CNC Portalfräse im Eigenbau

Moin Moin,

hier möchte ich euch meinen Baubericht für eine CNC Portalfräse vorstellen. Auf der Suche eine einer konventionellen Fräse bin ich über mehrere Bauberichte gestolpert, die von den Kosten her wesentlich günstiger liegen als eine konventionelle fertige Fräse und genauso gut arbeiten. Also warum nicht selbst bauen ?

Bestandsaufnahme, was wird benötigt:

- Software (CAD und Steuerungssoftware)
- Steuerelektronik
- Schrittmotoren
- Spindeln und Lager
- Linearführungen
- Material für das Portal und die Läufter
- Fräser

Das teuerste wird wohl die Software und die Steuerelektronik sein dachte ich. Nach intensiver Suche bin ich auf eine Steuerungssoftware gestoßen, die folgende Daten hat

Technische Daten

- Steuerung für 4 Schrittmotoren (Option für 5. Achse vorbereitet)
- Relaisausgang zum Schalten eines Verbrauchers (z.B. Heizdraht oder Fräsmotor)
- Spulenstrom je Strang bis 2,5A
- Einstellbarer Konstantstrom zur Anpassung an Schrittmotoren von 0,2A bis 2A Spulenstrom
- Automatische Stromabsenkung bei Motorstillstand
- Betriebsspannung 12 bis 32V
- 1/1, 1/2, 1/4 und 1/8 Schritt über DIP Schalter einstellbar
- Anschluss an PC Parallelport oder Microcontroller über 25 poligen Stecker
- galvanische Trennung der Eingänge durch Optokoppler
- Anschluss von Endschaltern über 9 poligen Stecker
- Funktionskontrolle durch LED pro Kanal
- geeignet für Schrittmotoren mit Spulenwiderstand ab 1,6 Ohm
- Kompatibel mit Jedicut, Mach 2 und 3, CNC-Hotwire, EMC2, WinPC-NC, NC-FRS und weiterer Software

mit 3 passenden Schrittmotoren kostet das Paket 150€, die passende Steuerungssoftware gibt es auch kostenlos zum download.
Die Steuerungselektronik ist auch in vielen selbstgebauten Fräsen auf Youtube zu sehen. Also Bestellt, nun hoffe ich das die Sachen nächste Woche da sind

Als CAD Programm benutze ich Corel Draw, welches die benötigten Dateien bereitstellen kann.

Jetzt geht es erstmal an den Bau des Portals das eine Größe von 1000 mm x 500mm haben soll dazu werde die benötigten
Teile besorgt. Dann gehts weiter....

Gruß Florian

Hallo Florian,
Das Projekt hört sich schon mal gut an, ich werde mal in der ersten Reihe Platz nehmen und das ganze weiter verfolgen...

Hallo Florian,
also ich bin auch mächtig gespannt auf deinen Baubericht. Das hört sich wirklich gut an. Ich hätte nie gedacht, dass man doch relativ günstig eine CNC-Fräse selber bauen kann.

Moin Moin,

hier mal ein Link einer selbstgebauten CNC Portalfräse mit der Steuerelektronik und der Software.

Code:

http://www.youtube.com/watch?v=Vvr-Jrt57wY

Hallo Florian, danke für den Link. Da habe ich eine Seite gefunden

Code:

http://www.gocnc.de

Da gibt es fertige Fräsen ab DIN A4 ab 499 Euro.

Hallo Bernd,

danke für den Link, kenne ich schon. Allerdings sind die von den Maßen her zu klein.

