiberkarte der hinterletzte Müll, wie sich im Laufe der Zeit herausgestellt hat. Ohne Umbauten läuft sie gar nicht, mit Umbauten mehr schlecht als recht. In regelmäßigen Abständen sterben die verbauten Optokoppler an einer nicht näher untersuchten Ursache, Stillstand ist die Folge. Fehlerhafte Auslösungen, falsch herum laufende Motoren bis hin zu abgebrannten Treibern war alles dabei was man NICHT haben möchte. Auch der Strom für die Motoren ist trotz frisierter Widerstände zu hoch und lässt sie beinahe heißlaufen, was stundenlange Fräsarbeiten verhindert. Lässt sich aber nicht weiter verändern, liegt an der vom Chinamann vermurksten Treiberkarte.
Über die Krämpfe zwischen Computer, Windows XP, dem Parallelport und sonstigen lustigen Fehlsteuerungen der Software mal ganz zu schweigen, die regelmäßig geplante Bauteile versauen.
Baupläne und Stückliste
Ich werde regelmäßig danach gefragt, ob es einen Bauplan oder eine Stückliste gibt, um diese vermeintlich günstige Fräse nachzubauen. Zwei Sachen vorweg:
Es gibt keinen Bauplan;
Es gibt keine Stückliste.
Ich habe die Maschine nach den Bildern der Skechtupzeichnung gebaut, die weiter oben zu bewundern sind. Neben den geplanten Maßen für Führungen, Holzstärken und dem Motor gibt es aber etliche Abweichungen, die sich dann erst beim Bau herausgestellt haben, oder sich der Einfachheit halber ergeben haben. Die Zeichnung entspricht schon lange nicht mehr dem aktuellen Stand, von den Energieketten und deren Führungen ganz abgesehen.
Kosten
Ebenfalls viele Anfragen erreichen mich, die wissen wollen, was die Fräse kostet. So eine Maschine bekommt man nicht geschenkt, für einen Schüler oder Studenten ist das schon eine sehr ambitionierte und fragliche Investition. Die Kosten für den Bau lagen bei rund 1000€ plus minus – ich zähle die verbauten Schrauben jetzt aber nicht genau ab, kaufe Holz als Platte etc. Es mag sein, das man es etwas günstiger umsetzen kann, aber mehr wie 100-150€ Sparpotenzial sind nicht drin.
Wichtig: Neben den Kosten, die im Vergleich zu gekauften Modellen noch recht human erscheinen, braucht es viel viel Zeit um die Fräse zu bauen. Genauer gesagt, 250-300 Stunden. Ich habe auch nicht Buch geführt, wie viele Stunden, Tage und Wochen ich schon in der Fräse versenkt habe, aber das Zusammenschustern war der schnellste Teil der Übung. Dann müssen die Führungen parallel ausgerichtet werden, die Kugelumlaufspindeln/Trapezspindeln austariert und verklemmt werden, das Umkehrspiel minimiert etc. Es ist für eine Person schlichtweg eine riesen Herausforderung, das alles zu leisten. Sicher – es geht, meine ist ja auch fertig geworden. Ich will nur verhindern das haufenweise aufgegebene Fräsen in irgendwelche Hobbykellern verenden, weil dann doch die Zeit und Lust fehlten.
Wer einfach nur Bauteile produzieren will ist hier definitiv, 100% falsch. Der Weg ist das Ziel war die Maxime hinter diesem Projekt, alles andere wäre gelogen.
Wenn ihr also einfach nur gefräste Bauteile haben wollt, investiert das doppelte und kauft eine fertige. Die kommt mit Garantie, es liegt nicht an euch wie präzise das ist, und das Risiko ist dank Rückgaberecht sehr überschaubar. Wer richtig Bock hat, nachdem er diesen ganzen(!!!) Text gelesen hat, sich so eine Fräse von der ersten bis zu letzten Schraube selber zu bauen, darf sich gerne melden. Den Rest der Anfragen werde ich auf diesen Beitrag verweisen.