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spannung (AC oder DC) • Kurzschluss-Schutz an den Motorklemmen

gegen Masse und Wicklungsschluss • 3 Relais für Schaltfunktionen (je max. 6A) • Analogausgang (0-1 OV/0-SV) für Steuerung der

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AUSGABE 1/13 3

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DDa steht s ie n un , d ie selbstgebaute oder gekaufte CNC­

Fräse . D ie ersten Fräsaufträge s i nd erfo lgreich ausge­

fü h rt u n d n u n geht es an aufwend igere Arbe ite n . U n d

schon merkt m a n , dass noch das e i n e oder andere zu ver­

bessern ist .

Solchen Verbesserungen und Erweiterungen der he im ischen

CNC-An lage widmen s ich e in ige der Arti kel i n diesem Son­

derheft zum Thema CNC im Model lbau . Sei es d ie deutl ich

le istungsstärkere - und dabei auch noch le isere - flüss ig­

keitsgeküh lte Frässp inde l , d ie uns Herbert R ieß i n se inem

Beitrag vorste l lt. Oder auch der CNC-gesteuerte Rundtisch ,

dessen Bau Ch ristoph Sel ig beschreibt. Viel Prax iserfahrung

u m d ie Arbeit e infacher, effektiver und genauer zu machen

3 Inhalt, Editorial und Impressum 32 4 Wassergekühlte Hochleistungsspindel 36

12 Estlcam 2,5D Update 42 14 Bau einer Referenzlichtschranke 50 16 Elektronischer Kantentaster 52

21 Aboangebot mit neuen Prämien 58 22 CNC-News 62 26 Fräse aus Holz gebaut

IMPRESSUM Cf.�tg� .. " HERAUSGEBER: Michael Euig

REDAKTION: Michael Bloß (verantwortlich), Tel.: 07lli/50B7-II lusanne Braunagel (1\edaktion!allistenz), T�.: Ollll/5087-90 Fax: 07lli/50B7-11, E-Mail: Haschinen-im-HOO.IIbau@vth.dt Oliver Bothmann lebastian Greis, Tel.: 07lli/50B7 -31

KONTEN: lparkasse Rastlltt-Wnsbach Konto-Nr.: 385500 BU: 665 500 70 IBAH: DEI0665500700000l85SOO BIC/IWIFT: IOIADEIIRAI

VERTRIEB:

steckt auch in dem elektron ischen Kantentaster und in der

Referenzl ichtschranke, deren Bau unsere Autoren I hnen er­

klären . Das geht bis h i n zu e inem spezie l len Fräser, den sich

Hartmut Rother im hochmodernen Rapid -Too l i ng-Verfah­

ren h at herste l len lassen - d ie Mögl ichkeiten zu r Verbes­

serung auch von CNC-Masch inen sind nahezu grenzenlos.

Viel Spaß dabei !

Ol iver Bothmann

Redaktion CNC IM MODELLBAU

Selbst gebaute Schrittmotorendstufe

Fräserherstellung im Rapid�Tooling

Bau einer Hartkäsefräse

Einstieg in das 3D-Fräsen

Drehzahlmesser für Werkzeugmaschinen

Zyklonabscheider selbst gebaut

CNC-gesteuerter Rundtisch

DRUCK: Dierichs Druck+Hedia GmbH & Co. KG, Kassel

<!} c� _ wird auf um...ldreundlichem, chlorfrei gebleichtem Papier gedruckt.

GESTALTUNG: lilke Kühn-Boissier, Eduard lchwarzenb<rger

ANZEIGEN: HZV Moderner Zeitschrihen Yenrieb GmbH & Co. KG, OhmstraB! I, D-85716 UnterschloißOeim, Telefon 089/li906-0, Telefax 089/ll906-lll

Für unverlangt �ngesandte �trägt kann k�ne Verantwortung übernommen werden. Hit Übergab< der Manuskripte und Abbildungtn an·den Verlag venichert der Verfasser, dass es sich um Emveröflendichungtn handelt und dass k�ne anderweitigen COflY- oder Yerlags­verpflichtungtn vorlitgen. Hit der Annahme von Aofsäll!t1 �nschlie61ich Bauplänen, Z�­nungtn und Bildern wird das Recht erworben, diese auch in anderen Druckerzeugnissen zu vorvielfaftigtn. Eine Hahung fur die Richtigk�t der Angab<n kann trotz sorgfältiger Prü­fung nicht üb<mommen werden. Ev!ntutll bestehende Schutzrechte auf Produkte OO.r Produktnamen sind in den einzelnen �trägtn nicht zwingend erwähnt Bei Erw!rb, Er­richtung und S.trieb von Iende- und Empfangsanlagen sind die gesetzlichen und postll· fischen Bestimmungen zu beachten. Namendich gtkennzeichnete Beiträgt gtb<n nicht in jedem Fall die Meinung der Redaktion wied!r.

Kai-Christian Gaaz (l.titung), Tel. Ollll/5087-61, Fax: 07111/5087-65 Katja Hasenohr (Verkauf-Verwaltung), T�.: Ollll/5087-61, Fax: Ollll/5087-65 E-Mail: Anzeigen@vth.de, Zur Zeit gilt Anzeigtnpreisliste Nr. 7 vom 01.011006

� VERLAG: Verlag für Technik und Handwerk neut Medien GmbH, lloben-llosch-ltr. 1-4, D-76SJ1 Baden-Baden, Tel.: Ollll/5087-0, Fax: Ollll/5087-51 Anschrih von Verlag, Redaktion, Anzeigen und allen Yerantwonlichen, soW<it don nicht anders angegeb<n.

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Nachdruck von Artikeln oder Teilen darau� Abbildungtn und Bau�änen, Yervielfaltigung und Verbreitung durch jedes Medium, sind nur mit ausdrücklicher, schrihlicher G!nehmigung des Verlages erlaubt

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4 AUSGABE 1/13

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MEHR LEISTUNG! WENIGER LÄRM!

AUSGABE 1/13 5

MEHR DREHZAHL! TUNING AN DER CNC-FRÄSE J Nachdem ich meine CNC­

Portalfräse (siehe auch CNC

IM MODELLBAU 1 /2012) end­

lich komplett fertig gebaut hat­

te, wollte ich diese natürlich

häufiger einsetzen. Oftmals

fräste ich Kleinigkeiten für den

Kindergarten oder für Freun­

de. Doch irgendwann wurde

mir bewusst, wie laut es bei der

Fräserei zugeht!

Da ich n u r Holz fräse , m uss der Fräsmotor

immer an seiner Höchstdrehzah l betrieben

werden , u m e in gutes Fräsergebn i s zu er­

zielen . Am Anfang der Fräserei benutzte ich

e ine 0 ,3 - kW- Perske- Hochfreq uenzspinde l .

Diese drehte aber nur max. 1 1 .000 U/m i n .

Bedingt durch die doch n iedrige Drehzah l für

d ie Holzbearbeitun g war das Fräsergebn i s

n icht optimal . Besser war es dann schon m i t

der Suhner UAD25RF. Denn d iese hat e inen

Drehzah lbereich von 3 . 500 bis 25 .000 U/

m i n . Fü r d ie Holzbearbeitung fräst man am

besten mit der maximal möglichen Drehzah l .

D ie Vorte i le be i e i ne r hohen D rehzah l

s ind ein besseres Fräsergebnis , der Vorsch ub

kan n e rhöht werden , d ie Materialabnah­

me pro Arbeitsgang i s t höher und d ie Fräs­

zeit red uz iert s ich .

Der Nachtei l dabei ist der enorme Lärm ­

pegel bei so lchen D rehzah len m i t l u ftge­

küh lten Fräsmotoren . Diesen Nachtei l hät­

te ich a l le in ja noch ertragen kön nen , doch

sehr v ie l Fräserei er led igte ich nachts . Der

Schal l ü bertrug s ich im ganzen E i nfam i l i ­

enhaus . Le ider konnten dann me i ne K inder

n icht einschlafen oder sie wurden durch den

Lärm wach . Es wäre zwar möglich gewesen

die Drehzah l u n d somit auch den Lärm pe­

gel zu red uz iere n , aber dann wäre wieder

das Fräsergebn i s n icht befried igend gewe-

sen . I rgendwie ein Teufe l skre is ! Doch wie

kan n man d iesen Kreis lauf d u rch b rechen?

Das Hau ptprob lem am Fräsm otor ist das

lärmerzeugende Lüfterrad . Doch we lche

Mögl ich keit habe ich als Privatperson d ie ­

sen luftgeküh lten Spindelmotor zu ersetzen?

Ein Paket aus England

Jetzt war guter Rat teuer. I rgendwan n fand

ich e inen Beitrag im N etz . H ie r wurde be­

schr ieben , w ie e ine wassergek ü h lte C h i ­

na-Spindel a n d i e VDE-Vorsch rift angepasst

wird . Die Seite war mit der Bezugsquel le ver­

l i n kt , doch der Lieferant war m i r zu teuer.

Durch d iesen Beitrag wurde ich auf d ie was­

sergeküh lten Ch ina-Sp inde ln aufmerksam .

Nachdem ich mich im I nternet über was­

sergeküh lte Spindeln inform ierte, kamen fü r

m ich n u r wen ige Herste l le r i nfrage . Doch

al le Lieferanten hatten e inen großen Nach ­

te i l : s i e waren a l le z u teue r fü r m ich . S i ­

cherl i ch suchte ich m i r da I n d u str iequa l i ­

tät aus , aber ü ber b i l l i gere An b ieter las i ch

i n e insch lägigen Foren n ichts Posit ives (Le­

bensdauer, Service ) . Zudem ist der Pre i s ­

unterschied n icht u n bed ingt so gravierend .

E i n Nachforschen im Netz ergab , dass die

Personen , die s ich eine China-Spindel gekauft

hatten , sehr positiv über diese geäußert ha­

ben . Doch wage ich diesen Sch ritt und kaufe

m i r so e ine Sp inde l , habe ich m i r lange u n d

ausgiebig überlegt. E i n e entscheidende H i l ­

feste l l ung war d i e Webseite v o n Ch ristian

Knü l l (www.estlcam .de) . Hier habe ich al le

wissenswerten Informationen , d ie ich benö­

tigte gefu nden . Eine Webseite, die ich m i t

bestem Gewissen weiter em pfeh len kan n .

A l le ine schon d ie Tatsache , dass e r m i r e in

paar Fragen , d ie ich noch hatte , prompt per

Mail beantwortete . Doch wo kann man sol­

che Sp inde ln kaufen? N u r wenige nan nten

i h ren Lieferanten . Jetzt m usste ein sehr be­

kan ntes Au ktionshaus (Ebay) herhalten , um

mehr über die Bezugsq ue l len so lcher Sp i n ­

de ln zu erfah ren . H ie r tum melte s i ch e i ne

Vielzah l von Anbietern . Wie sol lte e s anders

se in? Überwiegend war der Arti kelstandort

Ch i na oder d ie USA. E in neues Prob lem tat

s ich auf. Zo l l , Porto u n d sonstige Gebüh­

ren , d ie oft n icht e indeutig zu erfassen s i nd ,

wol lte i ch vorher u nbed i ngt klären . E in An­

ruf be im h iesigen Zol lamt bestätigte meine

Vermutung. Die Ausku nft der Zol lbeamti n :

Al le Waren , d ie a u s e inem N icht- EU -Land

stammen , un terl iegen der E infu h rumsatz­

steuer, derzeit 1 9% u n d e iner Geb ü h r von

ca. 3 -6% . Dies entsche idet der Zol l beam ­

te vor Ort . D ie Ware muss au ßerdem beim

Zol lamt abgeholt werden . Wen n ich die an ­

fal lenden Mehrkosten dan n zu dem Au k­

tionpreis addiere, dann wird aus e inem an­

fängl ichen Schnäppchen sch ne l l e in regu­

lärer Pre i s . Und außerdem , was passiert im

Garantiefal l? I c h kan n da s erworbene Tei l

n icht e infach zu r Reparatu r wieder e insch i ­

cke n . So zah le ich am Ende v ie l le icht sogar

noch d rauf. Das wars dann endgü ltig mit

me inem Schnäppchen .

Doch n ach e in wen ig Aussortieren der

Anb ieter fand ich e inen Händler ( love-hap­

pyshopp i ng) , der se i n e Waren von Eng­

land aus versch ickt. Zudem hatte er e i nen

Pre i svorsch lags - B u tton und man konnte

per PayPal bezah l en .

Bevor i c h den Kauf tätigte, kontaktierte

ich s icherhe itshalber den An bieter in engl i ­

scher Sprache , ob d ie Ware auch zu 1 00%

von England aus versandt wird . I ch las zu

oft, dass d ie Ware letztend l ich von Ch ina

aus versch ickt w i rd . Dan n hätte ich j a das

Problem mit dem Zoll wieder. Ich erhie lt die

Nachricht: " D ie Ware wird von England aus

versch ickt. " N u n , so dachte i ch , wäre ja a l ­

les geklärt , ich gab me inen Pre i s e in und

k l ickte dann au f den Preisvorsch lags -But­

ton . Doch d ieser wurde 2 -mal abgelehnt ,

obwohl i ch n u r 2 5 bzw. 1 5 € u nter den

Sofortkaufpreis e i ngab . I ch ärgerte m ich ,

dass d ies zwar angeboten wird , abe r kei ne

Auswi rku ng hatte . I ch kaufte d i e 2 , 2 - kW-

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6 AUSGABE 1/13

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Der Deckel des Fräsmotors m uss

abgeschrau bt werden, um die elektri­

schen Ansch lüsse auf e ine sichere

Lösung u mzustel len

220V-

- -. (I) I 0 �I NI CD a_l §I

(Q

Sp inde l dann doch per Sofortkauf bei love­

happyshopping. Nach ca. sechs Stu nden er­

h ie lt ich d ie Nach r icht , dass d ie Ware n icht

i n England vorrätig se i . D ie ersten Gedan ­

ken waren : . , Na , da hab ich dann doch d ie

Schererei u n d d ie Gebü h ren m i t dem Zol l ,

j etzt kan n i c h n icht m e h r vom Kauf z u ­

rücktrete n " . A u f d i e Ku rznach richt an den

Anb ieter, e r h ätte m i r vor wen igen Stu n ­

d e n e rst bestätigt, dass d i e Ware von Eng­

land aus versch ickt w i rd , bekam ich e i ne

Antwort m it den fo lgenden Mögl ich keiten :

a) Es täte i hm le id , aber i n der Zwischenzeit

wu rden a l le Sp inde ln verkauft . E r bot m i r

an , i c h k ö n n e sofort v o m Kauf zu rücktre­

ten , a ls k le ine Entschäd igung würde er z u ­

sätz l ich z u m Gebotspreis 8 US Dol lar m e h r

ü berweise n .

b ) Ca. 1 4 Tage warten , dan n wäre d i e Ware

wieder in Eng land vorrätig .

c) D ie Ware wi rd m i r sofort aus Ch i na zu ­

geste l l t .

I ch entsch ied m ich fü r d ie Var iante b) ,

denn j etzt kam es auch n icht mehr auf d ie

Start I Stop Ober Schalter (optional)

Ansch l ussbelegu ng

am Frequenzumrichter

paar Tage an , b is ich d ie Spindel habe. Nach

weiteren vier Tagen erh ie l t ich die Nach ­

r icht , dass d ie Ware wieder i n England vor­

rätig se i . Es m üssen n u r noch adm i n istrat i­

ve Arbeiten d u rchgefü h rt werden und s ie

wird danach schne l l stmögl ich an mich aus­

ge l iefert. Zudem w ü rde er mich benach ­

r ichtigen , wen n d ie Ware an m i ch versandt

w i rd . N ach d re i Tagen k l i ngelte der Paket­

d ienst . E r ü bergab m i r ein k le ines , hand l i ­

ches , aber dennoch schweres Paket. D ie­

ses Mal war das Paket schne l ler a l s d ie Ver­

sandmai l vom Anb ieter. Das gewisse Kr ib­

beln im Bauch , dass ich d ie Ware doch beim

Zo l lamt mit a l l se i nen U n a n n e h m l i ch ke i ­

ten abho len m ü sste , löste s ich sch lagartig

i n Woh lgefa l len auf. Mit v ie l E lan öffnete

ich d as Paket . Als I n h al t so l lte ja n u r d i e

Frässp i nde l m i t d e m dazugehörigen Fre­

quenzu m richte r ( ku rz FU im Fachjargon)

se i n , doch es lagen dem Paket noch sechs

Stück ER-20-Span nzangen be i . D ies sah ich

als k le ine Wiedergutmachung für d ie Ver­

zögeru ng , d ie es be i der Abwickl u n g gab .

D a s Proje kt kann weiter gehen

Den ersten für m ich ungewöhn l ichen Sch ritt

mit ., ch inesischer" Ware hatte ich erfolgreich

h i nter m i r. Jetzt erst kümmerte ich m ich um

d ie Beschaffung der Wasserkü h l u ng , denn

es hätte j a gu t s e i n kön n e n , dass i c h ke i ­

ne Ware erhalte , dan n h ätte ich das Pro ­

j e kt wassergek ü h lte Sp inde l wahrsche i n ­

l i ch n icht m e h r verfolgt. l n e insch lägigen

PC-Tu n i n g Fachzeitsch rifte n , d ie ich spo­

rad isch lese , fan d ich e ine Anzeige von e i ­

nem Fach händler (www. pc-coo l ing .de) . E in

Besuch auf dessen Hornepage k lärte n icht

al le Fragen , d ie ich hatte (z . B . d ie Sch lauch­

le itu n g m i t 8 mm Außendu rchmesser war

n icht on l i n e beste l l bar) . Es folgte e in sehr

intens ives Fachgespräch mit e inem Verkäu ­

fer, m i t dem Sch luss , dass ich a l le benötig­

ten Baute i le telefon isch beste l len konnte .

Nachdem i ch per Vorkasse bezah lte, traf die

Ware nach zwei Tagen be i mir e i n .

i n der Zwischenzeit sch rau bte i c h den

oberen Deckel des Fräsm otors ab . Da d ie

Ch i nesen als e lektrischen Ansch luss nur e i ­

nen 3-pol igen Ku nststoffstecker verwenden ,

der den VDE-Vorsch riften i n ke inster Wei ­

se entspricht, wurde d ieser du rch e i ne Har­

ti ngstecker HAN 3 - Bauweise ersetzt. D ie­

se Harti ngstecker habe ich an a l len e lektr i­

schen Verb i ndu ngen meiner Fräse verbaut.

AUSGABE 1/13 7

Einer der Lüfter ist vor dem Wasserkü hler bereits montiert E iner der beiden Lüfter für d ie Wasserküh lung

Dazu m uss der obere Decke l , der m i t v ier

I nnensechskantsch rauben versch raubt i s t ,

entfernt werden . Zum Abnehmen des De­

cke l s m uss man m i t e i nen Ku nsthoffham ­

mer le icht gegen den Deckel k lopfe n , z u ­

sätz l ich tr ieb i c h e i nen d ü n nen F lachscha­

ber zwischen Motorgehäuse und den De­

cke l , damit löste s ich der Decke l sch ne l l e r.

D ieser ist werkseit ig m i t D ichtungsmittel

z u m Abd ichten verseh e n u n d verh i nde rt

e in sofortiges Lösen vom Motorgehäuse .

Es k l ingt schwier ig, i s t es aber n icht. Sobald

der Deckel s ich vom Motorgehäuse lösen

lässt, sol lte man die zwei k le inen D ichtri n ­

g e d i e d e n Wasserkanal abd ichten entfer­

nen u n d gut aufheben . Denn d iese kan n

man me iner Mei n u n g n ach jederzeit wie­

der bei der Montage verwenden .

De r obere Deckel lässt s i c h gerade so ­

weit abneh men , dass man an d i e d re i An ­

sch l u sskabel vom Antr iebsmotor gut m it

dem Lötko lben an d i e Lötkontakte vom

Kunststoffstecker heran kommt. Dan n boh r­

te ich d ie zwei Befestigu ngs löcher fü r das

Harti ngsteckergehäuse i n den oberen Alu ­

decke l . D a die Ch i nesen ke inen PE- Kontakt

(Schutzleiter) ken nen , verbaute ich den na­

tür l ich gleich mit. Dazu k lemmte ich ein S i ­

l i kon kabel m i t Ansch l u sskontakt u nter e i ­

ner Befestigungssch rau be vom Hartingste­

cker. Vorher hatte ich für e inen guten e lek­

tri schen Kontakt gesorgt, dazu m u sste ich

nur e in wen ig Schutzfarbe vom A ludeckel

entfernen .

Genauso wichtig ist, dass e i ne n iederoh­

mige (unter 0 ,3 Ohm) Verb indung zwischen

dem oberen Deckel u n d dem eigent l i chen

Motorgehäuse besteht . H ier muss man ge­

gebenenfal ls auch etwas Eloxalsch icht ent­

fernen ! N u n war gewäh rle istet, dass bei e i ­

nem Defekt i n der Span n u n gsversorgung

des Sp inde lmotors der Feh le rstromsch utz ­

schalter im Woh n haus aus löst . D ies sehe

ich als e inen seh r wicht igen Pu n kt an , den

man be im Kauf e iner Ch i na-Sp inde l er led i ­

gen so l lte, sofern es n icht schon werkseit ig

vorhanden ist ! Dann lötete ich vier Harting­

Lötkontakte an den Kabe lenden des Fräs ­

m otors (drei Kontakte vom Sp inde lmotor

und e in PE- Kontakt) fest. Danach schob ich

den Kabelbau m du rch d ie Bohrung im obe­

ren Deckel und l ieß den Hart ingstecker e in ­

raste n . Nun den oberen Deckel m it D icht ­

masse le i cht bestre ichen , n i cht vergessen

die zwei k le i nen D ichtri n ge in die vorge­

sehene N u t e i n legen u n d den Deckel wie­

der auf das Motorgehäuse aufsch rauben .

Den Zeitaufwan d h ie rfü r beziffere ich m i t

max imal 1 , 5 Stu nden .

Einbau in d e n Schaltsch rank

Als nächste Arbe i t stand de r E i n bau des

F U s i n d e n R i ta l Schaltsch ran k an . Dazu

sch rau bte ich den alten FU S iemens M I C ­

RO-Master d e r luftgeküh lten Perske-Sp in ­

de l heraus . Z u m G lück hatte ich be im Bau

des Schaltschran kes e i ne modu lare Bauwei­

se gewäh lt , d ie mir e inen schne l l en U m -

bau ermögl ichte. Deswegen musste ich n u r

d i e v ier Befestigungs löcher f ü r d e n neuen

FU i n d ie Grundplatte bohren und ihn e in ­

sch rau ben . Be im Verk lemmen der e lektri ­

schen Ansch lüsse u n terstütze m ich wieder

tatkräft ig me i n Arbe itsko l lege Hans . Das

Program m ie ren des FUs ging sehr sch ne l l

vonstatten . Obwoh l d ie Bedie n u n gsan le i ­

tung in Engl isch verfasst war, kon nte ich mit

meinen wen igen engl i schen Grundken nt­

n issen die Vorgehensweise und wichtigs­

ten Parameter herauslesen . Zusätz l ich fand

ich auf der Hornepage von Ch ristian Knü l l

e i n e seh r gut besc h ri ebene An le i tu n g i n

deutscher Sprache , sodass d iese Arbeit i n

wen igen Min uten e rled igt war.

Für Schäden, d ie durch das Anklem­

men der elektrischen Leitungen und durch

die Programmierung des FUs entstehen

könnten, übernehmen weder der Verlag

noch ich die Verantwort u ng. Al les ge­

sch ieht auf eigenes Ris iko, da sich die

Hardware sch nel l ändern kan n und ge­

gebenenfal ls mit meiner Vers ion n icht

identisch ist!

Küh lmittelbehälter und Pu mpe auf dem Trägerblech , rechts die beiden E inbaudosen

für d ie zwei zusätzl ichen Steckdosen

::J <( IIl ..J ..J w 0 0 � l:

tl z tl

8 AUSGABE 1/13

• Parameter 2 : D rehzah lque l l e :

0 : Ü ber d i e Hoch/ Run te r-Tasten i m Be­

d ienfe ld (Standard)

1 : Über 0-1 OV zwischen Anschluss ACM/ VI

• Parameter 72 : Max imalfrequenz : 400 Hz

(entspricht 24.000 U/m in )

• Parameter 73 : M in imalfrequenz : 1 00 Hz

(entspr icht 6 .000 U/m in )

Leistu ngsbegrenzung/Ei nbinden in den

Notaus-Krei s :

Die u nter dem Frästisch angebrachten Kom ponenten der F lüssigkeitsküh lung 2 , 2 kW s i nd e i ne Menge " Holz " , d i e i m

Crashfal l e i n iges zerstören kön nen . Es ist

::J <( IIl ...J ...J LIJ 0 0 :L l:

u z u

Diese Arbeit darf n u r von einem Elek­

trofachmann d u rchgeführt werden!

230-Volt - Span nungsversorgung vom FU:

Das Netzkabel w i rd an RundS (brau n und

b lau) , sowie E (ge lb/ grü n ) angesch losse n .

Spannungsversorgung vom Sp inde lmotor:

Das Kabel zur Spindel wird an die Ansch lüs­

se U/V und W angesch lossen , d ie Sch i r­

mung an E.

Frequenzumrichter programmiere n :

• PRGM-Taste drücke n : e s e rsche int Pd . . .

(z .B. PdOOO) i m D isp lay

• Mit den Hoch/Runter-Tasten z u m ge­

wünschten Parameter gehen (z .B. Parame­

ter 3 : " Pd003 " )

• SET-Taste d rücken

• Wert m i t den Hoch/Runter-Tasten e i n ­

ste l len (m i t der " > > " -Taste kan n man zwi­

schen Dez imalste l l en sp ri ngen , dam i t es

schne l l e r geht)

• SET -Taste zum Spe ichern drücken (oder

e in paar Sekunden warten , wen n man den

Wert n icht spe ichern möchte)

• Danach kann der nächste Parameter aus­

gewäh lt werden .

• Der Programm iermodus endet automa­

t isch n ach ein paar Seku nden I nakt iv ität

- oder d u rch Drücken der PRGM-Taste .

Wichtig scheint woh l bei den ersten vier

Pu n kten d ie Re ihenfo lge zu sei n !

E rsten s so l lte m a n m itte l s Param eter

Reset d ie Sp inde l auf Werkse inste l l u ngen

setzen .

(S icher ist s icher, denn man weiß n icht ,

was vorher p rogrammiert wu rde ! )

PD01 3 a u f 8 setzen (Parameter Reset)

PD005 auf 400 (max Operatin g Freq . )

PD004 auf 400 (Base Frequenz)

PD003 auf 400 (Main Frequenz)

• Achtu ng : Der Wert PD003 lässt s ich e rst für die me isten Anwendungen s i n nvol l d ie

auf 400 setzen , wen n PD004 bzw. PD005

vorher p rogrammie rt w u rde .

Fü r d ie Drehzahlanzeige im Disp lay so l l ­

te man P D 1 44 auf 3000 setzen (Der Wert

w i rd benötigt u m e i ne korrekte Drehzah l ­

anze ige zu erhalten ) .

M e i n e Einstellwerte für den FU:

• Parameter 1 1 : M indestfrequenz : 1 00 Hz

(entspr icht 6 .000 U/m in )

Das ist das untere Freq uenz- bzw. Drehzah l ­

l im it fü r d ie Sp inde l . Tiefer zu gehen fü h rt

zwar normalerweise n icht zu Schäden , doch

das Drehmoment ist i n dem Bereich extrem

geri ng . Es ist z .B . bei 4 .000 Umdre h u ngen

kau m noch mögl ich , m i t e i nem 8er-Boh re r

Hartho lz zu bohre n . D ie Sp inde l w i rd e i n ­

fach abgewü rgt und b le ibt stehen . Je nach

Kraft der Masch ine ist das n icht sonderl ich

förder l ich für d ie Sp inde l lager.

• Parameter 14 : Besch leunigung: 2 Sekunden

Zeit zum Besch leun igen der Sp inde l auf d ie

eingestel lte Drehzah l . Der Wert h ier i s t relativ

egal ! Tipp : N u r keine extrem kurzen Zeiten

angeben , da sonst die Sp inde l abgewürgt

w i rd u n d auch ke ine extrem langen Zeiten ,

da sonst d ie Steuerung lange warten m uss .

• Parameter 1 5 : Abbremszeit : 2 Sekunden

Dasse lbe wie be im Besch l eun igen !

• Parameter 1 44 : Drehzahl bei 50 Hz : 3000

Der Wert w i rd benötigt, u m e i ne korrekte

Drehzah lanzeige zu erhalte n .

U m den I n ve rter z u m Starten m i ttels ex ­

ternen Schalts ignals zu br inge n , muss man

PD001 auf 1 setzen .

Einste l lu ngen für externe Startschalter I Drehzah leinste l lung über Poti bzw. CNC

Steuerung

• Parameter 1 : Start;Stop-Befe h l :

0 : Ü ber d i e Ru n/Stop -Tasten i m Bed i en ­

fe l d (Standard)

1 : Über Schalter zwischen Ansch luss DCM/

FOR (s iehe oben)

Leistu ng zu begrenzen :

• Parameter 1 23 : Überstromabschaltu ng :

3 : Schaltet be i Übersch reiten des zu läss i ­

gen Stroms ab .

