TB6560 3.5A 4 Achsen Portal- Gravierfräse mit Mach 3 / 4 Bautagebuch

Die Idee dazu schwirrt mir ja schon wieder Jahre im Hirn herum. Auf der Arbeit wäre eigentlich alles da, nur mehr oder weniger läuft meine Motivation nach Feierabend dort noch abzuhängen gegen null. Überstunden, Umbauten, wenn Not am Mann ist, ist klar muss man machen, aber jeder Minute, die man dort nicht verbringen muss - bin ich nicht dort. :roll: Dann lieber immer etwas machen, wenn man Lust hat und keinen Bock mehr sollte die Couch keine 10 Schritte von einem weg sein.

Deswegen soll erst mal eine Käsefräse ran, mit den Dingen, die ich in letzter Zeit so zusammengetragen habe.

bisher vorhanden:

Controller:

- TB6560 3.5 A 4 Achsen Controller
-- Parallel Port
-- 12-36V Anschluss (sinnvoll benutzbar nur bis 24V)
-- 3 von 4 Achsen simultan benutzbar

-- bessere Schrittmotorsteuerungen bei denen jede Achse simultan genutzt werden kann.

CNC Software:

-Mach 3
-komplett deutscher Screen, ebenso alle Untermenüs

-- bis 6 Achsen gleichzeitig steuerbar
-- im parallel Port Betrieb wirklich sinnvoll erst ab 2,4 GHz PC, läuft aber auch schon ab 1 GHz CPU. Mach3 unterstützt nur SingleCore
-- Maximales Potenzial aus der Mach3 holt man mit einem

smoothstepper ethernet raus und auch hier wird der Controller mit absolut sauberen Signalpegeln angesteuert, was über den Parallelport des PC nicht unbedingt bekommt. Letztlich muss es erst mal so in verlangsamter Form ohne Smoothstepper bei mir gehen. (Kosten klein halten)

Spindeln:

Trapezgewindespindeln gibt es aus einer BF20 von der Y-Achse

-- Klar, Gewindespindeln wäre besser, aber ich brauche nur 0,1 mm Genauigkeit und wenn es 0,2 mm wirds dann schon grenzwertig, aber das verbuche ich dann als Erfahrung.

Motoren:
- Aktuell nur Nema 17 Motoren da, welche bis maximal 16V angesteuert werden können.
- Sinnvoller für eine kleine Portalfräse sind jedoch Nema 23 Motoren
-- wird bei mir die Übersetzung reisen müssen
-- die Nema 17 sind auch super ohne Umbauten durch Nema 23 Motoren austauschbar - Nema 17 sind nun mal aktuell da.

Fräskopf
- erst mal ein Brüder Mannesmann Dremel mit 8'000 - 30'000 1/min und 135 Watt
- mittelfristig wirds wohl ein Spindel Motor mit 300 Watt 12-48V werden

Frästisch

T-Nutenplatte 280 x 375 mm vom Mobasi.com

Endstops
- Als Endstops werden es wohl einfache Microschalter, optische Endstops sind auch da, aber die Genauigkeit ist hier wohl nicht so gefragt (denke ich)

PC
- IBM Thinkpad R40 - 1,4 GHz, 768 MB RAM, 40 GB HDD, mit ein wenig Glück schon für 50 € zu bekommen, oder einfach mal in der Nachbarschaft herumfragen, jeder hat ein altes Notebook vergraben. ^^'

So, das war es erst mal zu meinem Sammelsurium. Und jetzt geht es endlich mal an den Aufbau planen. Softwareseitig läuft es indessen ja diesmal auch, fehlt noch an der Hardware.

Motoren mit Mach3 in Aktion:

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Konfiguration Mach 3 für TB6560 3.5A 4 Achsen Controller

Alle Schritte wurden mit dem deutschen Screen von Mach 3 erstellt.

