Frickel-CNC #1

Rober-t

Erfahrener Benutzer
#1
Moin,

ich möchte dann auch mal mein letztes Projekt vorstellen:

Eine kleine Bastel - CNC- Fräse in Holzbauweise

Vorwort:

Inspiriert von vielen online Eigenbau lowcost CNC-Maschinen entstand in der heimischen Werkstatt in den letzten Tagen eine kleine CNC-Fräsmaschine.

Die zu bearbeitenden Materialien sind bei mir im Hobbybereich:

Sperrholz, Balsa
GFK, CFK, Pertinax
Folien, Leder, Stoff
Alu (minimal)
Buntmetalle (minimal)

Als Werkzeug steht mir zur Verfügung:

Tischbohrmaschine
Holzbohrer und Forstnerbohrer
Metallbohrer
Zug/ Gehrungs/ Kappsäge, Metallsäge
Zangen, Nusskästen, Schraubendreher, Akkuschrauber

Da ich bisher noch nicht viel Erfahrung im Arbeiten mit Holz habe ist das ganze als ein Fortbildungsprojekt anzusehen und soll hier nicht mit den genialen Konstruktionen von KarlG und Konsorten konkurrieren ;), genausowenig wie mit (kommerziellen) Fertigprojekten.

Baustufenfotos:

Angefangen hab ich mit dem "Portal" (18mm Multi)
IMAG0449.jpg
Im Anschluss folgte der "Tisch" (Ebenfalls 18mm Multi)
IMAG0453.jpg
Als Antriebe verwende ich die guten Wantais. Sie treiben schlauchgekoppelt gut schlagende m8er Gewindestangen (muss ich noch auswechseln), welche wiederum in m8 Langmuttern die Wagen ziehen. Die Muddies hab ich einfach eingeschlagen, 12er Loch gebohrt und reingekloppt, hält gut. Die Spindel sitzt am Ende in nem 608zz Lager (Skateboard). Die Wagen fahren auf Hettichschienen, glaube 15kg.
IMG_0156.jpg
Als Steuerung verwende ich ein Ramps 1.4?! mit 2560er Arduino, Firmware ist Repetier, ebenso die Steuerung. Als Steuerung verwende ich ein Protoneer GRBL Shield auf einem Arduino Uno mit Pololu Treibern (sowohl DRV8825 als auch A4988 gehen).
IMG_0153.JPG
Anstrich der Maschine ist "enzianblau" Acryl mit wasserdicht. Boden und Wagen sind aus 19mm MDF
IMAG0461.jpg
Im Sechzehntelschritt hat die Maschine bei schnellen Bewegungen (1000mm/min) etwas Stress mit Schrittverlusten, im Viertelschritt singt sie etwas, da muss ich nochma ran.
IMG_0158.jpg IMG_0154.jpg IMG_0157.jpg IMG_0159.jpg

Ich hab mal ne "provisorische" Z-Achse gefrickelt:

IMG_0163.jpg
IMG_0160.jpg

Das 10er Buchensperrholz lässt sich extrem besch***en schrauben (splittert schnell) habe es jetzt erstmal geklebt und werde dann fein vorbohren und verschrauben, zudem mit Dreiecksleiste nochmal verkleben.

-Dem Schrittmotor könnt ich noch ne Unterlegscheibe gönnen, klaut mir etwas Verfahrweg.

-Dem Sägemeister im Baumaxe musste ich tatsächlich nen Kaffee ausgeben, minimale Schnittbreite 100mm, ansonsten sägt er sich die Finger ab sagt er! Nachm Kaffee gehn aber auch 50.

-In das vorgebohrte Loch kommt ein Gewinde, passend für Dremel und co. Führungen werden Hettich 10kg, mehr dazu morgen.

Die Zachse sah mir so etwas windig aus, habe sie deshalb mit nem Stück alter Fußleiste und reichlich Epoxi fixiert:
IMAG0487.jpg
Schluck Lack:
IMAG0490.jpg
Hier das Gefrickel in der Totalen:
IMAG0494.jpg
und so siehts jetzt aus:
IMG_0169.jpg
und so, nachdem ich den Z-Motor richtig verschraubt habe:
IMG_0179.jpg

Das Umkehrspiel auf X konnte ich eliminieren indem ich die Muttern ordentlich an die Lager angelegt habe, da war viel zu viel Spiel.

Habe eine Protoneersteuerung statt der Ramps aufgebaut, da ich ja Fräsen will und nicht Drucken.