Die Fräse wird diesen Arbeitsbereich haben:
X = 640mm
Y = 340mm
Z = 150mm

Die Steuerungselektronik ist von Letmathe

Code:

http://rc-letmathe.de

Als CNC Steuerungsprogramm kommt MACH3

Code:

http://www.cnc-winckler.de/Downloads/downloads.html

zum Einsatz, das in der freien Version 500 Zeilen G-Code verarbeitet, was für den Modellbaubereich völlig ausreicht. Als Alternative gibt es noch
BoCNC

Code:

http://www.bocncwww.de/

Gruß Florian

Danke für die Erklärung Florian,
ich bin da auch nicht so bewandert. Meine Erfahrungen mit CNC-Maschinen sind gute 15 Jahre her. Damals hatten wir eine CNC-Hochgeschwindigkeitsfräse, die noch über Windows NT gesteuert wurde, das Programm dazu kenne ich aber nicht. Ich habe auch nie selbst damit gearbeitet.

Mein lieber Schwan Ich bin dabei Florian!

Moin Moin,

hier nun das Material für den Bau der Fräse. Zum Einsatz kommen 22mm starke Tischlerplatten oder MDF, in meinem Fall Tischlerplatten, Aluminium und V2a Stahl.
Die Tischlerplattenprofile habe ich mir in einem Baumarkt zusägen lassen. Die Alu Profile sowie die V2a Spindeln sind ebenfalls aus dem Baumarkt.



Als erstes wird das Portal gebaut. Die Trägerplatte hat die Maße 1000 x 500 mm darauf wird an den beiden 1000mm kanten je 1 Profil mit den Maßen 956 x 100mm verschraubt.
Danach wird die Kante oben und unten auf 45 Grad abgewinkelt. Dort wird später das Aluprofil für den Läufer befestigt.








Jetzt wird der 45 Grad Winkel sauber geschliffen und das Aluprofil angepaßt. Das Aluprofil sollte möglichst ohne Spiel und plan aufliegen. Zur Not etwas nacharbeiten.
Auf diesem Aluprofil wird der spätere Läufer für die X Achse drauf laufen.



Das Aluprofil muß an beiden Enden eingepaßt werden, da auf der Stinseite, der Standfuß ist. Der gleichzeitig der Stopper für den X-Achsenläufer ist.



So sieht das Protal dann später aus.







Jetzt geht es an den Läufer für die X-Achse. Der Läufer wird auf insgesam 8 Kugellagern laufen. Bilder folgen

Gruß Florian

Hallo Florian,
der Start ist dir schon mal gelungen, ich bin gespannt wie es weitergeht

Sehr interessant Florian, ich werde dir weiter ueber die Schulter schauen

Hallo Florian,

mein nachbar baut die auch gerade.Er ist ein Panzerfreak.Ich schau Dir gerne weiter über die Schulter,da ich auch drüber nachdenke mir etwas zu bauen

Gruß
Martin

Hallo Florian,

soweit sieht es gut aus!

Bin mal gespannt ob sich das Holz mit der Zeit verzieht bzw. wie es auf die späteren Belastungen reagiert...

Hallo Florian,
ich bin grade am überlegen, 3d Scanner, Cad Programm, Fräse *grübel*

doc_raven1000 schrieb:i...Cad Programm, Fräse *grübel*

Hallo Dietmar,

ein einfaches CAD reicht dafür nicht aus. Du brauchst ein CAM, wo du zusätzliches Programmieren kannst

Wie z.B. Vorschub, Schnittgeschwindigkeit, Werkzeugdurchmesser...

Moin Moin,

also zum Fräsen reicht Corel Draw und BOCNC bzw Mach 2/3 aus.

Gruß Florian

hallo Tommy ich dachte auch eher..
ich scanne ein Modellteil ein,verbesser es dann im CAD und schicke das an die Fräse...

Babbedeckel-Tommy schrieb:Hallo Florian,

soweit sieht es gut aus!

Bin mal gespannt ob sich das Holz mit der Zeit verzieht bzw. wie es auf die späteren Belastungen reagiert...

Hallo Tommy,

ja darüber hab ich mir auch einen Kopf gemacht. Allerdings habe ich schon mit einigen Erbauern gesprochen, die das gleiche Material angewendet haben zum Bau und die arbeiten teilweise schon über 1 -2 Jahre mit so einer Fräse ohne Probleme.
Sollte es wiedererwartend doch zu Problemen führen, kann man das ganze ohne großen aufwand aus Aluminium aufbauen, reine Preisfrage.