Parallel Port auswählen
- unter Konfiguration\Ports und Pins\Port Setup und Achsen-Selektion
-- klassischer 25 poliger Parrallelport wird unter Port #1 Port verwenden angeharkt
-- Den richtigen Hexcoder findet man bei Windows XP unter Start\Einstellung\Systemsteuerung\System\Hardware\ Geräte-Manager\Anschlüsse (COM und LPT)\Druckeranschluss (LPT1)\Ressourcen\Ressourcentyp\Einstellung
-- Unter Ressourcentyp\Einstellung steht bei mir 03BC-03BE
-- Der erste Wert ist der Relevante und muss so in dem Freifeld unter Port verwenden eingetragen werden: "0x3bc"

Pulsfrequenz
- unter Konfiguration\Ports und Pins\Port Setup und Achsen-Selektion
- Ist der PC langsamer als 1,5 GHz braucht man erst nicht versuchen über 25.000 Hz zu gehen

Motorausgänge definieren
- unter Konfiguration\Ports und Pins\Motor-Ausgänge

Eingangs-Signale
- unter Konfiguration\Ports und Pins\Eingangs-Signale
- Endstops aktuell noch nicht konfiguriert, da noch nicht angeklemmt
- Notaus ist negativiert, da eben auch noch keiner angesteckt ist

Ausgangs-Signale
- unter Konfiguration\Ports und Pins\Ausgangs-Signale

Jetzt noch den Start / Stop Button in der Software drücken und los gehts.

Das ! ist das Häkchen in der Software.

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Platzhalter 2

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So um den Teil für die Mach 3 Konfiguration, welche mich selbst ca. 5h tüffeln gekostet hat, da es absolut keine korrekte Anleitung im Netz für diesen Controller zu finden ist, ergänzt.
Läuft auch mit der Demo von Mach 3, dann halt nur 250 Zeilen CNC Code.

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Hatte nun auch hier massig Zeit zu überlegen, wo es hin gehen soll. Entgegen meiner Entscheidung aufzuzeigen das man mit einer zum Teil gedruckten Portalfräse auch fräsen kann, wirds nun eine Vollalu Portalfräse. Habe einfach nicht mehr die Zeit hier die Möglichkeiten abseits der gängigen Praxis aufzuzeigen. Plan war ja diese als gedruckte Version aufzubauen und anschließend eine aus Aluminium. Aber dann habe ich erst zum Ende von 2015 eine Fräse mit der ich so einigermaßen zufrieden bin und so gängige Vorschübe fahren kann.
Deswegen gabs nun eine T-Nutenplatte als Frästisch.

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Jeaa... ein Zwischenbericht.

Gerade bin ich mit der Auswertung "Wieviel Alu-Profil brauche ich?" fertig geworden, damit es auch endlich mal hier weiter geht.

Angekommen bin ich bei 1929mm, dazu 20 Verschraubungen. Das Aluprofil wird eine Größe von 60 x 30 haben, davon 2 x 495 mm, 2 x 297 mm und 1 x 345 mm Länge.
Die Grundfläche der zukünftigen Käsefräse wird 535 x 417 mm sein. Um auf die Kauflänge des Alu-Profils zu kommen, muss ich noch den Verschnitt von 3mm inkludieren. 4 x 3mm + 1929 mm = 1941 mm

Wie schon gesagt, es soll keinen Riemenantrieb geben, klassisch Trapezgewindespindeln, Kugelumlaufgenauigkeit brauche ich nicht. Die Profile bestehen aus Alu, die Halterungen für die Stahlführungen, Lager, Schrauben erstmal aus Kunststoff gedruckt (ja es macht keinen ultimativen Sinn, wird eine Machbarkeitsstudie), später wenn es mir gefällt werden die Teile nachgefräst.

Den zukünftigen Grundrahmen seht ihr auf dem Bild.

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Die Aluprofile liegen nun schon wieder seit Montag vor einer Woche herum. Nur wollte mich der Zahnschmerz nerven und anschließend war meine Kleine krank, perfekter Übergang.. Hat konnte ich sie vom KiGa abholen, weil sie sich auf die Füße gebrochen hat. Nun gut, jetzt Mittagsschlaf und etwas Luft.

Die Profile sind soweit perfekt. Nur leider kann ich diese nicht verspannen, da ich nicht die passende Inbus-Größe hier habe - Grrr. Naja, so kann ich die Seitenteile zeichnerisch direkt anpassen.

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Hier ist es auch schon weiter gegangen. Die Auswahl der Spindel und die der Führungen waren nicht so einfach, da ein gewisses Primärziel eingehalten werden sollte: BILLICH.
Die 4 Seitenteile, welche Spindel und Führung tragen sollen druckten knapp 18h 30min. Was Kosten von roundabout 12€ verursachten, ohne Verschleiß, Druckerpreis, kalkulatorisches Risiko mit zu inkludieren.