0 : Ignorie rt Überstrom (Standard ) .

• Parameter 1 24 : Zu läss iger Überstrom :

1 00%

Kan n im Bere i ch von 0-200% des

N e n nstro m s e i n geste l l t werden - 1 00%

i s t h ie r e i n guter Mitte lwert

• Parameter 1 25 : Überstrom Toleranzzeit

0,5 Sekunden

Bestim mt , w ie l ange Ü berstrom toler iert

w i rd , b is d i e Abschaltu ng ausgelöst w i rd .

• Parameter 1 42 : Nen nstrom :

De r N e n nstrom e rrech n et s i ch aus de r

gewü nschten M ax i m al l e i stu n g d iv id i e rt

d u rch 2 30Volt . Z .B . z u m L im it ieren auf

1 .000 Watt: 1 .000 Watt/230 Volt = 4,4 A

(E i n ste l lwert)

E i ne so e i ngeste l lte Sp inde l würde

0 ,5 Sekunden nach dem Übersch reiten von

1 .000 Watt abschalten - al lerd ings läuft die

Masch ine noch weiter. H inter den Ansch lüs­

sen FA und FB s itzt e in Relais , das im Stö­

rungsfal l sch l ießt und wie ein Notaustaster an

die Steuerung angeschlossen werden kann .

Fal ls anste l le e ines Sch l ießers e i n Öffner be­

nötigt wird : FB und FC verwenden . Damit

wird dann d ie gesamte Masch ine gestoppt

und Schäden im Crashfall geri ng gehalten .

Der erste Testlauf

Jetzt folgte der erste Testlauf von ca. 10 Se­

kunden . Länger wol lte ich d ie Spindel ohne

Küh l ung n icht laufen lassen . Wie gewohnt

fu nktion ierte alles auf An hieb . Besser konnte

es n icht sei n . Gespannt war ich natü rl ich auf

das Laufgeräusch , was so l l ich sage n , e i n ­

fach v i e l r uh iger, auch be i vo l ler D rehzah l .

Damit d ie Sp inde l vol l ständ ig i n Betr ieb

gehen konnte , musste ich noch die die Küh-

l ung zusam men bauen und an der CNC-Frä­

se befestigen . Dazu nahm ich z u r Aufnah­

me vom Radiator mit dessen Küh lvent i lato­

ren e in 3 -mm-Aiub lech mit einer G röße von

380 x 220 mm. Für das Befestigen der Küh l ­

mittelpumpe und für den Ausgleichsbehälter

verwendete ich ebenfal ls e i n 3 mm dickes

A lu blech m it den gle ichen Abmessu ngen .

Zusätzl ich fräste ich zweimal 50 mm gro­

ße Löcher fü r die Aufnah me der 230-Volt­

Steckdosen . E ine davon fü r die Küh lm itte l ­

pumpe, die andere fü r den Stau bsauger. Bei ­

de Steckdosen kan n ich ü ber die Stepfou r

S4PRO Software ansteuern . D i e s i s t seh r

nütz l ich , da der Stau bsauger u nd d ie Küh l ­

mittel pumpe s i ch erst be i Frässtart und bei

Fräsende sel bstständig mit der Frässpi ndel

e i n - und ausschalte n . Somit endet der läs­

t ige Lärm , sobald die ausgewäh lten Baute i ­

le ausgefräst s ind . Denn sehr oft fräst d ie

CNC- Fräse e in ige Ze i t a l le ine u nd ich m uss

n icht anwesend sei n , wenn das Werkstück

ausgefräst i st , um dan n die Frässpinde l , den

Staubsauger und Wasserküh lung auszuschal­

ten . Die CNC- Fräse fäh rt dan n b is zum fre i ­

programmierbaren Werkzeugwechselpunkt

und wartet dan n i n " al l e r Ru h e " auf d ie

nächste Fräsdate i . E in k le iner H i nweis . Ste­

pfou r hat i m Septe m be r le ider I n so lvenz

angemeldet. Damit besteht für un s CNC­

Anwender im Moment kei ne Mögl ich keit

mehr, die hochwertige Soft-/Hardware zu

erwerben . Zum G lück b ieten drei ehema l i -

.., Die zwei Halter aus A lumin i ­

u m wurden von meinem Bruder

nach e iner technischen

Zeich nung von mir gefräst

� Gut zu erken nen : Der neu

montierte Hartingstecker sowie

die Schläuche des Küh lmittels

m it Durchflussanzeiger

ge Know- how Mitarbeiter, die vor ca. zwei

Jahren die Stepfour verlassen haben , uns Ex­

Stepfour- Ku nden mit i h rer Firma www. pen­

ta-tec.com weiterh in Support an . U m uns

Hobby- Fräsern i h re i ndustrie l le Soft-/Hard­

ware bezah lbar zu machen , arbeiten sie an

e iner LOWCOST-Control ler- Lösung fü r I h re

Frässoftware PENTA- NC. Diese Lösung wird

wah rsche in l ich Ende des Jahres zu r Verfü ­

gu ng stehen ! E in gelegentl icher Besuch auf

deren Hornepage lohnt s ich bestim mt, u m

i n te ressante Neu igkeiten zu e rfah ren ! I ch

den ke ich werde m i r den LOWCOST-Con­

tro l ler i n klus ive Software kaufen , dam it i ch

auf d ie Windows-Version wechse ln kan n .

D i e A lu b leche befestigte i c h Staub ge­

schützt an den Grundrahmen der CNC- Fräse.

Ein weiteres k le ines A lub lech dient zu r

Aufnahme de r zwe i Drehzah l potis fü r die

Küh l l üfter. D iese lagen den Küh ler l üftern

bei , waru m so l lte ich s ie dan n n icht ver­

bau e n , den n extra hätte ich s ie m i r n icht

gekauft . S ie h atten den zusätzl i chen Vor­

tei l , dass an den Kabelenden bereits fer­

t ig mont ierte 3 - po l ige Molex -Stecker und

-Buchsen verbaut ware n . Zum G lück hat­

te der Verkäufer mich darauf h i ngewiesen ,

sodass ich damals schon e i n Y- Kabel dazu

gekauft habe . Som it bestand die Arbeit i m

Verklemmen der beiden Lüfter n u r i n dem

Zusam m e n stecken der Kabe lende n . Das

E inz ige, was noch zu erledigen war, ist den

Kabe lbau m von den Lüftern bis z u m BOB

AUSGABE 1/13 9

im Schaltsch ran k zu ver längern . Doch bei

der E rstverkabe l u ng h atte ich bere its e i n

paar Leerkontakte e i ngeplant , sodass e in

Verk lemmen ke ine große Herausforderu ng

meh r war. Das BOB von Benezan hat be­

reits drei Stiftkontakte fü r die Aufnahme

der Molex-Stecker. Dazu musste i ch n u r die

Pol u n g an den Kabe ln durch Herauskrim ­

men ändern u nd d i e Kabelenden von den

Lüftermotoren aufstecken . Die Leistu ngs­

aufnahme der Lüfter ste l l te ke in Prob lem

für das BOB dar. D ies ze igte m i r, dass man

immer be lohnt w i rd, wen n man Qual itäts ­

material kauft .

Zu guter Letzt verlegte und verklemmte

ich die sch leppkettentaugl i chen Küh lm it­

te l le itungen von der Küh lm itte lpumpe zum

Ausgle ichsbehälter und von dort zum Radi­

ator, dan n in den Sch leppketten zur Spi ndel

und zu rück zur Kühlm itte lpumpe, sodass ein

Küh l kre is lauf entstand. N u n das fertig ge­

m i schte Küh lm itte l , das e lektrischen Strom

wen iger le itet u nd zugle ich der Ox idation

vorbeugen so l l , auffü l l en u nd die Küh lm it­

tel p u m pe e i n schalte n . Das Ent l üften der

K ü h l u n g ü bernah m der Ausgle ichsbehä l ­

ter wäh rend e i nes zeh n m i n ütigen Probe­

laufs sel bstständig. Damit ich e ine ständige

v i sue l le Kontro l l e ü ber den Küh lm ittelfl uss

habe, verbaute ich direkt an dem Fräsmo­

tor e i nen F lussm itte lanzeiger

ln der Zwischenzeit fräste me in Bruder

nach e ine r tech n ischen Zeich n u n g von m i r

- das hatte i ch aus dem Bau der CNC- Fräse

gelernt , o hne tech n ische Zeich n u n g geht

n ichts - die zwei 20 mm dicken A lu haite­

rungen fü r den etwa 5 kg schweren Fräs ­

motor. Die Montage an der Z -Achse erfolgte

durch zwei M8- l n nensechskantsch rau ben

an der Sti rnseite. Der Fräsmotor wird durch

kraftsch lüss ige Verbindungen festgehalten .

Der Sch rittmotor (Nanotec ST58 1 8 L3000)

an der Z-Achse hält strom los ohne Prob­

lem das E igengewicht der Sp i nde l , sodass

s ich diese n icht se l bstständig absen kt. Ich

m uss aber dazu sage n , dass die Sp i ndel

ke i ne 500 g schwere r se in dü rfte , den n

dan n würden die Neodym-Magnete vom

Sch rittmotor die Spi ndel n icht mehr strom­

los halte n . Nun stand e inem Dauere insatz

der CNC- Fräse n ichts meh r im Wege.

Le iser ist es schon im Woh n haus gewor­

den , aber von absoluter Ruhe kan n man

n icht sprechen . Spätestens , wen n s ich der

n icht le istungsregu l ierbarer l ndustriestaub-

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Cl z Cl

10 AUSGABE 1/13

::J <( []] ...J ...J LLl Cl 0 L �

tl z tl

sauger einschaltet und der Fräser in das Ma­

terial e i n taucht , ist das Fräsgeräusch seh r

v ie l lauter a l s das Sp indel laufgeräusch . Um

diesen Zustand abzuhelfe n , h i lft n u r noch ,

dass man u m die komplette CNC-Fräse mit

Stau bsauger i n e i ne schal ldämmende U m ­

hausung e infasst. Dies wird vermutl ich e ine

me iner nächsten Herausforderu ng werden .

Staub, nic;hts a l s Staub

Meine Tochter wol lte gerne i h re Baste isa­

chen be im nächsten Weihnachtsmarkt ver­

kaufe n . Damit sie i h r Angebot etwas ver­

größern konnte , bat s ie m ich , i h r e i n paar

Weihnachtsarti kel zu fräsen . Diesen Wu nsch

erfü l l te ich ihr gerne . Dabei e in igten wir uns

auf Teel ichthalter und Voge lhäuschen . Ide­

en für die Voge l häuschen h olten wir u n s

a u s dem I n ternet . Gezeich n et w u rde a l les

i n Core i D raw X4 . N achdem ich c i rca 1 5

Stück aus 1 8- m m - Le im ho lzp latten fräste ,

störte m ich , dass nach ca. 3 -4 Voge lhäus ­

chen der Stau bsauger s tark an Saug le i s -

Der komplette Aufbau des Absaugsystems tung ver lor. Der Grund dafür war sch ne l l

Mitarbeiter bestätigte m i r dieser, dass s i e

e i nen so l chen Zyklonstau bsauger se i t Jah ­

ren i m E i nsatz haben und außer dem Auf­

fangbehälter des Zyk lonstaubsaugers se l ­

ten den e igent l ichen Stau bsauger re i n igen

mussten . Ich bestel lte ich mir das Dust De­

puty Kit Plastic Set. Mit PayPal bezah lt war

das Set nach zwei Tagen bei mir zu Hau­

se angekommen . Der Zusammenbau be­

anspruchte wen ig Zeit , da nur der e igentl i ­

che Zyk lonabscheider m i t 6 Schrauben am

Auffangbehälterdeckel verschraubt werden

m u sste . Als Stau bsauger fung ierte weiter

der Kärcher-lndustriestau bsauger. Jetzt war

dieser das geräusch i ntens ivste Baute i l am

System CNC- Fräse . Bei einem Stadtbummel

bot ein E lektron i kfachhändler stark redu ­

z ierte Ware an . Tatsäch l i ch hatte er i n se i ­

nem Angebot e i nen Stau bsauger von 1 60

auf 50 € reduz iert . Der Vorte i l bei diesem

Stau bsauger war, dass ich die Le istu ng re­

duz ieren kon nte , dies bedeutete wen iger

Lärm . Schöner Nebeneffekt - es war auch

noch e i n Zyk lonstau bsauger. Somit fal len

fü r die Zuku nft ke i n e weiteren Kosten fü r

Stau bsaugerbeutel an . Jetzt fräse ich m i t

angenehmer Lautstärke, wobei d ie Sp i ndel

mit vo l ler D rehzah l dreht und der Stau b­

sauger nu r m i t etwa% Leistu ng saugt. E i n

Re i n igen des Stau bsaugers entfäl lt fast to ­

tal . Dabe i stehen etwa sechs Liter Staub

i m Zyklonauffangbehälter e i nem maximal

ha lben F ingerhut vo l l Staub im Stau bsau ­

ger gege n ü ber. Besser kan n es n icht se i n !

300 200 380 Aqua Double Protect U ltra I Liter

300 200 1 97 WK Sch lauch Außen- i n -nendu rchmesser 8/6 mm

300 200 8 1 0 Ausgle ichsbehälter 1 50 mm

300 1 00 127 Schrau bansch luss Set Ehe im 1 046 G I auf I

300 200 44 1 WK Schraubansch luss

300 200 447

2 L

1 4 m

2

4

gefu nde n , den n der e i ngebaute Vorfi l ter

verstopfte sehr sch ne l l . Jetzt standen e i ne

Fräspause u n d e i n e i ntens ive Rei n i gu n g

des Stau bsaugers an . D ieser Zustand stör­

te m ich u ngeme i n . Es m usste also sch ne l l

e ine Lösung gefu nden werden . Ich er in ner­

te m ich an e i nen Beitrag im Foru m www.

cnc -ho lzfraese .de . H i e r beschr ieb ein Fo­

rumsm itg l ied den Bau e ines Zyk lonstaub ­

saugers . Nach etwas suchen im Forum fand

ich den Beitrag wieder. Doch zum Se lbst­

bau h atte ich weder Lust noch Zeit u n d

sah m ich desha lb im On l i neshop der F i rma

Sorotec (www. sorotec.de) um und w u rde

auch sch ne l l fündig . Nach e i nem sehr auf­

sch l ussre ichen Telefongespräch mit e i nem

Mit diesen U pdatemaßnahmen b in i ch

vo l l ständig zufr iede n ! Jetzt nu r noch e i ne

bessere Lösung fü r den Stau bansaugstut­

zen am Fräser, e i ne komplette Um hausung

und ich b i n w ieder e i n Stück e ine r perfekt

fu n ktion ie renden C N C - Fräse näher.

Das neue Absaugsystem mit Zyklonabscheider und

neuem Staubsauger

Die noch nicht optimale

Staubabsaugung an der Fräse

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12 AUSGABE 1/13

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•

ESTLCAM 2.50 VORSTELLUNG DER NEUEN FUNKTIONEN UND VERBESSERUNGEN DER AKTUELLEN VERSION

)Vor einem Jahr haben wir das CAM-Pragramm Estlcam 2.5D

vorgestellt. Was hat sich in einem Jahr getan? Welche Verbesse­

rungen und neuen Funktionen gibt es? Die alte Versionsnummer

war die 2.018, die aktuelle Version trägt die Nummer 4.027 vom

Sommer 2012. Das lässt auf einige Veränderungen schließen.

Beim Öffnen des Programms fäl lt sofort die Überarbe itet w u rden d ie D ia loge z u m

bessere Übers icht der Werkzeugtabel le i n s Versch i e be n , D r e h e n u n d Sp i ege l n . So

Auge . D ie Techno logiedaten de r Werkzeu­

ge und d ie Bearbeitu ngsfu n kt ionen der Ta­

bel le s ind jetzt zusammengefasst und über­

s icht l icher a ls zuvor.

Die Menüs

An den Menüs hat s ich n icht vie l geändert.

Neu im Bearbeiten -Menü s ind die Pu n kte

,Gruppieren' und ,Gruppieru ng aufheben' .

Das G rupp ieren bez ieht s ich auf Fräsbah­

nen , d ie s ich zusam menfassen lassen , um

e in neu es Werkzeug zuzuordnen oder Tei ­

le e i nes Werkstücks zu kache ln, ohne vor­

her jewe i l s a l le Konturen m it S h ift + l i n ke

Maustaste auswäh len zu m üsse n . Wegge­

fal len ist die Mögl ich keit der Skal ieru ng von

Fräsbahnen , n u r noch die gesamte Zeich ­

nung ist ska l ie rbar.

lässt s i ch j etzt e i ne mark ie rte Kontu r m i t

der Maus greifen und z ie h e n . Alte rnativ

gibt es n atü r l i ch auch E i n gabefe lder fü r

d ie Tastatu r.

Die Buttons

Kommen wir nun zu den Fu nktionen am l i n ­

ken Bi ldsch i rm rand. H ie r s ind zwe i Buttons

h i nzugekom men : ,Automati k' und , Stop'.

Der Automati k-Button eignet sich fü r u n ­

kompl i z ie rte Werkstücke m i t e i ndeut igen

Kontu ren . Zuerst wi rd das passende Werk­

zeug ausgewäh lt . Nach e inem Kl ick auf den

Auto m ati k -Button versucht Est lcam, a l l e

Kontu ren e igenständig zu erke n n e n . Be­

maßu ngen , Sch raffu ren, verdeckte Kanten

usw. so l lten n icht vorhanden se i n . Das E r­

gebn i s ist oft überraschend u nd macht Est-

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· �,....,..,..-.. -�....,..,... .. - ��.._ ...... ..._ .... �. • [SC '--a�S.W..._,._

Abbi ldung 1: Bei einfachen Konturen fun ktioniert der Automatik-Modus

lcam dan n wah rsche in l ich zum sch ne l lsten

CAM- Pragramm der Weit .

Der Stop-Button fügt i n den erste l lten

NC- Code einen Programmhalt - MOO - e in .

D ieser kan n zum Messen oder zum Entfer­

nen von Spänen dienen . Die Masch ine hält,

i m Gegensatz z u m opt ionalen Halt M01 ,

be i MOO immer a n .

F ü r j edes mark ierte O bjekt gibt es i m

rechten Bi ldsch i rmbereich weitere Bearbei­

tu n gs p u n kte . Neu h i nzugeko m m e n s i nd

d i e E i n gabe e i n es Startpu n ktes , das An­

fah ren an e i ne Kontu r und für das Anb in ­

den d ie E i n gabe e i n e r Anb i ndu n gshöhe ,

s i e he Abb . 1 .

I m G ravu rmodus kan n j etzt die R i ch ­

tu n g de r Fräse rrad i u skorrektu r bestim m t

werde n . Mögl ich s i nd : l i n ks, rechts oder

auf der Kontu r.

Bei der Bohrungserste l l ung wird e ine i n ­

teressante neue Mögl ich keit angeboten . Es

kön nen jetzt Bohrungen sel bstständig vom

Programm gesucht werden . Die Identifi ka­

tion der Boh rungen e rfo lgt du rch E i ngabe

des D u rchmessers u n d e i ne r Tole ranzan ­

gabe . D ies e ignet s i ch gut fü r Werkstü ­

cke m i t v ie len Boh ru n gen , d ie j etzt n icht

m e h r e inze ln angek l i ckt werden müsse n ,

s i e h e A b b . 2-4 .

Neu i m Textmodus ist die Mögl ich keit

u nter sechs versch iedenen Schriften aus­

wäh len zu kön n e n .

ln d e r Vorschau lassen s ich i n der n e u ­

en Vers ion e inze lne Verfah rwege, d i e G e ­

samtlänge und die zeitl iche Dauer des Fräs ­

vorganges anze ige n .

Die E instel lungen

Neu auf der Se ite der E i n ste l l u ngen ist die

Räu mzu ste l l u n g . S i e besti m m t die se i tl i ­

che Zustel l u ng i n % des Fräserdurchmes­

sers be im Taschenfräsen .

Ebenfal ls neu ist die E inste l l ung der Län ­

gene inheiten und Vorschu bgrößen , m i t de­

nen Estlcam arbeitet. H ie r ist zu beachten ,

AUSGABE 1/13 13

E I N U P DATE Das Fazit

Revo lutionäre Änderu ngen hat es n i cht ge­

gebe n , j edoch wu rde das Programm m i t

Bedach t we itere n twicke l t u nd m it neu ­

en Fu n ktionen ausgestattet . Der Pre is hat

s ich auch etwas entwickelt , das Program m

kostet j etzt 2 5 € , was abe r an ges i ch ts

des Fun ktion su mfanges u n d Geb rauchs ­

wertes a l l ema l gerechtfertigt i s t . Das Pro ­

gra m m ist abso l u t b rauch bar u nd e ignet

s i ch fü r a l le , d ie Spaß am Thema C N C ­

Tec h n i k habe n . Es lässt s i c h u nter www.

est lcam .de z u m Ausprob ie ren u nd Kau ­

fen he run te rlade n .

jrell 1

Tiefe: jAbfrogen 3 starttlefe: jo.oo mm 3

Reihenfolge: !Autom. 3 Anbindungslänge: 11,00 mm 3

Anbindungshöhe: jz,oo mm 3

stt!! l � I !� I J! l

!I I �

!J I

Abbi ldung

2 : Start­

punkt und

Anfahren an

e ine Kontur

s ind neu

Abbi ldung 3 : Erweiterte Mögl ichkeiten

jetzt auch in der Gravur

II Botlfung

Abbi ldung 4: Bohrungen können jetzt

automatisch gesucht werden

dass im Feld ,CNC- Export' E i nheiten ange­

geben werden , die die Masch inensteuerung

auch versteht . D ie wen igsten Steueru ngen

werden mit e inem Vorsch u b in Fu ß/Sekun­

de etwas anfangen kön n e n .

D i e N e - Code - E i nste l l u n ge n fü r Pro ­

gra m mstart, Progra m m e nde u n d Werk­

zeugwechsel lassen s ich j etzt u nter e ige­

nem Namen spe ichern , s iehe Abb. 5 .

Grundeinsteilungen Einheiten Slcherllllllhohe: rs:oo::3 DICF � CNC EIIPO(I RliurnzwtellmQ�); � L� r.:j�o�;""m'""'"'"'"•·-'---�::J "'jw;""nim"'•w'"'",---�::J r.:j.,.;""nim:c::,,::-:-,,---�::1 Kr� � \otlrKI!Ub: jlo4illlmttetjt loo4inlllt :;J jMillimsl•t i• Minute ::J

GPO (Ablolutt Koor�en) G2t (Koonlnlllln ßl rrm)

G40

(Rad1Uskorr

e61;tur

-

)

IIIOl (Spndlll .,)

' MlD CPI'oor.,.,.,...l �---· F1 W.kzeuowect�At

Achu lr*t/RIIctf.: r r I.Jrn*..,., Achu\a/Zuructc: r r Llrndrehln

Achu Hoch /Rin� r r lbdrehln

r P ..-.a.a r P' orWIIN: Potllonleren: j(iiO FfMen: jGii1

�-wt r '"" �· ·NUIIIII Komrrall•�n���t: P --Komrraii� J100

DlldmallrennDictal; r o-...-.. p.

Abbi ldung 5 :

U nterschiedl i ­

che NC-Code

Optionen las­

sen sich jetzt

speichern

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1 4 AUSGABE 1/13

::J <( m ...J ...J LLI 0 0 L �

tl z tl

0::: LLI m :<( 0::: t!l z 0::: 0 rn U1 z <( I

•

E I G E N BA U E I N E R R E F E )Beim Bau von CNC- Fräsen taucht irgendwann die Frage auf:

Mit welchen Schaltern statte ich die einzelnen Achsen aus?

Es werden Not-Aus-Schalter benötigt mit geringer mechanischer

Wiederholgenauigkeit und Referenzschalter für die Nullpunkt-Lage

der Maschine. Während die Frage der Not-Aus- Schalter schnel l

geklärt ist - man nehme Miereschalter im Öffner-Betrieb -,

sind die Anforderungen an die Achsen- Referenzschalter sehr hoch.

Eine Wiederholgenauigkeit besser 50/100 sol lte schon sein.

Profess ione l le und recht teu re Näheru ngs­

schalter erfü l len diese Anforderu ng. Die ka­

pazitiv arbeitenden Schalter s i nd hochprä­

z ise und fü r diese Aufgabe gut geeignet

- wenn nur der Pre is n icht wäre .

A lso k u rz übe rl egt u nd e i n opt i sches

Messverfah ren ausgewählt . Gabe l l i cht ­

sch ranken s ind , was die Genau igkeit an­

betrifft, den kapazitiven Schaltern eben bür­

tig. Zunächst hatte ich aber Bedenken , das

0 (V) (V)

Schaltbi ld der Referenzl ichtschranke

die offen e Bauweise zu Prob lemen fü h ren

kan n , i n Form von Feh lschaltu ngen durch

e i ndringende Späne . Die Betriebserfahrung

zeigt aber dass d ies abso lut ke in Thema ist.

Aus Fau l heit habe ich noch n icht e in mal die

E l ektro n i k in ein Gehäuse gesetzt und es

fu n ktion ie rt störu ngsfre i .

D i e Schaltu ng sel bst ist e i n e recht ei nfa­

che Komparator-Schaltu ng mit LM393 mit

Open - Ko l lektor-Ausgang. D ie verwendete

� 0:::

C1 0 , 1 IJ F

Gabel l i chtsch ranke TCST2 1 03 kan n auch

durch andere Typen m i t N PN - Fototrans is ­

tor e rsetzt werde n . Ledig l i ch R4, R5 , R8

m üssen eventue l l an den neuen Typ an ­

gepasst werde n .

Mechan isch h a b e i ch d i e Gabe l l i cht ­

sch ranke samt E lektron i k auf stabi le A lu­

Wi n ke l gesetzt. Betätigt werden die L icht­

schran ken mittels an den Achsen befestig­

ten schwarzen Ku nststoffw i nke l n . Sol lten

die L ichtsch ranken wegen Software- Pro ­

b lemen mal n icht erkan nt und überfah ren

werden , so s ind s ie aufgru nd der offenen

Bauweise n icht i n Gefahr, verbogen zu wer­

den . Ca. 1 0 mm h i nter j eder L ichtsch ran­

ke lauert e in mechanischer Not-Aus-Schal ­

ter, der die Masch i ne zuverläss ig aufhält .

Dieser optische Referenzschalter ist ein

preiswerter und zuverlässiger Ersatz fü r die

teuren kapazit iven Profischalter. Und man

hat Spaß be im Nach bauen .

Ub+ X1 - - - -,

.>< N�f N_ 0::: -<i Kontakt

_ _ _ ...J X2

G N D

X3

Der Versuchsaufbau Montagewinkel mit E lektron ik

AUSGABE 1/13 15

R E N Z- L I C H TS C H R A N K E

Referenz- Lichtschranke der V-Achse in N u l l position

Bestücku ngsplan der Plat ine Platinen-Layout Größe 41 x31 mm

Montage Winkel u mgedreht

Referenz- Lichtschranke der V-Achse in Nu l lposition

BAUTEI LLISTE REFERENZ-L ICHTSCHRANKE

Menge Wert Device I 0, 1 pF Keramikkondensator

LM393N 2fach Komparator LED rot LED 5 M M TCST2 1 03 Gabe l l ichtschranke

2 1 ,2 k Widerstand Y4 W 4,7 k Widerstand Y4 W 330 Widerstand Y4 W 2 k Widerstand Y4 W 1 00 k Widerstand Y4 W I k Widerstand Y4 W 730 Widerstand Y4 W Klemme 3fach , Raster 5 ,08 mm

Referenz- Lichtsch ran ke der X-Achse

Bauteile C l I C l LED I OK I R l , R5 R2 R3 R4 R6 R7 RB X I , X2, X3

::J <( m ...J ...J LLJ 0 0 2:

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16 AUSGABE 1/13

Cl .J w U1 I Q. 0 1-lll 0:: I u

•

:I < IIl .J .J w 0 0 � �

[J z [J

E L E KTR O N I S C H E R F Ü R D I E C N C - FRÄS E J ln die neueste Version meiner deutschen Oberfläche für

Mach3 (ab Version 3.10) habe ich das automatische Anfahren

von Bezugskanten des Werkstücks und das automatische

Finden des Mittelpunkts von Bohrungen eingebaut. Weil das

ohne die entsprechende Hardware langweilig ist, hier nun

die Bauanleitungfür einen elektronischen Kantentaster und einige

Hinweise zu seiner Benutzung.

Zunächst ein mal brauchen Sie einen elektro ­

n ischen Kantentaster mit e ingebauter LED .

Bei d i esen Tastern leuchtet d ie e i ngebau ­

te LED auf, wen n d ie Tastkugel das (me­

tal l i sche) Werkstück berü h rt . Bisher gab es

d iese Tei l e le ider fast nur mit e inem Schaft

von 20 mm Durchmesser, also eigentl ich zu

groß für d ie gängigen Heimwerker-Masch i ­

nen . i n eßay habe i ch nun e i nen Kantentas­

ter entdeckt, der e i nen Schaft mit 1 2 m m

u n d e i n e Tastkugel m i t 1 0 m m D u rchmes-

AUSGABE 1/13 17

KAN T E N TAST E R ser h at . S i e fi nden so lche Taster be i ve r­

schiedenen Anbietern , ich habe me inen bei

www. mw- import .de gekauft . Dort fi nden

S ie i h n u n te r . , Span n e n und E i n stel l e n " /

. . Kantentaste r " . E r hat d ie Arti ke l n u m mer

20-01 - 1 2 - 1 00.

