Meine CNC Fräse

[fonzarelli]

Hallo,

da das Thema CNC hier ja immer wieder auf Interesse stösst, möchte ich heute mal meine CNC Fräse vorstellen.
Vielleicht dient es ja dem einen oder anderen als Anregung.

Zuerst mal hat es sehr lange gedauert bis ich das Projekt wirklich durchgezogen habe.
Der Auslöser waren ein paar Linearführungen die in meiner Firma im Schrottcontainer gelandet sind. Die konnte ich da natürlich nicht liegen lassen
Danach habe ich über fast 2 Jahre hinweg immer mal wieder bei ebay oder aliexpress weitere Teile beschafft.
Dazu kam dann eine fertige Z-Achse von flohmarkt4u.de und dann ging es irgendwann los mit dem Bau.

Hier mal eine Auflistung der verwendeten Teile:

Schrittmotoren + Steuerungen: Set von aliexpress. Die 3-Achs Schrittmotorsteuerung hat zwar einen schlechten Ruf, ich hatte bislang aber keinerlei Probleme.
Führung X-Achse: 25mm Wellenführung vom Schrott
Führung Y-Achse: 30mm Führung von Star
Antriebsspindeln: Kugelumlaufspindeln 1605, im Koffer aus China mitgebracht. (Die Größe des Koffers bestimmte den Maximalverfahrweg der Fräse)
Konstruktion: 18mm Birkensperrholz, verbunden mit Quermutterbolzen und M6 Schrauben
Z-Achse: von flohmarkt4u.de Funktioniert gut, wird aber demnächst durch einen Eigenbau mit grösserem Verfahrweg ersetzt.
Fräsmotor: Kress 800
Steuerung: Arduino mit GRBL
CAD: Librecad
CAM: Estlcam
GRBL Ansteuerung: selbst programmiert

Wie man sieht ist die Konstruktion eigentlich ziemlich "windig", so eine Sperrholzkonstruktion darf man ernsthaften CNC Profis ja eigentlich fast nicht zeigen.
Allerdings bin ich mit der erreichbaren Präzision zufrieden.Nachgemessen habe sie zwar noch nie, liegt aber eindeutig über allem was ich händisch hinbekomme. Vermutlich klappt es so gut, weil die verwendeten Führungen ziemlich massiv dimensioniert sind und die Konstruktion von sich aus schon versteifen.
Ausserdem bin ich kein Maschinenfetischist: Lieber geh ich am Schluss einmal mit Schleifpapier über die Fräskante, als dass ich viel Zeit und noch mehr Geld in die absolute Präzision der Maschine stecke.
Ich muss allerdings dazu sagen, dass ich bislang nur Holz und Kunststoff gefräst habe.
Bei Metallen wäre wohl nicht viel zu erwarten, ausserdem will ich mir die Sauerei durch die dann erforderliche Flüssigkühlung ersparen.

Bisher hat die Fräse alles was ich für den Gitarrenbau benötigt habe einwandfrei hinbekommen (Schablonen, Inlays, Griffbrettschlitze) und auch sonst ist es einfach nett so ein Teil zu haben. Es finden sich immer Projekte für die man die Maschine einsetzen kann (z.B. Kinderspielzeug)

[Izou]

Na sieht doch gut aus. Die Holz-CNC Fräse die im Netz angeboten wird, ist auch mit Siebdruckplatten, oder Spanplatten aufgebaut, und die sind wirklich gut und damit lässt sich sehr gut arbeiten. Viel Spass damit, und mal ein zwei Erfarungsberichte über die Schrittmotoren wäre noch interessant. Hast du den Arduino Uno R3 verbaut? Den werde ich mit der Estlcam-Software dann einsetzen.

[Haddock]

Hallo,

sehr cool! Was hat Dich die Maschine schlussendlich über den Daumen gekostet?

Gruss
Urs

[fonzarelli]

Also ganz grob über den Daumen dürften es ohne den Kress Motor und Steuerungs-PC so ca. 650€ gewesen sein.
Mit Trapezgewindespindeln wär ich wahrscheinlich noch ein wenig günstiger weg gekommen, aber die wollte ich nicht.

Erfahrungsbericht über die Schrittmotoren?
Hmm, was soll ich sagen, sie laufen unauffällig. Nicht besonders leise, nicht besonders "elegant", aber sie verrichten ihre Arbeit.
Man liest ja öfter, dass z.B. eine TripleBeast Ansteuerung die Motoren besonders sanft laufen lässt. Dazu habe ich zwar keinen Vergleich, aber "sanft" klingt es bei mir nicht.
Lustigerweise kann ich am Klang der Motoren erkennen welche der drei Achsen sich gerade bewegt.
Ich hatte immer vor die Steuerung so lange zu verwenden bis sie in Rauch aufgeht um sie dann gegen was besseres zu ersetzen. Den "Gefallen" hat sie mir aber auch nach 1,5 Jahren nicht getan.

Und ja, es ist ein Arduino Uno R3, bzw. ein Klon davon. Den könnte man wohl auch direkt aus Estlcam ansteuern, wenn alle 3 Achsen das gleiche Umdrehungs/Vorschubverhältnis haben. Da sie das bei mir nicht haben, und es diese Funktion in estlcam beim Bau der Fräse auch noch nicht gab, verwende ich GRBL.

[Titan-Jan]

Schon geil!

[Izou]

Ich weiss was du meinst, mit Klang der Motoren. Bei mir hören die sich an, wie früher die Analogmodems. Klingt irgendwie süss... Was ich meinte, war, wie genau arbeiten die bei dir, konntest du Abweichungen feststellen, die durch die Motoren verursacht wurden?

