© Copyright 2017 Gerhard Günzel

Meine CNC-Fräse - klein aber fein und genau

Eigentlich   wollte   ich   gar   keine   CNC-Fräse,   sondern   einen   Kreuztisch   oder   Koordinatentisch.   In   der Bucht   verkaufte   jemand   einen   solchen   Tisch,   der   speziell   umgebaut   werden   sollte.   Die   Original- pindeln    sollten    raus    und    gegen    etwas    Vernünftiges    getauscht    werden.    Man    könnte    auch Schrittmotoren   anbauen   -   und   zufällig   liegt   noch   eine   Z-Achse   dazu   passend   rum.   Also   gut   -   das sehen   wir   uns   mal   an.   Nach   langer   Email-Konversation   stand   das   Konzept.   Beim   Fräsen   des Tisches   passierte   leider   ein   Fehler,   und   der   bereits   bezahlte   Tisch   war   Schrott.   Wir   einigten   uns darauf,   gegen   Aufpreis   eine   richtige   CNC-Fräse   als   Ersatz   zu   bauen.   Und   so   stand   die   CNC-Fräse dann irgendwann in meinem Hausgang.

So   wie   links   im   Bild   zu   sehen   ist,   kannte   ich   die CNC-Fräse.     Rechts     unten     ist     das,     was     der Paketfahrer    von    der    Post    in    unseren    Hausgang gestellt   hatte.   Ich   bin   ganz   schön   baff   gewesen,   als ich   das   Chaos   gesehen   habe.   Gott   sei   Dank   ist   der Transport wider Erwarten gut gegangen. Nach   dem   Auspacken   sah   die   Welt   schon   wieder besser für mich aus. Trotzdem Glück gehabt.

Als   Steuerplatine   -   Leistungselektronik   -   kaufte   ich   ein   vorsündflutliches   "Brett",   im   wahrsten   Sinne des   Wortes   mit   ein;   das   noch   dazu   einen   unauffindbaren   Fehler   hatte.   Glück   im   Unglück   war   die Tatsache,   dass   die   Platine   nach   Tausch   von   Elektronikteilen   nicht   lief,   und   lt.   Hersteller   nicht   zu reparieren   sei.   So   kam   ich   auf   diesem   Umweg   zu   einer   modernen   Steuerung   von   Nanotec   -   die SMC11.    Die    liefert    mit    zusätzlicher    Kühlung    der    Treiber    ICs    die    2,5   Ampere    für    die    Minebea Motoren. Als   Parallel   Interface   für   die Ansteuerung   vom   PC   ist   ein   Board   von   Langenfeld   eingesetzt. Ab   hier   ist   die   Leistung   vom   "Bauer"   der   Fräse   zu   Ende.   Die   Verdrahtung   der   Maschine   und   der zusätzlichen   Komponenten   war   meine   Aufgabe.   Bis   die   Maschine   zum   ersten   mal   lief   war   eine Menge   zu   tun.   Aufbau   eines   Netzteils,   Einbau   aller   Komponenten   in   ein   Gehäuse   und   Verdrahtung der Motoren und Endschalter.

So   sah   die   CNC-Fräse   aus,   als   die   Steuerung und   Verkabelung   fertig   waren.   Im   Bild   sieht man    einen    braunen    Klotz    auf    der    Y-Achse. Das     ist     der     Träger     für     die     Aluminium- Spannplatte.    Als    erstes    musste        nun    die Trägerplatte     aus     Hartpapier     plan     gefräst werden.   Das   kann   nur   auf   der   Maschine   selbst gemacht   werden,   weil   die   Platte   nur   so   genau gefräst werden kann.

Links   oben,   die   Abdeckhaube   eines   PCs   ist   nicht   wieder   zu   erkennen.   Die   Seiten   aufgebogen   und hartgelötet.   Vier   Löcher   für   die   Befestigung   unter   der   Spannplatte   gebohrt,   und   einen   Kupferbogen eingelötet.    Und    fertig    ist    die    Wanne,    die    das    Kühlwasser    auffangen    soll.    Die    Wanne    und    die Spannplatte    werden    mit    O-Ringen    gegen    die    Hartpapierplatte    abgedichtet.    Rechts    die    fertig aufgebaute Wanne

Damit   Kühlwasser   fließen   kann,   braucht   man eine   Pumpanlage.   Der   Eimer   ist   eine   Waffel- Verpackung,     Unter     dem     Deckel     ist     eine Wohnwagen       Pumpe       zu       sehen.       Die Schwanenhalsdüse          ist          aus          einem Grillanzünder.     Für     vorne     habe     ich     eine Messingdüse      gedreht.      Und      der      grüne Schlauch   ist   aus   einem   Baumarkt.   Die   Lösung funktioniert     und     ist     für     ein     paar     Euro realisierbar.   In   der   Mitte   des   Eimers   ist   noch ein Teesieb als Filter angebracht.