Als ich meinen Taster bekam , fun ktio ­

n ie rte e r n icht . Das war m i r aber egal , we i l

ich d ie I n nere ien sowieso n icht brauchte.

Es ist zwar schön , wenn d ie LED be im Be­

rü h re n der Werkstückkante aufleuchtet ,

was w i r aber b rau ch e n , i st e in S igna l an

d ie Steuerung , das d ie Software dann aus­

werten kan n .

Wen n S ie s ich auch e i nen Kantentaster

fü r I h re Fräsmasch i n e bauen wol le n , dann

gehen S ie so vor :

• Entfernen S ie d ie Batter ien aus dem Tas ­

ter und schrauben S i e d i e Versch lusssch rau ­

be n icht wieder auf.

• Span nen Sie den Schaft in e inen Sch rau b­

stock und z iehen S ie d ie Tastkugel etwas

ab. Dan n packen Sie d i e Fede r m it e i ne r

k le inen Zange u n d hängen S ie s ie aus de r

Tastkugel aus . Dazu m ü ssen S ie d i e Öse

de r Feder wah rsche in l i ch etwas aufbiege n .

• Nun können S i e d ie I n n ere ien d e s Tasters

mit e inem steifen Draht in Richtu ng Batte­

riefach heraussch iebe n .

• D i e Tei le s e h e n so a u s ( d i e Kugel habe

ich zu r Verdeut l i ch u n g wieder an d i e Fe­

der gehängt) , s iehe Bi ld 2 .

• N u n d rehen S ie s ich e i nen R i ng aus A lu ­

m in i um mit e iner quer l iegenden Gewinde­

bohru ng M 1 2 x 1 , 5 zu r Aufnahme der Ka­

be ldu rchfü h rung mit Zugent lastu ng . Mein

Ring hat 30 mm Au ßendurchmesser, 12 mm ·

I n nendu rchmesser u n d e i ne Boh ru n g von

1 2 mm, s iehe Bi ld 3 .

• D e n R ing befestigen S i e m i t Loctite 648

so auf dem Schaft des Kantentasters , dass

eine Boh rung im Kantentaster mit der Ge­

windebohru n g des R i ngs zusammenfäl l t ,

s iehe Bi ld 4 .

• Dan n mod ifiz ieren S ie das L ED - Gehäu­

se des Tasters , i ndem S i e es k ü rzen u n d

d i e L E D entfe rnen . E s sol lte n u r noch de r

Draht übrig b le iben , i n dessen Sch laufe d ie

Feder hängt. Lassen S ie das L ED - Gehäuse

n icht zu lang, wei l es sonst das Loch im Tas-

Bi ld 2 : Die I nnereien des Kantentasters

Bild 3: Der aus Alumin ium gedrehte Ring für den Ansch luss des Kantentasters

B i ld 4: Der Alu- Ring wird mit Loctite 648 auf den Schaft des Kantentasters aufgeklebt

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tl z tl

18 AUSGABE 1/13

:::J <( IIl ...J ...J w 0 0 � �

tl z tl

Bild 5 : Das LED- Gehäuse wird gekürzt

ter abdeckt, d u rch das Sie später den An ­

sch l u ssdraht z i ehen müssen, s i ehe B i l d 5 .

• Löten S i e n u n e i nen iso l ierten Draht oder

e in Stück Litze an den ehemal igen LED-An­

sch lussd raht . Der Draht h at über d i e Fe­

der e l ektr ischen Kontakt m i t der Tastku ­

gel, s iehe Bi ld 6 .

• Nehmen S ie e in Stück steifen Draht und

biegen S i e einen kleinen Haken an se i n Ende.

Schieben S ie den Haken von der Kugelseite

du rch den Taster, hängen Sie die Feder e in

und z iehen Sie das Ganze wieder i n den Tas­

ter h inein . Achten Sie darauf, dass das Quer-

loch i m Taster zum indest tei lweise frei ist,

u m den Draht du rchzuziehen, s iehe Bi ld 7 .

• Z iehen S ie d ie Feder aus dem Taster he­

raus u n d hängen S ie d ie Kuge l w ieder e i n,

s iehe B i ld 8 .

• Biegen S i e d ie Öse der Fede r m it e i ne r

Zange w ieder zusam men .

• Füh ren S i e den Ansch lussdraht wieder i n

das Tastergehäuse e i n u n d z iehen S ie i hn

durch d i e Querbohrung heraus, s iehe Bild 9 .

• Löten S ie e i ne Ader e i nes kräft igen Ka­

bels an den Draht und iso l ieren S ie die Ver­

b i ndung m i t Schru m pfsch lauch .

• Sch rau ben S ie d ie Kabeldu rchfü hrung i n

den R i ng und z iehen S i e d ie Verschraubung

fest . Ihr Taster ist fertig und sol lte j etzt wie

i n B i ld 10 aussehen .

Bevor S i e d e n Taster i n Betr i eb n e h ­

m e n können, m üssen S i e i h n an d i e Ste u ­

e ru n g ansch l i e ße n . D a z u verb i n d e n S i e

d i e Ader des Kabels, das übe r d i e Feder

m i t d e r Tast kuge l ve rbu n d e n i st, an e i ­

n e n E i n gang de r Steue rung . Bei me i nen

Steue ru ngen i s t da s der E i ngang fü r den

Werkzeug längensensor. Haben S ie schon

e i nen Werkzeuglängensensor angesch los­

sen, dan n können S ie den Kantentaster am

se lben E i ngang para l l e l ansch l i eßen . Wei l

S i e j a b i she r nu r e i nen Po l des Tasters an ­

gesch lossen haben, m ü ssen S ie den zwei­

ten Pol, d ie Masch ine sel bst, mit dem G N D

(Gro u n d o d e r a u c h M i n uspo l ) der Ste u ­

eru n g verb i nden . D a s gesch ieht ü ber e i n

Kabe l, d as S i e a n d i e Masc h i n e sch rau ­

ben, so w ie i n B i ld 1 1 gezeigt .

Berü h rt n u n die Tastkugel das meta l l i ­

sche Werkstück oder e inen Tei l der Masch i ­

n e, dann wi rd der Strom keis gesch lossen

u n d i m Diagnosti kb i ldsch i rm von Mach3

m uss d i e L ED . . Probe " auf leuchten, vor­

ausgesetzt, Mach3 ist korrekt konfigur iert,

s i ehe Bi ld 1 2 .

Bi ld 6 : An den LED-Anschlussdraht wird e in Stück Litze gelötet Bild 7: Mithi lfe e ines festen Drahts wird die Feder d u rch den

Schaft des Tasters gezogen

Bi ld 8 : Die Kugel wird wieder i n die Feder eingehängt B i ld 9 : Der Ansch lussdraht wird durch die Querbohrung her­

ausgefü hrt

Bi ld 10 : Der fertige Taster

Bi ld 12 : Eine

korrekte Anzei­

ge in Mach3

Hier der Bi ldschirm , .Config/Ports & Pins/

Input Signals" mit konfiguriertem Probe-E in ­

gang. Port- Nu mmer und Pi n -Nu mmer hän­

gen von I h rer Steuerung ab , s iehe Bi ld 1 3 . Über ,. Automated Setu p of I nputs " kön­

nen S ie Mach3 se l bst he rausfinden lassen ,

a n welchem E ingang I h r Taster angesch los­

sen ist , s iehe Bi ld 1 4 .

Dazu wäh len S ie a l s E i ngang , . Probe

Switch " , k l i cken auf ,. Auto Set " und ver­

b i nden ku rz die Tastkugel m i t der Masch i ­

ne . Hat Mach3 das S igna l gefu nde n , k l i ­

cken S i e auf O K . Danach testen S ie b itte

nochmal , ob im Diagnosebi ldsch i rm , . Pro ­

be " aufleuchtet, wen n S ie m i t der Tastku ­

ge l d i e Masch i ne berü h re n . Dam i t i s t I h r

Kantentaster dan n betriebsbere it .

Benutzung des Kantentasters

Um den Kantentaster zu benutze n , müs ­

sen S ie i h n i n d i e Sp i nde l I h re r Masch i ­

ne e in span nen . Dazu gibt e s versch i edene

Mögl ich keiten , entweder m i t e iner D i rekt­

span nzange, einem Span nzangenfutter, ei­

nem Weidon - Halter m i t 1 2 - m m -Boh rung

oder m it e i nem Boh rfutter. Fü r d i e fo lge n ­

den Beisp ie le habe i c h e i n Boh rfutter ver­

wendet, s iehe B i ld 1 5 .

Zum automatischen Antasten e ine r Be­

zugskante öffnen S ie den B i ldsch i rm ,. E i n ­

r ichten " .

l n der Sektion ,. Kantentaster " tragen Sie

im DRO ,. D u rchmesser Taste r " zehn e i n .

Hat I h r Taster e i ne Tastkugel m i t anderem

AUSGABE 1/13 19

B i ld 11 : Ein Beispiel für d ie Befestigung des zweiten Pols an der

Werkzeugmaschine

fnqtne Conftqurdllon . . . Ports ß:: Pms : "

Port Set� ond Al<is Seleetion I Motor Outputs lnp!A Signols l Output Signols I Erx:odeu'-tPG's l Spilde Set� I Mil Optioos I

12

lf ]Ir T w

lf

J; - --��-lf lf lf lf lf lf lf lf lf ., n

Automoted Set� o/ lnpuls

OK I I Abb!echen I Ob.er�n I Bi ld 1 3 : H ier der korrekt konfigurierte Probe-Eingang

This dlalor;j wil ossist you in settin9 � yOU" ilJuts. Select a sq.al frorn the drop-down menu.

Thon select AutoSet , the system wil ask you to tri9Qer thal input, Once triQoered, the system wll set l � for you .

If you camot Qet a message thet the sq.al hes been triQoered, a wirinQ problern may exist, or you have not properiy enobled yOU" printer port(s).

1- ::::J AutoSet I Cancell I Select sq,al to AutoSet

[R� �t �a l

0

01(

Bi ld 14: Auch automatisch kann Mach3 herausfinden, wo I h r Taster angeschlossen ist

::J <{ m ..J ..J ILI c 0 � l:

tJ z tJ

20 AUSGABE 1/13

D u rchmesser, dann m üssen S ie n atü r l ich

d iesen e intragen , s iehe Bi ld 1 6 .

Fahren s ie dan n den Taster auf ca. 3 mm

Abstand vor d ie zu messende Kante . Der

max imale Weg , den de r Taster gefa h ren

wird , beträgt knapp 5 mm. Damit wird ver­

h i ndert , dass bei e inem Feh le r d ie Tastku ­

ge l abger issen wi rd .

D i e H ö h e des Tasters ste l len S i e s o e i n ,

dass d ie Kugel mit i h rem Äquator au f d ie

Kante trifft. Trifft s i e nu r mit der Nord- oder

Südhalbkuge l , dann wird das Ergebn i s ver­

fälscht. Auch sol lte der Taster n icht zu t ief

e ingeste l l t werden , so wie i n B i ld 1 7 .

H ier besteht d ie Gefahr, dass bei e i nem

Feh ler der Taster verbogen oder abger is­

sen w i rd . Richt ig ist d i e Höhe wie i n B i ld

18 e ingestel l t .

Wen n der Taster nun zu weit gefah ren

wird , dan n wi rd nur d ie Kugel an i h rer Fe­

der he rausgezoge n , was i n vern ü n ft igen

Grenzen n ichts ausmacht , s iehe Bi ld 1 9 .

Haben S ie a l les r icht ig e ingeste l l t , dann

kl icken S ie auf den Knopf . . Auto " . Darauf­

hin begi nn t die gelbe LED zu b l i n ken . K l i ­

cken S ie dann auf e inen der v ie r Pfe i l e , ab­

hängig davon , an welcher Seite des Werk­

stücks s ich der Taster befi ndet . Der Tas ­

ter w i rd n u n m i t 5 0 mm/min an d i e Kante

gefahre n , b is der Kontakt gesch lossen ist.

Danach fäh rt der Taster ein k le ines Stück

zurück und wieder an d ie Kante , d iesmal

aber m i t 5 mm/m in , u m d ie Genau igkeit

le icht erwartet, dass das DRO Nul l anze igt.

Das kan n aber n icht sei n , weil j a der Rad ius

der Tastkugel berücks ichtigt werden muss .

E i ne weitere h i lfre iche Fu n ktion i s t das

Zentrieren von Boh ru ngen . Dazu fah ren S ie

den Taster ungefähr i n den Mittel punkt der

Boh rung und stellen ihn auf d ie richtige Höhe,

so wie oben beschrieben , siehe Bi ld 20.

Kl icken Sie dann wieder auf .. Auto" und

d iesmal auf den we ißen Pu n kt i n der Mit­

te des Kantentaster-Symbols . Danach fragt

S ie das Program m nach dem u n gefähren

Du rch messer der Bohrung . Auch h ie r fäh rt

der Taster aus S icherheitsgrü nden n u r den

ha lben e i n gegeben e n D u rc h m esser p lus

den Rad iu s der Tastkuge l .

Mach3 fäh rt nun d ie Boh rung erst i n der

X-Achse , dann i n der Y-Achse und sch l i eß ­

l i ch noch e i n mal i n de r X-Achse ab . Da­

nach steht der Taster und damit das Zent­

rum der Masch inensp inde l im Mitte lpu n kt

der Bohrung . D ie DRO der X- u n d Y-Ach ­

se stehen auf N u l l .

Taster für

nichtmetal l ische Werkstücke

Le ider fu n ktion ie rt d ieser e i n fache Taster

n u r mit e lektrisch le itenden Werkstücke n ,

also so lchen a u s Metal l . E r versagt aber lo­

gischerweise bei Ku nststoff u n d Ho lz . Wi l l

man auch be i solchen Werkstoffen d ie Seg­

nu ngen der automatischen Kantenvermes­

s ung gen ießen , dann b raucht man e i nen

zu erhöhe n . sogenan nten 3 D -Taster. D e n kan n m a n für

Hat a l les gek lappt , zeigt das DRO der teu res Ge l d kaufen oder se l bst m ach e n .

::J <( ID ...J ...J w 0 0 � :I

Achse ansch l ießend + 5 .00 oder -5 .00 m m

an , abhängig davo n , v o n welcher Seite S ie

die Kante angefah ren haben. S ie hätten viel-

Ka n te n ta ste r J I Auto I I

Durchmesser Taster Breite Distanzstück

I Außen I I

+1 0.0d o .ood

tJ Bild 1 6 : E instel len der Parameter des

Z Kantentasters

tl

I m I nternet z i r ku l i e re n e i ne Menge Bau ­

besch rei bungen so lcher Taster, das Pri nz ip

i s t aber p raktisch ü beral l g le ich .

Bi ld 1 7 : Zu tief ei ngestellte Tastkugel

Bild 1 8 : Richtig eingestellte Höhe

Bild 1 9 : l n gewissen Grenzen kann die

Kugel aus dem Taster gezogen werden

Bild 20: Eine h i lfreiche Fun ktion

ist die Zentrierung von Bohrungen

mithi lfe des Kantentasters """

Prämie 1 : Black & Decker PLR3 6NC-QW Akku-Schrauber mit Pivot­Funktion , 3 , 6 V/0 , 8 Ah und innovativem LED-Lichtring

Prämie 2 : BAUHAUS-Einkaufs­

gutschein im Wert von 2 5 , - Euro

22 AUSGABE 1/13

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Cl z Cl

Proxxon

Gewindesch ne ide in richtung für die Drehmasch i ne PD 400/CNC

Erhältl ich i s t n u n kompletter Anbausatz m i t Drehwin kelgeber f ü r d ie Hauptsp inde l ,

R iemenrädern , Synch ron riemen u n d a l len e rforder l i chen Zubehörtei l en fü r d i e Anfer­

tigu ng von Gewinden m ith i lfe der CNC-gesteuerten D rehmasch i ne .

D ie Software der PD 400/CNC i s t bere its entsprechend p rogrammie rt : Abrufbar

s ind jetzt Standard-Au ßengewinde M1 b is M42 . Hergeste l l t werden können auch Son ­

dergewinde j egl icher Art (z .B. Zol lgewinde) mit untersch ied l ichen Ste igungen u n d Ge­

windetiefe n . Ge l iefert w i rd der Anbausatz m i t e i ne r ausfüh rl i chen Montagean le itu ng .

I nfo : , Proxxon GmbH, Industriepark Region Trier, D ieselstraße 3-7, 54343 Föh­

ren , Tel . : 06502/931 7-0, Fax : 06502/93 1 7-1 00, www. p roxxo n . com

Gewi ndesch neidan­

bausatz für die Prox­

xon PD 400/CNC

Stocon

Wer kennt n icht das Prob le m , dass trotz versch iedener Ma­

sch inenbeleuchtu ngen immer genau an der Ste l l e , an der der

Fräser läuft , Schatten ist? Besonders bei der Herste l l ung von

K le inte i len für den Mode l l bau ist es wicht ig , dass man s ieht ,

wo genau der Fräser läuft .

Die LED der Stocon LED-C i rcle - Lamp strah len das L icht von

oben d i rekt auf den Fräse r. So gibt es n ie Schatten u n d das

Fräswerkzeug ist immer perfekt ausgeleuchtet.

Der äu ßere Blendsch utz sorgt dafü r, dass die Augen des Benutzers n icht zusätz l ich be­

lastet werden . Erhält l ich ist die Stocon LED- Circl e -Lamp i n d re i versch iedenen Größen .

I nfo u n d Bezug: Stocon I nternational Kft . , Szigeti Fö Utca 6 4 , 6344 Haj6s, Un­

garn , Tel . : 00 36-78 40 47 46, I nternet: www.stocon-spt.com

4CAM G mbH

N Cd rive XT basic

RC Mach ines

Das Luxem burger Unternehmen RC Ma­

c h i n es b i etet f ü r d i e manue l l e Steue ­

rung von CNC-Masch i nen zwei Hand­

räder an . Der Typ RCC N C H RS ist dabei

für d ie Verwendung mit der S I EG -Soft­

ware , d i e Vers ion RCCN C H RM für d ie

Verwendung mit der MACH3-5oftware

verwendbar.

l n fo : RC Mach ines s . a r. l , Emi le Ni l ­

l e s Straße 2 , L-6 1 3 1 Ju ngl inster, L u ­

xemburg, Tel . : 00352/78/7676- 1 , Fax :

00352/78/7676-76, info@rc-machi­

nes.de, www. rc.mach ines.de

Handrad RC­

CNCHRS für

S I E G -Software

Handrad

RCCNCHRM fü r MACH3-5oftware

Als Nachfolger der tausendfach bewährten CNC-Steuerung NCdrive hat 4CAM im Jahr 201 2 N Cd rive XT basic auf den Markt ge­

bracht. Die zuku nftsor ient ierte Neuentw ick l ung b ietet zah l re iche le i stun gsfähige Featu res , die i n dieser Pre i sklasse b i sher n icht an ­

zutreffen waren . E i ne mögl iche Taktfrequenz von b i s z u 4 MHz ist neben der E i nsetzbarkeit m i t b i s zu fünf Achsen nu r e i nes der

H igh l ights d ieser neuen Steuerungsgeneration . N atür l ich ist d i e enge Anb i ndung an das CAD/CAM-System MegaNC aus dem Hau­

se 4CAM wieder gegeben u n d auch das be l iebte e lektron ische Handrad wurde i mp lement iert . l n Kü rze w i rd d ie Entwick l ung der

be l iebten Handzyk len i n erheb l ich größerem Lei stu n gsumfang i n d ie Software i n tegr iert sei n .

NCdrive X T basic von vorne . . . . . . u n d von h inten

X +230.000 y +170.520 z +180.000

. .. M , .. . 1� · - . , .... T 0 0 • • L O

Bi ldschirm der NCdrive XT basic

AUSGABE 1/13 23

MegaNC 201 2 D rehen

Die CAD/CAM Programmsu ite Mega N C wurde u m das Mod u l Drehen e rweitert . l n gewohnt le icht er lern barer Weise können i n

e iner Software - U m gebung d ie CAD - Geometr ien e rste l lt werden u n d u n mi tte l bar i m Ansch luss m i t g le icher Bed ienph i losoph ie d ie

I n formation ü ber d ie C N C - D reh bearbeitun g an d ie E lemente angehängt werden . Es stehen flex ib le Technologien zum Schruppen ,

Sch l ichten , Gewindesch ne iden u n d Abstechen zu r Verfügung . l n der i n tegr ierten S imu lation N Ciyzer können d ie Arbeiten kontro l ­

l i e rt werden , bevor Späne an der Masch i n e entstehen . Besonders i n Verb i ndung m i t N Cd rive XT basic s i nd m it dem dort i n tegr ier­

ten Encodere ingang u n d den hohen Taktfrequenzen he rvorragende E rgebn isse zu erzie le n .

Info: 4CAM GmbH, MegaCAD Competence Center, Hauptstr. 1 8, 86756 Reiml ingen, Tel . : 09081 /8050670, Fax : 09081 /80506767,

i nfo@4cam .de, www.4cam .de

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MegaNC 201 2 Drehen ermöglicht n u n auch das CNC­

gesteuerte Drehen

S imulation eines Drehvorganges i n MegaNC 201 2 Drehen

Modellbau Letmathe

Model lbau Letmathe vertreibt eine pro­

fessionel le Schrittmotorsteuerung für vier

un i -/bipolare Sch rittmotoren und e inen

über d ie Software schaltbaren Verbrau­

cher (Relais) . Die neue Karte hat 3 , 5 -A­

Endstufen und ist ideal fü r den Bau von

Styroporschneidemasch inen , Fräsen , Ro­

botern sowie verschiedenste Anwendun­

gen im Hobby- und Freizeitbereich . Der

Strangstrom i s t in den Stufen 0,6/1 ,2/1 ,8

und 2,5 A e instel lbar. Neu s ind auch d ie

Sch rittmotoren m it 2 ,5 A Phasenstrom

z . B. fü r stärkere Fräsen . Dabei wurde die

Eingangssignallogik so implementiert, dass

größte Kompatibil ität zu den meisten Saft­

wareprodu kten auf dem Markt gegeben

ist . Der Einfüh rungspreis beträgt 89,90 € .

Info und Bezug: Modellbau Letmathe,

Am Acker 1 1 a , 3 3 8 1 8 Leopoldshö­

he, Telefo n : 0 52 08-1 7 01 oder Tel . :

0 5 2 3 2-97 07 0 6 , I nternet : www.

Model lbau-Letmathe .de

2 , 5-A-Motor

3 , 5-A-Sch ritt­

motorkarte

Lasertei le4you.de

Nach e i nmal iger Anme ldu n g am On l i n e -Portal www. laserte i l e4you .de können Laser­

Biechzusch n itte on l i n e kalku l i e rt u n d beste l l t werden . DXF- Date ien kön nen jederzeit

hochgeladen werden - 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr. I n nerhalb von Sekunden

kal ku l i e rt das System vol lautomatisch den Pre i s . Besonders vorte i l haft ist d ie Mögl ich­

ke i t , zwischen versch iedenen Pre isoptionen zu wäh len : j e länger d ie Lieferfrist, desto

günst iger der Pre i s . Das Spektru m reicht von zwei Tagen b i s zu v ier Wochen . Trotz a l ­

le r Sch ne l l igkeit kommt e i nes be i Lasertei l e4you n i emals zu kurz : Qual ität , . Made in

Germany " . Dafü r sorgen n icht nur fü nf Lasermasch i nen und e in ausgek lügeltes Soft­

ware - Netzwerk, sondern auch meh r als 25 Jah re E rfah ru ng im Laserschne iden . D ie

Fertigung be i Lasertei l e4you ist nach D I N EN I SO 9001 : 2008 zertifiz iert und garan ­

t iert e i ne he rausragende Prozess-S icherhe it .

Da i m Material lager Stah l - und Edelstah lb leche sowie Alum i n i umplati nen i n a l len gän ­

gigen Ausfüh rungen u n d Stärken vorrätig s i nd , i s t man be i Lasertei l e4you auch fü r e i ­

l ige Bl i tzaufträge ode r ausgefal l ene Wünsche gerüstet. Mehr noch : Nach dem Motto

,. geht n icht g ibt 's n i cht "

b ietet das U nternehmen

se inen Kunden sogar e ine

Zu fr i ede n h e itsgarant i e .

Dazu gehört u nter ande­

rem , dass be i Bedarf im

Backoffice der O n l i n e ­

Abwick lu n g a u c h e rfah ­

rene Mitarbeiter a l s kom­

petente Ansprechpartner

zur Verfügung stehen .

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I nternet: www. lasertei­

le4you.de

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24 AUSGABE 1/13

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Seminarfabri k

Neues Semi nar: CNC-Basis-Metal l - Dreh maschine

Dieses Sem inar r ichtet s ich an den E insteiger i n das Thema Metal l bearbeitu ng m itte ls

CNC-Tech n i k . Es werden d ie G rundkenntn isse der C N C -Metal l bearbeitu ng am Bei­

sp ie l e iner Drehmasch ine erläutert. Zwei Hau ptthemen ken nzeich nen das Seminar : e in

Seminarschwerpu n kt l iegt auf der C N C - Program m ieru ng über G - Code (D IN6602 5) .

D ie Program m ieru ng e iner Werkstückbearbeitu ng d i re kt über G - Code i s t heute a l s

e i nfache , preisgü nstige Lösung, aufgru nd der Verwen d u n g von CAD/CAM Software

in den H i ntergru nd getreten .

• E i n weiterer Schwerpunkt beschäftigt s ich m i t d e r Am..,endung e ine r komfortab len

CAD/CAM/C N C Software besonders zur Herste l l u ng e igener Drehte i l e . Über d ie

Erste l l ung von Zeich n u ngen , das H i nzufügen von Masch inendate n , b i s h in zur Be­

arbeitu ng der Drehte i le über die Masch i nensteue ru n g d u rch die Tei l n ehmer, w i rd

das Thema vertieft .

• Folgende Themen werden behande lt :

• Aufbau und Arbeitsweise von CNC Metal l bearbeitu ngsmasch i nen

• Sch rittmotoren u n d Sp i nde l n a l s Antr iebe der d re i Bewegu ngsachsen

• CNC-Nach rüstu ng bestehender manuel ler Masch i nen

• Mögl ich keiten der CNC- Drehmasch i ne

• Masch i nensteueru ng über CNC Program mieru n g G - Code

• Praktische D u rchfü h rung der wichtigsten Arbeitssch ritte (P land rehen , Längsdrehen ,

Kege l , Rad ien , N uten , etc . )

• Verwendung von Werkzeuge n , Werkzeugwechse l , etc.

• E insatz und Anwendung von CAD/CAM Software zu r automatischen G - Code Er­

ste l l ung aus e iner Zeich nung

• Erste l l en von CAD -Zeich n u n gen

• Ergänzen der CAD -Zeich nu ngen u m d ie notwend igen Masch i nen parameter sowie

d ie entsprechende Werkzeugwah l

• Herste l l ung/ Reprodu ktion der se l bst e rarbe iteten Baute i l e .

• I m Seminar w i rd e i ne C N C - D re h masch i ne de r F i rma RCM (S ieg) verwendet . A l s

CAD/CAM Software wi rd Mega N C Drehen der F i rma 4CAM e ingesetzt.

• Sem inarterm i n : 02 ./03 .02 .201 3

• Ort: Neustr. 29 , 53909 Zü lp ich -Schwerfen

• Ansprech partner : R ichard Bü nder, Te l . : 01 76-41 46 23 46

• I nternet : www.seminarfabri k .de

German (iij RepRap

GmbH RepRap

3 D - Drucke r e robern auch den Be­

re i c h des M o d e l l bau s : Der M o d e l l ­

b a u e r kan n e i g e n e Motorträger, Sp i n ­

n e r, Servoarme , Hebe l , Um lenku ngen ,

Zah n räder, Halteru ngen fü r Em pfänger

u n d E rsatzte i l e d rucken . Die GRRF hat

k ü rz l i ch die Mög l i ch ke iten e i nes 3 D ­

D ruckers m i t d e m Beitrag i m Th i ng i ­

ve r se ( h ttp : / /www. t h i ng ivers e . com/

t h i n g : 24796) da rgeste l lt . D o rt kan n

man s i ch d i e E rsatzte i l e fü r e i n en de r

k l e i n sten 3 D - H u bschrauber den Blade

mcP X h e r u n te rJaden u n d mit e i n e m

3 D - D rucker ausdrucken .

Al lerd i ngs s ind fü r v ie le der Zusammen­

bau und d ie 3 D -Model l ieru ng Neu land .

Desha lb hat d ie German RepRap Found­

ation das e rste d u rchgehende Sem inar­

p rogra m m e ntwickelt , das he lfen sol l ,

sch ne l l e r d e n E i n st ieg i n s 3 D - Drucken

zu schaffe n . Die e rsten d re i Sem in are

behande ln d i e gru ndsätz l i chen E insatz­

möglichkeiten von RepRap 3D- Druckern,

den Zusammen bau e i nes 3 D - Druckers

i m Prax i s -Workshop sowie d ie 3 D -Mo­

de l l i e rung mit der kosten losen Software

Sketch Up®.