[fonzarelli]

Nein, bislang gab es keine Probleme die ich auf die Motoren zurückführe. Ich hatte auch nicht dein Eindruck, als ob ich die Motoren besonders fordern würde, was dann evtl. zu Schrittverlusten führen würde.
Das grösste Problem bei mir ist eine gewisse Ungenauigkeit in Z Richtung:
Bei steifem Fräsmaterial passt alles, bei dünnem, flexiblen Material, welches sich den Unebenheiten des Tisches anpasst, wirds logischerweise nicht mehr so gut, was eine gleichmässige Tiefe angeht.

[Izou]

Wenn du vom Tisch sprichst, meinst du die Opferplatte oder? Die kriegst du relativ einfach gerade. Einfach mit dem Fräser die ganze Platte abfahren, und dabei ein paar Millimeter abnehmen. Hinterher ist die Platte schön gerade.

[fonzarelli]

Ja, klar, überfräsen könnte ich mal probieren. Das Problem hatte ich aber bisher nur einmal als ich eine Frontplatte gravieren wollte.
Und da muss es halt gaaanz exakt sein damit es gut aussieht. In meinem "Fräsalltag" fällt das aber nicht ins Gewicht.
Davon abgesehen wäre eine neue Opferplatte auch kein Luxus mehr, so wie die inzwischen aussieht....

[Isegrim]

Mal ein paar generellen Fragen zu den CNC Maschinen. Woher weiß die Maschine, wie das Werkstück aussieht, das sie bearbeiten soll? Muss ich das vorher am PC erstmal exakt als 3D Modell erstellen? Wie erkennt die Maschine, wo das Werkstück auf dem Tisch liegt? Wie viel Aufwand ist es, einen Griffbrettrohling dort hineinzulegen, ihn auf Stärke zu fräsen, einen 12-16" Radius und eine Fächerbundierung einzufräsen, wobei die Bunddrahtschlitze nicht bis ganz raus gehen, sodass die Enden des Bunddrahtes ausgeklingt weden können? Angenommen ich mache das nur einmal, beim nächsten Mal wähle ich wieder eine andere Mensur und andere Fächerung bzw. Wölbung, bin ich dann mit konventionellen Methoden schneller?

[Izou]

Mal ein paar generellen Fragen zu den CNC Maschinen. Woher weiß die Maschine, wie das Werkstück aussieht, das sie bearbeiten soll? Muss ich das vorher am PC erstmal exakt als 3D Modell erstellen? Wie erkennt die Maschine, wo das Werkstück auf dem Tisch liegt? Wie viel Aufwand ist es, einen Griffbrettrohling dort hineinzulegen, ihn auf Stärke zu fräsen, einen 12-16" Radius und eine Fächerbundierung einzufräsen, wobei die Bunddrahtschlitze nicht bis ganz raus gehen, sodass die Enden des Bunddrahtes ausgeklingt weden können? Angenommen ich mache das nur einmal, beim nächsten Mal wähle ich wieder eine andere Mensur und andere Fächerung bzw. Wölbung, bin ich dann mit konventionellen Methoden schneller?

Nun, das sind eigentlich Basisfragen, aber ich versuchs mal.

Zu der Frage bezüglich, Werkstück. Falls du das zu fräsende Teil meinst, ja das muss in einem Programm wie AutoCAD oder ähnlich erstellt werden. Anschliessend noch in Maschinencode gewandelt, und dem Computer für den Fräser übergeben werden (Mach 3 als Beispiel).
Zur Frage bezüglich woher weiss der Fräser wo das Teil liegt. Dafür gibt es die Möglichkeit mit der Fräse den Anfangspunkt für die Fräsung anzufahren, und dem Programm mitzuteilen, das er von hier beginnen sollte zu fräsen. Der Rest wurde vorher schon definiert. Also welcher Fräser zum Einsatz kommt, welche Grösse der hat, usw.
Zur Frage Griffbrett. Einfache Antwort, ja das geht, und wird auch viel gemacht. Einrichten ist die grösste Arbeit, dann geht das relativ einfach. Fräser muss sicher zwischendruch gewechselt werden, da man für die Bundschlitze sicher einen anderen Fräser als für den Radius verwendet. Bei einer anderen Mensur muss das natürlich wiederholt werden, da würde es dafür sprechen, pro Mensur ein Programm zu haben, mit dem man das jeweilige Griffbrett fräst. Mit der konventionellen Methode ist man beim ersten Mal sicher schneller, da das Programmieren, und einrichten der Maschine Zeit in Anspruch nimmt. Anschliessend ist das wie bei allem. Wenn man viele Teile herstellt, lohnt sich das, bei wenigen Teilen, oder für den Hobbyzweck, eher weniger.

[fonzarelli]

Genau, Du musst erstmal ein Modell in einer CAD Software erstellen, ob das unbedingt 3D sein muss hängt davon ab wie komplex das Modell ist. Ich habe bisher nur 2D gezeichnet, und z.B. beim Griffbrett dann den Radius mit dem Schleifblock gemacht. Das hat auch nicht wesentlich länger gedauert als wenn es die Maschine gemacht hätte und die Gefahr von Ausreissern ist auch geringer.
So ein 2D Griffbrett hab ich so in 15-30 Minuten gezeichnet, Maschine vorbereiten dauert dann vielleicht nochmal 20 Minuten.
In der Zeit wo die dann fräst kann ich was anderes machen. Ich würde nicht sagen, dass man mit der Fräse schneller ist, es ist einfach eine alternative Herangehensweise und ein praktisches Hilfsmittel.
Grundsätzlich finde ich die Fräse super bei allen Dingen wo es genauer zugehen sollte und ich mangels Fähigkeit/Geduld an Grenzen stosse. Und so Feinheiten wie nicht durchgehende Bundschlitze sind halt auch überhaupt kein Problem.