CNC Maschine selber bauen

[hirnfrei]

Mahlzeit!

Ich habe da ein kleines Problem. Ich möchte eine CNC Maschine selber bauen. Anleitungen habe ich dafür schon mehr wie genug gefunden, also selbst wenn man da irgendwo fest stecken sollte da gibt es ja die geilsten Ideen.

Aber, es fragt sich welche Motoren und wie steuere ich die am Besten an. Auch da würde ich sicher hinreichend was finden, aber da ist die Sache, ich könnte mir das jetzt zum Geburtstag schenken lassen. Sollte meine Frau nichts finden kriege ich am Ende noch einen Pulli oder so ;). Daher dachte ich, sag ich ihr doch was mich glücklich machen würde. Nur klemmt gerade auch ein wenig die Zeit :(. Deshalb würde ich mich freuen wenn ich Ratschläge bekommen könnte, welche Stellmotoren und welche Treiber dafür am Besten geeignet sein sollten.

Danke schon mal.

[HotSystems]

Warum nimmst du nicht die Teile die in den Anleitungen beschrieben sind?

[hirnfrei]

Weil das immer irgendwie umgebaute Servos ssind, oder normale Motoren die mittels Zahnscheibe und Lichtschranke schritte ablaufen usw. Oder sie werden gar nicht erst beschrieben, oder die Beschreibung geht nur auf die Motoren ein aber nicht auf die Treiber usw.

Generell ist das okay und war auch irgendwo im Hinterkopf das auch ähnlich anzugehen, bzw. mal zu schauen was in den alten Druckern usw. noch so drin ist, aber unter den gegebenen Umständen

[HotSystems]

hirnfrei:
Weil das immer irgendwie umgebaute Servos ssind, oder normale Motoren die mittels Zahnscheibe und Lichtschranke schritte ablaufen usw. Oder sie werden gar nicht erst beschrieben, oder die Beschreibung geht nur auf die Motoren ein aber nicht auf die Treiber usw.

Ok, dann sind das leider schlechte Beschreibungen bzw. nur "halbherzige Anregungen".

[rudirabbit]

Du must dir erstmal überlegen was du bearbeiten willst.
Metall,Holz,Kunstoff ?
Je härter das Material, desto besser muß deine Mechanik sein.

Die Führungen und Spindeln sind Präzisionsteile, sowas ist nicht billig.
Außerdem muss das Chassis umso stabiler sein, je härter das Material wird.

Bei den Motoren unterscheidet man grob zwischen Servo und Schrittmotoren.
Du bekommt beim Fräsen immer Druck auf die Achsen, die Mechanik/Motorren muß dem entgegenwirken.

Dies wird zum einen über die Spindeln(Trapezgewinde,Kugelumlauf) erreicht, zum anderen über die Haltekräfte der Motoren.

Bei Schrittmotoren ist diese Haltekraft geringer als bei den Servomotoren.
Für eine Fräse die Metall (Stahl) bearbeiten kann, ist ein Servomotor daher die bessere Wahl.

Zum Anfangen würde ich aber Steppermotoren (z.b Nema) empfehlen. Dazu gibt es passende Endstufen, die dann über Takt und Dir gesteuert werden.

Wie gesagt mach dir erstmal Gedanken wie deine Mechanik ausschauen soll, und welche Ansprüche du hast.
Mit den billigen Tischen vom Chinamann kannst du schon auch Spaß haben.
Es ist halt dann eine "Käsefräse", für weiche Materialien.

Oder:
Wenn du alles selbst bauen willst, dann gibt es dort auch Spindel,Führungen.

Es muss nicht immer von Rexroth oder Igus sein.
Aber auch mit den billigeren Teilen summiert sich der Aufwand schnell auf mehrere hundert Euros.

[smasha]

Und mehrer hundert Euros ist fast noch lieb gemeint

Bearbeitung von Stahl wird dich mit am meissten kosten.
Aluminium geht ja noch, wenn du Zeit hast, mal abgesehen von dem Lärm den du erzeugen wirst. Wenn du da große Bauteile bearbeiten möchtest und die kleine Fräse erstmal dann einige Stunden läuft, erfreut das nicht unbedingt dein Umfeld.