D ie Sem inare finden i n München statt,

d i e A n m e l d u n g ist mög l i c h ü be r d i e

Webse ite de r G e r m a n Rep Rap Fou n ­

dation .

I nfo : German RepRap GmbH, Kapel ­

lenstraße 8 , 85622 Feldki rchen, Tel . :

0 89-32 60 6 0 5 2 , I nternet: www.

grrf.de

Hier geht es d irekt zur Seminarü­

bersicht (QR-Cod e : für Smartpho­

ne-Nutzer scan n bar z .B. mit der

App Scannh i lfe)

AUSGABE 1/13 25

BZT

in der neuen Portalfräsen bau re i he PFA s i nd hochwertige L inearfü h rungen und Ku ­

gelgewindesp i nde ln verbaut. D ie angetriebene Mutter i n der X-Achse sorgt für best­

mögl iche Oberflächengüte beim Fräsen und Sch ne ide n . in der Y-Achse wird die PFA

du rch Zah nstangentech n i k angetriebe n . Du rch e ine ICC -Kamera mit Optiscout-Steu ­

eru n g u nd optiona lem Laserpo inter w i rd höchste Passgenau igkeit be im Verarbeiten

von bedruckten Materia l ien real i s iert . Du rch die Passmarkenerkennung der Optiscout­

Steueru ng ist kein aufwendiges Ausr ichten der Werkstücke u nd Platten meh r nöt ig .

D ie PFA wird mit Aufspan nflächen von 1 .000 x 1 .000 mm b is zu 3 .000 x 2 .000 m m

angebote n . Dabei wird n icht auf e i n e Kon strukt ion a u s A lu m i n i u m , sondern auf e i ne

robuste Stah l rahmen konstru ktion gesetzt.

Bei e i ner Aufspan nfläche von 3 .000 x 2 .000 mm wird die PFA i n k l us ive Vakuu mtisch

u nd H F-Sp i ndel m i t 30.000 m in · ' 29 .900, - € koste n .

I nfo u n d Bezug: BZT Masch i n e n bau G m b H , Westr ing 1 8, D - 3 38 1 8 Leopolds­

höhe (Gewerbegebiet Asemissen) , Telefo n : O 52 02 -99 30 68 0, I nternet : www.

bzt-cnc.de

fabbster

Der fabbster 3 D - Drucker baut Tei l e aus un tersch ied l ichen Ku nst­

stoffmaterial ien und das le i se , schne l l & günstig. Das Gerät w i rd

tei l m ont iert a l s Bausatz i n e i ne r kompakten Box gel iefert u n d

kann i n nerhalb von ca. drei Stunden fertig montiert werden . Ne­

ben hochwertiger 24-V- I ndustrieelektron i k und den l i nearkugel­

lagergefü h rten Stepperantrieben besteht d ie An lage aus hoch­

wertigen , glasfaserverstärkten Ku nststoffte i l en u n d Edelstah l .

Der fabbster 3 D - Drucker füh rt e i ne neue Tech nologie fü r das

Aufschmelzen des Kunststoffmaterials e i n : Der Extruder wird mit

profi l i e rten Materia l -Sticks aus Ku nststoff gefüttert. D iese l nno -

TEC H N I S C H E DATEN Anlagengröße: 590 x 470 x 540 m m max. leistung primär: 350 W bei 1 1 0-240 V sekundär: 24 V max. Geschwind igkeit: 500 mm/sec Extruderle istung: 70 W/1 50 G ramm/h Extrudertemperatur: max 300°( Extruder Hartmeta i i -Kompaktdüse mit Präzi s ionsbohrung Doppel -He l ix-He izung und i ntegrierter Temperatursensorik, Standardbohrung 0,4mm Material ie : ABS (weitere i n Entwick lu ng) Software: netfabb Engine für fabbster (Win, Mac, linux)

vation bietet gegen über sch l upfbehaftetem , rundem Fi lament

einen formschlüssigen Antrieb. Die Sticks werden aus geprüf­

ten und unbedenk l ichen Kunststoffen hergestel lt . Das Resu l tat

ist eine präzise Dosierung der Schmelze zur Fertigung von Bau ­

teilen mit optimalen Eigenschaften . Die Material-Sticks werden

über ein Vorratsmagazin automatisch dem Extruder zugefü h rt.

Auf diese Weise ist die Kombination von versch iedenen Farben

und sogar Materialien spielend einfach .

fabbster Materia l ien du rch laufen e inen aufwendigen Qual ifizie­

rungsprozess, b is s ie letztendlich mit vordefin ierten Verarbeitungs­

empfeh lungen für den E insatz auf fabbster An lagen fre igegeben

sind. Die Herste l l ung der Materialsticks u nterl iegt e inem zertifi­

z ierten Qual itätssicherun gssystem nach I SO 9001 : 2008. Somit

b ieten origina l fabbster-Sticks dem Verbraucher e in Höchstmaß

an Qual ität und Masch inengängigkeit für optimale 3 D -Drucker­

geb nisse. fabbster Material - Sticks werden mit geprüften Verar­

beitun gsparametern gel iefert, um auf Knopfdruck hochwertige

Bautei le vom ersten Aufbau an zu fertigen .

I n novative Strategien z u m Ablegen des extrud ierten Materials

verkürzen die Aufbauzeit u nd erhöhen die Festigkeit des Bautei l s .

Durch d ie spezie l l entwickelte Software ist d ie Bed ienung des Ge­

räts problemlos und unkompl iz iert. Und sowohl bei der Herste l lung

als auch bei e iner späteren Nachbearbeitung der Bautei le s ind kei­

n e besonderen Ken ntnisse oder Schutzmaßnahmen erforderl ich .

I nfo : S intermask GmbH, Eichenbuehl 1 0, 9 2 3 3 1 Lupburg

Tel . : 09492/600 1 7-0, Fax : 09492/600 1 7-1 1 , i nfo@fabbs­

ter.com, www.fabbster.de

Zu ERSTELLENDE BAUTE ILE max. Bauvo lumen : 225 X 225 X 2 1 0 mm Sch ichtstärken : m in . I I fJm empfoh lener Standard : 88 fJm erreichbare Genauigkeit: ca . 0, 1 mm oder 0,4% vom So l lmaß (mater ia l- u . geometrieabhängig) m i n imale Wandstärke: 0,6mm bei 0,4-mm-Düse

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26 AUSGABE 1/13

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E I G E N BAU � FRÄS E I N H O LZ

BAUWE I S E

AUSGABE 1/13 27

)Als Technikinteressierter und inspiriert durch die auf Mo­

dellbaumessen ausgestellten Fräsen war es nur eine Frage

der Zeit, bis eine CNC-Fräse bei mir Zuhause steht. Die Eckda­

ten für eine solche Eigenbaufräse waren schnell klar : Es muss­

te eine Fräse sein, die ohne den Einsatz von Metallbearbei­

tungsmaschinen selbst zu bauen war. Weiterhin mussten die

Verfahrwege so groß sein, dass ganze Balsabretter mit 1 Me­

ter Länge in einem Stück und ohne umspannen zu fräsen sind .

Aufgrund der bei m i r n icht vorhandenen

Metal lbearbeitu ngsmasch inen wurde Ho lz

a l s Grundwerkstoff gewählt, da es sich leicht

bearbeiten lässt u n d für me inen Anwen ­

dungszweck ausreichend stabi l ersche int .

Dass Holz a ls . . lebender Werkstoff " im

ersten Ansatz n icht unbed ingt d ie erste Wahl

für e in so lches Vorhaben ist , lässt s ich er­

ah nen . Die Kr it iker l ießen dann auch n icht

lange auf s ich warten . Zu ungenau würde

das Ganze werden und u n n ötig sei es , das

viele Geld in ein solches Projekt zu stecken .

E i n Grund m e h r f ü r m ich , das Projekt ge­

nau i n dieser Form umzusetze n .

l n Bezug auf d ie Präz is ion setzte ich m i r

d a s Z i e l e i ne max imale Abweichung von

+I- 0, 1 m m bei der Maßhalt igkeit zu er­

re iche n . Wicht ig war mir weiterh i n , dass

die Mater ia len ohne Prob leme zu bekom ­

m e n s i nd . D ie Bau m ärkte i n de r U m ge ­

bung sol lten i n d e n nächsten Wochen z u ­

m i ndest am Wochenende me in . . zweites

Zuhause " werden .

Sonderte i le wie Sp inde l n , Motorkonso­

len, Lager etc. kon nten ohne Prob leme im

I nternet beschafft werden . U m d ie zuvor

genannten Z ie le zu erreichen , wurden als

Verfah rwege 1 .000 x 650 x 1 50 mm anvi­

s iert . Damit konnten dan n auch d ie kom­

p letten Balsabretter gefräst werden .

Wie s ich später herausstel lte, waren die­

se Verfah rwege auch bei me inen anderen

Projekten von Vorte i l . Ich war froh , d ie Ver-

Aus solchen Latten besteht

der Spanntisch

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28 AUSGABE 1/13

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Der Aufbau aus Multiplexplatten hat sich für meine Zwecke durchaus bewäh rt

Die Lagerfü h ru ngen bestehen aus Kugel­

lagern, die auf passenden M1 2 - Bolzen

laufen - für meine Zwecke ausreichend E in weiterer Bl ick auf e ine Führung

Die Verwendung ausreichend dimensionierter Platten i st zwingend für ein gutes Ergebnis

fah rwege n icht zu klein gewäh lt zu haben ,

musste doch sch l ieß l i ch auch e in Wasser­

bett auf der Fräse gefertigt werden .

Käufl i ch zu erwerbende Fräsen l i egen

j e nach Ausstattu ng sch ne l l i n e inem Be­

reich von 4.000-6.000 , - €. Nach oben s ind

h ie r ke ine G renzen gesetzt. D iese Kosten

wol lte ich auf ke inen Fal l i nvest ieren , da­

her auch die Wah l fü r den eher . . ungüns ­

t igen " Werkstoff Ho lz .

Be i der Umsetzung des Projektes stand

für m ich d ie Plan u n g und Umsetzung der

. Fräse im Vordergru n d . Der Bau e iner so l ­

chen Fräse war mir wicht iger vor a l l den

schönen D ingen , d ie s i ch mit e iner solchen

Fräse u msetzen lassen . Wie e ingangs be­

schr iebe n , war Holz das Mitte l der Wah l .

H ie r spez ie l l M u lti p l ex , i n m e h rfach ver­

le imter Ausfüh rung . Die Bretter waren zwi­

schen 1 2 und 40 mm stark , j e nachdem an

welcher Ste l l e sie verbaut werden sol lte n .

F ü r den Grundrahmen sowie d i e seit l i ­

chen Portalverste ifu ngen wurden 40- mm­

Bretter e ingesetzt. De r Tisch , w i e auch das

Portal se l bst w u rd e aus 2 1 m m starken

Brettern hergeste l l t . Der Tisch , bzw. des­

sen Oberfläche habe ich mit e inem T- N ut­

Tisch ausgestattet, um d ie Werkstücke per­

fekt aufspannen zu kön n e n .

Bei der P lan u n g wurde berücks ichtigt ,

dass d ie Fräse aus E inze lkomponenten be­

steht , das he ißt le icht zerlegbar se in muss­

te . ln der Endausbaustufe waren d ies i n s ­

gesamt v ier Bau gru ppen (Grund rah m e n ,

Tisch , Portalse iten sowie Portal) . F ü r die Ver­

sch rau bung wurden Holzsch rau ben (Spax)

verwendet . Der Tisch sowie se ine daru n ­

ter verlaufenden Versteifu ngsr ippen waren

zusätz l ich mit F lachdübe ln verle imt . I n sge­

samt e rgab sich h ie rd u rch ein seh r stab i ­

le r und vor a l l em steifer Aufbau . Der Auf­

bau der Fräse e rfolgte im He i zungske l l er.

Aufgru n d des . . K l imas " im Kel l e r konnte

ich mit e iner fast gle ich b le ibenden Tempe­

ratur rech nen und h atte somi t auch ke i ­

n e Angst vor Feucht igkeit u n d eventue l ­

l em Verzug . Auf de r Fräse so l lten später

vorrangig Ho lz , Ku nststoff und ein wen ig

Al u m i n i u m gefräst werden . Wie s ich her­

ausstel lte , ist d i e Fräse fü r d iese Mater ia­

len bestens geeignet .

G rundaufbau

Der Grund rahmen m uss den ganzen Auf­

bau tragen , daher wu rden für i h n auch d ie

40 mm starken Mu lti p lexp latten gewäh lt .

D ie Vorder- und Rückse ite wurden im u n ­

teren Bereich m i t zwei Längsho lmen ver­

le imt u nd zusätz l ich verschraubt . Das l i ch ­

te Maß zwischen diesen beiden Sti rnseiten

wurde so gewählt , dass der Tisch exakt da­

zwischen passt. D ie Last so l lte dabei auf

d ie Wände sowie zu sätz l ich daru nter an­

gebrachte Auflageplatten verte i l t werden .

Der Tisch selbst ist als freitragende Kon ­

stru ktion ausgefü hrt . Um die Durchb iegu ng

in Grenzen zu halten , wurde die 21 mm di­

cke Mu lt ip lexplatte mit zusätz l ichen , senk­

recht geste l lten Versteifu ngsr ippen ausge­

fü h rt . Auch diese Rippen wurden verle imt

und verschraubt . Seitenwangen und Por­

tal s ind e ine Komb ination aus 2 1 -mm- und

40-mm-Mu lt ip lex . Bei Portal bzw. den Se i ­

tenwangen sol lte auf ausreichende Verste i ­

fung geachtet werde n . I st man an dieser

Ste l le zu nach läss ig, können s ich die Sei­

tenwangen durch die Dynam ik der Masch i ­

ne aufschwingen . D ies fü h rt letztendl ich zu

ungenauen Fräsergebn isse n .

Lagerfü h rungen Ü ber die r ichtige Auswah l der F üh ru n gen

habe i ch mir lange Gedanken gemacht. Ku ­

ge / u m /auffü h ru n gen s i nd sehr teuer u nd

wären be i der Wah l des Grundwerkstof­

fes auch n icht u n bedi ngt angemessen ge­

wesen . Füh rungen mit Ku nststoffgle ite i n ­

lagen s i nd auch n icht günstig und hatten

fü r m ich noch zu großes Sp ie l .

Die Wah l fie l sch l i eß l i ch auf " se lbst ge­

str ickte " F ü h r u n ge n aus Standardkuge l ­

lagern , we lche auf e iner Stah lauflage ab­

rol len . D ie Lager se lbst bekommt man mit

beidseit iger Abdecku n g fü r recht wen ig

Geld in e inem großen On l i neaukt ionshaus .

Der Grundrahmen wurde verstärkt

AUSGABE 1/13 29

Um ausreichend große Werkstücke fräsen zu können, musste der Tisch entsprechend

groß gestaltet werden

N utenstein im Spanntisch Auch mit massiverem Material kommt

die Eigenbaufräse gut zurecht

Die fertige Fräse mit montierter Suhner-Oberfräse als Frässpindel

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30 AUSGABE 1/13

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u z u

Eines der Werkstücke, die auf der Fräsen entstanden, ist der

Bausatz für diese Fokker

Das Fräsen maßhaltiger Bautei le , wie für diesen Tresterbehälter

einer Espressomaschine, ist kein Problem

Auch wenn Sch rauben bzw. deren Schaft

n icht unbedi ngt optimal als maßgenaue La­

gerbolzen gelten , so waren diese doch e ine

recht günstige und gut fun ktion ierende Al ­

ternative. Passgenau zu dem I n nendu rch ­

messer de r Lager kon nte i ch Schaftsch rau ­

ben mit Gewi nde M 1 2 e insetze n . D ie Auf­

nahmen für die Lager wie auch die Bleche

fü r die Laufflächen habe ich mir i n e inem

E iner der

1 ,9 -Nm­

Schritt­

Motoren

Das massiv gestaltete Portal

Betrieb m i ttels Lase r zuschneiden lassen .

D ie Boh rungen fü r die Gewi nde w u rden

dabei direkt m i t gelasert .

Ledig l ich das Gewinde habe ich dan n

von Hand gesch n itte n . U m später auftre­

tenden Versch le iß an den Füh ru n gen aus­

g le ichen zu kön nen , wu rde j ede Füh rung

nachste l lbar ausgefüh rt . Das Spie l lässt s ich

somit auf ein Minimum e in- und nachstel len .

G e rade be i de r Ausr ichtu n g der F ü h ­

ru n ge n so l lte m a n s e h r sorgfält ig vorge­

hen und s ich v ie l Zeit n e h m e n . I ch h atte

m i r fü r die Füh rungen e ine Leh re gemacht,

um diese exakt ausrichten zu kön nen . E i n

Haarl ineal und e i ne Messuh r s i nd dabei u n ­

verzichtbare Messm itte l , um exakte Ergeb­

n isse zu erz ie len . D ie F ü h ru ngen m üssen

i n Bezug auf den Masch inentisch auf dem

gle ichen N iveau l iegen und absolut paral le l

zue inander verlaufen . Wi rd h ie r nach lässig

gearbeitet kan n sich das Portal verkanten

u nd es kommt beim Fräsen zum Verklem-

men des Porta ls . Sch rittver luste u nd dar­

aus resu lt ierende, ungenaue Fräsergebn is ­

se s ind die Fo lge .

Zum Ausgle ich der Abweich u ngen u nd

z u m Ausrichten de r F ü h ru n gen habe ich

Hasbergband bzw. Füh ler lehrenband mit 0 , 1

und 0 ,05 m m Stärke verwendet und die­

ses dan n unter den Laufflächen verklemmt

bzw. m i t diesen versch raubt . Wie s ich bei

e rsten Fräsarbeiten ze igte , hat s ich diese

Arbeit geloh nt . D ie Tei l e wurden a l le sehr

p räz ise gefräst u n d waren i n nerha lb der

von mir gesetzten Toleranz von 0 , 1 m m .

Antrieb

Um meinem Konzept treu zu b le iben , habe

ich auch bei der Auswah l der Antriebssp in ­

del n n icht auf d ie optimale Lösung gesetzt.

Anstatt der z u n ächst angedachten Sp i n ­

deln m i t Kugelumlaufmuttern habe ich mich

an j eder Achse für je e i ne Trapezgewinde­

sp indel entsch ieden . Mit e inem Durchmes-

Die Steuerung ist staubsicher untergebracht

ser von 1 6 m m u n d e i ne r Ste igu n g von

4 m m sol lten d iese ausre ichend d imens i ­

on iert se i n , u m d ie gewü nschte Genau ig­

keit zu erreiche n .

Auch h i e r habe i c h es n icht bereut, auf

diese doch recht günstige Variante zu setzen .

l n Komb inat ion m it nachste l l baren Kunst­

stoffmuttern 1 6 x 4 mm hatte ich h i e r e i ne

gute Wah l getroffen . Das Umkehrspie l lässt

sich du rch die Muttern sehr gut e in ste l l en

und e l im in iere n . Geht man h ie r fe i nfü h l i g

vor, lässt s i ch m i t d i e sen e i nfachen Kom ­

ponenten e in gut fun ktion ierendes System

real i s ieren .

D ie Lageru ng der Sp inde ln e rfo lgte auf

e iner Se ite als Los lager und auf der Motor­

seite als Festlager. Fü r d ie Loslager habe ich

normale R i l l enkugel lager verwendet . Auf

der Festlagerseite kamen zwei gegenei n ­

ander verspannte Sch rägkugel lager (0 -An ­

ordnung) zum E insatz . D ie Sp inde ln se l bst

habe ich mir nach meinen Zeich nu ngen an­

fertigen lassen .

Sel bst m i t d iesem recht e i nfachen Auf­

bau kon nte ich Verfah rgeschwind igkeiten

von 6.000 mm/min erreichen , was für mich

ausre ichend sch ne l l genug war.

Angetrieben werden d ie Sp inde ln ü ber

b i polare Sch rittmotoren m i t 1 ,9 Nm u n d

200 Sch ritten/Umdreh ung . Fü r d i e Kopp­

lung zwischen Motorwel le und Sp indelwel­

le habe ich e lastische Ku pp lungen verwen ­

det. l n Komb inat ion m i t d e r Sch rittmoto ­

rendstufe und deren 1 / 1 0-Micro-Sch rittbe­

trieb ist e ine sehr große Auflösung möglich .

Die ersten Tests

Paral lel zum Aufbau der Fräse habe ich mich

m it der Com puterhardware u n d den e r­

forder l ichen Programmen befasst. I ch war

fro h , m i r h i e r rechtzeit ig e i nen Überb l ick

verschafft zu haben . Somit war es mögl ich , ·

d ie ersten Testfah rten sch ne l l u mzusetzen

und erfolgreich zu absolv iere n .

A u f dem Ste ueru n gs rec h n e r kom m t

als Betriebssystem Windows XP z u m E i n ­

satz . A l s Steuerungssoftware verwende ich

Mach3 i n der eng l i schen Or ig inalfassung .

D ie Zeichnungen für d ie Baute i l e werden

in Tu rbocad erste l lt . Um die Zeich nungsda­

ten i n das r ichtige Format zu bekom men ,

habe i c h Sheetcam a l s CAM verwendet .

Al les i n a l lem e ine sehr gut fun ktion ieren­

de Kom bination . Nachdem a l les e inger ich ­

tet war, kon nten d ie ersten Trockenfah rten

erfolgen . Zunächst sehr langsam , dann mit

.,Vo l ldampf " . Über d ie Parametrieru ng i n

Mach 3 lässt s ich das Laufverhalten de r Frä­

se optimal auf d ie Bed ingungen e i n ste l l en

und e in weicher Lauf der Masch ine umset­

zen . Als Sch rittmoto rsteueru n g setze ich

das Trip leBeast e in . E i n wi rk l i ch gutes Pro ­

d u kt m i t welchem es Spaß macht e i n so l ­

ches Proje kt umzusetzen .

Schon be i den ersten Fräsarbeiten zeig­

te s ich , dass d ie Maßhalt igkeit der Tei l e in

dem von mir gesteckten Rah men war. Ob

Holz oder Ku nststoff, a l le Te i le wurden per­

fekt gefräst. Wichtig ist an d ieser Ste l l e zu

erwähnen , dass das Ergebn i s auch von der

Frässpi ndel beeinflusst wird . E ine Kle inbohr­

masch ine ist h ier n icht wi rklich als Frässpi ndel

zu verwenden . Ich se l bst nutze an der Frä­

se e ine S u h ner- Oberfräse . Die Fräser wer­

den h ie r m i t Span nzangen i n der Sp inde­

laufnahme fix ie rt . D ie Tests ze igten auch ,

dass d ie angestrebte Ste i figkeit der Fräse

erreicht wurde . Du rch die Versteifu ngsr ip­

pen am Tisch wie auch an den Seitenpor­

talen konnten beeinf lussende Schwingu n ­

gen verm ieden werden .

M i t den Füh rungen hatte i c h auch nach

längeren Fräsarbeiten keinerlei Probleme. Sie

ze igten sel bst nach längerer Laufzeit ke in

Sp ie l . Auch d ie Antr iebs le istu ng bzw. das

Drehmoment der Motoren ist m i t 1 ,9 N m

ausreichend bemessen . Wäh rend der Fräs ­

arbeiten konnten auch bei Geschwind ig­

keiten von 4 .000 mm/min ke ine Sch ritt­

ver luste registrie rt werden .

Fazit

Die e rz ie l ten E rgebn isse der Werkstücke

haben m e i n e E rwartu ngen übe rtroffen .

F ü r Mode l l bau ist e i n e Fräse aus Ho l z -

trotz a l ler Kr it ik im Vorfe ld - ausre ichend .

D ie Passgenau igkeit der Te i l e war perfekt.

Auch Referenz- und Vergleichsfahrten wur­

den s icher absolv iert . I ch kan n jedem n u r

empfeh len , s ich e i n mal an e iner Holzfräse

zu versuche n , da man auch ohne den E i n ­

satz von Sondermasch inen e i ne sehr p rä­

z ise Masch i ne fertigen kan n .

I ch hoffe , der e i ne oder andere wurde

d u rch d iesen Ber icht vom CN C-Virus an ­

gesteckt u n d begi nn t n u n m it der Umset­

zung eines äh n l ichen Projektes . Über Rück­

me ldungen oder E rfo lgsmeldungen würde

ich m ich jedenfal ls freuen . E i ne Kontakt­

aufnahme ist über die Redaktion mögl ich .

AUSGABE 1/13 3 1

Auch u ngewöhnl ich geformte Bauteile

lassen sich Dank der Nutsteine

gut befestigen

Die Zentrierung der Fräse ü ber dem

Werkstück ist mittels

e lektronischem Handrad kein Problem

Gut zentriert lässt sich das Werkstück

somit bearbeiten

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tl z tl

32 AUSGABE 1/13

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L 2 9 7 /L 2 9 8 - 5 C H R IT1 )Ohne Endstufe dreht sich kein Schrittmotor und jede noch

so optimal konstruierte Mechanik einer CNC-Fräse ist nur ein

Ausstellungsstück. Der Klassiker unter den Schrittmotor­

Endstufen-IC ist die Kombination L297 als Steuerbaustein und

der L298 als H-Brücken-Endstufe.

i st das I C L298 . D ie L298 H - Brücke ist d i ­

rekt kompatibe l z u m L297 Steuer- IC . D ie ­

ses Paar i s t d i e Ausgangsbasis fü r d ie kom­

p lette Sch rittmotor- Endstufe.

Das Datenblatt und e ine Appl i kationsschrift

aus dem Jahre 1 992 geben ausführl ich Aus­

kunft, wie d iese ICs korrekt e ingesetzt wer­

den , n u r schweigen sie s ich darüber aus ,

w ie man s i e störsicher an e inen PC ansch l ie­

ßen kan n . D ie im Fo lgenden beschr iebene

Schaltu ng wurde nach folgendem Pfl i ch ­

tenheft entworfe n :

• Plati nen -Größe 75 x 1 00 m m

• Keine SMD- Baute i le

• Optische Trennung a l ler S ignale

• Maximaler Strom 2,4 A, maximale

Span nung 36 V

• Signalaufbereitu ng mit Schm itt-Triggern

• Direkt Ansch luss an die LPT-Schn ittste l le

Anschluss Pin Bezeichnung I SYNC

2 G ND 3 HOME 4 A 5 /I N H I 6 B 7 ( 8 /I NH2 9 D 1 0 ENABLE

I I CONTROL

1 2 V (( 1 3 S ENS1 1 4 S ENS

I

1 5 vrel

1 6 osc 1 7 CW /CCW

1 8 /CLOCK

1 9 HALF /FU LL

20 IRESET

Um die Schaltung besser verstehen zu kön ­

nen, muss man sich zunächst die Funktion des

Steuerbauste ins L297 ansehen . Das 20-po­

l ige- D I L- I C hat d iverse E i n -und Ausgänge.

Wie man s ieht , l i efert der Ch ip al les was

man zu r Umsetzung von Takt- u n d Rich ­

tungs-Signalen , die von der LPT-Schnittstel le

kommen, benötigt. Aber e inen Schrittmotor

kann der Ch ip n icht d i rekt ansteuern , h i e r

m u ss n och e i ne Ausgangsstufe dazu , d i e

i n der Lage i s t den benötigten Strom u n d

d i e Spannung zu l iefern . Dies kann e ine mit

Trans i storen d i skret aufgebaute H -Brücke

se in oder man verwen det e ine i n tegr ierte

H - B rücke . Solch e ine i n tegrierte H - Brücke

Funktion

N u n m u ss man n u r n och die beiden I Cs

an d ie LPT-Schn i ttste l le des PC anb inden .

U m d ie Störu ngen , d i e von den Motoren

kommen , vom PC fernzuhalten , m uss e ine

galvanische Trennung vorgesehen werden .

. D iese Aufgabe übern immt der Optokopp­

ler I LQ74. Die vier fü r den Betrieb notwen­

d igen S ignale Takt, Richtu ng, Enab le und

Half/Fu l l werden über den v ierfach Opto ­

kopp ler gefü h rt . Da d ie Optokoppler d i e

S ignalqual ität n icht u n bed ingt verbessern ,

i s t den Koppler-Stufen je e in Schmitt-Trigger

nachgeschaltet, u m d ie S ignale ste i l flan k i ­

ger zu mache n . D iese Komb ination kan n

b i s zu 30 kHz sch ne l le S ignale ü bertragen .

M i t den so optimal aufbereiteten Signa­

len wird nun das L297 IC angesteuert . Drei

externe Beschaltun gen müssen an dem IC

Ausgang des Chopper-Oszi l lators. D i e SYNC Ansch l ü sse von mehreren L297 können zusammengeschaltet werden und mit e inem externen Oszi l l ator versorgt werden um die L297 zu synchronis ieren. Masse-Ansch luss Open-Kol lektor-Ansch l uss der signalisiert das der interne Schrittzähler im Ausgangszustand ABCD (0 1 0 1 ) steht. Steuerausgang Motor Phase A Aktiv- Law-E ingang der d ie Phase A und B strom los schaltet. Steuerausgang Motor Phase B Steuerausgang Motor Phase C Aktiv- Law- E i ngang der d ie Phase C und D strom los schaltet. Steuerausgang Motor Phase D IC e ingeschaltet. Wenn Low ( in aktiv) Phase A, B, C, D, I N H I , I N H2 s ind ebenfal ls Low. An der CNC-LPT-Schn ittste l l e entspricht das dem Stromabsenkungs-Signal. Kontro l l - E ingang der den Chopper-Betrieb festlegt. Wenn Low die Chopper- Frequenz steuert I N H I & I N H2, Wenn H igh d ie Chopper-Frequenz steuert d ie Phasen A,B,C,D. + 5V-Logi kspannung E ingang für d ie Phasenstromsteuerung Phase C&D E ingang für d ie Phasenstromsteuerung Phase A&B Referenz Spannung für den Chopper-Oszi l l ator. Die Spannung an d iesem Ansch l uss legt den maximalen Ausgangsstrom fest. 1 E in RC-Netzwerk (R nach V, und e in C nach GND) legt die Chopper- Frequenz fest. fase = 0 69 x R x C Legt d ie Drehrichtung fest. CW = im U h rzeigers inn , CCW = gegen den Uh rzeigers inn .

