CNC-Fräse im Selbstbau

[TripleFan]

So aus dem Bauch heraus würde ich mich eher an die Tabelle auf dem Treiber halten.
Prinzipiell kann nicht viel passieren, wenn die Treiber- und die Softwarekonfiguration nicht übereinstimmen. Die Achse macht dann halt um einen gewissen Faktor zuviel oder zuwenig Strecke. Im schlimmsten Fall ist dann halt experimentieren angesagt, bis man die passende Konfiguration gefunden hat.
Ggf. würde die Achse sich nicht bewegen, weil die gewählten Beschleunigungs- und Geschwindigkeitswerte nicht zu den falsch eingestellten Microsteps passen.

[Titan-Jan]

Ok, danke.

Gibt es irgendwo Empfehlungen, wie man festlegt, wie viele Schritte/Umdrehung sinnvoll sind? Wovon hängt das denn ab?
Klar, je mehr Schritte, desto genauer. Aber gibt es sonst noch Rahmenbedingungen?

Ich probiere gerade etwas rum aber teilweise klingen die Schrittmotoren dann so ungesund...

[TripleFan]

Ich hab bei mir für den Riementrieb mal 2000 Microsteps gewählt. Das schien mir ein guter Kompromiss zu sein.
Je höher das Microstepping um so laufruhiger und genauer sollten die Motoren (theoretisch) sein. Von der Genauigkeit würde ich aber realistisch von nicht mehr ausgehen, als das, was der Motor bzw. die Achse bei Halbschritten erreicht.
Aber je feiner die Microsteps werden, umso mehr verliert der Motor an Kraft! Zudem benötigt die Steuerung dann mehr Rechenleistung - das ist bei Estlcam normalerweise aber kein Problem.

Die meisten fahren ihre CNC-Fräsen wohl mit 1600 Steps. Da Riemen aber gröber auflösen als Trapez- oder Kugelspindeln hab ich bei mir eben die Auflösung etwas höher gewählt.

[Titan-Jan]

Habe gerade mein erstes Teil gefräst: einen Griff
Bin gerade sehr stolz!

[capricky]

Es konnte nur mit dieser Oberfräse so perfekt gelingen!

capricky

[Alex]

Sauber!!

[Titan-Jan]

Es konnte nur mit dieser Oberfräse so perfekt gelingen!

capricky

Hehe, hast sie wiedererkannt?

Leider ist die Bauart des Schalters etwas ungeschickt, weil man eigentlich fast komplett um die Fräse greifen muss. Im Fräskorb und im Bohrständer ist das kein Problem aber die Aufnahme von der CNC muss ich auf jeden Fall noch umgestalten... Aber die Fräse an sich ist top! Vlt kriege ich noch eine über Estlcam schaltbare Steckdose hin, das müsste doch gehen... Die Drehzahl kann ich weiterhin manuell einstellen.

[KNGuitars]

super
... wenn schon so ein griffstück klappt ists bis zu einem gitarrenbody auch nicht mehr weit ... vom prinzip her ists das selbe nur größer

[TripleFan]

Cool! Gratulation und willkommen im Club (in dem ich selber ja erst mit einem halben Fuß stehe... ).

Kannst Du schon was zur Genauikgeit / Maßhaltigkeit sagen?

[Titan-Jan]

Ein paar Optimierungen weiter...
Inzwischen sieht sie so aus:

[Titan-Jan]

Inzwischen nutze ich die Fräse seit gut 3 Jahren relativ intensiv. Ich habe vieles gelernt und auch noch einige kleinere Modifikationen vorgenommen. Zeit für ein Fazit.

