DIY-Arduino-Holzfräse

  • Hallo CNC-Fräser!


    Ich bin mir nicht sicher ob das Thema hier richtig ist aber ich möchte zur gegenseitigen Inspiration und zum Gedankenaustausch meine soeben fertiggestellte Eigenbau-Fräse vorstellen:


    DSCN1402.jpg


    DSCN1412.jpg


    DSCN1397.jpg


    Gestell: Birke Multiplex 18mm verleimt mit Flachdübel


    Steuerung Hardware: Arduino Nano
    Steuerung Software: Grbl mit GrblPanel GUI
    Schrittmotorendstufen: Pololu A4988 im 1/8-Microschrittbetrieb
    Schrittmotoren: NEMA23; 1A; 0,9Nm (2x in X; 2x in Y; 1x in Z)
    Linearführungen: 4Stk Schubladenführungen HETTICH K270 pro Achse
    Antrieb: T5-Zahnriemen 16mm mit Umlenkung (Flaschenzug wie in ct-Hack-Fräse)
    Auflösung: 64 Microschritte pro mm
    Spindel: Makita RT0700C mit 65mm Spindelhalter von Sorotec
    Verfahrwege: 450x280x160
    Eilgang: 4000mm/Min
    Optische Endschalter in allen Achsen


    Fräsleistung: 2000mm/Min in Birke Multiplex mit D10mm Zweischneider; 5mm tief mit 6mm Zustellung


    Gerne beantworte ich eure Fragen, und es gibt auch noch mehr Fotos und Fräsvideos.
    Leider kann ich nur 3 Fotos hier anhängen.


    mfg Robert

  • Hallo Robert,
    Echt interessantes Projekt. :thumbup:
    Kannst Du auch Infos zu Massgenauigkeit der gefertigten Teile und Kosten des Projekts nennen?
    Wäre sicher für ambitionierte Nachamer interessant.
    Hast Du die Software selbst geschrieben?
    Wozu dienen die riesigen Elkos je Treiberstufe?
    Gruß
    Andy

  • Hallo Andy!


    Danke für die Anerkennung!


    Kosten:
    Ich muss noch die Stückliste ergänzen und werde diese dann posten.


    Massgenauigkeit:
    Die Fräse läuft erst seit letzten Sonntag. Nächstes WE möchte ich Genauigkeitsmesungen durchführen.


    Software:
    Das Programm "GRBL" für den Arduino habe ich von GITHUB heruntergeladen und in den Microcontroler geflashed.
    Die Grafikoberfläche für Windows "Grbl-Panel" ist ebenfalls von GITHUB.
    Also ich habe nichts selbst programmiert. Die gesamte Software ist Open Source.
    Man benötigt nur einen beliebigen WIndows PC mit USB2, ein USB-Kabel und ein Arduino-Board.
    Der PC sendet den G-Code an den Arduino und der mach den Rest (ähnlich wie USB-CNC von EDING).
    Daher gibts etwa wie in MACH3 die Taktungsproblem nicht.



    DSCN1405.jpg



    DSCN1406.jpg



    Fette Elkos:
    Die Schrittmotoren ziehen gepulsten Strom.
    Zum einen liefern die Elkos direkt neben jeder Endstufe den benötigten Strompuls ohne das die Gesamtspannung des Netzteils nennenswert einbricht.
    Weiters tragen die Elkos auch zur Glättung der 100Hz-Welligkeit der gleichgerichteten Trafo-Sekundärspannung bei.
    Am Trafo selbst sitzen auch nochmal 5x10mF zur Glättung.
    Das Netzteil ist eigentlich eine CRC-Konfiguration, da zwischen den Elko-Banken das Verbindungskabel als "R" mit einigen mOhm fungiert.
    Die Elkos kosten nur etwa 1,50 euro/Stk und sind eine gute Investition ins tatsächlich verfügbare Motordrehmoment.
    Übrigens arbeite ich mit 35V (ergibt sich aus 24V Wechselspannung gleichgerichtet und geglättet), das ist das zulässige Maximun für die Endstufen.