'

An der CNC- LPT-Schn ittste l l e entspricht das dem Richtung-Signal. Takt-S ignal . Ein Low-S ignal schaltet den Motor einen Sch ritt weiter. Der Motor bewegt sich während der aufsteigenden F lanke des S ignales. An der CNC- LPT-Schn ittste l l e entspricht das dem Takt-Signal. Halb- oder Vol l schritt-Auswah l . H igh-S ignal = Vol l sch ritt, Low-Signal = Hal bsch ritt Das S ignal muss statisch (festgebrückt) sein. Umschalten während des Motorbetriebes füh rt zu Schrittverlusten. Ein Low-S ignal setzt den Sch ritt Zähler i n den Ausgangszustand ABCD (0 1 0 1 ) .

AUSGABE 1/13 33

M O T O R- E N D S TU F E

X1 47 Half/Fun

X3 Enable

X4 Richtun

X5 Takt

X6 PC-GND GND

noch vorgenommen werden . Die Chopper­

Frequenz w i rd von R4 u n d C6 bestimmt

s ie l iegt be i ca . 44 kHz . Das i s t für m i tt ­

lere Schr ittmotorgrößen ausreichend . D ie

Referenzspann u n g der Strombegrenzung

wird mit R 1 / R2 e i ngeste l l t . S ie i s t abhän­

g ig von den be iden Strom -Sens-Widerstän­

den R7/R8. Berech net w i rd d ie Referenz­

spannung wie fo lgt :

Bestückungsplan d e r Endstufenplat ine

0 z "'

� G N D G N D G N D

Ic ' Ic2 Ic3 RJ 1 0k

R2 0 . 1 � F 1

4,7k IC2

>

� G N D

o . 1 � FI C4

<D <D M M m m " " .- z N z 0 .- 0 .-

GND

L701JF/50V • C5

<D <D M M m m " " M Z '<t Z 0 .- 0 .-

INPUT4 OUT4

GND L298

G N D G N D

Ure[ = Imot x R7 Bei e i nem Motorstrom von 2 A s i nd das

2 A X 0,47 n = 0,94 V Referenzspan nung

R1 mus s e in Präzis ionswende l -Potentiome­

ter se in , ansonsten w i rd es etwas schwie­

r ig , den Strom korrekt e inzuste l len . Auf der

P latin e befi ndet s ich TP1 , an dem d ie Re­

ferenzspannung gemessen werden kan n .

;;: � � � :;: " "' o cr: 0

GND G N D G N D

Schaltbi ld der kompletten Endstufe

R7 und R8 müssen den gle ichen Wert ha­

ben , damit s ie zur gemeinsam genutzten

Referenzspann u n g passen .

D e r Abb locku n g d e r Logi kspan n u n g

u n d d e r Motorspan n u ng m u s s große Auf­

merksamkeit geschenkt werden , ansonsten

kommt es zu unkontrol l iertem Verhalten der

Schaltung . Die Cs C1 , C2 und C3 schützen

die Logi kspann u n g vor Störungen , wobei

Layout der Platine G röße 75 x 1 00 mm

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34

::J <{ m ...1 ...1 LU 0 0 � :I

tJ z tJ

Anordnung der Plat inen

C4 und C5 d ie Motorspan n u n g sch ützen .

S i e m üssen so nahe a l s mögl ich am L298

platziert sei n . Das m u ss bei dem Platinen

Layout u nbed i ngt berücks ichtigt werden .

E in häufiges Prob lem be i m i t Chopper­

Freq uenz betriebenen Sch rittmotoren ist

LPT-Adapter Bestückungsseite

Anordnung der Platinen im 1 9 " - Gehäuse mit aufgesetztem

Lüfter-Panel

• Sp i kes und Überschwingen auf den Mo­

torleitu ngen . U rsache zu langsame Dio­

den (D 1 - D8) .

• Resonanz zwischen Motor- und Chop­

per- Frequenz . Die Chopper-Frequenz er­

höhen d u rch Verk le inern von C6.

Das s ind d ie Standard - U rsachen . Da meist

m e h rere U rsachen g le ichze it ig auftreten

kön n e n , i st dem Prob lem manchma l n u r

schwer beizu kommen . Auf d i e Position ier­

Genau igkeit oder gar Sch rittver luste hat es

aber kei nen E inf luss .

E ine weitere Que l le fü r Störgeräusche ist

die Tem peratu rschutzschaltu ng des L298.

Bei 70°C-Ch ip -Tem peratu r spricht diese an

u n d red uz iert den Motorstrom ü ber Ver-

e in Pfeifen oder Rauschen bei bestromtem änderun g der Chopper- Frequenz , was zu

Sti l l stand der Motoren . Dies kann versch ie- richtig ordentl ichem Lärm führen kann . Aus

dene Ursachen haben . d iesem Grund m uss de r L298 ausreichend

• Störu ngen auf der Sens - Leitung von R7 I geküh l t werden . E i n Küh l körper mit e inem

R8. U rsache u n genügende Abblockung Thermalwiderstand von 1 °K/W ist m indes-

des L298. tens erforderl ich . Ich verpasse meinen Steu-

LPT-Adapter Platinen-Layout-Größe 75 x 1 00 mm

AUS GAB E 1/13 35

BAUTEI LLISTE L2 9 7 /L2 9 8 -S C H R ITTM OTOR-EN DSTU F E warfe n , d i e d ie Ansch lü sse des D B2 5-An ­

sch lusses der LPT-Schn ittstel le auf Sch raub­

k lemmen füh rt . Zusätz l ich zu der Adapter­

p lati n e werden n och zwei Netzte i l e benö­

t igt . E in Stecker- Netzte i l m i t 5 V / 1 A zu r

Versorgu ng der Logi k - ICs (ausreichend für

d re i E ndstufen ) u n d e in le i stu n gsstarkes

N etzte i l fü r d ie Versorgung des Sch rittmo­

tors . D ie benötigte Leistung hängt von der

Art des Motors ab . Es g ibt ausgeze ichnete

getaktete l ndu stri e -Netzte i l e m i t den be­

nötigten Spann u n gen und Strömen . Die­

se s ind n icht stab i l i s i e rten Netzte i l en auf

jeden Fal l vorzuz iehen .

Menge Wert Device Bauteile 4 0, 1 jlf Keramikkondensator RM S mm C l , C 2 , C 3 , C4

470 Jlf/SO V E l ko rad ial RM S mm es I 3,3 n f M KP- Kondensator RM S mm (6 8 I N4936 Diode 0 1 , 02, 03, 04, OS, 06, 07, 08

40 1 06N Schmitt-Trigger I C l l297 Steuer- I C IC2 l298 H -B rücke 1 (3 I LQ74 Opto-Koppler OK I 1 0 k Wendeltrimmer I 0 Gang R l 4,7 k Widerstand !1.1 W R2

4 47 Widerstand !1.1 W R3 ,RS, R6, R9 I 1 0 k Widerstand !1.1 W R4 2 0,47/S w Zement -Widerstand S W R7, RB

1 0 k 4fach Widerstand S I LS RN I Klemme 4fach , Raster S,08 mm SVI

6 Klemme l fach, Raster S,08 mm X I ,X2,X3 ,X4,XS ,X6

erungen zusätzl ich noch PC- Lüfter über den

L298 als Zusatzküh l ung. Dann wird es auch

bei längeren Fräs-Jobs n icht zu warm . H ie r­

zu gibt es auf der Platine e inen Lüfter-An­

sch luss mit e inem Vorwiderstand auf der Pla­

tine , um die Lüfter-Spannung an die Motor­

spannung anzupassen . Das Lüfter-Geräusch

macht die Steuerung zwar etwas lauter aber

die Frässp inde l ü bertönt das locker.

Die so aufgebaute Schrittmotor-Endstute

kan n d i re kt an d ie LPT-Schn ittstel le e i nes

PCs angesch lossen werden . U m d i e Ver­

d rahtun g zu e rle ichtern , habe ich zusätz­

l i ch noch e i ne k le ine Adapterp lati ne ent-

Die e inze lne Endstufe i st zwar etwas grö­

ßer als i n du strie l l gefertigte , aber s ie hat

den Vorte i l , dass man s ie prob lemlos sel bst

aufbaue n kan n . Ich habe e i ne komplette

3 -Achs - Ste uerun g o h n e Schwier igkeiten

i n e in 1 9 " -3 H E - Gehäuse e i ngebaut ohne

u nter P latznot gel i tten zu habe n .

D ie so verbaute Steueru n g tre ibt n u n

schon seit ü b e r e i n e m J a h r m e i n e n Bohr­

p lotter an . S ie fun ktion ie rt 1 00% zuver­

läss ig . Auch be i manchmal mehrere Stun ­

den dauernden Jobs steuert s i e ohne Aus­

setzer d ie Motoren an .

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36 AUSGABE 1/13

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R A P I D-TD D L I N G Z U R F J Einige Leser werden jetzt denken " Rapid-Tooling? Was ist das? " ,

andere werden sagen " Rapid-Tooling ist doch ein Verfahren, das

im Spritzguss-Werkzeugbau verwendet wird . Was hat dieses Ver­

fahren hier zu suchen? " F ür die ersten Leser die grobe Information :

Rapid-Tooling ist ein "innovatives System " im Spritzguss-Werkzeug­

bau. Und ja es ist richtig : Rapid-Tooling gehört zu einem Verfahren,

um schnell komplexe Teile für ein Spritzguss-Werkzeug herzustellen.

Und warum es in dieser Zeitschrift erwähnt wird , ist der innovative

Kern dieses Artikels .

Anforderungen an

" meinen" Außenrad i u sfräser

Wen n s ich e in Hobbyist mal e inen spezie l ­

len Fräser sel bst fertigt, das versteht j a der

e ine oder andere noch . Aber wieso kommt

ein Model lbauer auf die Idee , s ich einen Frä­

ser herste l len zu lassen? Also schauen wir

un s als E rstes das Proj ekt an , für das der

Fräser gedacht i s t . Es so l l en bei 50 k le inen

Holzklötzen Ru ndu ngen mit e inem Rad ius

R=4 mm gefräst werden, s iehe Abbi ldung 1 .

Somit ergeben s ich für den Au ßenrad i ­

usfräser fo lgende Anforderu ngen :

• R = 4 mm

• e i n Schaftd u rchmesser von max ima l

8 mm, begrenzt d u rch d ie Spannzangen ­

aufnah me der Frässp indeL

Da d ie i nd ustrie l len Außenrad i u sfräser

mit R4 einen Schaftdurchmesser von 32 mm

besitzen , und d ie Holzfräser für d ie Ober­

flächenfräse n u r e inen R6,3 o .ä . bes itzen ,

b in ich dazu ü bergegangen , m i r e inen Au ­

ßen rad iu sfräser im Rap id - Prototyp ing fer­

tigen zu lassen .

U m d i e Verfahren kennenzu lernen u n d

die I nnovation z u verstehen , gebe ich e inen

ku rzen E in b l ick i n den Bereich des Rap id­

Prototyp ing und Rap id-Too l ing .

Rapid-Tool ing

Der Begriff Rapid-Tool ing beschreibt e in An ­

wendungsgebiet von schichtweisem Aufbau

von Te i len e i nes Ku nststoffspritzwerkzeu­

ges . Mit herkömm l ichen spanabhebenden

Verfah ren lassen s ich z .B . nur gerade Küh l ­

boh ru ngen i n das Spritzguss-Werkzeug-Tei l

bohren . Mit dem Einsatz von Rapid- Prototy­

ping-Verfah ren (Grundpr inz ip : schichtweiser

Aufbau von Tei len) im Spritzguss-Werkzeug­

bau lassen sich n u n auch d re id imens iona l

gebogene und gewu ndene Küh lkanäle ent­

lang der Te i lekontur fertigen . So lche kon ­

turnahen Kü h l kanäle zeichnen s ich d u rch

verbesserte Küh lwirku ng und damit geri n ­

gere Prozesszeiten aus .

Rapid - Prototypi ng

Rap id - Prototyp ing ist der Oberbegriff für

eine Ansammlung von Verfahren zur schicht­

weisen , sch ne l len und preiswerten Herste l ­

l u n g von Prototypen von mechan i schen

Prod u kten . Rap i d - Prototyp ing-Verfah ren

s i nd somit Fertigu ngsverfahren , d ie das Ziel

haben , vorhandene CAD - Daten mögl ichst

ohne manue l l e Umwege oder Formen d i ­

rekt und sch nel l in Werkstücke umzusetzen .

D ie für d iese Verfah rensgruppe relevante

CAD CAM

Datenschn ittste l l e ist das STL- Format. D ie

u nter dem Begriff des Rap id - Prototyp ing

se i t den 1 980er Jah ren bekannt geworde­

nen Verfahren s i nd i n der Regel U rform ­

verfahren , d ie das Werkstück sch ichtweise

aus formlosem oder form neutralem Mate­

rial unter Nutzung physi kal ischer und/oder

chem ischer Effekte aufbauen .

Da fü r den Hobbymodel l bauer n u r e in i ­

ge wen ige Verfahren i n Betracht kommen ,

werde i ch n u r d iese erklären . D i e vielen an ­

deren Rap i d - Prototyp i ng -Verfa h re n ver­

wenden Materia l i en , die der Mode l l bauer

n icht benötigt, oder s ind von den Herste l ­

l u n gskosten n icht i n teressant.

Stereol ithografie

Das älteste u n d woh l bekan nteste Rap id­

Prototyp ing-Verfah ren ist d ie Stereo l i tho­

grafi e . Be i der Stereo l i thografie w i rd das

Werkstück frei im Raum d u rch material i ­

s ierende (Raster- )Pun kte schichtweise auf­

gebaut, s iehe Abb i ldu n g 2 .

Be i d e r Stereo l i thografie w i rd e i n

l i chtaushärtender Ku nststoff (Photopoly­

mer) , z . B . Epox idharz von e inem Laser in

d ü n nen Sch ichten (Standardsch ichtstärke

im Bere ich 0 ,05-0 ,25 m m , bei Mikroste­

reo l i thografie auch bis zu 1 -Mik rometer­

sch ichten) ausgehärtet. Die Prozed u r ge­

sch i eh t in e i n e m Bad , we lches mit d e m

l i ch te m pfi n d l ic hen Ku n ststoff gefü l l t ist .

Nach j edem Sch r itt w i rd das Werkstück

e i ne Sch ichtd icke i n d ie F l ü ss igke it abge­

senkt. Der f lüss ige Ku nststoff über dem Tei l

w i rd dann d u rch e i nen Wischer gle ich mä­

ß ig verte i l t . Dan n fäh rt e i n Laser, der von

e inem Computer ü ber bewegl iche Sp iegel

gesteuert wird, auf der neuen Schicht über

d ie F lächen , d ie ausgehärtet werden sol len .

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Abbi ldung 1 : 50 solcher Holzklötze

waren zu fertigen

Abbi ldung 2: Prinzip der Laser-Stereolithografie ; 1 . ) Model l im Computer,

2 . ) E ine Schicht des Model ls , 3 . ) E ine polymerisierte Schicht, 4 . ) Plattform,

5 . ) Laser, (Quel le : www.wik ipedia.de)

AUSGABE 1/13 37

• • RAS E R H E RST E LLU N G VE R FAH R E N W E R KSTO FFE 3D Printing Kunststoffe, Kal kpu lver mit Epoxid -

Hü l le, Photopolymere auf Acryl basis 5

Contour Craft ing (CC) Beton 1 E lektronenstrah lschmelzen ( EBM) Metal le

Fused Deposition Model ing ( FDM) ABS, Polycarbonate

Lam inated Object Model l ing ( LOM) Papier, Kunststoffe, Keramik Abbi ldung 3: Selektives Lasersintern (SLS)

oder A l um in i um

Laser Engineered Net Shaping (LENS ) Meta l l e

1 . ) pu lverförmiger Werkstoff auf hebender Pulverplattform

2 . ) Rakel oder Walze, 3 . ) Laser

Laserauftragschweißen Meta l l e 4.) Werkstück auf absen kender Bauplattform

Mu lti Jet Model ing (MJM ) wachsartige Thermoplaste, 5.) nicht gesintert pu lverförmiger Werkstoff mit absenken­

der Bauplattform

UV-empfind l iche Photopolymere

Polyamidguss Polyamide

Selektives Laserschmelzen (SLM) Metal le, Kunststoffe, Keramiken

Selektives Lasersintern ( SLS) Thermoplaste: Polycarbonate, Polyamide, Polyvinylch lorid, Meta l le , Keramiken

Space Puzzle Mold ing (SPM) Kunststoffe

Stereol i thografie (STL oder S LA) f lüss ige Du romere oder E lastomere

S treifen l ichtscann i ng versch iedene

Quel le: http:/ /de.wikipedia.org/wiki/Rapid Prototyping

Abbildung 4:

3 D - Drucken

1 . ) Düse

2.) Werkstück

3.) fahrbare Plattform

(Quel le : www.al l3d.at)

Nach dem Aushärten erfolgt der nächste

Sch ritt, sodass nach und nach e i n d re id i ­

mens ionales Mode l l entsteht .

schmolzen . D ie Bauplattform wi rd nun ge- Mate ria l , wie bei e i nem Ti n tenstrah ldru-

ri ngfügig abgesen kt und e ine neue Schicht cker, aus e iner oder mehreren Düsen auf

aufgezogen . Das Pulver w i rd d u rch Anhe- e ine fah rbare Plattform gespritzt. H ierbei

ben e iner Pulverplattform oder als Vorrat i n

Selektives Lasers i ntern der Rakel zur Verfügu ng geste l l t . Die Bear-

Selektives Lasers intern (S LS) ist e in Verfah - beitu ng e rfo lgt Sch icht f ü r Sch icht i n ver-

ren , um räu ml iche Stru kturen du rch Si ntern ti kale Richtu ng .

aus e inem pu lverförmigen Ausgangsstoff Quel le : Auszüge aus http :/ /de.wi kipedia.

herzuste l l en , Abb i l dung 3 . org/wik i/Se lektives _ Lasers i ntern

Auch das se lektive Lasers i n tern ist e i n

generatives Schichtbauverfah ren . Das heißt, Selektives Laserschmelzen

das Werkstück wird Sch icht fü r Sch icht auf- · Mögl ich ist auch d ie d i rekte Verwendung

gebaut. Meist kommt als Laser e i n C02- La- metal l i scher Pulver ohne Zusatz e ines B i n -

ser, e in N d : YAG - Laser ode r e in Faser laser ders . D ie Metal lpu lver werden dabei vol l -

zum E insatz . Der pu lverförmige Werkstoff

ist be isp ie lsweise Polyam id 1 2 oder e i n an ­

derer Ku nststoff, e in kunststoffbeschichte­

ter Formsand, e in Metal l - oder e in Keram ik­

pu lver. Das Pulver w i rd auf e ine Baup latt­

form mith i lfe e iner Rakel oder Walze vol l ­

fläch ig in e i ne r Dicke von 0,001 b i s 0 ,2 mm

aufgebracht . D ie Sch ichten werden d u rch

eine Ansteueru ng des Laserstrahles entspre­

chend der Kontur des Baute i l s sch rittwei ­

s e i n das Pulverbett ges inte rt ode r e i nge-

ständ ig aufgesch molze n . Dafü r werden i n

der Regel CW- Laser e ingesetzt. Diese Ver­

fahrensvariante wird auch als Selektives La­

serschmelzen (SLM) beze ichnet. Der Aufbau

der SLM-Masch i ne ist im Pri nz ip identisch

zu e ine r S LS -Masch i ne .

3 D - D rucken

Auch h ierbe i hande lt es s ich u m e i n Ver­

fah ren , bei dem das Werkstück schichtwei­

se aufgebaut w i rd . H ierbei w i rd aber das

kan n d ie Düse in X- und Y- Richtu ng ver­

fah ren u n d der Aufbaut isch in verti kaler

Richtu ng . Es g ibt auch 3D-Drucker, bei de­

nen der Aufbautisch i n X- , Y- und Z-R ich­

tu ng verfährt . Auch unterscheiden s ich d ie

3 D - Drucker i n der E rzeugung des flüssigen

Ku nststoffes (harzförmig bei Rau mtem pe­

ratu r, verfl üss igter Ku nststoffd raht, . . . . ) , s ie­

he Abb i l dung 4 .

I nzwischen gibt es schon mehrfarbige

3 D - D rucker und es können n icht n u r Ep­

ox idharze , sondern auch eine Vie lzah l von

Ku nststoffen verarbeitet werden . Die Ober­

flächengüte ist erstau n l ich - leider auch noch

der Pre is . Als Alternative gibt es auch schon

von k le inen Herste l lern Bausätze von 3 D ­

Druckern (zu attraktiven Preisen) .

I n n ovativer Kern

Man s ieht , dass sich mit dem Rap id- Pro ­

totyp ing-Verfahren m i t u ntersch ied l i chs­

ten Werkstoffen un tersch ied l ichste Werk-

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38 AUSGABE 1/13

Spannut Freiflächen

Abbildung 6 : Grundkörper, Spannut mit Freifläche des Außenradiusfräsers

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Span Schn eidkeil

Werkstuck Spa nfläche F reifläche

Abbi ldung 5: Kei lwinkel

(Quel le : www. BS-wik i .de)

stücke herste l len lassen . Da Rap id-Too l ing

als Rap id - Prototyp ing-Verfah ren fü r Te i l e

für Spritzgusswerkzeuge bezeich net wer­

den kann , stel lt sich die Frage , warum sol len

n icht andere "Tools " auch m it Rap id - Pro ­

totyping-Verfahren hergestel lt werden . Be­

sonders wenn man beden kt, das s ich sogar

hochfeste Werkzeugstäh le und sogar I nge­

n ieu rkeram iken mit SLM verarbeitet lassen .

D a s ind doch e inem kau m noch Grenzen

gesetzt. Warum sol l das "Tool " ke ine Frä­

se se i n . Wen n e i n Fräser aus hochfestem

Werkzeugstah l m it SLM gefertigt ist , v ie l ­

le icht sogar oberflächen behandelt , dann

ist d ies doch e i ne Alternative . Jetzt w i rd

der e ine oder andere , wenn er I ngen ieu r-

Abbi ldung 7: Rohl ing des Außenradius­

fräsers

keram i k hört, an se inen Messerkopffräser

m it "Wid ia - E i n sätzen " den ken . Ne i n so ­

weit habe ich das Thema n icht ausgewei ­

tet. Wie Abbi l dung 7 " Roh l i ng des Außen ­

rad iusfräsers " zeigt, ist d ie Oberfläche n icht

sehr eben . Dies ist darin begrü ndet, dass

bei p re i swerten SLM-Verfah re n , die Korn ­

größen im Zehnte l -Mi l l imeter- Bereich s i nd .

Auch i s t der Preis des Roh l i ngs im Bereich

eines sehr guten VHS- Fräsers . Somit lasse

ich " d ie K i rche im Dorf " und besch ränke

m ich auf d ie Besch re ibung der Herste l l ung

eines Fräsers aus hochfestem Werkzeugstah l .

Grund lagen d e r Fräsergeometrie

Damit e in Fräser Späne vom Werkstück ab­

heben kan n , muss er folgende Merkmale

aufweise n , s iehe Abb i ldu n g 5 .

D ie a l lgeme ine Erk läru ng der Win kel i st .

• Win kel a : Der Fre iw inke l a ist der Win ­

kel zwischen Sch ne idke i l und Werkstücko­

berfläche . Be i zu k le inem Fre iwi n ke l re ibt

der Rücken des Sch ne idke i l s auf der Werk­

stückoberfläche .

• Win kel ß : Der Ke i lw in kel ß i s t der Win ­

kel d e s Sch ne idke i l s . E r w i rd d u rch Fre iflä­

chen und Spanfläche am Sch ne idke i l geb i l ­

det. Weiche Werkstoffe ermögl ichen k le ine

Kei lwi nkeL Harte Werkstoffe erfordern gro ­

ße Ke i lw in keL

• Winkel Y: Der Spanwinkel Y ist der Win ­

ke l zwischen Spanfläche und e iner gedach ­

ten Li n i e senkrecht zu r Bearbeitu ngsr ich ­

tu ng . An i h r gle itet der Span ent lang. Der

Spanw inke l kan n posit iv oder negativ se i n .

- Spanwinkel positiv : sch neidende Wirku ng

- Spanw inke l negativ : schabende Wirkung

Bei negativem Spanw in kel i s t aufgru nd

der schabenden Wirkung des Werkzeugs

der Werkstoffabtrag sehr geri ng . (Que l le :

www. BS-wi k i . de)

Auf die genaue E rläuteru n g der Win ­

kel , i h rer Fu n ktionen , u nd d e r Berech n u n g

v o n Fräsern möchte i c h h i e r n icht e i nge­

hen . Vie lmeh r möchte ich auf den Arti kel

"Von der Konzeption b is zur Fertigu ng ei­

nes T- Nutenfräsers fü r den Heimanwender "

Se ite 20 b is 22 in " C N C I M MODELLBAU

1 /201 2 " h i nweise n .

Konstru ktion des

Außenrad i usfräsers

Da der Außenrad i u sfräser e i ne komplexe

Geometrie besitzt, mach es keinen Sinn die­

sen mit e inem 2D-CAD-System zu konstru ­

ieren . Außerdem benötigt man ein STL- Fi le ,

um den Außenrad i u sfräser, ansch l ießend

m i t dem SLM -Verfahren fertigen zu las ­

sen . H ie r i st es w i rk l i ch gut , wenn man

e i ne Person kennt , d i e vers ie rt im Bereich

3 D - CAD ist .

Der Grund körper des Fräsers lässt sich noch

e i nfach mode l l i e re n , aber für d ie Span nut

u n d d ie Freiflächen w i rd schon e in iges an

3 D - Know-How benötigt, wenn es s i ch um

e i n e he l ixförm ige Span n u t hande lt . Au s

G ründen de r Stab i l i tät i s t e i n zweisch ne i ­

d iger Au ßen rad i u sfräser konstru iert wor­

den , s iehe Abb i ld u n g 6 .

Anfertigu ng des Außenradiusfräsers

Der Außen radiusfräser wurde mit dem SLM­

Verfahren aus Werkzeugstah l gefertigt, s ie­

he Abbi l dung 7 .

A l s E rstes w i rd z u r Verbesseru n g d e r

Obe rf läche n rau igke i t i m Schaftbere ich

des Außenrad iu sfräsers d iese Oberfläche

mit Feinfei len und Schm i rgelpapier bearbei­

tet. H ierbei habe ich den Au ßenrad iu sfrä­

ser " verkeh rt heru m " in e i ne Boh rmasch i ­

ne e i ngespan nt . Som it ergibt s ich e ine Art

Dreh ban k . Wer das G lück hat, e ine Dreh ­

ban k ode r Rundsch leifmasch i ne se i n E igen

zu nennen , kan n d iese natü r l ich p rofess i ­

one l l e r e i nsetzten , u m d ie Oberfläche zu

überarbeiten . Damit d ie Oberflächenrauig-

AUSGABE 1/13 39

Abbi ldung 8 : nachgearbeiteter Außenra­

diusfräsers mit und ohne Spitze

keit im Bereich der Spanflächen e inen sehr

guten Wert aufweist, werden d iese F lächen

mit dem Fe in sch le ifer m i t e inem d = 8 mm

Rundsch le ife r po l iert . Das hat den Vorte i l ,

dass s i c h somit seh r genau der R = 4 mm

des Au ßen rad iusfräsers erzie len lässt. Auch

h ier ist der Model lbauer, der e ine Dreh ban k

oder Rundsch leifmasch ine hat, klar im Vor­

te i l , wei l er d iese F lächen opt imal bearbe i ­

ten kan n . Damit e i ne scharfe Sch ne idkan­

te entsteht, habe ich d ie Span nut mit dem

Fe insch leifer und e iner dün nen Sch leifsche i ­

be nachgearbeitet. Damit d ie Späne gut i n

den Span nuten abgeleitet werden , s i nd d i e

Span n uten mit Fe i n sch le ifer u n d d iversen

Werkzeugen pol iert worden . Auch habe ich

m ich dann entsch ieden , die Sp itze des Au ­

ßenrad iusfräsers wegzusch leifen , wei l d ie ­

se be im Fräsen ke in Vortei l erbrachte, s ie ­

he Abbi l dung 8 .

Resümee

Als E rstes fäl lt d ie stru ktu r ierte Oberfläche

des Roh l i ngs auf . Dies ist dari n begrü ndet,

dass das Metal l p u lver e ine Körn u n g von

ca. 0,05 mm hat. Das he ißt, es kön nen n u r

Maße i n d e m Raster d e r Körn ung gefertigt

werden . Som it ergibt s ich auch d ie Maß­

halt igkeit von +I -0 ,05 m m des Roh l i ngs .