Einiges gefällt mir sehr gut:
- Die Größe
- Die Durchlasshöhe
- Die Absaugung
- Das "Querformat"
- Die Steifigkeit der Holzkisten und die Einfachheit, mal eben schnell etwas "anzuspaxen"
- Estlcam
- Überhaupt eine CNC-Fräse zu haben

Es gibt aber auch ein paar Downsides:
- Ich habe immer noch recht großes Umkehrspiel (obwohl ich die Riemen schon ordentlich gespannt habe)
- Die Z-Achse hat am meisten Umkehrspiel (beim 2,5-Achsfräsen ist's zwar egal aber gefällt mir trotzdem nicht)
- Immer mal wieder (selten) passieren nicht nachvollziehbare Fehler (Schrittverlust, Maschine "Hängt sich auf", Übertragungsfehler?)
- Der Aufbau der Z-Achse ist nicht so steif, wie ich ihn gerne hätte
- Die Zahnriemen haben mit der Zeit ganz schön Abrieb


Ich möchte ein paar Sachen verbessern:
- Endstufen gegen bessere austauschen (siehe Diskussion hier https://www.gitarrebassbau.de/viewtopic ... 13#p171713)
- Z-Achse neu bauen, wahrscheinlich aus Alu
- Umrüsten von Riemen auf Gewindestangen

Das wird also eine größere Geschichte, ich hoffe, ihr steht mir mit Rat und Tat zur Seite, werde ich mit Sicherheit brauchen! Bin im Moment noch nicht mal sicher, wie/wo ich überhaupt anfangen soll...
Möchte die Fräse an für sich auch gerne nur möglichst kurze Zeit demontieren, damit sie möglichst schnell wieder einsatzfähig ist.

[jhg]

Also eine CNC haben ist schon mal eine super Sache!

Was ich bei meiner immer wieder machen würde:
- Closed Loop Motoren: keine Probleme mit Schrittverlusten, hohe Haltekräfte, Geschwindigkeiten bis über 3000 U/min (20m/min Verfahrgeschwindigkeit bei so einer Fräse sind schon fast beängstigend - aber da gibt es dann auch Aussetzer) Ich fahre 10m/min Eilgang - das ist schon ordentlich und für diese Größe eigentlich sinnvoll
- Kugelumlaufspindel: Die Dinger vom Chinamann - klar es gibt Präzisere und für den Werkzeugbau auf richtigen CNCs reichen die nicht. Aber ich habe bei mir unter 0,05mm Umkehrspiel und wir fräsen ja keine Teile für die Luftfahrt
- Das Handradbedienteil von Estlcam. Ich hatte damals überlegt, ob mir die 180€ es wirklich wert sind. Jetzt würde ich nie wieder eine Fräse ohne so ein Bedienteil bauen wollen. Intuitive Bewegung der Maschine mit dem 3-Achs Joystick, abnullen der Achsen, Start des Programms.
- Z-Achse zum Teil aus Alu: Ich hatte damals direkt die Aufnahmeplatte für die Spindel aus Alu gebaut. Finde ich immer noch eine ganz gute Lösung, evtl. würde ich jetzt auch die komplette Z-Achse aus Alu fräsen. Ist aber auch eine Kostenfrage.
- Kamera zur 0-Punktbestimmung. Diese einfachen Endoskopkameras machen es so viel leichter. Einmal justiert und referenziert kann ich den Nullpunkt wunderbar anfahren, ohne Taster, ohne Gefummel
- PC mit Touchbedienung!!!! Ich hab mir einen billigen All-in-one PC mit Touchbildschirm gekauft! Zusammen mit Estlcam super! Einfach die Absaugung einschalten, Maschine starten etc. mit einem Druck auf den Bildschirm! Absolute Empfehlung.

Insgesamt spiele ich immer mal wieder mit dem Gedanken die ganzen Holzteile für das Grundgerüst noch einmal auf der CNC neu zu fräsen und dann die Teile einfach umzubauen. Das kommt evtl. irgendwann noch mal - aber das hängt im Wesentlichen davon ab, ob ich in Zukunft noch eine Werkstatt haben werde oder nicht.

[atomicxmario]

Digitale Treiber kann ich nur empfehlen!

Ich hab auch mit dem Steuerknüppel geliebäugelt und mich dann für ein Funk-Nummern-Tasten-Feld mit Aufklebern entschieden. Das ist auf jedenfall besser als gar nix, aber alles andere als optimal. Wenn in Estlacam irgendwo ein Eingabefeld aktiv ist, dann steuert da nix - nur Nummern erscheinen im Eingabefeld... passiert mir sehr oft. Man muss erst das Steuerkreuz am Bildschirm aktivieren, dann fährt die Maschine auf Tastendruck... Ich werde auf jedenfall mal auf den Joystick upgraden!