Die   CNC-Fräse   steht   in   meiner   Bastel-   und   Computerbude.   Damit   die   Staubentwicklung   und   die Spritzerei   nicht   so   heftig   ist,   habe   ich   noch   einen   Schutz   aus   Plexiglas   drum   herum   gebaut.   Das   sind vier   Scheiben,   die   unten   alle   ein   U-Profil   haben,   und   zwei   davon   seitlich   ein   Winkelprofil.   Die Scheiben   können   so   auf   die   Wanne   aufgesetzt   werden   und   sind   untereinander   durch   die   Winkel seitlich   steckbar.   Vier   kleine   Schrauben   sind   in   jeder   Scheibe   in   gleicher   Höhe   eingebaut.   Sie   stehen mit    dem    Schraubenkopf    einige    Millimeter    heraus,    so    dass    sie    mit    kleinen    Ring-Gummis zusammengehalten   werden   können.   Rechts   sieht   man,   dass   die   Proxon   durch   eine   Kress   ersetzt wurde,   sowie   auch   der   Halter.   Auch   eine   Minimalmengen   Kühlung   ist   anstatt   der   Pumpenanlage montiert.   Das   soll   nicht   heißen,   dass   die   Proxon   und   die   Pumpenanlage   nicht   mehr   benutzt   werden. Das braune "Ding" unter der Spindel ist eine Absauganlage.

Die   kleine   Maschine   hat   einen   Verfahrweg   X/Y   von   je   180   Millimeter   und   Z   80mm.   Die   Motore   haben einen   Schrittwinkel   von   1,8   Grad,   also   200   Schritte.   Bei   Mikrostep   der   Steuerung   von      8   für   X   und   Y, und   16   für   Z   ergibt   das   bei   einer   Steigung   der   Spindel   von   drei   Millimeter   eine   Auflösung   (   3   mm   : 1600    Mikro-Schritte)        von    0,001875    mm    je    Schritt.    (Achtel    Mikroschritt).    Das    Ergebnis    ist entsprechend.    Rechts    oben    das    Bild    zeigt    eine    Platine    für    einen    USB-Serial    Converter-Chip (FT232RL)   im   SSOP-28   Gehäuse.   Das   lässt   sich   kaum   noch   löten   -   aber   Fräsen   geht.   Links   sieht man   die   Platine   von   meinem   Mega8   Testboard .   Die   Halter   und   Spannvorrichtungen   sind   auch   mit der CNC-Fräse gefertigt. Unter der Platine ist ein Vakuumtisch zu sehen.

Die   Platinen   werden   mit   Stichel   gefräst.   Links   das   Bild   zeigt   einen   Gravierstichel.   Rechts   ist   eine Stichelschleifmaschine zu sehen. Eine alte Deckel - aber gut in Schuß.

Als    Fräs-Software    habe    ich    mich    für Mach3     entschieden.     Mach3     ist     eine Profisoftware,   und   zudem   noch   preislich erschwinglich.         Ich         benutze         die Originalversion        in        Englisch.        Vom Hersteller     werden     einige     Tools     zum Ändern   der   grafischen   Oberfläche   sowie der     Funktionalität     bereitgestellt.     Auch eine    Beschreibung    in    Form    von    Wiki- Pages       ist       verfügbar       und       jedem zugänglich.   In   meine   Oberfläche   ist,   wie links    ersichtlich,    Werkzeug    vermessen eingebunden.

Werkzeug   vermessen    und   ein   Handrad   habe   ich   als   Erleichterung   eingebunden   und   hierfür   die Scripts geschrieben. Diese beiden Themen sind auf extra Seiten unter Elektronik abgelegt.

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