Diese Maßhalt igkeit muss i n der Konstru k- ·

tion berücksichtigt werden , i ndem das 3 D ­

Model l e i n Aufmaß bekommt .

Abbi ldung 9 . Schneidkanten des Außen­

radiusfräsers i n 1 0-facher Vergrößerung

Der Stückpreis des Roh l i ngs von der Fa.

MMT G m b H ist in d iesem Fal l 3 5 , - € +

MwSt . , gegebenenfal ls p lus Bearbeitu ngs­

gebühr. Ich hatte m i r auch e in Alternativan­

gebot e i ngeholt . H ierbei waren d ie Liefer­

zeit und der Pre is ü ber den Werten von Fa.

MMT G m b H .

D a s ich d ie he l ixartigen Span nute n , wie

s ie bei Fräsern für Metal le und Kunststoffe

üb l icherweise s ind , n icht leicht nach pol ieren

lasse n , wü rde ich gerade Span n uten vor­

schlagen . Diese werden ja auch bei Fräsern

für d ie Oberflächenfräse e ingesetzt. Und in

me inem Fal l m usste ich j a nur Ho lz fräsen .

Somit würde ich bei der nächsten Konstru k­

t ion d iese geraden Span n uten verzei hen .

Die von m i r gewäh lten Masch inen para­

meter für den Au ßen rad i u sfräser entspre­

chen fast denen e ines HSS -Oberflächen­

fräsers . Da es s ich bei den zu bearbeiten ­

den Werkstücken n u r u m Ho l z handelt , ist

die geri nge Sch n ittgeschwi nd igkeit le icht

zu verschmerzen .

Zum Thema Rund lauf des Au ßenrad ius­

fräsers kan n ich ke in Statement abgegeben ,

wei l ich den Rund lauf n icht messen kan n .

Aber be im Fräsen s i nd ke ine u n gewöh n l i ­

chen Geräusche aufgetreten .

Versch le iß konnte nach der Bearbeitu ng

der 50 k le inen Holzk lötzen n icht an dem

Au ßenrad iusfräser festste l l en werden , s ie­

he B i ld 9 .

Anregu n g

Da i ch h i e r kurz d i e Rapid- Prototyping-Ver­

fah ren angerissen habe, möchte ich S ie er­

mutigen , auch bei I h ren nächsten Projekten

das e ine oder andere Verfahren in Betracht

zu z iehen , wenn Sie Komponenten für I h r

Hobby fertigen . D e n n s o kan n e i n Projekt

real i s iert werden , das vorher aufgru nd der

" N icht- Fräsbarkeit" e ines Te i les gesche itert

ist . H ie r ku rz e in Be isp ie l aus me inem Be­

re ich als Mi kromodel l bauer. Letzten Winter

habe ich m i r vorgenommen ein fu n kfern­

gesteuertes Fun nycar (D ragster) im Maß ­

stab 1 : 87 zu fertigen , s iehe Abbi ld ung 1 0 .

Normalerweise baut man Standmodel­

le mit entsprechenden mechanischen , me­

chatron ischen und e lektron ischen Kompo­

nenten u m . Da es kein Fu nnycar als Stand­

model l oder Bausatz im Maßstab 1 : 87 gibt,

m usste ich u . a . die Karosser ie se lbst ferti ­

gen . Da s ich e i n so d ü n nes Tei l n icht e in ­

fach fräsen lässt, habe ich mich entschlos­

sen d ie Karosser ie aus Po lyamid 12 mit SLS

von MMT GmbH (www. micromechatronic .

com) herste l len zu lassen . Meine b isher i ­

gen Erfah ru ngen , was Lieferzeit , Pre is und

Qual i tät angeht, s ind sehr pos itiv. (Die Ka­

rosser ie hat deut l ich weniger gekostet als

der Roh l ing fü r den Au ßen rad iusfräser) , s ie­

he Abb i ld ung 1 1 .

Des Weiteren möchte ich mit d iesem Ar­

t ikel auch an regen " ü ber den Tel l errand h i ­

nauszuschauen " , wen n für e i n Projekt e in

spez ie l les Werkzeug benöt igt w i rd . V ie l ­

le icht benötigt der e ine zu r E inste l l ung se i ­

nes Verbrennermotors im 1 : 1 6er Buggy e i­

nen spez ie l len , komplex gekröpften Gabel­

sch lüsse l , den er m i t konventione l len Ver­

fah ren (Gabelsch lü sse l zersägen u n d zu ­

sam men löten) n icht fertigen kan n . Denn

wer sagt den n , dass man mit Rapid -Too­

l i ng nu r Tei le fü r Spritzguss-Werkzeuge und

Fräser herste l len kan n - warum n icht auch

einen komp lexen Gabelsch lüsse l?

Abbi ldung 10: RC-Model l des Fun nycar "Green Power "

Maßstab 1 :87

Abbi ldung 1 1 : Karosserie des RC-Modells des Funnycars

"Green Power " Maßstab 1 :87

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42 AUSGABE 1/13

N 1-

l: I u r.n

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Die Grund lage : Stabi le Profile für den Unterbau und zwei Ku­

gelumlaufspindeln fü r X- und V-Achse

Blick von u nten auf die Konstru ktion

S E L B STBA U E I N E R C ) Ich habe schon seit gut zehn Jahren eine ISEL-CNC-Portalfräse

und mir vor wenigen Jahren eine BF20 zugelegt, die ich

sukzessive auf CNC umgerüstet habe. Ein Rundtisch gehört

natürlich auch dazu. Nun hat sich hier im Laufe der Zeit in meiner

Werkstatt einiges an Material angesammelt, welches man sehr

gut zum Bau einer kleineren Portalfräse benutzen kann.

Ein paar Kugelumlaufspindeln hier, ein bisschen Alu da, etc . . . .

Blick von der Seite auf die Konstru ktion

Nachdem ich n u n be i me inem Arbeitge­

ber im Sch rott altged iente, aber du rchaus

brauch bare ITEM-Aium in i um profi le ergat­

tern konnte , war der Entsch l uss sch ne l l ge­

fasst, e i ne weitere Fräse in Angriff zu neh ­

men . Außerdem i s t der Trend zur Drittfräse

weiterh i n u n gebrochen . . .

l n der letzten Zeit haben s ich schon E i ­

n ige aus me inem näheren Bekan nten kreis

eine CNC-gesteuerte Fräse zugelegt oder

spielen mit den Gedanken s ich so e ine Ma­

sch i ne sel bst zu bauen . Dass d ies ke in He­

xenwerk ist und am Ende eine für den Mo­

de l l bau d u rchaus benutzbare Fräse dabei

herauskommt, möchte ich h ie r zeigen . Na­

tür l ich s ind d iese Fräsen n icht zu vergle i ­

chen mit e i ne r I ndu str iemasch i ne a la De­

cke l oder Maho , aber fü r u nsere Zwecke

reicht es völ l ig .

l n Fach kreisen " Käsefräse " genannt, gibt

es sogar e ine spez ie l l e i ngerichtete l n ter­

netseite [ 1 ] . Ganz wicht ig ist h ie r d ie De­

fi n itio n , was e ine Käsefräse ü berhaupt i st

- u n bed ingt lesen !

Da ich kein armer Sch üler mehr b in , muss

ich woh l zur anderen Gattu ng der Käsefrä­

senbauer gehören . . .

AUSGABE 1/13 43

Die Seitenteile des Portals wurden aus Alu-Voll-Material

ausgesägt und bearbeitet

Die Fräse ist schon ein gutes Stück gediehen

N C-HARTKÄSEFRÄSE Nun gut, die meisten Punkte der Kä­

sefräsenbauerdefinition hab ich mir nicht

weiter zu Herzen genommen. Bei einigen

Punkten habe ich aber eine Ausnahme ge­

macht. Ich habe z.B. darauf geachtet mög­

lichst alles aus vorhandenem Material zu

bauen (nur wenig musste dazu gekauft

werden) und ich habe keine Konstrukti­

onszeichnung angefertigt.

Die Fräse besteht fast ausschließlich aus

Aluminium. Bei den Führungen und Spindeln

habe ich Wert auf Präzision gelegt. Hier kom­

men spielfreie Kugelumlaufspindeln und sehr

präzise Linearführungen zum Einsatz. Natür- ·

lieh ist es auch möglich Trapezgewindespin­

deln oder sogar normale metrische Gewin­

destangen zu nehmen, aber gerade bei der

letzten Variante überwiegen die Nachteile.

Als reines Befestigungsgewinde ausgelegt ist

bei einer Gewindestange der Wirkungsgrad

sehr schlecht. Heißt, hier muss deutlich mehr

Energie in den Antrieb gesteckt werden. Nur

einer von vielen Nachteilen. Als Vorteil ist na­

türlich der geringe Preis zu nennen. Im Inter­

net sind durchaus Fräsen zu finden, die auf

Schubladenauszügen und Gewindestangen

basieren. Auch hiermit kann man arbeiten.

Der Tisch und die V-Achse

Begonnen habe ich mit der Konstruktion

des Tisches. Da ich zwei vorhandene Ku­

gelumlaufspindeln hatte, welche eigentlich

für den Umbau der BF20 gedacht waren

aber leider ein wenig zu kurz ausfielen, wa­

ren diese das Maß, an welchem ich mich

orientieren konnte.

Die Spindeln wiesen eine Länge von

370 mm und 480 mm auf. Sie haben ei­

nen Durchmesser von 15 mm und eine

Steigung von 5. Erstere wählte ich für die

X-Achse und die andere Spindel sollte für

die längere Y-Achse sein. Die Z-Achse soll­

te mit einer kleineren Kugelumlaufspindel

angetrieben werden. Diese hat die Maße

150 mm bei einer Steigung von 2,5.

Die Längen der beiden Hauptspindeln

führten mich zu einer Tischgröße von

700x390 mm, also schon etwas größer

und ausreichend für das eine oder andere

zu fräsende BauteiL Durch einen glücklichen

Umstand gelangte ich noch in den Besitz

zweier 20er-Linearführungen mit 630 mm

Länge und zugehörend vier Wagen. Je eine

Führung wurde auf das lange Profil des Ti­

sches geschraubt und die beiden zugehö-

rigen Wagen an einem 5-mm-Aiuwinkel

befestigt. Verbunden wurden die vier Wa­

gen nun mit einem 5-mm-Aiublech, wel­

ches ebenfalls aus einem Abfallstück her­

gestellt wurde. Aus diesem Grund sind da­

rin auch unnötige Löcher und Senkungen.

Resultat war nun eine Konstruktion, an

welcher die beiden Portalseitenwände ange­

schraubt werden konnten. Durch die mas­

sive Führung bereits jetzt sehr erfolgver­

sprechend und absolut spielfrei.

Die Seitenteile des Portals habe ich aus

8-mm-Aiuplatten hergestellt. Diese habe

ich mit doppelseitigem Klebeband unterei­

nander verklebt, damit alle Löcher deckend

übereinander sind. Aus Pappe habe ich mir

eine Schablone geschnitten, welche ich pro­

visorisch an die vorhandene Tischkonstruk­

tion gehalten habe, um die weiteren not­

wendigen Maße des Portals zu ermitteln.

Diese Maße wurden auf das insgesamt

16-mm-Aiu-Vollmaterial übertragen, wel­

ches ich dann mit der Stichsäge aussägen

durfte. Ursprünglich war geplant dies in

der Firma auf unserer äußerst potenten

Kreissäge zu machen, ich konnte es aller­

dings nicht abwarten und kaute die Schnit-

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l:

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44 AUSGABE 1/13

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Die Konstruktion für die V-Achse

Die Kress-Frässpindel fertig montiert

te dann m i t sch lechtem Sägeb latt m i tten

in der Nacht von Hand h i ne i n . I mmerh i n

konnte i c h d i e Schn ittkanten m i t m e i n e r

BF20 begrad igen u n d aufhübschen , e s s ieht

also annehmbar aus .

i n der Zwischenzeit kon nte ich den Tisch

auch mit e iner präz is ionsgefrästen 8 -mm­

Aiu platte aufwerten . Damit we i ß man n u n

auch , w o " u nten " ist . D i e P latte wurde a n

den Ecken mit langen M6-Schrau ben du rch

das ITEM- Profi l mit den Füßen verschraubt.

Das Portai/X- und V-Achse

Weiter gi ng es m i t dem Porta l . N atu rge­

mäß ist das Portal das aufwend igste Te i l

der Fräse . D ie be iden Seitente i l e wurden

m i t 30 x 30- ITEM-Profi len verbunden , wel­

che zusätz l ich nochmal m i t e inem 2 - m m ­

Aiu b lech versch raubt s i nd , u m e i ne s e h r

steife , verkastete Konstru ktion zu bekom­

men . Auf d ie ITEM- Profi le wurden wieder

zwe i 1 5 -mm- Linearfü h ru ngen gesch raubt,

mit jewei ls wieder zwei Wagen . Auf d iese

Wage n habe ich e i ne Verb i nd u n gsp latte

aus 8 -mm-Aiu gesch rau bt, d ie a l les m ite i ­

nander verb i ndet u n d später auch der Trä­

ger für d ie L inearfü h rung der Y-Achse ist .

Als Antr ieb dient h ier die kü rzere der be i ­

den Kugel u m laufsp inde l n . Le ider war d ie -

Die Konstru ktion für d ie V-Achse wächst

Stabi le Bauweise zahlt sich bei e inem

solchen Fräsenprojekt aus

se Sp inde l n u r e i n Reststück (we n n auch

verhältn i smäß ig lang) u n d es feh l te h i e r

da s zweite Wel lenende zu r Aufnah me im

Kugel lager. Also wurde d ie Sp i nde l ku rz i n

d ie Dre h bank e i ngespan nt , d i e empfi nd l i ­

che Kuge lmutter m i t K lebeband abged ich ­

tet u n d ku rzerhand e i n 1 0- m m - Loch h i n ­

e i n gebo h rt . l n d i eses Loch h a b e i c h m it

Endfest 300 e i ne ku rze Wel le e i ngek lebt .

Somit hatte ich d ie Sp inde l um das zwe i ­

te Wel l enende ver längert , ohne wertvol ­

l e Gewindegänge zu opfern . D ieses wäre

auch n icht ei nfach gewesen , da d ie Gewin ­

degänge gehärtet s i nd und zuerst grob m i t

de r F lex runtergesch ruppt werden müssen ,

bevor man auf der Drehban k auf Maß dre­

hen kan n .

D i e Lageru n g d e r Wel l e besteh t aus

1 0 - m m -Aiu , i n das i ch auf der Dre h bank

e i n 30- m m - Loch gedreht habe . H ie r s i nd

d i e Sch rägkuge l lager e i n gebaut , we lche

d ie Be lastu ngen der Kuge l um laufsp inde ln

auffange n . Am Portal war es noch recht

e infach zu rea l i s iere n , d i e Y-Achse war da

schon schwieriger. H ie r traten auch später

die e rsten Prob leme auf, aber dazu kom ­

me ich noch .

U m das Sp ie l de r X-Sp inde l e i nzuste l ­

l e n , w u rde noch s chne l l e i n Ste l l ri n g au s

D e r montierte Schrittmotor

Stah l gedreht , ein p rovi sor ischer Sch ne l l ­

schuss aus Mess i ng ste l lte s i ch a l s zu groß

geraten heraus .

D ie Motoren von V- u n d X-Achse habe

ich mit e inem k le inen Gehäuse aus Alu ver­

sehe n , damit sie e i n wen ig geschützt s i nd .

Das Gehäuse i s t e i n Stück Kabelkana l , nu r

ha l t aus Al u .

D i e Z-Achse

Die Fräse war von Anfang an als Fräse fü r

P lattenmaterial konz ip iert , daher habe ich

die Höhe der Z-Achse auch n icht so groß

bemesse n , wie ich es aufgru nd des vor l ie­

genden Materials hätte machen kön n e n .

Was i c h sofort haben wol lte, war d i e Mög­

l ich keit , e inen Tiefen regler zum I so lations­

fräsen und Gravieren zu integrieren . Hierbei

w i rd der Fräsmotor in Z- Richtu ng schwim­

m e n d gelagert und l iegt m it e i ne r H ü lse

auf der zu fräsenden Oberfläche auf . D ie­

se Hü lse kan n i n der Höhe j ustiert werden .

Der Gravierstiche l , welcher in der Mitte der

H ü lse herausschaut , schaut gerade soweit

heraus , wie man es am Gewinde der Hü lse

e i ngeste l lt hat. Natür l ich muss d iese H ü lse

aus POM oder PTFE gedreht se in und ein

Fei ngewinde bes itzen , m i t dem d ie Höhe

e i ngeste l l t w i rd . E i n weiteres Detai l d ieser

Konstru ktion ist d ie Befestigu ng der Kugel­

mutter. Diese ist n icht starr m i t dem Fräs­

motorhalter verbunden , sondern wird über

e ine k le ine L inearfü h rung m i t d iesem ver­

bu nden . Ich kan n also später die Achse i m

Tiefen reglermodus ganz normal anhebe n .

B e i m Abse n ke n fäh rt de r Fräsm otor he r­

u nter und l iegt i rgendwan n auf der P lati ­

ne auf, mit der PTF E -Hü lse als Abstands­

halter. Nun schw immt der Fräsmotor ü ber

der Plati ne u n d i s t i n Z- Richtu ng beweg­

l ich und kan n somit Uneben heiten etc . der

P lati ne aufnehmen . Das E rgebn i s ist e i ne

im mer gle ich tiefe Fräsbah n .

Sol l n u n " richtig" gefräst werden ist e ine

exakte und ste ife Halteru n g der Z-Achse

notwendig . Zu d iesem Zweck wird d ie k le i ­

ne Linearfü hrung festgesetzt und nun wi rkt

die Kuge lmutter der Z-Achse d i rekt auf d ie

Halteru ng des Fräsmotors . Natür l ich m u ss

jetzt d ie PTFE-Hü lse abgesch raubt werden .

Ansonsten besteht d ie Z-Achse aus e i ­

ner Linearfü hrung und e inem v ie l zu massiv

(eher falsch) gekauften Wagen . Hier re icht

auch e in e inz iger Wagen aus , da wackelt

absolut n ichts ! E ine Halte rung für d ie zwi­

schenzeitl ich gekauften Schrittmotoren wur­

de auch sch ne l l " vor Ort " entworfe n . H ie r

habe i ch noch e inen 1 : 1 -Zah n riemen ver­

wu rstet, der nutz los rum lag. Somit konn te

ich mir e ine Ku pplung sparen . Den Alub lock

fü r den Fräsmotor habe ich aus 2 7 - m m ­

Vol la lu ged reht u n d gefräst. Er ist a n e i ne

8 - m m -A iu p latte gesch rau bt , we lche m i t

dem Wagen de r Linearfü hrung versch rau bt

ist. Die Halterung habe ich auf die m i n imal

notwend ige Länge heruntergefräst, um den

Hebelarm so ku rz wie mögl ich zu halte n .

Auch wurde d i e u rsprüng l i che 5 - m m -Aiu ­

p latte ausgetauscht und e i n Verste ifu ngs­

blech montiert . Man kan n gar n icht glau ­

ben , was man a l les verbiegen kan n , wenn

man ma l an dem Fräsmotor rumzerrt Tja ,

das Hebelgesetz . . .

Sch rittauflösung

Die Sch rittmotoren s ind i n d ieser Bauweise

d i rekt mit den Kugelum laufspindeln verbun­

den . D ies hat natü rl ich den Nachte i l das d ie

m in imale Auflösu ng " re lativ " hoch i st . D ie

min imale Schrittweite ergibt s ich aus der Di­

v is ion von Sp inde lsteigu ng und Sch rittan­

zah l pro Umdrehung. l n d iesem Fall s i nd das

5/200 mm oder 0 ,025 m m . Da die Gecke­

Endstufen aber zeh n Mikrosch ritte kön nen ,

m üssen wi r nochmal d u rch zehn te i len und

erhalten som i t 0 ,0025 m m Auflösung . Das

ist meh r als das, was ich j emals benötige .

Al lerd i ngs ist natü r l ich auch das Drehmo­

ment be i e iner Untersetzung von 2 : 1 dop­

pelt so hoch , aber ich habe h ie r gemerkt,

dass d ie Sch rittmotoren schon von Haus aus

e in ausreichend hohes Drehmoment haben .

D ru m h erum

Wie gesagt, i n der Zwischenzeit waren d ie

Sch rittmotoren eingetroffen , welche i ch be­

ste l l t hatte . Die Motoren haben 4,0 A B i ­

po la r u n d 1 ,9 Nm. Als guter Händ ler wur­

de m i r Soretee empfoh len [2] . Außer e iner

Kress- Frässpindel mit 800 W (reicht fü r mei­

ne Zwecke aus) hatte ich noch Energieket­

ten und anderen K le in kram beste l l t .

D ie Energieketten wurden sofort mon ­

tie rt . H ie rzu habe i c h m i r passende Wi n ­

kel a u s 5 - m m -Aiu gesch n itte n , auf denen

d ie Ketten mont iert wurden . Ich habe zwei

versch ieden d icke Druck luftsch läuche vor­

gesehen für den Fal l , dass e i ne M i n i ma l -

Die Fräse wurde mit Energieketten versehen

AUSGABE 1/13 45

mengensch m ieru ng verbaut wird . Be i So­

rotec hatte ich m i r e ine k le ine MMS (Min i ­

malmengensch mierung) gekauft, welche an

me iner B F20 sehr zufr iedenste l lend läuft.

Zusätz l i ch s i n d in die Ketten noch

4 x 1 , 5 mm2 ver legt word e n , we lche zu

den e inze lnen Sch rittmotoren gehen .

Mehr Strom !

Die Stromversorgu ng erfolgte zuerst du rch

ein S iemens- LOGO-Schaltnetzte i l m it 24 V

bei 1 0 A. D ie Span nung habe ich hochge­

d reht auf 30 V. Laut der Besch re ibung der

Sch rittmotorendstufen sol lte d ie Span nung

be i 32 x Wu rzel l n d u ktiv ität i n m H haben ,

das wären be i den von m i r gewäh lten Mo­

toren 40 V Le ider erre iche ich die Span­

nung n icht ganz , aber so genau kommt es

mir fü rs Erste n icht d rauf an .

Als Endstufen habe ich me ine Gecko-

201 - Endstufen ben utzt, welche e igent l ich

fü r d ie BF20 gekauft worden waren . Da ich

aber n icht vorhabe d re i Fräsen gle ichzeit ig

laufen zu lassen , war als nächstes Zie l n u r

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tl z tl

46 AUSGABE 1/13

Die recht starre erste Kupplung der V­

Achse überstand den ersten Test nicht . . .

noch e in Rech ner mit n u r e iner Endstufe .

An d iesen sol lte über e ine Steckkupp l ung

mit mehreren Kontakten d ie j ewei l s benö­

tigte Fräse angek lemmt werden . Auf d iese

Weise brauche ich mich nur noch um e inen

Rech ner kümmern , kan n den a l ten Pent i ­

um4 der I SEL- Portalfräse i n Rente sch icken

und gle ichzeit ig auf das neuste EMC2 up ­

daten , welches ich n utze .

Die Frässoftware EMC

EMC2 bietet mir gleichzeitig die Möglich keit

versch iedene Konfigu rationen unabhängig

voneinander zu starten , wie geschaffen fü r

me in Vorhaben und dazu sel bstverständ­

l ich gratis [3) .

Auf der Hornepage ist auch d ie neueste

Vers ion der Software gratis herunterzu laden .

Die EMC2 -Software i st sehr le istu ngsstark.

Bas ierend auf e i ne r Li n ux - Ubuntu - D istri ­

bution wi rd h ie r e i n komplettes Betriebs­

system, i nk lus ive Fräsensteueru ng gel iefert.

Natü r l ich gratis , so wie es bei nahezu a l len

Li n uxprogram men üb l ich ist .

Nachdem man die I SO- Datei herunter­

geladen u n d auf C D/ U S B - St ick geban nt

. . . und musste durch e ine solche m i t Gum­

midämpfungselementen ersetzt werden

hat , kan n d i e seh r u n komp l iz ie rte I nsta l ­

lation begi n n e n .

Du rch d i e Trennung v o n Fräs- und Zei­

chen rechn e r vermeide ich , dass Schäden

d u rch defekte E lektron i k oder das Neu ins ­

tal lationen Auswi rkungen auf den jeweils an­

deren Rech ner haben . Verbunden sind be i ­

de Rechner über das Hausnetzwerk, somit

kön nen Backups le icht bewerkste l l igt wer­

den . Das Gle iche gi lt auch fü r die erstellte

Fräsdatei . Diese kann ich mir am Fräsen rech ­

ner übers Netzwerk am Zeichenrechner mit

e in paar Mausk l icks abholen und muss ke i ­

nen USB-Stick h i n - und hertransportieren .

N atür l i ch habe ich , bed i n gt d u rch d i e

komp lette Betr iebssystem i nsta l latio n d i e

Mögl i ch ke i t fü r e i n fache Updates u n d

Nach i n stal lation von Program men . Wen n

m a n s ich mal ku rz i n s L i n u x e i ngearbeitet

hat, fi ndet man sich auch als Windowsuser

sch ne l l zu recht. Außerdem muss man nach

der I n stal lation des Programms eigent l ich

gar n icht meh r tief i n d ie Software e in ste i ­

gen . Den Fräsen rech ner me i ne r I S EL- Fräse

habe ich nach der I n stal lation n ie mehr ak­

tual i s iert . Never change a ru nn i ng System !

u z u

Die Schrittmotoren bekamen eine Verkleidung - gebaut aus einem Alu- Kabel kanal

Auch das Loslager der V-Achse bestand

den ersten Test nicht ganz

Das EMC sel bst kommt wie schon an­

geschn itten m it e i nem Wizard i n dem d ie

Eckdaten der Fräse sch ne l l e ingegeben und

ausprobiert werden kön nen . Dazu steht e in

Testmodus z u r Verfügung i n dem Parame­

ter wie Endgeschwind igkeit und Besch leu­

n igung der Achse wäh rend der Laufzeit e in ­

gegeben und geände rt werden kön n e n .

Auch kan n h i e r e i n Verfah rweg e ingege­

ben werden . Sehr p raktisch und seh r s im­

pel . Wu rden maximale Parameter ermittelt

kan n nach Abzug e ines k le inen Sicherheits­

abstands ( ich hab ca. 1 5 % genommen ) ,

der Wert endgü lt ig übernommen werden .

Dad u rch verme idet man das d ie Fräse per­

manent am Ansch lag läuft und d ie Sch ritt­

motoren bei den k le insten Anzeichen von

Stress Sch ritte ver l iere n .

Natür l ich kan n i n d e m Wizard auch d ie

Hardwarezuord n u n g der E ingangspins zu

den e inze lnen Fu n ktionen vorgenommen

werden . H ierdu rch i s t es mögl ich , auch m i t

e i nem Druckerport b i s zu v ier Achsen zu

steuern und Ausgänge wie Küh lm ittel oder

PWM-Ansteuerung der Spindel vo l lkommen

frei zu wäh len . Auch werden h ier E ingänge

wie Notau s oder Endschalter konfigu r iert .

Die Software kom m u n iz i e rt über den

Druckerport m i t den E ndstufe n . H ie r ist

per defau lt d ie Adresse Ox378 e ingeste l l t ,

kann aber geändert werden . Ich habe noch

e ine zweite LPT- Karte e i ngebaut, welche

d ie Schn ittste l l e für mein Handrad b i ldet .

Dazu später mehr. Natür l ich muss man be­

achten , dass die Ausgänge des Druckerports

nu r sehr k le ine Lasten schalten kön nen . Der

E i nsatz e i nes nachgeschalteten Trans istors

u n d e ines Relais ist also u nabd ingbar.

Erster Test

Nachdem die Fräse zum indest provisorisch

betriebsbereit war ( ich bin chron isch unge-

du ld ig . . . ) , kon nte d ie e rste Probefah rt ge­

macht werden . Nachdem al les verd rahtet,

überprüft, nochmal überprüft und noch e in

weiteres Mal überprüft worden war, kon n ­

t e das Testprogramm d e r Frässoftware a n ­

geworfen werden .

H iermit kan n man d ie Masch i ne z iem­

l ich stressen und sch ne l l tauchten d ie ers­

ten Feh le r auf, d ie behoben werden m u ss ­

ten . Ansche i nend hatte ich d ie wi rkenden

Kräfte deut l i ch u n tersch ätzt. Zu r E ri n ne ­

rung , i ch habe ke iner le i Berech n u ngen an­

geste l l t . Auf jeden Fa l l hatte s ich das Los­

lager der Y-Achse verschobe n . Wie man

den Fotos entnehmen kan n , besteht es aus

e i n em 5 - m m -A i uw i n ke lp rofi l m it aufge­

sch rau bter 1 0-mm- Halterung fü r das Kugel­

lager. Dieser Winkel ist mit vier M6-Schrau ­

ben mit der Tisch platte verschraubt . Damit

man e in wen ig Fei n justieren kan n , habe ich

i n den Win ke l Langlöcher gefräst u n d d ie

Schrauben später ohne Zahnsche iben ver­

schraubt . Dadu rch konn te s ich der Wi n ke l

be i der sch ne l l en H i n - und H er-Testfah rt

des Portales versch ieben . Be i d ieser Ge le­

gen heit hat s ich dann auch d ie Ku pp l ung

de r Y-Achse verabsch iedet . D iese Ku pp ­

l ung i s t e in Alu Dreh - und Fräste i l , d ie Kor­

rektu r e i nes le ichten Wel lenversatzes oder

Win kelfeh ler wi rd d u rch fe i ne Sch l itze und

Stege i n de r Ku pp lung erreicht d ie e i ne fe­

dernde Wirkung habe n . D iese Stege wa­

ren n u n gebrochen . I ch habe dann u m ge­

hend d iese Ku pplungen du rch Klauenkupp­

lung mit däm pfenden Hartgu m mie lemen­

ten ersetzt. Dadu rch g ibt es nun auch e ine

Däm pfu ng des Körperscha l l s u n d d ie Ma­

sch ine i s t le iser.