IMG_0185.JPG IMG_0186.jpg

Fräsbeispiele:

Fräser ist 2mm Dremel
Schrifthöhe 10mm
Eintauchtiefe 1.5mm
Vorschub ca. 300mm/min
Drehzahl Stufe 1
IMG_0190.jpg

Plot im 3D-Druck Modus mit Fineliner ohne Z-Achse auf Papier
IMG_0155.jpg

Gravur in eloxiertem Baumarktalu
0.8mm Rundkopf Gravierer
Vorschub ca. 300mm/min
Tiefe ca. 0.4-0.5mm
IMG_0194.jpg


Software:

Ausgabeformat im CAD: DXF2000

GRBL Settings 1.png GRBL Settings 2.png estlcam.png estlcam2.png


Fahren geht auch:
https://vimeo.com/88299609


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Preis-Liste verwendeter Teile:

Holz:

4St 120x350 (Portal) 5,70 (Hier sollte man 2x 120x350 und 2x 120x380 nehmen (mehr Z))
1St 150x150 (Portalwagen) 0,78
2St 100x150 (Portal Unterleger 10mm) 0,70 (120x119 macht Sinn)

4St 100x100 (für die Muttern) 1,35

2St 100x450 (für den Tisch) 3,05
2St 100x294 1,97
2St 100x414 2,78

2St 450x330 MDF (Für die Unterseite und den großen Wagen) 3,44

= 19,77

Schrauben:
M3 für die Motoren: 0,35
Holzschrauben: 4,00
Gewindestange M8: 0,95

Muttern:
M8 Stoppmuttern: 0,16
Langmuttern: 0,90
Unterlegscheiben für M3 und M8: 0,30
Schlauch: 0,15

Holzleim: 4,95
Lackierset mit 4x Roller & PU Acryllack: 13,90
Torx Bit: 1,85
12er Bohrer: 3,05
Möbelwinkel: 0,40
Kugelauszüge: 23,90
Kugellager 608zz: 2,00

= 56,86

Elektronik:
Schrittmotoren (Wantai Nema17 811 (2.5A / Phase)): 10,00
Steuerung (Grbl-Shield + Arduino Uno + Pololu für Fräse / Ramps + 2560 für Drucker): ~60,00
Xbox Netzteil oder anderes 12V 6A NT: ~15

= 85

161,63

Für die Z-Achse müsste man jetzt nochmal:

je 10mm

2st 50x150
2st 50x80
1-2 st 50x50 (19mm, Mutter einschlagen)
1st 100x100 (19mm Wagen)
1st Alu - L Profil oder Reststück Holz zur Fräserbefestigung
2st Stoppmutter
1st Langmutter
1x Kugelauszug schmal
1st Kugellager 608zz
1st Schrittmotor
1st Gewindestange (sollte übrig sein)

extra holen, wären ca 21-22eur Aufpreis


Upgrades:

Endschalter: 3,58
Notausschalter: 4,50


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Technische Daten:

Verfahrwege: X 310, Y 230, Z 60
Stromaufnahme: Maximal 220W (mit Dremelclon)
Anschlüsse: 2x Steckdose, 1x USB

Toolchain:

CAD -> EstlCAM -> GRBL Controller

und Hardwareseitig:

PC -> Arduino UNO -> Protoneer (am Netzteil) -> Pololu -> Schrittmotor

Schlusswort:
Es hat riesen Spaß gemacht soeine Maschine mal zu bauen, auch wenn sie nicht mit den schönen, stabilen und präzisen Metallmaschinen mithalten kann. Kann es jedem nur Empfehlen mal ein bisschen zu grübeln und eine ähnliche Maschine nachzubauen.

Danksagung:

Der-Frickler -- hat vom ersten Post an dran geglaubt, dass es was wird -- hat sehr viel Input und Inspiration gegeben.

schnellmaleben -- hat mir ganz unkompliziert seinen Protoneer Bausatz überlassen, damit ich schneller fertig werde.

VIELEN DANK!

Happy Amps!
Robert
 
Zuletzt bearbeitet:
#2
Sehr schick, erinnert mich an meinen Laser - nur das der noch viel primitiver gebaut ist ;_)
http://der-frickler.net/technik/lasergravierer
Solche einfachen und billigen Projekte machen doch einfach Spass und man lernt sehr viel dabei!

Wie schnell fährst du denn das du Schrittverluste hast? Normalerweise haben die Polulu Treiber ja mit 16/tel kein Problem.
Allerdings reichen bei der M8 ja auch locker 8tel oder weniger Microschritte. Viel mehr als 300mm/min ist mit den Gewindestangen und den Motoren so oder so nicht drin ohne das er schritte verliert.

Ich denke wenn du noch 2 Schienen und n Motor für Z einbaust und nen Dremel oder Ähnlich ranpackst dann kannst damit auch GFK Platten oder dünnes Sperrholz fräsen, halt nicht schnell und auf den 100tel mm aber besser als mit der Laubsäge wirds werden.