Hmmm... eine Endoskop-Kamera hab ich noch rumliegen... mein Kumpel hat mal mit Kreuzlaser experimentiert - auch ne feine Sache...

Ich werde auf jedenfall noch meine Spindel austauschen. Die 0,5 kw ist schon recht schwach und mit max 12.000 Umdrehungen auch nicht der hit... Ich schwanke zwischen 1,5 kw mit ER11 und 2,2 kw mir ER20. Der Preisunterschied wäre sogar relativ kommod... bin mir nur nicht sicher welche Vor- und Nachteile ich da abwiegen kann...

Heute liegt ein Werkzeuglängentaster in der Packstation - bin schon mal gespannt...

Luxus wäre natürlich, wenn man sich eine neue Fräse auf der vorhandenen Fräse fräsen kann...

[jhg]

Ich hab auch mit dem Steuerknüppel geliebäugelt und mich dann für ein Funk-Nummern-Tasten-Feld mit Aufklebern entschieden. Das ist auf jedenfall besser als gar nix, aber alles andere als optimal. Wenn in Estlacam irgendwo ein Eingabefeld aktiv ist, dann steuert da nix - nur Nummern erscheinen im Eingabefeld... passiert mir sehr oft. Man muss erst das Steuerkreuz am Bildschirm aktivieren, dann fährt die Maschine auf Tastendruck... Ich werde auf jedenfall mal auf den Joystick upgraden!

Der Joystick ist für eine regelmäßige und komfortable Bedienung einer CNC m.E. unabdingbar. Intuitiv zu bedienen - da muss man nicht hinschauen sondern kann sich voll auf Werkstück und Maschine konzentrieren um Punkte anzufahren bzw. die Spindel zu positionieren.

Die Kamera ist deutlich genauer als ich Anfangs dachte. Eine Positionierung im Bereich von +/- 0,01 bis 0,02mm ist damit durchaus möglich. Das ist wesentlich genauer als mit einem Laser! Der einzige Nachteil ist: Man kann damit bei Estlcam keine Kreismittelpunkte ermitteln.

[Titan-Jan]

Kamera hab ich auch schon mal überlegt. Bisher brauche ich es aber nicht...
Bedienung mache ich mit einem X-Box-Controller. Sehr günstig und richtig praktisch und spaßig.

Digitale Treiber kann ich nur empfehlen!

Welche genau meinst du oder kannst du empfehlen?

[jhg]

Bei mir laufen diese: https://www.amazon.de/STEPPERONLINE-Sch ... 1666273407

[atomicxmario]

Ich hab die digitalen "Microstep Driver DM556" - hab aber normale Schrittmotoren - keine CL...
Von Aliexpress...

Anfangs hab ich mir die einfachen analogen zugelegt. Die gehen auch bei meinem Kumpel ohne Probleme - die digitalen laufen aber merklich ruhiger und leiser...

[Titan-Jan]

Meine Motoren werden auch immer noch ziemlich heiß, auch im Haltebetrieb. Das ist dann vlt auch besser mit den anderen Treibern oder?

Ich habe gestern noch ein bisschen recherchiert und habe eigentlich den Eindruck, dass sich das Umkehrspiel auch mit Riemen lösen müsste. Irgendwas ist da noch falsch. Wenn ich den Umbau auf KUS sparen kann, hab ich wiederrum Budget für Closed-Loop-Motoren Ich probiere das mal...

[atomicxmario]

Ach ja, du hast doch gemeint, dass das Spiel an der Z-Achse am extremsten ist... und dort läuft doch eine KUS bei dir... das hat mich etwas verwundert...

[jhg]

Meine Motoren werden auch immer noch ziemlich heiß, auch im Haltebetrieb. Das ist dann vlt auch besser mit den anderen Treibern oder?

Meine Motoren bleiben im Ruhebetrieb völlig kalt. Natürlich sind bei KUS die Haltekräfte bei weitem nicht so hoch wie bei einem Zahnriemen - da muss der Motor ja die ganze Zeit dagegenhalten, wenn sich die Fräse auf den anderen Achsen bewegt. Der Vorteil bei CL ist, dass die erst richtig bestromt werden, wenn die aus der Ruhelage bewegt werden - da hält der Motor dann immer dagegen um keinen Schritt zu verlieren.