B i s h i e rh i n war d i e Fräse noch an ke i ­

ner Ste l le auch nur ansatzweise vermessen

worden . An e i n igen Ste l l en hatte ich m ich

be im Bau der Fräse ger i ngfügig verboh rt

und m usste d ie Löcher vergrößern , sodass

d ie Sch rau be doch noch passte . Dies hat

natü r l ich Sp ie l z u r Fo lge, was d u rch Aus­

messen und E i n ste l l en m i n i m ie rt werden

muss . E ine sehr große H i lfe ist das h ie r [4] .

Dort findet man e ine detai l l i e rte Besch re i ­

bung w i e man e i ne Fräse korrekt ausm isst.

Das Handrad und das Joypad

I ch war schon lange auf der Suche nach e i ­

nem fü r EMC2 passenden Handrad . I rgend­

jemand hatte n icht nur e i ne seh r e i nfache

Ausfüh rung e ines Handrades entworfen , er

hatte gle ichzeit ig noch d ie passende HAL­

Datei bereitgeste l l t , welche d ie Hardware

mit der Software verb indet . E i ne Art Kon ­

figu ration sdate i , wen n m a n so w i l l .

D ie E i nb i ndung des Handrades war e in

wen ig tr icky, aber da es j a fast n ichts im

I nternet g ibt , was es n icht gi bt, fi ndet man

mit e in wen ig suchen und Glück auch d ie­

se Se ite h i e r [5] .

Maximal können d re i Druckerports an­

gesprochen werden , d ie Ad ressen s i nd frei

wäh lbar. Mit dem Befeh l lspci kan n im Ter­

m i na l nach den Adressen der Druckerkar­

ten gesucht werden .

D u m merweise benöt igt das Hand rad

auch e i ne 5 -V-Versorgung , d iese ist aber

standard mäßig n icht am Druckerport vor­

handen . Da ich eh eine separate Drucker­

karte instal l iert habe, wurde kurzerhand der

LPT-Stecker ausgelötet und mod ifiz iert . Ich

habe zwei P ins der re ich l i ch vorhandenen

M inu s - Leitu ngen am Stecker u m gebogen

und mit e inem Draht aus dem Stecker her­

ausgefü h rt . Danach habe ich m i r 5 V an e i ­

nem der Stützkondensatoren gesucht u n d

den Draht dort aufgelötet Nachdem d e r

Auch massivere Fräsarbeiten bewerk­

stel l igt die Fräse gut

AUSGABE 1/13 4 7

Stecker wieder ei ngelötet war, standen mi r

5 V zu r Verfügu ng u n d ich war n icht auf

e ine separate Span n u n gsversorgu ng, be i ­

sp ie lsweise vom USB - Port, angewiesen .

Das Handrad sel bst bestand i n d e r Ur­

sprungsausfü hrung aus e inem Dreh -Eneo­

der mit Kurbel und 1 00 Sch ritten Auflösung,

d re i Tastern , e in paar LED und zwei Mehr­

fachschaltern . Mit dem e inen Drehschalter

kan n man die X, Y und Z-Achse anwäh len ,

der andere i s t fü r d ie Geschwind igkeitsvor­

wahL Die LED signal is ieren die entsprechen­

de Schalterste l l ung auf einen B l i ck .

I ch habe m i r a l so d ie Tei le besorgt und

auf d ie Schnel le e ine Frontplatte zur Aufnah­

me der Bed iene lemente geze ich net . Nach­

dem s ie gefräst, bestückt und verd rahtet

war, kon nte ich das Tei l in Betrieb nehmen .

Fu nkt ion ierte natü rl ich überhau pt n icht,

wie geplant . . . Be im Drehen des Encoders

bewegten s ich a l le dre i Achsen gle ichzei ­

t ig , ganz egal we lche Stel l u n g de r Ach ­

senwähler hatte . Sch ne l l war das Prob lem

gefu nden , auf meiner Druckerkarte feh l ­

ten offensichtl ich e i n paar Widerstände, die

zum Betrieb notwend ig s i nd . I ch habe s ie

E ine anspruchsvol le Arbeit

::J � m .J .J w 0 0 � l:

tl z tl

48 AUSGABE 1/13

Das selbst gebaute Handrad

4) UELLEN [ I ] http:/ /kaesefraese.com/german{l ndex.htm I [2] http://www.sorotec.de/shop/ [3] http://www. l i n uxcnc.org/ [ 4] http:/ /www.cncecke.de/forum/showthread. php?t = 226 1 0 [S] http:/ /www.cncecke.de/forum/showthread. php?t = 64883

sch ne l l nachgerüstet und in dem Schaltplan

h i nzugefügt. Wozu a l le rd i ngs die d re i Tas ­

ter auf dem or ig ina len Schaltplan gedacht

s ind , entzog s ich m i r vö l l ig . E i nen habe ich

i n Reihe mit dem Achsvorwähler geschaltet.

Som it m uss ich d iesen Taster ged rückt ha l ­

ten , wäh rend ich den Encoder drehe . Da­

d u rch können n icht versehentl ich d ie Ach ­

sen verfah ren werden . Als Sch rittvorwah l

kan n ich 1 /1 .000, 1 / 1 00 und 1 / 1 0 mm pro

Sch ritt am 1 00-Sch ritt/Umdrehu ng-Enco­

der e in stel len , das i s t ebenfal l s ok . I ch hab

d ie Frontplatte noch mal neu gemacht und

som it wa r auch d ieser Te i l er led igt .

Im CNC-Forum hatte ich i rgendwan n mal

sch ru p pe n , da man i m m e r G efa h r läuft ,

das i rgende i ne andere Achse gle ichzeit ig

mit verfäh rt wird wenn man n icht aufpasst

u n d den Knü ppe l sch ief betätigt.

Schluss

Der Bau der Fräse hat großen Spaß gemacht

und man kan n recht v ie l ü ber den Zusam­

menhang der D i nge lernen , welche Kräfte

wo wirken und wie man i hnen begegnen

kan n . We iterh in i s t d ie Fräse e in i nteressan­

ter Sp ie lp latz für Erweiteru nge n . Den kbar

wäre e i ne Hochfreq uenzsp inde l , eine bes­

sere Absaugung der Späne , Be leuchtu ng ,

Erweiteru ng des Handrades um mehr Funk-

e inen Beitrag gefunden , i n dem e in Joypad t ionen usw . . . E i n iges von d iesen D ingen

als E i ngabemögl ich keit genu tzt w i rd . D ie­

se Joypads werden fü r Sp ie l konso len be­

nu tzt und besten aus zwei Kreuzkn üppe ln

und e iner Re ihe von Tasten . Al lerd i ngs war

es n icht ganz so e i nfach die HAL entspre­

chend anzu passe n , nach langem Suchen

im I n ternet u n d v i e l en Versuchen ge lang

es aber doch . Le ider ste l lte s ich das Joypad

als v ie l zu u n p räzise he raus , u m be isp ie l s ­

weise mal eben mit der Fräse e ine Bah n zu

w i rd m i t S icherhe i t noch rea l i s iert .

Sofern d ie Mittel zur Verfügu ng stehen ,

i s t es auf jeden Fa l l s i n nvol l s ich mit dem

Selbstbau e iner so lchen Fräse zu beschäfti ­

gen . Es muss n icht immer d ie fe i nste Hard­

ware sei n , m it e i nfachen Mitte ln kan n man

auch anständ ige Ergebn i sse prod uz iere n ,

sofern man e in ige Dinge wie Steifigkeit be­

achtet. F ü r den Model l bau ist es auf j eden

Fal l e i ne lohnende Erweiteru ng .

_____________________________________________________________________________________ Anzeige

50 AUSGABE 1/13

:J <( ID ...J ...J LiJ Cl Cl L :I

tJ z tJ

[!) ...J LiJ lf)

:I c.. Cl 1-[ß � :I u •

E I N S T I E G I N DA

Bi ldschirmausdruck des mit Alibre

Xpress gezeichneten Schwungrads

Aber selbst wen n S ie e i ne so lche Masch i ­

ne bauen würden , was ke ine u n ü berwind ­

l ichen Schwierigkeiten bereiten sol l te , de r

Softwareaufwand zu r Steueru ng der Ma­

sch i ne wäre immens . CAM-Software , d i e

z u r echten 3 D - Bearbe itu n g geeignet ist ,

l iegt im Preisbereich von mehreren Tausend

Eu ro . Damit ist es aber noch n icht getan ,

natü r l ich brauchen S ie e i n CAD -Syste m ,

um d i e d re id imensiona len Werkstücke z u

entwerfen . Die Steuersoftware Mach3 , d ie

ich verwende , so l l i n der Lage se in , b i s zu

sechs Achsen zu steuern , ich habe es aber

noch n icht ausprobiert !

)Das Fräsen von 3D-Objekten ist sozusagen "die Hohe Schu­

le " des CNC-Fräsens im Hobbybereich. Dabei sollten Sie Ihre

Erwartungen nicht zu hoch schrauben, weil mit den gängigen

3-Achs-Maschinen die 3D-Bearbeitung nur eingeschränkt möglich

ist. " Richtiges " 3D-Fräsen erfordert eine Maschine mit mindes­

tens fünf gesteuerten Achsen, dabei ist meist der Fräskopf

schwenkbar und das Werkstück sitzt auf einem angetriebenen

Rundtisch. Damit ist dann jeder Punkt an einem Werkstück

mit dem Fräser erreichbar.

Wen n S ie andererseits dam it zufr ieden

s i nd , d re id imens iona le Werkstücke zu frä­

sen , d i e ke ine Unterschne idungen haben

(das bedeutet, e in Fräser kan n mit d re i ge­

steue rten Achsen a l l e Pu n kte des Werk­

stückes erre iche n ) , dan n kön n e n S ie m it

sehr geri n gem Aufwand erste 3 D -Vers u ­

c h e starte n .

D i e 3 D - CAD-Software Al ibre Xpress la­

den S ie s ich von der Se ite www.a l ib re . i nfo

kosten los heru nter. Das Programm hat n u r

wenige Einschrän kungen , d i e zunächst nicht

stören , vor al len D ingen aber erlaubt es das

Spe ichern der Zeich n u n gsdate n . Eine Da­

te i , die S ie weiterverarbeiten wol l en , müs­

sen S ie im Format " . stl " spe ichern .

Zum Generieren des Fräsprogramms i n

G - Code laden S ie s i ch das Programm Free­

Mil l von der Seite www.datacad .de heru n ­

ter. Zunächst m üssen S i e I h re Adresse e i n ­

geben und auf d e r fo lgenden Downloadsei­

te können S ie dann FreeMi l l und d ie deut­

sche Benutzeroberfläche herunterladen . Das

Demoprogramm von VisuaiMi l l nützt I h nen

n ichts , wei l S ie damit kein Fräsprogram m

speichern kön n e n . Ge l i ngt es I h nen n icht ,

Eine Seite eines Schwungrades auf der Portalfräsmaschi ­

ne m i t e inem 3-mm-Radiusfräser aus MDF gefräst und

mit etwas Sprühlack eingefärbt. Für eine Gießform

wäre Kunststoff als Material besser .,..

AUS GAB E 1/13 5 1

s 3 D - F RÄS E N

FreeMil l hat das Schwungrad in der Ebene

geteilt, ab der U nterschneidungen auftre­

ten würden, ähnl ich wie ein Gussmodell

das Program m von der DataCad-Se ite he ­

runte rzu laden , dann g i b t e s d ie eng l i sche

Vers ion unter www. mecsoft .co m .

FreeMi l l ist i n sofern e i ngesch rän kt, a ls

d i e Z-Zuste l l ung n u r i n e i nem D u rchgang

e rfo lgt. Haben S ie zum Be isp ie l e i n Werk­

stück , bei dem der höchste Pu n kt 20 m m

über dem n ied r igsten Pu n kt ist , dan n fäh rt

FreeMi l l den Fräser in e inem Durchgang um

20 mm ins Werkstück - das klappt vie l le icht

noch be i MDF oder Ku nststoff, be i Metal l

ist das natü r l ich u n mögl ich . FreeMi l l e ig­

net s ich also n u r fü r re lat iv flache , re l ief­

artige Gegenstände .

FreeMi l l verfo lgt be im Fräsen d ie e i nfa­

che Strategie , das Werkstück ze i lenweise

abzufah ren und dabei d ie Z-Achse mit dem

Fräser entsprechend zu verste l len . Den Ab­

stand der Zei len können S ie wäh len , b is h i ­

n u nter a u f wen ige zehnte l M i l l imeter. Da­

mit ist mit e inem Rad iu sfräse r das Fräsen

relativ glatter Konturen mögl ich .

Wen n S ie den von FreeMi l l erzeugten

Programmcode mit Mach3 verarbeiten wol­

len , sol lten Sie a ls Postprozessor Deckel 1

auswäh l en . Der gene rierte G - Code ist i n

Zol l - E i n heiten , auch wenn S i e das Häkchen

bei Mi l l imeter gesetzt habe n . Das macht

aber bei Mach3 n i chts aus , am Anfang des

Programms steht der Code G20 (al le E i n ­

he iten i n Zo l l ) , den Mach3 r icht ig auswer­

tet. Beachten S ie aber b itte , dass in Mach3

dan n a l le anderen Maße ebenfa l l s i n Zo l l

Hier sehen S ie , wie FreeMi l l das Werk­

stück zei lenweise abtastet . Zur Verdeut­

l ichung habe ich den Abstand der Fräs­

bah nen zieml ich groß gewählt .

gemessen werden . D ie automatische Mes­

sung der Werkzeuglänge fun ktion ie rt da­

du rch n icht mehr ! Drehzah l und Vorschub ­

werte sol l ten S ie von Hand i n das Fräspro­

gramm e infüge n , d i ese gelten dann aber

i n mm/m in . Free Mi l l gen er iert d iese Pa­

rameter n icht immer korrekt.

l n den Abbi ldungen sehen Sie e in von mir

mit A l ib re Xpress konstru ie rtes Schwung­

rad , D u rch messer 60 mm, das ich dann i n

FreeMi l l e ingelesen und davon e i n Fräspro­

gramm erzeugt habe. Das Fräsprogramm ist

n u r für eine Se ite des Schwungrads . Wol ­

len S ie e i nen vo l len 3 D - Körper fräsen u n d

n icht n u r e i n Re l i ef, d a n n m üssen S i e d e n

Roh l i ng he ru m d rehen u n d d a s Programm

noch e i n ma l l aufen lassen . Das Fräspro-

Die S imu lation des fertigen Tei ls . Der Ab­

stand der Fräsbahnen ist auf 0,3 mm ein­

gestel lt .

gramm fi nden S ie auf me iner Seite www.

ei nfach-cnc .de unter Downloads> Sonstige

Down load s > Fräsdate ien . Wen n Sie a l ler­

d i n gs d ie Demo-Vers ion von Mach3 ver­

wenden , dann nü tzt I h nen das Programm

n ichts . D ie Demo-Vers ion ist auf maximal

1 .000 Zei len Programmcode begrenzt, das

Fräsprogram m fü r das Schwu ngrad hat aber

meh rere tausend Ze i len !

Weitere CAM- Pragramme zur Umwand­

l u ng von 3 D -Zeich n u ngen i n Fräsdate ien

fi nden S ie h ier :

• www.ahsoftgravur.de/

• www. imagetogcode . com/

• www.condacam .de/

• www.vectric . com/

• www. mecsoft-eu rope .de/freem i l l . htm .

FreeMill

Die Datei Schwungrad .st l ist i n FreeMil l e ingelesen

::J � [I] ..J ..J w 0 0 2:

�

tJ z tJ

52 AUSGABE 1/13

:::J <( m ...J ...J LLJ Cl 0 2:

l:

tl z tl

0:: LLJ m :<( 0:: l!J z 0:: 0 llJ

Ul z <( I

•

D R E H Z A H L M E S S E R D R E H M AS C H I N E N )Bei der zerspanenden Bearbeitung von Werkstücken ist die Dreh­

zahl ein wichtiges Kriterium für den korrekten Betrieb der Ma­

schine. Ist die Drehzahl zu hoch, kann es zu unnötiger Erwär-

mung des Schneidwerkzeuges kommen, bis hin zum Ausglühen der

Schneiden. Von daher ist die Kenntnis der korrekten Drehzahl eine

wichtige Information für den Maschinenbediener.

Es g ibt zwei G rundforme ln d i e es e i nem

ermög l i c hen d e n Z u sam m e n h a n g zw i ­

sch en D rehzah l u n d Werkzeu gvorsch u b

z u be rech n e n . Be rech n u n g d e r opti m a­

len Drehzah l nach Schn ittgeschwind igkeit

und Werkzeuggröße :

1 0 0 0 n = Vc x --rr x D n = Umdreh u n g/Min ute

D = Werkzeugd u rchmesser

Berech n u n g des Vorsch u b s :

Vf = z X n X fz

Vf = Vorsch u b

z = Zäh n e Zahl

n = Umdreh u n g/Min ute

fz = Vorsch u b p ro Zah n

(steht im Daten blatt des Boh rers/ Fräse rs)

Dies sind d ie gru nd legenden Formeln beim

Zer span e n , bei d e n e n d i e D rehzah l e i ­

n e n en tsch e i denden Parameter darste l l t .

Um n u n d ie opt i ma l e D rehzah l e i n ste l ­

l e n zu kön n e n , m uss m a n s i e a n d e r Ma­

sch i n e m esse n .

Erste mechanische Drehzah lmesser wur­

den schon Anfang des 1 9 .Jah rhunderts von

Dietr ich Uh l horn 1 8 1 7 für Texti lmasch inen

erfu nden . S ie fu nktionierten nach dem Fl ieh­

kraftprinzip. Seit 1 840 kamen diese nachdem

Fl ieh kraftprinzip fu nktionierenden Drehzah l -

messer bei Lokomotiven zum E insatz . 1 888

wu rde von Jos ip Be lus ic der e rste e lektro ­

mechanische Drehzah lmesser erfu nden . E in

angetriebener Magnet i nduz ierte i n e inem

Messwerk e ine Span n u ng, d ie proportional

z u r Drehzah l der antre ibenden Wel le war.

So fu n ktion ie rende D rehzah lmesser wer­

den heute noch produz iert und z . B . in der

Vc = Sch n ittgeschwind igkeit m/Min ute T 4-stell ige Variante an der Drehmasch ine Bahntech n i k e i ngesetzt.

AUSGABE 1/13 53

FÜ R B O H R- , FRÄS- & Aber zurück zur Materialzerspanung und

der Drehzah lmessung . Es g ibt i n der E lek ­

tro n i k zwe i Methoden z u r E rm ittl u n g e i ­

ner D rehzah l :

• zäh len der Umdre h u n gen i n n erha lb e i ­

nes festen Zeitfensters

• m essen der Ze it , d i e e i n e U m d re h u n g

benötigt.

Die e rste Methode ist d i e genaueste , d a

s i e d i rekt u n d ohne U m rech n u n g den ge­

wünschten Wert ausg ibt . S ie hat aber e i ­

n ige entsche idende Nachte i l e .

• für genaue Werte muss m indestens e i ne

Min ute gemessen werden , was zu e i ne r

langsamen Anzeige fü h rt .

• misst man i n e inem k le ineren Zeitfens ­

te r (z . B . e i ne Seku nde) , dann muss der

Messwert m it 60 m u lti p l iz i e rt werd e n ,

um auf e inen Minutenwert zu kom m e n .

Das he ißt, d e r k le inste Messwert i s t s o ­

m i t auch 60, was u n b rauch bar ist .

D ie zweite Methode ist i n unserem Fall d ie

Bessere . Es w i rd d ie Zeit gemessen d ie e i ne

Umdrehung benötigt. Aus d iesem ermitte l ­

ten Wert wird die Drehzahl errechnet . Damit

dies fu nktion iert, muss eine genaue Zeitmes­

sung erfolgen . Dies ist mit modernen Mik­

roprozessoren kei n Problem , wenn der Takt

ü ber e inen Quarz erzeugt wird . Die h iermit

erreich bare Genauigkeit ist voll ausreichend .

Um e in ., wacke l n " der Anze ige zu ver­

me iden w i rd n icht n u r e i n e U m d re h u n g

ausgewertet, sondern meh rere aus denen

dan n der Mitte lwert e rrech n et w i rd . D ie ­

ses Verfahren fü h rt zu e iner bedeutend ru ­

h igeren Anzeige .

Das nächste Baute i l , das benötigt wird ist

ein Sensor der die Umdreh ungen der Wel le

auswertet. H ier hat man d ie Qual der Wah l :

• Optische Reflexmessung

• Lichtsch ran ken m essung

• Hal lgenerator

• Näheru ngssensor

Die Liste erhebt ke inen Anspruch auf Vol l ­

ständigkeit. I ch habe m ich in dem Drehzah l ­

messer- Projekt für d ie optische Reflexmes­

sung entsch ieden . D iese ist am e infachsten

zu real i s ieren u n d benötigt als Reflex ions­

fläche nur e i nen schwarz/weißen Pap ie r­

streife n . Wegen se i ne r guten Verfügbar-

Beide Platinen

zusammengesteckt

Ansicht der

Lötseite mit dem

Trimmer und

den drei Tastern ::J � [D .J .J w 0 0 :L �

tl z tl

54 AUSGABE 1/13

::I <{ ID ...1 ...1 LLJ Cl 0 � :I

tl z tl

keit habe ich e i nen C N Y70- Reflexsensor

ausgewäh lt , der i n e inem sel bst gedrehten

Alugehäuse steckt mit e i ne r MB-Sch rau b ­

befestigung . Abe r Vors icht m i t dem Bau ­

te i l , d ie Pi n - Selegu ngen s i nd von Herste l ­

l e r zu Herste l ler untersch ied l ich . I mmer das

Original Daten blatt des Herste l le rs zu rate

z iehen . Der Sensor besteht aus e i ne r I nf­

rarot-D iode und e inem Fototrans istor. Da

man m i t dem bloßen Auge das Leuchten

der I nfrarotd iode n icht sehen kan n , ist e ine

Digital - Kamera sehr h i lfre ich . S ie ist i n der

Lage das infrarote L icht sichtbar zu machen .

Bei r icht ig angesch lossener D iode leuchtet

d iese blass b läu l ich im Disp lay der Kamera.

Auf dem Foto des Sensors an der Boh rma­

sch ine ist d i es zu sehe n .

Jetzt stecken wi r schon vol l i n der Be­

sch rei bung des Drehzah lmesser- Proj ektes .

Desha lb vorab noch e i n paar Ken n d aten

des Messgerätes :

• Messbere ich 0-99 .999 U/m i n (RPM)

• Stromversorgung 9 V/30 mA

• Anzeige 4- oder 5-ste l l ig

• E i n ste l l bare U n ter- oder Ü be rsetz u n g

v o n 1 :99-99 : 1

• TTL- E i ngang

• Ansch l uss für optischen Sensor

Das s ind die Eckdaten der Schaltu ng. Die

gesamte Schaltu ng ist auf zwei Platinen ver­

tei lt, die obere Platine trägt die Anzeigen mit

dem 7 -Segment- Decoder, die un te re Pla­

ti ne den Mikroprozessor, d ie Stromversor­

gung und die Signalaufbereitung. Die Schal­

tung kan n 4- oder 5 -ste l l ig aufgebaut wer-

den . Die l i n ke Anzeige kan n bei der 4-ste l l i ­

gen Variante e infach weggelassen werden .

Nun zur Besch rei bung der Schaltu ng. Die

Stromversorgung wird über eine Sch utzd io­

de vor Verpo lung geschützt. Der daran an­

sch l ießende Längsregler LM7805 macht aus

der m i ndestens 3 V höheren Versorgu ngs­

span n u n g d ie 5 -V- Logi kspan n u n g . Span ­

nungs l ieferant kan n e in be l ieb iges Stecker­

n etzte i l m it 9 -V-Ausgangsspan n u ng se i n .

E i n Küh l körper ist n icht nöt ig , da d i e Ver­

l u st le istu ng geri ng ist . Das zweite wicht i ­

ge Schaltu ngste i l ist der Schmitt-Trigger fü r

d ie Reflex- Lichtsch ran ke . Der Sch mitt-Trig­

ger sorgt dafü r, dass d ie vom Sensor e inge­

henden D reh impu lse i n e i n sauberes TTL­

S ignal u m gewandelt werden . Das Poti am

Sch mitt-Trigger ermögl icht es , die Empfind­

l ich keit der Schaltu ng einzustel len . Über eine

Steckbrücke JP1 kan n ein alternativer Mess­

e i ngang aktiv iert werden . D ieser geht d i -

Schwarz/weiß -Scheibe a u s Papier a u f d e r Pinole d e r Boh rmaschine

rekt auf den Mi kroprozessor und darf ma­

ximal TTL- Pegel fü h re n . Hier können be­

l i eb ige Sensoren angeschlossen werden .

E i n ste l l u ng J P 1 :

• Pin 3 - 2 : Komparator L ichtschran ke aktiv

• Pin 1 -2 : TTL- E i ngang

Die drei Taster können weggelassen wer­

den , dann arbeitet die Schaltu ng im 1 : 1 -Mo­

dus , das he ißt, eventue l le Getriebe werden

bei der Messung n icht berücksichtigt. Aber

n icht immer ist es mögl ich die Drehzah l d i ­

rekt am Werkzeug zu messen . Manchmal ist

der Getr iebekasten der bessere Ort für d ie

Drehzah lmessung . Desha lb g ibt es d ie d re i

Taster h ie r kön nen Getriebe , Unter- oder Übersetzungen e ingeste l l t werden . Dies ist

im Bere ich von . . 1 :99" b is .. 99: 1 " mögl ich .

Wie fu n kt ion ie rt das n u n . Drückt man

ku rz auf d ie O K-Taste , so ersche int i n der

Der Reflexsensor i n der Riemenab­

deckung der Boh rmasch ine .

Die I nfrarot- Diode ist e ingeschaltet

Der Sensor im Alu- Gehäuse vor der

endgü ltigen Befest igung

A G N D r - - - - - - - - - - - ,

4 ' SENSOR1 ' 14 :� , �

3

2

1

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G N D LL "' � U I I N 1 6Mhz

0 z "

�I I (J � l___L gj_..u __ f ___ r I I

� ", .... N "<t <D f'-

- . " ..., .., ..

1 M

PC6(/RESET) PCO(ADCO) PC1 (ADC 1 )

AGND PC2(ADC2) AREF PC3(ADC3) AVCC PC4(AOC4/SOA)

PCS(ADCSISCL)

PB6(XTAL1fTOSC 1 )

PB7(XTAL2!TOSC2) POO(RXD)

GND

vcc

� 0> ....

- .

P01 (TXD) P02(1NTO) PD3(1NT1 )

PD4(XCK/TO) MEGA8-P POS(T1 )

P06(AINO) IC3 P07(AIN 1 )

PBO(ICP) P B 1 ( 0 C 1 A )

PB2(SS/OC 1 8) PB3(MOSIIOC2)

PB4(MISO) PBS(SCK)

N � � �r - m -

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BA 1 57 +9V 0 1 X 2

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� �� " �� " �� J �t B. �I " �1�1 "

B. I ��� Schaltbi ld der

gesamten Schaltung Drehzahlmesser U4 2 9 . 1 2 . 2 0 1 1 1 2: 3 9 : 4 1 � M,_ � � M� �

A

Anzeige " 1 2345 " fü r e i ne ku rze Zeit . Da­

nach wi rd das aktue l l e Übersetz u n gsver­

hältn is angezeigt. I m Aus l ieferu ngszustand

1 : 1 . Mit den beiden Tastern R&L kan n j etzt

d ie l i n ke oder d ie rechte Anze ige hochge­

zählt werden . I st man be i , . 99 " angekom­

men springt s i e wieder auf " 1 " . Hat man das

passende Übersetzungsverhältn iss e i nge ­

ste l lt, s o kan n man d u rch Drücken der OK­

Taste d ie e ingeste l lten Werte abspe ichern .

� M.__ � � � M

Die Werte werden dauerhaft i m E E RAM

des Prozessors abgespe ichert und werden

bei jedem Neustart e i ngelese n .