Zu allererst solltest du dir wirklich Gedanken machen welches Material du bearbeiten möchtest und wie groß die CNC werden soll.
Ich spiele persönlich ebenfalls mit dem Gedanken mir eine kleine Fräse zu bauen. Diese ist aber eher für PCB Boards gedacht. Trotzdem möchte ich mir viele Optionen offen halten, um auch andere Sachen bearbeiten zu können.
Empfehlenswert sind z.B. solche Führungen.
Dazu Kugelumlaufspindeln, typischerweise wie rudirabbit anmerkte 1605 für die du dann auch noch Fest- und Loslager benötigst. Das Ganze muss auch ordentlich befestigt werden. Man könnte da über ein Grundgerüst aus Aluminiumprofilen nachdenken, welches Später fest auf einem Tisch montiert wird.
Für Aluminium und Steppermotoren sollte auch gleich schon was kräftiges herhalten, wie z.B. so ein Set. Dieses Set erfordert allerdings einen PC mit LPT-Anschluss, falls du das Breakoutboard benutzen möchtest. Alternativ ließe sich das Ganze an einem Arduino Mega oder Due anbinden (gefällt mir persönlich besser).
Nur so am Rande, Servos sind auch bedeutend schneller, wenn es eine große Fräse werden soll.

Aber der Selbstbau ist wirklich ein langatmiges teures Thema. Du musst auch wirklich extrem genau arbeiten, was den Zusammenbau angeht, da sich jeder zehntel Millimeter im Gesamtergebnis negativ nieder schlägt. Ich weiß ja nicht, wie genau deine Fräse werden soll.
Achja, als Tipp. Um es etwas leiser zu machen, nimm z.b. eine 2-3KW Fräse die Wassergekühlt ist inkl. Frequenzumrichter. In dem Leistungsbereich deutlich angenehmer wie nen Luftgekühlter Motor

[Tchefter]

Hi,

wenn Du etwas in Pappel o.ä. (evtl. noch BaumarktKunstoff/glas) rumstochern willst dann
reichen dir in der Regel die diversen Ideen die im Internet so kurieren. Auch ich habe so angefangen.
Aber du wirst schnell sehen, das Du mehr willst, denn das Thema macht SÜCHTIG!
Wenn Du gleich richtig anfangen willst dann schau mal hier und hier!
Das wichtigste, wie auch schon oben beschrieben von den anderen, mach dir klar was du bearbeiten
willst, und plane dann deine Fräse darauf/drumherum, am besten mit Luft nach oben

Gruß Fritz

[hirnfrei]

Das Thema ist wohl eh durch :(. War offensichtlich zu langsam...

[Tchefter]

Schade für Dich! Aber wirst ja bald wieder Geburtstag haben...oder Osterhasi, oder Weihnachten...

Achja, Danke an alle Schreiberlinge hier, die so tolle Informationen gepostet haben!
(Das konnte ich mir jetzt nicht verkneifen, sorry)

Gruß Fritz

[rudirabbit]

Ja das Thema ist schon interessant, ich bin gerade dabei einen älteren Tisch wieder in Betrieb zu nehmen.
Ist relativ groß, hat aber nur X und Y. Zum Fräsen wäre die Mechanik eh nicht geeignet.

Wird mal ein Lasercutter,Gravierer.

Da auf dem Tisch schon Servomotoren drauf waren, habe ich diese auch weiter benutzt.
Wie schon angesprochen, die Servos können richtig beschleunigen.
Beim Abbremsen wackelt der ganze Tisch, das Gestell ist wohl noch nicht schwer genug.

Auf der Produktiva2015 habe ich Maschinen in der Größe gesehen, die waren unten mit dicken Marmorplatten beschwert.
Und ein Demo wie ein Servomotor beschleunigt -es waren um die 7G !!

Meine Steuerung arbeitet mit einem DUE, und UHU-Servoendstufen.
Software auf dem UHU selbstgebaut, funktioniert auch schon fast alles.
Habe zum Test einen Bleistift eingespannt, und ein wenig G-Code zur Maschine geschickt
(Glaube man kann auf dem Bild auch schwach erkennen)

Das Ganze hat Suchtpotential keine Frage.