Wenn die Maschine im Dauerbetrieb bei 2000mm/min auf einer Achse läuft, dann werden die warm - aber das hält sich alles noch im Rahmen.

Deswegen habe ich auch die paar Euro mehr ausgegeben und 3NM Motoren genommen - mehr Power, mehr Reserven...

[jhg]

Ach ja, du hast doch gemeint, dass das Spiel an der Z-Achse am extremsten ist... und dort läuft doch eine KUS bei dir... das hat mich etwas verwundert...

Wenn ich das richtig sehe. läuft bei dir da eine normale Trapezgewindespindel. Die sind Mist, wenn sie keine einstellbaren Muttern haben. Eine SFU1605 Spindel mit 300mm Länge kostet keine 50€ - schmeiß die andere Spindel raus und du hast Ruhe damit. (Selbst eine SFU1204 reicht völlig aus - und die kosten bei ebay ca. 35€)

Für die anderen Achsen könnte es sinnvoll sein, 10mm Riemen mit Stahleinlage zu fahren. Die sind erheblich stabiler und könnten für eine deutlich bessere Präzision sorgen. Dann kannst du das Konzept der Maschine beibehalten.

[Titan-Jan]

Wenn ich das richtig sehe. läuft bei dir da eine normale Trapezgewindespindel. Die sind Mist, wenn sie keine einstellbaren Muttern haben. Eine SFU1605 Spindel mit 300mm Länge kostet keine 50€ - schmeiß die andere Spindel raus und du hast Ruhe damit. (Selbst eine SFU1204 reicht völlig aus - und die kosten bei ebay ca. 35€)

Okay, super Tipp, ja ich denke, die muss ich austauschen. Ist ja auch keine allzu große Sache.
Sowas hier meinst du oder?

SFU1605 ist einfach etwas größer/massiver als SFU1204, wenn ich es richtig verstehe? In dem verlinkten Beispiel ist SFU1605 sogar günstiger

Für die anderen Achsen könnte es sinnvoll sein, 10mm Riemen mit Stahleinlage zu fahren. Die sind erheblich stabiler und könnten für eine deutlich bessere Präzision sorgen. Dann kannst du das Konzept der Maschine beibehalten.

Ja also bzgl. des Riemens habe ich bisher so einen: 3GT Rubber Belt aus Neopren mit "Fibreglass reinforcement"

Der hat eben inzwischen auch schon ordentlich Abrieb:

Jetzt überlege ich: "Nur" Riemen tauschen oder gleich Pulleys samt Motorenachsen gleich mit, damit das wieder eine runde Sache ist
Bei den Motoren, die ich jetzt drin habe, hat mir von Anfang an nicht so gut gefallen, dass die Abtriebswelle rund (ohne Abflachung) und auch relativ kurz ist. Gerade bei erhöhter Riemenspannung hätte ich gerne von "oben" also oberhalb des Zahnrads auch mit einem Lager gegengehalten...

[jhg]

"1605" gibt den Durchmesser und die Steigung der Spindel an 16mm Durchmesser bei 5mm Steigung. Du musst auf jeden Fall das "Set2" nehmen - also komplett mit Fest- und Loslager, Mutter und Gehäuse. Kostet in dem Link von dir für die 12mm Spindel 32€ - das ist echt nicht viel.

Bei den Riemen hab ich nur gefährliches Halbwissen! Ich hatte damals überlegt mit eine "Sperrholzfräse" (jetzt CNC14) zu bauen, die auch mit Riemen arbeitet. Allerdings muss man bei den Stahlriemen auch größere Riemenscheiben nehmen.