Der Controller hat auch ein Gehäuse bekommen, mit Lüftungsausgängen und Lüftereinlass.

Jetzt heißt es warten, auf die 8 Linearlager, welche ich am 2ten März bestellte. Ankunft ist 11 März- 1. Apr.

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Primärziele: - Eine Fräse zu haben, welche zu Teilen gedruckt ist
- sich mit der Software Mach 3 beschäftigen, da ich auf Arbeit eben nicht/kaum dazu komme
Material: Balsaholz, Carbon, GFK - darf halt nicht auf die großen Maschinen

Später wenn so meine Versuche abgeschlossen sind, wirds alles Alu. Evtl. fällt mir ja auch noch etwas bei der Konstruktion auf, welche verbesserungswürdig wäre.

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Die 8 Linearlager sind nun endlich bei mir angekommen.

Das Herzklopfen, ob alles passt, hatte dadurch nun endlich ein Ende. Sieht bisher gut aus.

Hocke nun gerade an der nächsten Achse und hoffe, das die Mitte kommender Woche in den Druck gehen kann.

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Eine von den beiden Seitenteilen ist nun fertig und passt soweit ziemlich gut. Der gespiegelte Pendant ist gerade im Druck. Bin noch am überlegen, ob ich die Innenseite vor dem möglichen Staub zu schützen versuche, hat aber nicht die Prio.

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Die Linearlager sind nun drin. Der Aufbau ebenso soweit grob erstmal fertig.

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Langsam sieht es wie eine Portalfräse aus.

Ja es dauert schon alles ganz schön lang, aber es passiert immer etwas und ich denke ich bin auf einem gute Weg.
Da 3D-Druck mit meinen aktuellen Mitteln nicht absolut präzise ist, habe ich die Lagersitze etwas kleiner gehalten und anschließend gerieben. So flutschten die Lager quasi in die Lagersitze. Als Spindeln kamen, gebrauchte Wabeco Trapezgewindespindeln zum Einsatz, welche auf meine Bedürfnisse abgedreht wurden. Generell dachte ich nicht, solche Probleme mit dem Warping von den 3D Druckteilen zu bekommen, so mussten teilweise Unterlegschreiben angebracht werden, damit die einzelnen Führungen und Lager keinen druck bekommen.

Hier schon einmal X und Y in Bewegung:

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Ich hatte bei den Trapezgewindespindeln die Verschraubung vergessen, um eine Verspannung zwischen den Lagern zu gewährleisten. Naja, nochmal ein paar abdrehen wollte ich nicht. Deswegen ein 3,3mm Loch zentrisch in das eine Ende der Spindel gebohrt und ein M4 Gewinde eingedreht. Die geschah mit den X und Y-Achsen der Portalfräse. Zusätzlich drehte ich 3 Hülsen, welche über den 12mm Durchmesser der Spindel passten eine M4 Schraube aufnahmen und beim verschrauben gegen das Lager drückten. So kann ich eine Verspannung gewährleisten.

Mal sehen, ob ich heute endlich die Z-Achse abschließen kann, zumindest um diese verfahren zu können. Danach brauche ich immernoch eine Halterung für den Dremel.

Die Portalfräse hat noch eine Schleppkette verpasst bekommen, natürlich auch gedruckt. Der Dremel wird über eine gedruckte Aufnahme geführt und scheint recht stabil. Die Metallgeswindestäbe sind durchgehend, um die Last vom Kunststoff zu nehmen. Die T-Nutenplatte an der Z-Achs hat sich mehr denn je als guter Universalhalter ausgezeichnet. Für erste Tests nutzte ich eine Kulimine und mit der T-Nutenplatte konnte sehr schnell zwischen beiden Werkzeugen hin- und hergewechselt werden.
Generell ist die Z-Achse aber nicht clever konstruriert. Ich wollte Material einsparen und nur einen Rundstahl als Führung nutzen, Der Gewindespindel sollte als Führung und als Höhengeber fungieren, leider nicht optimal. Denke für dünne Platten fräsen wird es erst einmal funktionieren.

Grundsätzlich funktioniert es. Nun muss ich mich mal damit beschäftigen, wie ich DXF Dateien in Mach3 Maschinencode umwandeln kann. O_o