[Tchefter]

@rudirabbit: Ist noch ausbaufähig (nicht böse gemeint)

Das mit dem lasern kreist mir auch schon einige Zeit im Kopf, aber der Respekt davor
bezgl. dem Augenlicht hält mich davon ab - liest sich komisch ich weis...

Servo Technik selbst kenn ich nur von YT und man liest das es halt eine recht T€uro's
Angelegenheit ist. Noch komm ich mit den Steppern zu Rande, fürs Hobby reichts

Gruß

[rudirabbit]

rudirabbit: Ist noch ausbaufähig (nicht böse gemeint)

Ist ja gerade im Aufbau, und die Funktion steht erstmal im Vordergrund.
Und diese ist vorhanden, das was ich bisher in der Software drin habe funktioniert.

Servo Technik selbst kenn ich nur von YT und man liest das es halt eine recht T€uro's

Ist nicht mehr so, schau mal nach den UHU Endstufen/Steuerung.
Gibt es auch zum Selberbauen - ein Umbau meines Tisches auf Stepper wäre teurer gewesen.

Ist ein alter Vakuumtisch mit 1000x500 Verfahrweg, der 25 Jahre in einem Dachboden stand.
Da keine Steuerung mehr vorhanden, sollte er entsorgt werden.
Für 0 € habe ich ihn gerne genommen

Sieht nicht so gut aus ich weiß,die Optik kommt später, wenn überhaupt.

Zum Laser:
Da hat jeder am Anfang seine Bedenken, zu Recht.
Man muss sich erstmal gründlich Informieren bevor man anfängt.

Meine Erfahrungen habe ich mit Halbleiterlasern im 445nm Bereich mit bis zu 4 Watt Leistung gemacht.
OD4+ Schutzbrille ist usus. Es geht nur um die Reflektionen, in den Spot direkt reinsehen geht bei diesem Aufbau gar nicht. (Und wird auch keiner versuchen)

Leider geht mit den Halbleiterlasern nicht viel, auch weil die Spotgröße mit der Leistung der Dioden proportional größer wird.

Deshalb ist hier ein CO2 Laser geplant, natürlich billige China Ware. Was anderes ist unbezahlbar.
Und das Sicherheitsbedenken steigt natürlich.

Bedenklicher sehe ich eher was man an illegalen Laserpointern so kaufen kann, mit relativ viel Leistung in der freien Hand, einem wenn auch kollimierten Strahl möchte ich nicht ins Auge.

[Tchefter]

Bedenklicher sehe ich eher was man an illegalen Laserpointern so kaufen kann, mit relativ viel Leistung in der freien Hand, einem wenn auch kollimierten Strahl möchte ich nicht ins Auge.

Ja, das stimmte, sollten eigtl. schon fast unter das Waffengesetz fallen. Aber selbst das würde nichts bringen.

Ist ja gerade im Aufbau, und die Funktion steht erstmal im Vordergrund.

Das hab ich mir Gedacht

Ist nicht mehr so, schau mal nach den UHU Endstufen/Steuerung.
Gibt es auch zum Selberbauen - ein Umbau meines Tisches auf Stepper wäre teurer gewesen.

An der Elektronik mach ich (im Moment) nichts mehr, hab ne stabile TB6560 redV2 drin, kann mit 1000mm/min fräsen, Eilgang von 1400mm/min. Das reicht fürs Hobby, will ja noch sehen wenn sie
sich bewegt. Obwohl so ein Triple Beast schon jucken täte

Bei mir steht jetzt erstmal noch ein Vakuumtisch an den ich schon seit Monaten machen will,
naja mal schauen

Ich wünsch dir viel Erfolg bei deinem Wiederaufbau/umbau/Neubau

Gruß

[hirnfrei]

Ja definitiv ein dickes Dank an die vor Allem ausführlichen, aber auch gewohnt schnellen Antworten!!!!

Und noch ein Dank das ihr mich auf die Idee mit dem Laser gebracht habt. Ich denke da werde ich in Zukunft sicher wieder ein paar Infos drüber suchen, aber eins nach dem Anderen.

[Doc_Arduino]

Hallo,

ich muß mal dazwischen fragen zum Thema Servomotor. Wie ein Schrittmotor funktioniert ist mir bekannt. Wie ein Elektromotor funktioniert ist mir auch bekannt. Jetzt habe ich versucht den Servomotor zu verstehen. Servomotoren sollen nichts weiter sein als Elektromotoren mit Positionssensoren.