Ich musste allerdings feststellen, dass die günstigen Setpreise für Führungen und Spindeln den Ausschlag gegeben haben, das nicht mit Riemen zu machen. So ein Set https://www.ebay.de/itm/275310160984 ist absurd günstig und man könnte es noch mit einer vierten Spindel aufrüsten und bleibt bei unter 200€

[Titan-Jan]

​Ich hab mal zum Umkehrspiel eine Anamnese gemacht. Das stört mich ja schließlich am meisten. Wenn ich das gelöst bekomme, weiß ich was ich an Budget noch übrig habe, um in nice-to-have-Upgrades zu investieren.
​
​Habe mal so eine Form konstruiert und gefräst:

​
Die Idee ist:
​Ich starte immer unten links und fahre dann die beiden Kreise (Durchmesser 20 und 40mm) ab und auch die rechteckige Außenform gegen den Uhrzeigersinn. Die kleinen Treppenstufen betragen immer jeweils 0,2mm und gehen jeweils in die andere Richtung, als die, in die die Fräse zuvor gefahren ist.

Und tatsächlich trat so auch ganz gut hervor, wo das Problem liegt:

​

Die Kreise sind auf 3 und 9 Uhr voll okay und auch die Treppenstufen sind auf der X-Achse vollständig ausgeprägt (Umkehrspiel ist also schonmal kleiner als 0,2mm, vlt etwa 0,1mm) aber auf der Y-Achse sind die ersten drei Treppenstufen quasi nicht vorhanden und die Kreise sind auch auf 12 und 6 Uhr miserabel. Mein Hauptproblem sind also ca. 0,6mm Umkehrspiel auf der Y-Achse oder?
​

Dann bin ich mal kleine Bewegung (wenige Zehntel) mit dem Joystick immer hin- und hergefahren und hab mir die markierten Punkte angeschaut.

Punkt 1, Motor/Antrieb: Das Zahnrad und auch der Riemen machen jede kleinste Bewegung hin und her sofort mit. Da scheint kein Problem zu sein. Die Kopplung zwischen Pulley und Motor scheint spielfrei zu sein.
Punkt 2, erste 90°-Umlenkung: Das Doppelkugellager dreht leicht mit. Bin unsicher, ob da jede Bewegung zu 100% übertragen wird.
Punkt 3, zweite 90°-Umlenkung: Das Doppelkugellager dreht deutlich weniger mit. Da ist definitv Verlust.
Punkt 4, linke Linearführung: Portal bewegt sich definitiv NICHT
Punkt 5, rechte Linearführung: Portal bewegt sich ebenfalls NICHT


Bei der X-Achse (Links-Rechts-Bewegung) bewegt sich der Schlitten​ bei ebenfalls leichtem hin- und herfahren um wenige Zehntel jedes Mal gefühlt "sofort" mit.
​Das bestätigt mich in der Annahme, dass bei der Y-Achse irgendwas nicht stimmt, was aber bei der X-Achse funktioniert.
​
​Gefühlt scheint mir die Riemenspannung auf der Y-Achse (gelb) etwas niedriger zu sein.

So verlaufen meine Riemen:

​
Jeweils links spanne ich die Riemen:

​Für die X-Achse mit einem Aluwinkel und mit der Schraube
​

Für die Y-Achse etwas simpler. Die hintere Schraube bleibt fest, die vordere ist gelöst, ich verdrehe den Klotz im Uhrzeigersinn ein wenig und schraube dann die vorder Schraube fest.


Der Riemen scheint sich also für sich betrachtet nicht unbedingt schlecht zu sein, auf der Y-Achse funktioniert's ja.

Vlt muss ich die Spannung für die Y-Achse erhöhen? Dann würde ich aber erst die Umlenklager und auch das Motorlager irgendwie doppelt und nicht nur einseitig abstützen wollen. Unlogisch scheint mir, dass die anderen Riemenfräsen scheinbar ohne so übertriebene Spannung (weitestgehend) umkehrspielfrei zu sein scheinen...

[jhg]

Vielleicht liegt das Problem auch woanders. Wenn ich das richtig sehe, dann verwendest du diese IGUS Führungen. Das sind ja gleitlager und es könnte sein, dass die sich leicht verkanten und deswegen dieser "slip&stick" Effekt das "Spiel" macht. Das sieht auf jeden Fall nicht gut aus und sollte eigentlich deutlich genauer gehen. Wenn das der Fall sein sollte, dann helfen an der Stelle nur andere, kugelgelagerte Führungen.