Heute sind die Kugellager für die Läufer gekommen. Somit kann ich mit dem Bau fortfahren. Als erstes wird der Aluwinkel für die Kugellager abgemessen und zurechtgesägt. Danach die Bohrungen für die Achsen ausmessen und körnern.







Gruß Florian

Moin Moin,

die Läufer sind soweit zusammengesetz und montiert was eine ganz schöne justier- und fummelarbeit war.
Die Läufer fahren sehr genau und leichtgänig über das Portal, dank der Kugellager.

Gesamtansicht des Portals.


Läufer für die Y-Achse


Läufter für die Y-Achse mit Führung und Halter der Z-Achse


Unteres Teiles der Y-Achse


Hinterer Teil der Y-Achse mit Antriebswendel.


Es fehlt jetzt noch die Spindel für den Z-Antrieb. Angetrieben werden die 3 Achsen direkt über einen Schrittmotor, der über eine Kupplung aufgesetzt wird.
Die Läufer werden über eine Mutter die auf der Spindel läuft angetrieben und sind mit Schraubensicherungslack versiegelt und dient gleichzeitig als Sollbruchstelle.
Endlagenschalter für die 3 Achsen werden noch montiert.

Gruß Florian

Das sieht alles schon sehr robust aus Florian, ich bin wirklich gespannt wie es weiter geht!

Hallo Florian.

Also ich finde das Du es supergenau erklärst.Das finde ich toll.
Wie schon geschrieben,denke ich auch daran soetwas zu fertigen,weil ich einfach keinen Hersteller mehr finde,der mir die Räder so anfertigt wie ich die brauche.Wo ich die Räder sonst immer gekauft habe,der bekommt die nicht mehr.

Also schaue ich weiterhin sehr gespannt zu,

Gruß
Martin

Moin Moin,

heute ist das lang ersehnte Paket mit der Elektronik gekommen. Besteht aus Steuerplatine, 3 Schrittmotoren, 4 Endlagenschalter, Kabel, Sicherung und Anleitung.
Die Anleitung ist sehr detailiert ausgeführt und auch verständlich geschrieben. Zum Aufbau der Steuerung sind Kenntnisse aus der Elektrotechnik hilfreich aber nicht unbedingt erforderlich.Die Steuerkabel der Schrittmotoren sind zu verlängern.

Die Steuerung kann mit 12 V und 4 A Netzteil betrieben werden, Empfohlen wird aber ein 24 V Netzteil.







Hier noch der Halter für die Fräse.



Nun erstmal die Anleitung einverleiben

Gruß Florian

Moin Moin,

bis hier her hat das Projekt folgende Kosten verursacht

146 € für die Steuerung mit 3 Motoren
70 € für die Tischlerplatten
90 € für 22 Kugellager
11 € für Loc Tide
10 € für die Gewindestangen.
15 € für die Aluprofile
13 € für Schrauben und Muttern.
15 € für Linearführung

Macht zusammen 370 €

Bei den Kugellagern kann man auch günstigere nehmen, allerdings läuft die ganze Anlage darauf. Somit habe ich da auf Qualität und Staubschutz geachtet.

Gruß Florian

Hallo Florian,

kämst du da nicht mit Rollenlagern (oder Nadellagern) besser? Bei Stößen sind Kugellager nicht geeignet, da die mit der Zeit abflachen (da die ganze Last auf einem winzigen Punkt wirkt)

Hallo Tommy,

also die X und Y Achse liegt auf insgesamt 16 Kugellagern und laufen mit der gesamten Fläche auf dem Aluprofil.
Man könnte die Kugellager auch gegen Linearführungen austauschen, allerding sind die halt entsprechend teurer.

Gruß Florian