    Hier die Steuerung von "hinten":


    DSCN1396.jpg


    Mehr dazu demnächst..


    mfg
    Robert

  • Hallo Robert,


    ich würde mich Freuen wenn du noch mehr Infos zu der Steuerung Posten könntest (Fotos, und eventuell nen Schaltplan ;))


    ich frag deshalb so Spezifisch, weil ich für ein kleines Projekt eventuell genau so etwas suche... denn ich hatte mir gedacht irgendwann in den Nächsten Monaten eine mini CNC Fräse zu Bauen Speziell nur für die Platinenherstellung.


    Gruß Dennis

  • Hallo Dennis!


    Hier noch mehr Fotos von der Steuerung:


    DSCN1333.jpg



    DSCN1334.jpg


    Der Lüfter bläst unter das kleine Podest auf dem die Platine steht.
    Aus den Löchern im Podest strömt dann die Kühlluft zwischen den Elkos direkt vor und hinter den fünf Endstufen vorbei.
    So werden die A4988 Endstufen nichteinmal handwarm.


    Schaltplan hab ich keinen vollständigen aufgezeichnet.
    Die Beschaltung/Pinbelegung des Arduino findest du hier:
    https://github.com/grbl/grbl/wiki/Connecting-Grbl


    für die Endstufen hier:
    http://www.watterott.com/de/Pololu-A4988-Schrittmotortreiber



    Weiters wird mit einem 5V-Spannungsregler die Logik-Versorgungsspannung aus der Motorspannung (35V) erzeugt.


    Ein weiterer 12V-Spannungsregler versorgt den Lüfter.


    Die Lichtschranken (Endschalter) werden auch mit 5V versorgt.


    DSCN1364.jpg



    Die Lichtschranken sitzen jeweils auf Verfahrweg-Mitte.
    Somit ist pro Achse nur eine Lichtschranke erforderlich.


    Falls meine Ausführungen zu kryptisch sind, kann ich gern auch einen Schaltplan aufskizzieren.



    mfg
    Robert

  • Hallo nochmal!


    Habe nun auch ein Video vom ersten Fräsversuch auf Youtube:
    http://youtu.be/UzoZK2uIrFg


    Und hier noch Fotos vom Aufbau:


    Blick in die Bett-Kiste vor dem verleimen, mit Leerverrohrung für die Kabel.
    Die entstehenden Hohlräume werde ich eventuell später mit Sand befüllen:
    DSCN1332.jpg


    Leim trocknet, und alles schön zusammengespannt...
    DSCN1331.jpg



    Antrieb und Führungen der Z-Einheit
    DSCN1401.jpg


    mfg
    Robert

  • Hallo!


    Habe Heute Alu auf der Schubladen-Holzfräse gefräst:
    Schruppen mit D6 VHM Zweischneider - 22.000min-1 - 1000mm/Min - 1mm Z-Ebenen - Aufmaß 0,3mm
    Schlichten mit 500mm/Min
    Es geht, aber die Oberflächenqualität ist eher mäßig.
    Zylinder mit D40,0 hat 40,0-40,15
    Vierkant 45x45 hat 45,0-45,15
    Die gleichen Toleranzen habe ich auch auf einem Birke-Multiplex Teil gemessen.
    Hier ein Video davon:
    http://youtu.be/trOWAyF9vlA



    Zum Thema Kosten:
    Also die Nachkalkulation ergibt etwa 850,-euro inkl. Spindel.


    mfg
    Robert

  • Hallo Robert,


    Mensch, dass kenne ich doch irgendwie :D Coole Sache! Das so ne CNC nicht die Wurst vom Teller zieht ist klar, aber interessant ist so ein Projekt allemal. Interessant wäre es jetzt mit dieser Maschine Aluminiumteile zu fräsen um diese Stück für Stück an der Maschine zu tauschen. So zu sagen "eine CNC Fräse fräst sich selbst", dass finde ich immer wieder genial ;)



    Gruß
    Dirk

  • Hallo Karl!


    Ja, nach etwa er Hälfte der Schrupparbeit hatte der Fräser eine Aufbauschneide und hat eigentlich nichtmehr geschnitten, vielmehr das Material verdrängt.
    Da ist sicher noch Potential mit den richtigen Werkzeugen und natürlich den richtigen Fräsparametern.
    Alufräsen habe ich eigentlich nicht im Lastenheft, aber es hat mich interessiert obs denn überhaupt geht.
    Ich möchte Lautsprechergehäuse aus Massivholz mit Freiformoberflächen fräsen.