Wenn ein Schrittmotor steht, kann er eine gewisse Kraft aufbauen um genau diese Position zu halten.

Nur wie will ein Elektromotor an einer bestimmten Position stehen bleiben? Das verstehe ich nicht. Kann ich lesen wie ich will. Seine Ansteuerung müßte doch permanent versuchen den Motor mittels einer Pendelbewegung in Position zu halten. Weil Strom weg, Motor kraftlos, verliert seine Position. Strom da, dreht er in die eine oder andere Richtung. Ich verstehe nicht wie ein Servo genau positioniert werden kann. Könnte mir das bitte jemand erklären?

[rudirabbit]

Bei mir steht jetzt erstmal noch ein Vakuumtisch an den ich schon seit Monaten machen will,
naja mal schauen

Vakuumtisch ist bei mir schon drin, ich brauche nur noch eine Pumpe. Die sollte auch einigermaßen leise sein, dann aber nicht billig. Wie so vieles im Leben

Und noch ein Dank das ihr mich auf die Idee mit dem Laser gebracht habt. Ich denke da werde ich in Zukunft sicher wieder ein paar Infos drüber suchen, aber eins nach dem Anderen.

Dann regge dich im Laserfreak Forum,lese dich ein. Beginne mit Halbleiterlasern.
Schutzbrille für die Wellenlänge Pflicht. Und kostet auch, wenn die zertifiziert ist, das war es sogar mir Wert, und ich bin ein Schwabe

Denke mit 445nm kannst du im Moment am meisten machen.
405nm sind vom Focus her, zwar deutlich besser nur gibt es die noch nicht mit ausreichender Leistung.
Ist so eine Zwickmühle, je kleiner der Focus ist desto besser ist die Wirkung.
Die 445nm kannst du einfach nicht so klein fokussieren wie eine 405nm, dafür gibt es die mit 6 Watt zu kaufen.
Hier zu sehen.

Die gefahrenen Leistungen der bei DTR Lasershop sind meist oberhalb der im Datenblatt angegeben.
Für längeren Betrieb nicht zu empfehlen.

[Tchefter]

Vakuumtisch ist bei mir schon drin, ich brauche nur noch eine Pumpe. Die sollte auch einigermaßen leise sein, dann aber nicht billig. Wie so vieles im Leben

Da gibts doch sicher was "günstiges" in der Bucht; Thomas-Pumpen ?

Doc_Arduino:
Hallo,

ich muß mal dazwischen fragen zum Thema Servomotor. Wie ein Schrittmotor funktioniert ist mir bekannt. Wie ein Elektromotor funktioniert ist mir auch bekannt. Jetzt habe ich versucht den Servomotor zu verstehen. Servomotoren sollen nichts weiter sein als Elektromotoren mit Positionssensoren.

Wenn ein Schrittmotor steht, kann er eine gewisse Kraft aufbauen um genau diese Position zu halten.

Nur wie will ein Elektromotor an einer bestimmten Position stehen bleiben? Das verstehe ich nicht. Kann ich lesen wie ich will. Seine Ansteuerung müßte doch permanent versuchen den Motor mittels einer Pendelbewegung in Position zu halten. Weil Strom weg, Motor kraftlos, verliert seine Position. Strom da, dreht er in die eine oder andere Richtung. Ich verstehe nicht wie ein Servo genau positioniert werden kann. Könnte mir das bitte jemand erklären?

Da ich mich mit der Thematik auch noch nie auseinander gesetzt habe, würde mich das auch interessieren, habe aber auch noch nichts darüber nachgelesen.

Vom lasern halt ich mich erst mal fern

[rudirabbit]

Ich muß mal dazwischen fragen zum Thema Servomotor. Wie ein Schrittmotor funktioniert ist mir bekannt. Wie ein Elektromotor funktioniert ist mir auch bekannt. Jetzt habe ich versucht den Servomotor zu verstehen. Servomotoren sollen nichts weiter sein als Elektromotoren mit Positionssensoren.

Wenn ein Schrittmotor steht, kann er eine gewisse Kraft aufbauen um genau diese Position zu halten.