Zum Fräsen ist die grbl Firmware besser geeignet, läuft allerdings normal nur auf nem Arduino (uno/nano) mit 328er proz.
Deine Steppertreiber könntest du aber auf das grbl Shield übernehmen: blog.protoneer.co.nz/arduino-cnc-shield/

Gruß
Johannes
 

Rober-t

Erfahrener Benutzer
#3
Ach Hi!

Ja, dein Laserbrenner war am Ende das, was das Fass ins Rollen gebracht hat :) Danke für die super Doku!
Ich hab keine Ahnung wie schnell man fahren soll, bin jetzt mal mit ~1000mm/min gefahren, geht gut ab aber irgendwann stehen die Motoren und es macht nur HUUUUIIIIIIII oder PNEEEEEE, wenn man sehr langsam fährt gehts im /16 Schritt schon klar.

Werd mir grbl mal anschauen, Repetierhost war halt die schnellste und kompletteste Lösung um das Teil erstmal in Gang zu setzen. Online FW-Konfiguration und ein Programm mit komplettem CAM drin ist schon vom feinsten.

Was Z angeht muss ich mal schauen, hab schon windigere Konstruktionen gesehen, wo das Fräsen auch geklappt hat. Zzt bin ich so auf Zehntel genau, wenn ich nich vorher Schritte verliere. Für den Modellbau sollt das ja reichen.

Happy Amps!
Robert
 

schnellmaleben

Erfahrener Benutzer
#4
Hallo Robert,

tolles Projekt! :)

Bei mir gehts die Tage auch mit dem Selbstbau los, das grblShield aus Neuseeland wird aber noch ein paar Tage Laufzeit haben...

Grüße,
Ruben
 
#5
1000 is zu schnell für die Gewindestange, das bringts net. Beim Lasern oder Fräsen isses eh egal, da brauchstn icht so viel Speed, nur das verfahren wäre mit 1000 halt schneller.
Geh mal runter auf 300, dann sind die Schrittverluste auch weg. Dann kannst dich ja weiter hocharbeiten bis diese wieder auftreten.
Hier gibts noch n recht gutes Testpattern:
http://www.shapeoko.com/forum/viewtopic.php?f=7&t=742

Meine Shield-Platinen kamen von hier echt schnell, würde so ne gute Woche tippen:
http://www.ebay.com/itm/Arduino-CNC...ly-/271390489536?ssPageName=ADME:L:OC:DE:3160
Dafür sind meine Treiber von hier jetzt schon n Monat unterwegs:
http://www.ebay.de/itm/5x-A4988-Ste...le-/221300116761?ssPageName=ADME:L:OC:DE:3160

Aber ist ja sowieso nur zum spielen, von daher keine Eile ;_)
 

Rober-t

Erfahrener Benutzer
#6
Hi Ruben, wenn du ne Werkstatt brauchst, bist in ca. 8 min hier, kann dir nen Schlüssel geben, in deinem Zimmer war ja so langsam ziemlich wenig Platz :p

Danke Johannes, Board ist geordert!
 

Laroth

Erfahrener Benutzer
#7
hübsches Projekt, Dremel dran und los gehts mit der Fräserei, für Sperrholz und GFK sehe ich eigentlich kein Probleme und die Genauigkeit sollte immer noch höher sein als mit Hand (zu 90% reicht ja eine genauigkeit in 5/10 mm locker aus...)

ich glaub sowas muss ich mir auch mal bauen, ab April hab ich zum Glück auch einen Hobbyraum, meine Wohnung bietet leider zu wenig Platz...

Phil
 
#9
Bei Ikea gibts passende Transparente Stapelboxen die man drüberstülpen kann.
Das Shield vom Amberspyglass hab ich aktuell an meiner Fräse, das von protoneetr gefällt mir aber deutlich besser da hier alle Pins für Endschalter, Taster etc.. schön rausgeführt sind. Schubladenschienen gibts auch bei Amazon sehr billig in allen Größen.