    Hallo Dirk!
    Es freut mich das du dich hier meldest. Bei meinen Recherchen bin auch auf deinen Thread gestoßen und hab daraus gelernt...
    Als Folge bin ich in den Baumarkt und hab mir um 10,- so einen Satz Schubladenführungen geholt.
    Der erste Eindruck war überzeugend: absolut spielfrei!
    4 Führungen in einer Ebene sind leicht auszurichten und tragen dann auf vier Laufwagen wie eine "richtige" Linearführung.
    Absolut spielfrei ist übrigens auch der Zahnriemenantrieb.
    Bedenken hatte ich nur wegen der elastischen Riemendehnung.
    Ich verwende daher T5/16mm Zahnriemen mit Stahleinlagen. Der hat 460N zulässige Kraft und 1900N Bruchkraft.
    Die 0,9Nm Schrittmotoren ziehen mit max. 250N am Riemen, durch die Umlenkung verdoppelt sich die Kraft am Schlitten.


    Hier die X-Schlitten-Unterseite, mit 4Stk Führungen, Krafteinleitungs-Umlenkungen für den Zahnriemen und Endschalterfahnen:
    DSCN1361.jpg



    mfg
    Robert

  • Hallo!


    3D-fräsen in Birke-Massiv funktioniert besser als erwartet.
    Da ich eigentlich Lautsprechergehäuse fräsen möchte, habe ich einmal ein 1:10 Modell gefräst.
    Allseitige Bearbeitung in 2 Aufspannungen.
    Schruppen mit VHM-SF8mm-2-Schneider 80mm freie Länge und Schlichten mit VHM-K8-4-Schneider 80mm frei Länge.
    Programmlaufzeit Schruppen 2. Aufspannung 80 Minuten, 19.253 Programmzeilen!
    Programmlaufzeit Schlichten 2. Aufspannung 35 Minuten, 33.088 Programmzeilen!



    Hier das Video:
    DIY Arduino CNC 3D-milling wood


    http://youtu.be/a_R4mzhIrOs



    mfg
    Robert

  • Hallo
    schade kaum etwas von der Fräse zu sehen.
    Gruß

    Ausführliches Doku-Video ist in Arbeit. Allerdings wollte ich vorher die Möglichkeiten der Anwendung der Maschine testen. Schrottich Zeuch gibts ja schon genug auf Youtube...


    mfg
    Robert

  • Hallo,


    wirklich schön geworden und ich bin auch nur ganz ungerne die Spaßbremse, aber wenn ich das richtig sehe
    verwendest Du für die 35V Kleinspannungsversorgung einen Kaltgerätestecker und Einbaukuplung....das ist
    technisch OK aber Sicherheitstechnisch sehr fragwürdig, da eben so wie von Dir da angewendet auch das normale
    Zuleitungskabel eines PC hinein passen würde, was zur folge hätte das im günstigsten Fall nur die Pololus abbrennen.
    OK Du wirst mir nun sagen, das kann nicht passieren, da nur ich die Maschine bediene, aber glaube mir das die meisten
    Dinge die möglich sind auch irgendwann passieren.


    Ich habe zu Lehrzeiten mal eine SPS Versorgung verkehrt angeschlossen, alo Ein/Ausgang der Netzteilkarte vertauscht.
    Naja wie die Steuerung auf die 2000V reagiert hat kann sich jeder Vorstellen.....


    Also Bitte nicht falsch verstehen, absonsten ist die Maschine toll geworden und ein ehrliches Daumen hoch dafür.


    Grüße Olaf

  • Hallo Olaf!


    Sehr gut beobachtet! CE kann ich wohl nicht draufkleben.
    Der Plan war, das Netzteil in das Portal einzubauen. Hab ich dann jedoch nicht gemacht um magnetische Einstreuungen vom Trafo auf den Arduino zu vermeiden.


    Danke auch für dein positives Feedback!


    Du verwendest auch den Arduino als Fräsen-Steuerung? (steht in deinem Profil)
    Allerdings steht da auch Mach3, wie geht das zusammen?


    mfg
    Robert

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