Nur wie will ein Elektromotor an einer bestimmten Position stehen bleiben? Das verstehe ich nicht. Kann ich lesen wie ich will. Seine Ansteuerung müßte doch permanent versuchen den Motor mittels einer Pendelbewegung in Position zu halten. Weil Strom weg, Motor kraftlos, verliert seine Position. Strom da, dreht er in die eine oder andere Richtung. Ich verstehe nicht wie ein Servo genau positioniert werden kann. Könnte mir das bitte jemand erklären?

Auf der Welle des Motors sitzt ein Rod Geber (wie du schon erwähnt hast) Mit dem Servoregler wird nun ein Regelkreis aufgebaut der versucht die Position zu halten.
Wenn das PID Gedöns richtig eingestellt ist, dann sind die Motoren, wenn keine Kraft versucht den Motor aus der Position zu bringen stromlos.

Wenn nun eine Kraft einwirkt, versucht der Servoregler dagegen zu arbeiten. Die Regelgeräusche hört man dann sehr deutlich.

Man kann max. Strom am Servocontroller auch einstellen, der aber nur fließt wenn eine Störkraft einwirkt.(oder wenn der Motor läuft natürlich) Im Gegensatz zu Schrittmotoren wo ein Haltestrom immer fließt.
Dessen Haltemoment ist aber längst nicht so hoch wie bei den Servos.
Was eben bei einer Fräse, wo Kräfte auf die Achsen kommen von Nachteil ist.

Ich habe bei mir den Strom relativ hoch eingestellt, wenn ich mit sehr viel Kraft drücke, der Motor winselt dann ohne Ende, bis der einstellte Strom überschritten ist.
Dann schaltet die Regelung komplett ab, ein Schleppfehler wird angezeigt. Die Achse ist bis zum Reset ganz leicht zu bewegen.

Vom lasern halt ich mich erst mal fern

Im Prinzip hast du recht, denn die Wirkung der Halbleiterlaser ist oft die, die man erwartet.
CO2 ist ein großer Aufwand, und die billigen Chinaröhren sind oft undicht, das CO2 Gasgemisch entweicht mit der Zeit.
Gute CO2 Röhren kosten richtig Geld.

[Doc_Arduino]

Hallo,

okay, jetzt werden die Bilder klarer. Danke. Wieviel Sensoren sind denn in so einem Servo verteilt? Und demzufolge pendelt der nicht hin und her sondern der Regler baut nur soviel "Strom auf" um gerade die benötigte Gegenkraft aufbauen zu können. Falls er pendelt ist der Regler falsch oder nicht optimal eingestellt. Richtig so?

[rudirabbit]

Meine Servos bzw dessen Rod Geber haben 3 Ausgänge.

Spur A und Spur B und einen 0 Impuils
Spur A und B haben hier 500 Striche auf der Scheibe für die Lichtschranke .
Der 0 Impuls hat nur eine kleines Fenster, es kommt pro Umdrehung nur ein kurzer Peak.

Für die Lageregelung reicht die Spur A und B aus, diese gehen über OP's zur Pegelanpassung in den Servoregler.

Den 0 Impuls nutze ich zur exakter Referenzfahrt.
Beim Einschalten fahre ich relativ schnell so lange bis der Endschalter auf der Maschine bestätigt wird.

Dann fahre ich langsam weiter, und warte bis der 0 Impuls kommt.
Jetzt stoppe ich, und stelle die Variable für diese Achse auf 0.
Exakte Referenz, nur mit dem Schalter wäre immer eine kleine Abweichung da.

Die Motoren bzw diese Rodgebertechnik ist locker 25 Jahre als, also mit Sicherheit nicht auf den aktuellen Stand der Technik.
Ich habe schon Systeme gesehen die ein Längsmesssystem direkt an den Achsen haben.
Dann wird das ganze noch präziser, da kleinste Toleranzen in der Mechanik eliminiert werden.

Das ganze fasziniert mich sehr, habe da einen guten Bekannten der in der CNC Brance gearbeitet hast (jetzt in Rente).
Wir fahren öfter auf Messen wo Hightechmaschinen für die Industrie ausgestellt sind, er erklärt mir dann um was es überhaupt geht.
Am Anfang habe ich nur Bahnhof verstanden. :o