CNC-Abenteuer

[JanW]

Hallo zusammen,

da hier gerade etwas Sauregurkenzeit zu sein scheint, eröffne ich einen Off-Topic-Beitrag. Da hier auch vereinzelt das Thema CNC aufkam, wird sich sicher eine Schnittmenge gemeinsamer Interessenlage finden.

Ich bastele schon seit geraumer Zeit an einer China-CNC-Fräse herum, die ich mit einer neuen Steuerung, Endschaltern, Kühlung und einer günstigen HF-Spindel erweitert habe. Als Maschinensteuerung verwende ich LinuxCNC, als CAM-Software derzeit hauptsächlich EstlCAM 11, welches trotz des Kindergarten-Userinterfaces (sehr bunt) ziemlich gut zu benutzen ist und einige tolle Funktionen hat.

Ich habe mich bisher hauptsächlich im 2D-Bereich bewegt, also Dinge entlang Konturen aus Plattenmaterial ausgeschnitten. Nun wollte ich die selbstgebaute CNC-Steuerung mit vernünftigen Frontplatten versehen, und diese brauchen neben Bohrungen und Durchbrüchen auch Gravuren. Also: mit QCAD eine Frontplatte entwickelt und mit EstlCAM in GCode umgewandelt. Die Variation in der Strichbreite erfolgt über die Eindringtiefe des spitzen Fräsers. Die Software berechnet die Fräsbahn selbständig. File laufen gelassen - und siehe da:

20200616_160758.jpg (694.93 KiB) 8850 mal betrachtet

Ist das nicht geil? Ich habe gefürchtet, dass mir eigentlich sofort der Gravierstichel zu Bruch geht, aber nix da. Und das Ergebnis sieht aus der Nähe noch besser als auf den Fotos aus. In den Gravuren sind noch feine Späne, darum sehen die etwas unruhig aus.

Was ich an der End-Bearbeitung von vorgefertigtem Material wie den Frontplatten schwierig fand, ist die exakte Ausrichtung und die Festlegung des Nullpunktes der Maschinensteuerung wiederholbar passend zum Objekt. Daher hatte ich die Idee (ist wahrscheinlich nicht neu ) eine Form zu fräsen, in die die Platte eingelegt wird. So habe ich in einer MDF-Opferplatte eine Tasche angefertigt, und die Frontplatte passt saugend hinein.

20200616_160751.jpg (754.86 KiB) 8850 mal betrachtet

Als Steuerrechner dient mir ein alter 1 HE-Server aus einer Firewall-Appliance. Man sagt, dass bei Chipsatzgrafik (wie bei Serverboards üblich), die Echtzeitperformance schlecht sein soll. Die Kiste ist auf jeden Fall eine Ausnahme, die Latenzen waren immer sehr gut. Da man sich sonst ja nix gönnt, und da die Maschine über die IO-Kapazitäten eines Druckerports hinauswächst, habe ich mir eine PCIE-FPGA.Karte von Mesa Engineering geleistet, die nun die Schrittmotor-Takterzeugung in Hardware vollzieht.

Grüße

Jan

[Martin]

super genial. Was kostet so eine Geschichte komplett?

[ProgBernie]

Sehr schön. Hast Du einen Link zu den verwendeten Graviersticheln, oder hast Du sie selbst geschliffen? Ich habe mal versucht an der Fräse im Verein etwas ähnliches zu machen, aber mangels Sticheln dafür wurde das nichts.

[JanW]

Das Gerät gibt es als CNC 3040 bei Ebay von einer Vielzahl chinesischer Anbieter zu kaufen, in verschiedensten Ausstattungen. Manche haben Kugelgewindespindeln, andere Trapezgewinde, dann gibt es welche mit leistungsschwachen DC-Motoren als Frässpindel und solche mit Frequenzumrichter und einer HF-Spindel. Zudem ist die Steuerelektronik unterschiedlich, man findet Geräte für den Druckerport und solche mit USB-Anschluss. Die Elektronik mit Druckerport passt direkt zu LinuxCNC, die USB-Variante läuft nur mit MACH3, welches man separat für recht viel Geld kaufen muss. Es kann sein, dass eine Demoversion mitgeliefert wird. Dann gibt es Angebote mit und ohne 4. Achse. Man muss also vergleichen, welches Paket man im Endeffekt kauft.

Die Elektronik der Fräse ist im Grundsatz verwendbar. Leider ist das Netzteil unterdimensioniert und erlaubt mit 24 V auch keine hohen VErfahrgeschwindigkeiten ohne Schrittverlust. Hier müsste man nachbessern.

Eine sehr schöne Übersicht über VErbesserungen gibt es hier:

https://damogranlabs.com/2015/12/the-ce ... ion-guide/
https://damogranlabs.com/2016/02/cene-t ... e-updated/

Im Endeffekt hat mich die Maschine mit Lieferung, 4. Achse, Chinaelektronik etwa 1100 € gekostet.
Ich habe zunächst Endschalter nachgerüstet, dafür habe ich induktive Sensoren genommen. Ich habe eine günstige Minimalmengenschmierung verbaut und dafür Druckluft- und Kühlmittelschläuche verbaut. Ich habe einen Not-Aus-Schalter an der Maschine angebracht. Ich habe die gesamte Maschinensteuerung bei Ebay verkloppt und mir eine neue gebaut, mit soliden Ringkerntrafos. Heute würde ich das nicht mehr machen, sondern mit einfach die TripleBeast-Endstufe kaufen ( https://www.sorotec.de/shop/Triple-BEAS ... anguage=de ), weil da so ein kleiner grüner Drache mit drei Köppen drauf ist, Spaß beiseite, weil das Ding eigentlich ohne Verkabelungsaufwand direkt zu benutzen ist.

Die Gravierstichel habe ich hier gekauft:
https://www.ebay.de/itm/VHM-Gravierstic ... 3067514972
Wirklich tolles Werkzeug. Ich bin total begeistert.

Günstiger gibt es sie bei Sorotec:
https://www.sorotec.de/shop/?language=de

Grüße,

Jan

[Martin]

bist du mit 3040 zufrieden oder würdest du das nächstemal eher 6040 nehmen ?
Und wieviel Freiraum hast du, also Z