Ach ja, und Endschalter sind überbewertet ;_)
 

nils1982ks

Erfahrener Benutzer
#10
Hey,

auch von mir nen großes Lob. Da bekommt man glatt Lust zum Nachbauen. Darum wäre eine Stückliste schon ganz praktisch ;-)

Viele Grüße
Nils
 

Rober-t

Erfahrener Benutzer
#11
Ok, hier dann mal ne Auflistung, in Eur und wie gesagt vom Hornbach, nur die Elektronik hab ich von Ebay

Holz:

4St 120x350 (Portal) 5,70
1St 150x150 (Portalwagen) 0,78
2St 100x150 (Portal Unterleger 10mm) 0,70

4St 100x100 (für die Muttern) 1,35

2St 100x450 (für den Tisch) 3,05
2St 100x294 1,97
2St 100x414 2,78

2St 450x330 MDF (Für die Unterseite und den großen Wagen) 3,44

= 19,77

Schrauben:
M3 für die Motoren: 0,35
Holzschrauben: 4,00
Gewindestange M8: 0,95

Muttern:
M8 Stoppmuttern: 0,16
Langmuttern: 0,90
Unterlegscheiben für M3 und M8: 0,30
Schlauch: 0,15

Holzleim: 4,95
Lackierset mit 4x Roller & PU Acryllack: 13,90
Torx Bit: 1,85
12er Bohrer: 3,05
Möbelwinkel: 0,40
Kugelauszüge: 23,90
Kugellager 608zz: 2,00

= 56,86

Schrittmotoren: 10,00
Steuerung: 60,00
Xbox Netzteil: 15

= 85

161,63

Für die Z-Achse müsste man jetzt nochmal:

2st 100x150
2st 100x114
1st 100x100 (in der mitte durchsägen, die können dort angeblich nur 100x100 als kleinstmaß)
2st Stoppmutter
1st Langmutter
1x Kugelauszug
1st Kugellager
1st Schrittmotor

extra holen, wären ca 21-22eur Aufpreis
 
Zuletzt bearbeitet:

cemizm

Erfahrener Benutzer
#13
Hey cooles Projekt! Echt beeindruckend zu sehen wieviel mit so wenig möglich ist, auch wenn man nicht "der-frickler" heißt :D
 

Rober-t

Erfahrener Benutzer
#15
@ nils1982ks, jup alles 18mm Multiplex, kannst auch Siebdruck nehmen, nimmt sich am Ende vllt 1€ und du brauchst es dann nicht Lackieren (sparst ca 12€).

Ich würde in der nächsten Variante das Portal etwas höher machen, also 2x 120x350 und 2x 120x400er oder 420er Platten holen.

@ cemizm, danke :)

@ der-Frickler, ach 60€ für 5x Pololu, 3x Endschalter (optisch) und nen 2560er geht find ich. Aber klar, man kann auch noch direkter Low-Cost fahren. Ich hab übrigens gerade entschlossen doch ne Z-Achse dranzubauen und es erstmal als Fräse zu benutzen, ein M140er Laser mit Treiber und Gehäuse kostet mehr und ich hab noch Holz und Motoren hier..
 
Zuletzt bearbeitet:

nils1982ks

Erfahrener Benutzer
#17
Hallo Robert,

wo hast du die Schrittmotoren gekauft? Bin schon sehr auf die Umsetzung der z-Achse gespannt. Warum würdest du das Portal höher machen, mer Fahrweg in z-Richtung oder wieso?

Viele Grüße
Nils
 

Puppo

FPV Pilot in Ausbildung
#18
Hallo Robert, super Sache! Gratuliere!

Könntest Du vielleicht die Kaufliste mit Deinen Erkenntnissen aktualisieren?

Das wäre super!

Danke und Gruss

Mario
 

JUERGEN_

Generation 60++
#19
apropo Schubladenführungen.

ich konnte in den einschlägigen Baumärkten nichts "bezahlbares" finden. (oder blechschrott)


letzten Endes bin ich auf LM8UU Liniearlager, inklusive den entsprechenden 8mm Wellen für unter 20€ gelandet.

;)
 

JUERGEN_

Generation 60++
#20
www.banggood.com

Tssss ;_)

Ach ja, beim Board kann man noch gut was sparen, entweder die Lösung wie bei meinem Laser und Fräse mit Arduino Uno und grbl Shield oder wenn man Repetier nutzen will mit dem Melzi board:
http://www.banggood.com/3D-Printer-Reprap-Melzi-Ardentissimo-Control-Board-Motherboard-p-917889.html
oder man ist wohl doch mit einem 11€ Arduino ( - http://www.banggood.com/Mega2560-R3...Board-With-USB-Cable-For-Arduino-p-73020.html )
inkl. RAMPS 1.4 , für alles offen. :D

die Treiber - http://www.banggood.com/3D-Printer-...Stepper-Step-Motor-Driver-Module-p-88765.html
sind auch schon öfters in der Bucht für unter 2,50€ zu finden.


und für ein Display samt SD-Karteneischub (druckt ohne PC), muss man auch keine üblichen 40€ zahlen. :D
-> http://www.banggood.com/3D-Printer-...Smart-Controller-Dispaly-Adapter-p-88825.html

;)
 
Zuletzt bearbeitet:
FPV1

Banggood

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