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Letzten Herbst meinte ein Arbeitskolege es sei doch recht mühsam fertig geätzte Platinen zu bohren und eigentlich müsste man sich doch mal eine
CNC-Koordinatenbohrmaschine basteln. Da errinnerte ich mich das ich mir vor vielen Jahren mal einige kleine Schrittmotore gekauft hatte um mir eine CNC-Maschine zu bauen. Dieses Vorhaben hatte ich
allerdings seinerzeit wieder aufgegeben, da mir damals noch die elektronischen kenntnise fehlten eine wirklich funktionierende Schrittmotorendstufe zu bauen.
Heute sind meine Kenntnisse und auch das Internett doch um längen besser und so beschloss ich das Projekt noch mal in Angriff zu nehmen. Also die
alten Motore wieder aus der Mottenkiste holen und eine Schrittmotorendstufe basteln. Ich entschied mich mal einen Testaufbau mit der guten alten Kombination aus L297 und L298 aufzubauen und war von dem
Ergebnis dann positiv überrascht. Die kleinen Motörchen schnurrten mit beachtlichem Drehmoment und brauchbarer Drehzahl, so das ich mich entschied nun mein ergeiziges Ziel einer brauchbaren Fräsmaschine
wieder aufleben zu lassen.
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Also bestellte ich mir über 3.2.1.... ein paar Linearführungen sowie ein paar M12x3 Trapezgewindespindeln mit Bronzemuttern. Da ich zu dem Zeitpunkt noch kein
endgültiges Konzept hatte und die etwas längeren Führungen nur geringfügig teurer waren, absägen kann man ja immer noch... ,hatte ich dann nach einigen Tagen soweit alles zusammen um eine Maschine mit einem
Verfahrweg von 1000mm in X-Richtung ,800mm in Y-Richtung. sowie 300mm in Z-Richtung zu bauen. Die guten Dinger dann wirklich abzusägen kam natürlich nicht mehr in die Tüte ;-)
Ich konstruierte mir daraufhin eine schnuckelige Maschine aus Aluminiumprofilen zurecht um dann festzustellen das sich offensichlich jemand mit diesen blöden
Profilen eine goldene Nase verdienen möchte. Also entschied ich mich dazu, ermutigt nicht zuletzt von gelungenen Exemplaren die man bei YouTube bewundern kann, einen Aufbau aus Multiplexplatten zu wagen.
Nachdem
ich dann soweit alle Materialien beisammen hatte und das ganze Gelump mal grob gewogen hatte, reifte doch sehr schnell die Erkenntnis das ich meine kleinen Motörchen mit der auf sie zukommenden Aufgabe ganz sicher
überfordern würde. Ausserdem war meine Steuerung ja nun auch nicht sooo toll, schließlich kann man damit ja nur halbschritt Betrieb fahren. Also hab ich diese incl. der Motoren bei 3.2.1. verkauft und mir von dem
Erlös (...und einigen zusätzlichen Euronen...) ein paar Leadshinemodule sowie einen 3Nm Motor für die X-Achse und 2 1,7Nm Motoren für Y- und Z-Achse gekauft. Und dann konnte die Bastelei endlich anfangen.
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Endlich fertig (Tischplatte noch nicht aufgesetzt)
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Der erste Test Frästest mit einem ALDI-”Drehmel” in Bauschaumplatte
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Und schon zeigten sich die ersten Unzulänglichkeiten. Der kleine Drehmel war viel zu schwach um Werkstoffe die härter als Bauschaum sind damit zu fräsen,
zumal die Lagerung der Spindel viel zu schwach ist. Ausserdem hatte ich mir das so toll ausgedacht mit meinem Übersetzungsverhältnis von den Schrittmotoren zu den Trapezgewinespindeln. Eine Zahnriemenscheibe mit 10
Zähnen an den Motoren und eine Zahnriemenscheibe mit 30 Zähnen auf den Trapezgewindespindelnmit 3mm Steigung, macht je Motorumdrehung 1mm Verfahrweg. Das heisst aber auch, das sich die Motoren für einen Vorschub von
1000mm/min mit 1000U/min drehen müssen. Ich musste schnell feststellen das das Datenblatt der Motoren völlig recht hatte wenn es denn behauptete das ich damit schon in einem Bereich war in dem das Drehmoment doch
schon merklich abnimmt. An einen Eilgang mit deutlich höheren Geschwindigkeiten war damit natürlich nicht mehr zu denken. Ausserdem erzeugten die Motoren bei diesen Drehzahlen eine Geräuschkulisse die mir ein
sofortiges “Nachtstartverbot” durch meine Frau einbrachte. (Sehr schön auch zu hören im Video)
Ich entschied mich also noch mal ein paar Euronen locker zu machen kaufte mir eine 1000W Suhnerfrässpindel mit Vollwellenelektronik (Drehzahl von 3500 -
30000U/min) und baute sämtlich Antriebe Auf eine andere Übersetzung um. Nun habe ich auf jedem Schrittmotor eine Zahnriemenscheibe mit 30 Zähnen und auf den Trapezgewindespindeln jeweils eine Zahnriemenscheibe mit
20 Zähnen. Damit bewen die Motoren die jeweilige Achse pro Umdrehung nun um 4,5mm. Das Drehmoment der Motoren lässt aber immer noch ausreichend Spielraum um die Übersetzung noch weiter in die Höhe zu treiben. Als
nächster Schritt sind dann Kugelumlaufspindeln mit 5-6mm Steigung geplant....
Das Ergebnis kann sich aber auch so schon sehen lassen. Siehe Video, oder dieses Video.
Ich habe mit der Maschine sogar schon erfolgreich Aluminium bearbeitet.
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