CNC Fräse Eigenbau mit Hubportal

[Gelöschtes Mitglied 109767]

Hallo zusammen,
nachdem jetzt mehrfach die Frage kam was eine CNC mit Hubportal ist hier ein paar Infos und Fotos.
Die gezeigte Maschine ist kpl. selbst konstruiert und selbst gefertigt. Nur das geschweißte und danach normalgeglühte Maschinenbett habe ich auf einem 5-Achs BAZ genau bearbeitet.
Geschraubte Alu-Grundrahmen wie sie auf vielen Maschinen zu sehen sind, sind aus meiner Sicht ein teurer Kompromiss, zu ungenau und nicht stabil genug.

Vergleich Bauform "Standard" zu Bauform "Hubportal":
bei der Bauform "Standard" ist die Z-Achse verschiebbar am Portalbalken gelagert. Je weiter die Achse nach unten fährt, desto größer wird das Maß "L" und um so instabiler sind die Z-Achse und Frässpindel bei seitlicher Belastung.
Eine große Durchlasshöhe ist ein Kompromiss, weil dadurch das Maß "L" steigt" und die Z-Achse instabiler wird. Die Rattergrenze sinkt noch weiter ab.

Bei der Bauform "Hubportal wird der ganze Portalbalken in der Höhe verstellt. Dadurch hat die Maschine bei jeder Bearbeitungshöhe nahezu die gleiche Steifigkeit, das Maß"L" bleibt konstant. Zusätzlich kann die Durchlasshöhe nahezu beliebig erhöht werden - Kriterium sind dann die Seitenwangen.

Nachteil der Bauform "Hubportal" ist die größeren Masse der Z-Achse und die damit verbundene Erfordernis einen etwas größeren Motor einzubauen, um die erforderliche Dynamik für "Full 3-D Fräsen" zu erreichen. Auch muss die Hubbwewegung über zwei synchronisierte Kugelgewindespindeln erfolgen. Bei der Bauform Standard reicht eine Spindel.

Die Leistungsgrenze der Maschine habe ich noch nicht voll ausgetestet. Im Normalfall war bisher immer der Fräser das schwächste Glied. Die wassergekühlte 2,2 kW Frässpindel mit FU und Vektorregelung hat eine ER 20 Aufnahme - da ist bei mir bei 12mm Schaftdurchmesser der Fräser Schluss. Auch bei gr0ßen Zustellungen in Hartholz und Alu rattert oder vibriert da nichts.

Hier die Bilder der Maschine:




Und hier das Hubportal in verschiedenen Hubstellungen:

Die Steuerung der Maschine erfolgt mit CNCGraf und läuft über eine LAN-Verbindung.
Konstruktionsdauer (kpl. 3D) ca. ein Jahr, Herstelldauer ca. 6 Monate. Alles in der Freizeit, die Konstruktion habe ich überwiegend auf Reisen im Flieger gemacht.

Viele Grüße
Alois

 

[moriko]

Hallo Alois,

alle Achtung vor Deiner Konstruktion und Umsetzung!

Habe ich in so einer Form noch nie gesehen. Ein bisschen frage ich mich jetzt, warum die kommerziellen Bausatzanbieter diese Bauform nicht auch im Programm haben.
Neben dem technischen Aufwand… wo siehst Du noch Nachteile (neben den genannten)?

Einerseits hast Du technisch aus dem Vollen geschöpft, dann wieder einige Bauteile in MPX…willst Du noch was verändern?

Gruß Marco

 

[wasmachen]

Geiler Scheixx

 

[U.Tho]

Geringfügig komplizierter als meine alte Bandsäge
Cooles Teil - Respekt !

 

[Herbert_S]

...fehlt nur noch eine Leistungsstarke Absaugung

 

[Gelöschtes Mitglied 109767]

Habe ich in so einer Form noch nie gesehen. Ein bisschen frage ich mich jetzt, warum die kommerziellen Bausatzanbieter diese Bauform nicht auch im Programm haben.
Neben dem technischen Aufwand… wo siehst Du noch Nachteile (neben den genannten)?

Die Nachteile (Preis der Komponenten + Gewicht der Z-Achse die durch einen größeren Motor kompensiert werden muss + geschweißtes / bearbeitetes Maschinenbett) habe ich ja schon genannt. Sonst sehe ich keine Nachteile. Man muss aber sehen, dass die Portalfräsen i.d.R. von Hobbyanwendern oder (professionellen) Modelbauern verwendet werden. Und da braucht es weder die hohe Stabilität, noch die große Durchlasshöhe unter dem Portal.

Nur die Wenigsten werden (so wie ich) 15 cm dicke Eichenbohlen und Buntmetalle auf ihrer Portal-CNC bearbeiten.
Und das haben die Bausatzanbieter sicher auf dem Schirm. Zusätzlich macht der ganze Aufwand nur Sinn, wenn das Maschinenbett stabil, schwer und genau ist. Die normalerweise für Portalfräsen verwendeten Alu-Profile bringen die Stabilität und Genauigkeit nicht - sind aber für Bausatzanbieter die einzige Möglichkeit und für Hobbyanwender i.d.R. absolut ausreichend.

Einerseits hast Du technisch aus dem Vollen geschöpft, dann wieder einige Bauteile in MPX…willst Du noch was verändern?

Du meinst wahrscheinlich die Lagerung für den Galgen an dem die Versorgungsleitungen zur Z-Achse und Frässpindel hängen. Das ist noch ein Provisorium. Die Versorgungsleitungen habe ich testweise in einer um 2-Achsen beweglichen Roboter-Energiekette (sieht aus wie eine Wirbelsäule) verlegt. Bisher sind die Erfahrungen gut. Sobald sich das Ding endgültig bewährt hat wird der Galgen noch stabiler gelagert.

Viele Grüße
Alois

 

[Gelöschtes Mitglied 109767]

...fehlt nur noch eine Leistungsstarke Absaugung

Bitte sehr :

Die Absaugung ist so aufgebaut, dass sie (im Gegensatz zu normalen Portalfräsen-Absaugschuhen) radial - und damit in Drehrichtung der Spindel absaugt. Dadurch entsteht eine sehr laminare Kreisströmung mit sehr gutem Absaugergebnis im Absaugzylinder / am Fräser.

Um den dynamischen Späneflug bei sehr unterschiedlich langen Fräsern zu unterbinden kann ich an den Absaugzylindern verschieden hohe Bürstenringe per Magnet anbringen.

Für extrem "spritzende" Werkstoffe (Messing etc.) habe ich Absaugzylinder aus MPX ohne Plexiglas gemacht. Die Teile mit Plexiglas werden sonst durch die fliegenden Metallspäne innerhalb kürzester Zeit matt.

Die Plexiglasausführung ist u.a. sehr hilfreich, wenn man extrem feine Arbeiten mit sehr dünnen Fräsern (0,5mm Durchmesser) macht. Dann kann man sofort sehen wenn ein Fräser abgebrochen ist oder sonst was falsch läuft...

Viele Grüße
Alois