Das He rz de r Scha ltu ng i s t de r ATM E­

GAS Prozessor. Er w i rd mit 16 MHz getak­

tet und ist q uarzstab i l i s i e rt D ies ermög­

l icht e ine opt ima le und genaue Zeitmes­

s u n g . Die ? -Segment-Anze igen werden

ü ber e inen CD4543 Decoder an gesteuert,

dies erspart dem Prozessor die aufwen d i -

Bestückungs­

plan der

beiden Plat inen

Sheet : 1/1 I

ge Dekod ie rung der angeze igten Ze ichen

und spart Ports am Prozessor, d i e dan n fü r

andere Fun ktionen gen u tzt werden kön ­

n e n . So l l ten Dez imal p u n kte i n der Anze i ­

ge ersche i nen , so ist d ies d i e I nformation ,

dass d i e gemessene Drehzah l größer a ls

99 .999 U/m i n ist . D ies kan n auch d u rch

Störi m p u lse veru rsacht werden , desha lb

w i rd das Programm von e i nem Watchdog

ü be rwacht de r nach zwei Sekunden das

Platinen- Layout,

Größe 71 x93 mm

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56

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AUSGABE 1/13

Progra m m n e u startet, wen n e i n Feh l e r

vor l i egt. D e r Prozessor kan n d i rekt i n d e r

Scha ltu n g progra m m i e rt werd e n h i e rz u

d ient der I SP-Stecker. Als Program mierspra-

ehe ist BASCOM von m i r e i ngesetzt wor-

den . Dies ermögl ichte es m i r, komfortabel

einen sch ne l len und kom pakten Quel lcode

zu e rzeuge n . Wer e i nen programm ierten

Prozessor benöt igt , kan n s i ch ge rne an

den Autor per Mai/ (hans . borngraeber@t-

on l i ne . de) wenden . E i ne Ve röffent l ich ung

de s Que l lcodes würde den Rah men d i e -

se s Arti ke l s sprenge n .

Wie schon erwähnt , besteht d i e Scha l -

tung aus zwei k le inen P lati n en . Es wu rde

komp lett auf den E i n satz von SMD - Bau -

tei len verz ichtet, was den Nachbau enorm

er le ichte rt .

Trimmer R2 und Taster 5 1 , 52 , 53 werden

auf die Lötseite der P lati ne gesetzt, dam it

s ie zugängl ich s i nd . Wer Plati nen benötigt,

kan n sich ebenfal ls an den Autor wenden .

I c h habe den Drehzahlmesser in de r Zwi-

schenzeit an der Drehmasch ine und an der

Ständer- Boh rmasch ine montiert. Die nächs-

te Masch i ne , die ausgerüstet w i rd , ist die

Fräsmasch i ne . Es ist eine enorme Er /e ich -

teru ng , wen n man d ie als optimal gefu n -

denen D rehzah lwerte fü r best im mte Ar-

beitsgänge immer wieder präz ise e i n ste l -

len kan n und man n icht erst au f das Kre i -

sehen der Masch ine warten muss - " Upps ,

das war mal wieder zu sch ne l l " .

Drehzah lmesser im Gehäuse

Gehäuse von h inten

BAUT E I L E D R E HZAH LM E S S E R Menge Wert Device Bauteile I 1 00 tJF E lko 16 V C l s 0, 1 tJF Keramikkondensator o, o, C4, es, es 2 22 pf Keramikkondensator (6, C7

4,7 tJF E l ko 16 V (9 BA I S7 BA I S7 0 1

s 7 -Segment-Anzeige SC39- I I S RWA D I S I , D I S2 , D I S3 , D I S4, D I SS LM780S 780S I C l LM393 LM393 1 (2 M EGAS-P M EGAS-P 10 4S43N 4S43 N I C4 E ingangsauswahl J P2E ] P I 1 6 Mhz Quarz · H C 49S, Grundton Q l 1 0 k Widerstand Y4 W R l 1 0 k Trimmer PT6 R2

I I M Widerstand Y4 W R3 2 I SO Widerstand Y4 W R4, R6 I 39 k Widerstand Y4 W RS 7 1 00 Widerstand Y4 W R7, RB, R9, R I O, R l l , R 1 2, R l 3 3 Taster Microtaster S I , S2, S3

CNY70 CNY70 SENSOR I I S P 2 x S Stift leiste SV I

2 B uchsen le iste 1 0-po l ig Platinenverbinder 2 Stift leiste 1 0-pol ig Plati nenverbinder 4 Abstandsbolzen 0 1 1 0 mm Platinenverbinder 4 Abstandsbolzen DA S mm Platinenverbinder

Sensor-Ansch lus s U S B -A B uchse XI + 9 V Schraubklemme S mm X2 -9 V Schraubk lemme S mm X3 TTL-E ingang Schraubklemme S mm X4 Klemme Schraubk lemme S mm X5

I nnenansicht

"

Maschinen im Modellbau Die Fachzeitschrift für den technischen Funktionsmodellbau zeigt den technischen Modell­bau, Dampfmaschinen und deren Selbstbau, Verbrennungsmotoren und ihr Einsatz, den Selbstbau von Motoren aller Art, Düsentriebwerke, Werkstoff- und Werkzeugkunde sowie Allgemeines und Spezielles über Bearbeitungsmaschinen von Modellbaumaterialien. Ein Muss für jeden Technik-Freak und Werkstatt-Ttiftler.

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58 AUSGA B E 1/13

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u z u

Je nachdem wie hoch de r Fe i n stau bante i l

i s t , setzen s i ch d i e Beu te l ode r aber d ie

nachgeschaltete F i l te rpatrone sehr sch ne l l

zu . D ie Stau bbeute l s i nd recht teue r u n d

m ü ssen d a n n getauscht werd e n .

I st zudem der Ante i l an Fe i nstaub s e h r

h och , i s t oft e i n Austausch fäl l ig , obwoh l

de r Stau bbeutel noch n icht vol l ist . Betre ibt

man h i n gegen den Sauger o h n e Beute l ,

setzt s i c h d i e F i l te rpatron e i n nerha lb k ü r­

zester Zeit z u . Be im Arbeiten ohne Staub­

beute l habe ich be i me i nen Arbeiten oft

schon nach zehn Min uten d ie Patrone re i ­

n igen müs sen . B e i Fräsjobs , d i e meh rere

Stu nden dauern , i st dies seh r lästig .

U m d i e Kosten für d i e Beute l zu red u ­

z i e ren u n d auch längere Arbe i ten o h n e

U n te rb rech u n g d u rchfü h re n z u k ö n n e n

h a b e i c h m i r den nachstehend besch r ie­

benen Zyk lonabsche ide r gebaut .

D ie Tec h n i k d ieser Methode ist i n der

I nd ustr ie weit verb reitet und wird zum Ab­

scheiden von Parti ke ln i n e inem angesaug­

ten Luftstrom e ingesetzt. Die Unte rdruck­

q u e l l e - i n u n serem Fal l de r Stau bsauger

- wird m i t dem oberen Ansch l u ss des Ab­

sche iders verb u n d e n . Wicht ig ist es zu er­

wäh n e n , dass d as Roh r, an we lches d e r

Sauger angesch lossen w i r d , c a . 1 00 m m

nach i n n e n i n den Zyk lon ragt. D i e Saug­

le i tu n g zum Absaugen de r Späne w i rd an

dem seit l ichen/tangentia len Stutzen ange­

sch lossen . Aufgru n d der Konzept ion tre ­

ten d i e Späne dabe i m i t hohe r Geschw i n ­

d igke it i n den Zyk l on e i n , werden i n Ro ­

tation ve rsetzt u n d sch l i eß l ich d u rch d i e

Zentr ifugal k raft an de r Zyk lonwand ab­

gesch ieden . Abgesch iedene Späne fa l l en

nach u nten i n den Stau bbehälter. Die .. ge-

KAM P F D E M S TA U B ZYK L O N A B S C H E I D E R I M E I G E N BAU )Jeder Modellbauer kennt die Problematik der Staubentwicklung

bei Fräs- und Schleifarbeiten. ln den meisten Fällen kommt

dabei ein Staubsauger zum Absaugen des Staubes und der Späne

zum Einsatz . Die Sauger selbst sind meist mit Staubbeutel

und im Sauger integrierter Filterpatrone ausgestattet. Wahlweise

ist ein Betrieb mit und ohne Staubbeutel möglich.

TEC H N I S C H E DATEN Bauhöhe des kompletten Abscheiders ca. 360 mm Luftansch lüsse ON 40, HT-Rohr Außendurchmesser Korpus oben 1 65 mm Außendurchmesser Korpus unten 85 mm Höhe Korpus ca. 300 mm Tauchrohr 1 00 mm i n den Zyklon ragend

re i n i gte " Luft en twe icht i m Zentru m des

Zyk lons d u rch das Roh r nach oben i n den

n ach geschalteten Stau bsauger.

I m Sauger se l bst kommt j etzt n u r noch

sehr wenig Fe instaub an und wird im Staub­

fangbeutel oder an der F i lterpatrone abge­

sch ieden . Alle anderen Parti ke l werden i m

Stau bsamme lbehälter u nter d e m Zyk lon

aufgefange n . Das Thema Zyk lonabsche i ­

de r sow ie de s sen korrekte Aus legu n g i s t

s eh r komp lex . l n d ie sem Art i ke l so l l n u r

das Pri nz ip auf e i n fache Weise besch r ie ­

ben werd e n .

Der Ber icht s o l l a l s A n regu n g d i e n e n ,

s i ch e i n e n so l che n Absche i de r se l bst z u

bauen . Auch w e n n e s fertige System e auf

dem Markt zu kaufen gibt , so macht d iese

Baste larbeit seh r viel Spaß u n d kostet z u ­

dem recht w e n i g Ge ld . D ie nachstehend

genan nten Abmessungen des Abscheiders

haben sich auch im H i n b l i ck auf die Ab­

sche ide le i stu n g bewäh rt . I ch habe b i she r

m it meiner Fräse hau ptsäch l ich Ho lz , Kunst­

stoff und ein wenig Al um in i um gefräst. Al le

Arten von Spänen w u rden sehr gut abge­

sch ieden . Auch lange Fräsarbeiten waren

jetzt mögl ich o h n e den Stau bsauger wäh ­

rend der Fräsarbeiten rei n i gen z u m üsse n .

Fertiger Holzkorpus des Zyklonabscheiders

AU S G A B E 1/13 59

Leitspirale aus 4-mm-Sperrholz von oben . . . und von u nten

Aufbau

Der Absche ide r se l bst besteh t aus i n sge­

samt 42 Holz le isten , d ie ich zuvor auf me i ­

n e r Fräse gefräst habe . D ie 305 m m lan ­

gen Le isten s ind aus 6 -mm-Pappelsperrholz

gefertigt. Sie haben oben e i ne B re i te von

1 2 , 7 m m . Im u nteren Bereich ist e i ne Bre i ­

te von 6 mm vorgesehen .

Z u r Opti m ie r u n g d e r Passgen a u ig ­

ke i t we rd e n d i e Le isten au f d e n be i den

l angen Se iten etwas kon i s ch ansch l iffe n .

H i e rz u habe i c h e i n e n Bandsch le ifer m i t

Sch l e ifband n ach oben i n d e n Sch rau b­

stock gespannt und a l s Sch le ifti sch m i s s ­

b raucht . Von Hand werden dan n d i e Stä­

be e inze ln über den Bandsch le ifer gefü h rt.

Die Fase ist auf e i ne r Se ite ca. 1 auf 4 m m

z u laufe n d . Auf d e n S k i z z e n i s t d i e A rt

u n d Ano rd n u n g d e r Fase gut z u e rke n ­

n e n . D e r fert ige Zyk lon korpus h at oben

e inen Au ßendu rch messer von 1 65 und un ­

ten 85 m m .

Zyklonabscheider mit al len Anschlüssen versehen

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Cl z Cl

60 AUSGAB E 1/13

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I m u nteren Bere ich des Zyk lons ist de r

Montager ing vorgesehen , m i t dem der Ab­

sche ider auf dem Sam me lbehälter m o n ­

tie rt werd e n kan n . De r o b e re F l an sch

h at i nnen e i ne N ut , i n we l chen s i ch d i e

Stäbe be i d e r Montage abstütz e n k ö n ­

n e n . l n d ieser N u t werden später d i e Stä­

be ver le imt .

Be i de r Montage de r e inze lnen Stäbe

l i egt d ie se r F l ansch auf d e m Ti sch ( N ut

n ach oben ) u n d d i e Stäbe werd e n von

oben i n d i e N u t e i n gesetzt, das he i ßt , de r

Zyk lon l i egt fü r d iese Arbe iten auf d e m

Kopf und läuft sp itz n ach oben z u . N utzt

man n u n fü r die Montage den Montage­

ri ng , lässt s ich e in e i n facher und sym me­

tri scher Aufbau erre ic h e n . Der R i ng sorgt

be im Überstü lpen ü be r d i e Leisten auch

dafü r, dass s ich d iese verke i l en und som it

d icht ane inander l i ege n .

F ü r d i e Fun ktion des Zyklons ist e s wich ­

t ig , dass e r r und u n d g le ich mäß ig aufge­

baut wird . Daher ist es ratsam , s ich fü r d ie­

se Arbeiten Zeit zu nehmen und sorgfält ig

zu arbeite n . Ich habe fü r die 42 Stäbe ca.

e ine Stu nde Montageze it gebraucht . Ve r­

le imt wird das Ganze mit sch ne l l trocknen­

dem Lei m . Somit kan n man züg ig weiter

arbeiten und hat ke ine langen Warteze i ­

ten zwischen den Arbe itsgängen .

Be im Aufbau wird man festste l l en , dass

s i ch zwischen den e i nze l nen Leisten k l e i ­

n e Spa lte befi n d e n . D i e S pa lte s i nd be i

d iesem Aufbau norma l , m üssen aber spä­

ter vol lständ ig versch lossen werd e n , um

d ie Fu n kt ion zu gewäh rle iste n . Der Zyklon

m uss d icht und i n nen glatt se i n , um e i nen

opti ma len Absche idegrad zu erre iche n .

U m d iese Spalten aufzufü l l e n , habe ich

Le im mit Holzmehl gem ischt und d ie Fugen

" verspachtelt " . Hier ist es wichtig, n icht zu ­

v ie l aufzutragen . A l les ü be rschüss ige Ma­

ter ia l m uss später w ieder aufwänd ig ab­

gesch l i ffen werden . Dahe r an d ieser Ste l ­

le eher sparsam mit dem K leber u mgehen .

Von i n nen habe ich z usätz l i ch Ho lzpa­

ste ( Fichte) der F i rma Clou verwendet . Da­

m i t lassen s i ch d i e Spa l ten sehr gut auf­

fü l l en . Nach ca. fü nf M in uten kan n schon

versch l i ffen werd e n . E ine glatte Oberf lä­

che lässt s ich damit s eh r gut h e rste l l en .

F ü r d ie i n nen l iegenden Sch leifarbeiten

habe ich ein DN 50 HT-Abfluss ro h r, Län ­

ge 500 m m verwen det . Auf d i eses dann

m it doppe lse it igem K lebeband Sch le ifpa­

pier gek lebt u n d den I n ne n ra u m des Zy­

klons versch l iffe n . Das Roh r m i t Sch le ifpa­

pier w i rd i n d iesem Fal l wie e i ne Fei le ver­

wendet. Der Rad ius des Roh res trägt zudem

zu e iner runden und glatten Oberfläche be i .

I st der obe re F l ansch u n d de r u n tere

Zentr ierr i ng verle imt und d ie K lebung aus­

gehärtet erhält man e inen sehr stab i len Zy­

k lo n . Die Sch le ifarbeiten so l l ten daher erst

in d iesem Zustand vorgenommen werden .

F ü r d i e Luftansch l ü sse habe ich D N 40

HT-Abfl u s s ro h re aus dem Bau markt ver­

wendet . Im oberen Bere ich habe ich h i e r­

zu e i nen Decke l , passend zum F lansch an­

gefertigt. M i tt ig dann das 1 00 mm lan ­

ge Tauch roh r m i t 90°- Bogen e i ngek lebt .

Das se it l i che , tan gentia l i n den Zyk lon

gefü h rte Roh r w u rde m i t H olze lementen

(Quad rate 50 x 50 mm) e i ngefasst . Somit

l ässt s i ch das Roh r später opt ima l am Zy­

k lon verk leben da ich an d ieser Ste l le dann

auch Ho lz auf Ho lz und n icht Kunststoff

auf Ho lz verk leben m uss .

An d ieser Ste l l e m uss darauf geachtet

werden , dass das Roh r tangent ia l in den

Zyk lon gefü h rt w i rd . Som it w i rd d ie R ich ­

t ung de r Parti ke l an de r Wand schon vor­

gegeben . Aufpassen , dass s ich i n n e n ke in

störender Absatz befi ndet . Der Übergang

vom Roh r i n den Zyk lon m uss seh r sorg­

fä lt ig ausgefü h rt werden und e i nen schö­

nen Übergan g auf d ie Zyklonwand b i lde n .

Da me i ne P lan u n g i m 3 D - CAD erfo lg­

te , kon n te ich d i e Ze ich n u n g auch fü r d ie

Abwick l u n g des Roh rstutzens verwenden .

Man hat damit e i ne gute Vorlage, wie de r

tangent ia le Stutzen auszufü h ren i s t . Wei ­

terh i n i s t d i e Passgenau igke i t s chon s eh r

gut u n d d i e N acharbe iten geri ng .

Um d i e Führung der Parti kel in den Zyklon

zu unterstützen , habe ich i nnen eine Leitsp i ­

rale verleimt. Hierzu habe ich 4-mm-Pappel­

sperrholz verwendet und mit der Fräse e ine

Sche ibe mit ca . 1 50 m m Du rch messer aus ­

gefräst. I nnendurchmesser d ieser Scheibe ist

ca. 40 m m . H ie r m uss man eventue l l etwas

mit der Fei le arbeiten , um das i nnere Loch

optimal dem mittigen Stutzen anzupasse n .

D ie Leitsp i ra le w i rd dann wie auf dem

Foto zu sehen e i n gesc h n i tten . Über Was ­

serdam pf (Kochtopf m i t Wasser auf d e m

H e rd ) habe i ch d a s Ho l z d a n n ve rfo rmt

u m d i e Sp i ralform zu e rhalte n . N ach dem

trocknen m i t dem He iß l uftfön verb le ibt d i e

Sp i ra le i n d ieser Form u n d kan n i n den Zy­

klon e i ngek lebt werd e n .

N a c h Absc h l u ss d ie se r Arbe i ten w i rd

der Deckel m i t Tauch ro h r auf den F lansch

gesch raubt . D ie Befestigung des Zyk lons

e rfo lgt i n me inem Fal l auf dem Decke l e i ­

ne s B lechfasses. Den unteren Montager ing

habe ich zusätzl ich mit drei R ippen versteift.

Bez ieht man d i e Ze it de r Fräsarbe iten

fü r d i e Te i l e m i t e i n , so hat man nach e i ­

nem Tag Baste larbeit e i nen seh r gut fu n k ­

tion ie renden Absche ide r i n den Händen .

Die Material kosten für Holz , Rohre , Le im

und Ho lzpaste belaufen s ich auf ca. 1 5 €. Aus meiner Sicht lohnt sich die Investition

in e inen solchen Abscheider auf jeden Fal l .

Du rch d i e Ersparn i s an F i l te rsäcken amort i­

s iert s ich d ie I nvestit ion i n ku rzer Zeit .

Wichtig ist noch zu erwäh nen , dass eine

solches System immer einen Ante i l an Fe i n ­

staub n icht absche idet , da s he i ßt , d i eser

Fe in stau b muss im Stau bsauger aufgefan ­

gen werden . Die üb l i cherweise i n den Sau ­

gern verbauten Staubbeute l u n d F i l ter, fi l ­

tern j e n ach Art de r e i n gesetzten Fi l ter­

stufe n icht den vo l l ständ igen Stau bante i l

ab . Somit werden auch fe i n e Sta u bpart i ­

ke l an d i e Rau m luft abgegeben .

Es i s t dahe r ratsam , be i stau b ige n Ar­

be i ten i m m e r m it Sta u b m aske zu arbe i ­

ten . Opt imal wäre d i e Ab le itu n g de r A b ­

l u ft nach au ßen , sofern d a s am E i n satzort

zu läss ig ist . Diese Empfeh l ung ist n icht auf

die Arbeit mit e i n em Zyklon besc h rän kt ,

sondern betr ifft g rundsätz l i ch al le Arbe i ­

ten m i t hohem Stau banfal L

AUS GAB E 1/13 6 1

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I c h h offe , de r e i n e oder ande re Lese r Thema w ü rde ich m ich freuen . So l lte j e -

w i rd d i esen Ber icht z u m An lass n e h m e n m a n d weiterfü h re n d e Ti pps ode r H i l fe -

u n d s ich auch e i nen so lchen Zyk lon bau - ste l l u n g benöt ige n , so b i n i ch se lbstver-

e n . Ü be r B i l d e r u n d Ber i chte zu d i e sem ständ l i ch ü ber d i e Redaktion erre ich bar.

ERFO RD E R LI C H ES M ATER IAL • 42 Holzle isten, 305 m m lang, oben 1 2,7 mm breit, unten 6 mm breit,

gefertigt aus 6 mm Sperrholz, auf der Seite jewei ls kon isch geschl iffen • I HT-Abflussrohr, ON 40, gerade, 200 mm lang, luft-/Staubeintritt • I HT-Abflussrohr, ON 40, g·erade, 1 00 mm lang, Sauganschluss • I HT-Rohrbogen, ON 40, 90° • Schlauch mit Drahtsp irale, Durchmesser 40 mm aus dem Aquarienhandel • zwei Gummimuffen für die Verb indung der Ansch lüsse zu den Schläuchen des Saugers • Mult iplexholz oder Ähnl iches für die anderen Holzelemente

(Flansch, Deckel, Hontagering, Versteifung und E infassung des Ansaugrohres) • 4-mm-Sperrholz für leitspirale • d iverse Schrauben, je nach Verfügbarkeil • Holzpaste von Clou, Dekor/Farbe nach Wah l • leim, schnel ltrocknend • Schleifpapier u ntersch iedl icher Körnung und HT-Rohr für i nnere Schleifarbeiten

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62 AUSGAB E 1/13

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B AU E I N E S C N C - R Als Basis für diesen CNC-Rund­

tisch diente ein schwenkba-

rer Rundtisch von Wabeco mit

1 1 0 mm Durchmesser. Den Tisch

gibt es auch in einer einfachen,

nicht schwenkbaren Ausfüh­

rung, die wesentlich günstiger

ist. Der Umbau auf CNC ist aber

für beide Ausführungen gleich.

N ach dem Abz iehen des Handrades b ietet

sich das B i l d wie u nter 2 .

Der R i ng mit d e r S ka la ist auf d i e Nabe

der Antriebswel le aufgesteckt und mit zwei

Gewin dest iften ges i che rt . Im R i n g s i n d

d re i Gew indebo h r u n ge n M 5 . D i e Wel l e

h at 1 2 m m D u rc h m esser und bes i tzt e i ­

nen Wel l en ke i l m i t 4 m m B reite .

D ie Gewindebohru ngen b ieten s ich na­

tür l ich fü r d ie Befestigung eines Ku pp lungs­

gehäuses an , an dessen anderem Ende der

Sch rittmotor befestigt w i rd . Als Ku pp l ung

D e r Originai-Ru ndtisch nach d e m Abzie­

hen des Handrades

U N DTI S C H E S

Kupplung probeweise montiert

habe ich e i ne sogenan nte O ldham - Kupp ­

l u n g gewäh lt , d i e aus zwei Ku pp l ungste i ­

l e n und e i ne r d azwisc h e n l i ege n d e n , be­

wegl i chen Sche ibe besteht . D ie Ku pp l ung

ist dreh starr, kann aber e inen gewissen Wel ­

lenversatz ausgle iche n . Das B i ld 3 zeigt d ie

p robeweise montie rte Ku pp lung .

N achdem das gek lärt war, habe ich d i e

Konstru ktionszeichnung und d ie Zeich n u n ­

g e n de r e i nze l nen Baute i le angefertigt. E s

m ü ssen n u r d re i Tei l e angefertigt werden ,

das Ku pp l u ngsgehäuse , e i n Passri n g u n d

d i e Zugentlastu n g d e s Motorkabe l s . Der

Pass r i ng ist aus fo lgendem G ru n d e rfor­

der l ich : Aufgru nd des Lochk reises der Ge­

windebohrungen m uss d ie große Boh ru ng

de s Gehäuses 42 m m Durch messer habe n ,

damit n o c h P latz fü r d i e Köpfe de r I n bus ­

schrauben ist . De r Sch rittmotor hat aber e i ­

nen Zentr ierf lansch mit 36 m m Durchmes ­

ser. D iese Differenz überbrückt e i n 5 m m

bre i ter R i ng , d e r i n n e n 3 6 m m u n d a u ­

ßen 42 m m D u rchmesser h at. B e i sorgfä l ­

t iger Arbe i t kan n de r R i ng h i nten i n das

Gehäuse e i ngepresst werd e n , ist d i e Pas ­

s u n g sch l abb rig , h i lft Loctite 648 , s i e he

B i l d e r 4 -7 .

D i e Kei l nut habe i c h dann mit e i ne r pas­

senden Räu m n ade l angefertigt. Dazu be­

n u tze ich me ine Fräsmasch i ne a ls Presse ,

wei l S ie e inen e lektri schen Antr ieb fü r d ie

Verste l l ung des Kopfes hat - sehr bequem .

Und h i e r d e r Passr ing in das Gehäuse

eingepresst

AUS GAB E 1/13 63

E inbringen der Befestigungsbohru ngen

Ausgedrehtes und befestigtes Kupp­

lu ngsgehäuse

Der fertige Passring

E in Tei l der Oldham - Kupplu ng, die ich

auf 1 2 m m aufgebohrt habe

::J <{ m .J .J w Cl 0 L: �

[J z [J

64 AUSGAB E 1/13

E inbringen d e r Kei lnut

Endgü ltige Montage des Kupplungsgehäuses

::J <{ m ...J ...J w 0 0 2:

:I

u z u

Das auf dem Schrittmotor montierte

Gegenstück der Kupplung

Wen n Sie ke ine Räu mnadel haben , können

S ie N u t u n d Kei l auch weglassen .

Auf dem B i l d 1 0 ist das Gehäuse end ­

gü lt ig montiert . Der u n tere Tei l der Ku pp­

l ung i s t auf d ie Wel le gesteckt und mit dem

I n bussch lü ssel z i ehe i ch d u rch d ie Bohru ng

im Gehäuse d ie K lemmschraube der Kupp­

lung an .

Das Gegenstück de r Ku p p l u n g ist auf

dem Sch rittmotor montie rt . Vorher habe

ich gemessen , wie we i t ich d ie Ku pp l ung

au f d ie Motorwel l e aufsch ieben muss , s i e ­

h e B i l d 1 1 .

Der Motor ist festgesch raubt u n d das

Motorkabel m it Zugentlastu ng angeschlos­

sen . Das Kabel ist mit e inem Sp i ralsch lauch

aus Stah l geschützt, s iehe B i lder 1 2 und 1 3 .

Soweit a lso der mechan ische Tei l . E lek­

t r i sch w i rd der Motor des T isches an d i e

v ie rte Achse de r C N C - Steueru n g ange­

sch lossen . Auf e i nen Refe renzschalter am

T isch habe ich verz ichtet, we i l e r schwie­

r ig u nterzu br i ngen ist und le icht beschä­

d igt werden kan n . E r ist auch n icht wirk­

l i ch e rforder l ich .

A ls Letztes m uss natü r l i ch d i e Software

entsprechend konfigu r iert werden . Als Fan

von Mac h 3 beschre ibe i ch h ie r d i e n ot­

wend igen E i n ste l l u ngen , haben S ie e i n e

andere Software, dann l ohn t e i n B l i c k i n s

Handbuch .

A l s E rstes prüfen S i e i n Mach 3 , ob S i e

bei "Config/ Ports and Pins/ Motor Outputs "

d ie Sch n i ttste l l enp in s für d ie A-Achse kor­

rekt konfigu r iert habe n .

Dan n rufen S i e " Config/General Con ­

fig " auf u n d setzen d i e A-Achse auf . . An­

gu la r " (D rehachse) , s i ehe B i l d 1 4 .

ln der Abtei lung " Rotational " in . ,General

Config " setzen Sie den Haken bei .. Rot 360

ro l lover " . Das fü h rt daz u , dass die Anzeige

der Achse nach 360 G rad wieder auf N u l l

spr ingt . Setzen S i e d e n Haken n icht , zäh lt

d ie Anzeige end los weiter, s iehe B i ld 1 5 .

Mit dem Parameter " Ang Short Rot on

GO" h at es fo lgende Bewandtn i s : I st der

Haken gesetzt, dann d reht der Tisch im E i l ­

gang in d ie Gegen richtu ng, wenn e ine Pos i ­

t ion angefahren werden sol l , d ie k le iner als

die erre ichte Pos it ion ist . Dabei kan n Um­

kehrsp ie l auftrete n . Das wi rd verm ieden ,

wen n der Haken n icht gesetzt ist, de r Tisch

dreht dann in der g le ichen Richtu ng über

d ie 360 G rad h i naus , b i s d ie gewünschte

Pos it ion erreicht ist . I m Vorschub d reht der

Tisch i m mer i n be ide R ichtu ngen .

Prüfen S i e dan n , o b S i e be i " Co n fig/

Ports and Pins/Motor Outputs " die Schn itt­

ste l l enp in s für d i e A-Achse korrekt konfi ­

gu r iert habe n .

N u n müssen S i e n o c h das Motortu n i ng

d u rchfü h re n . Rufen S i e dazu . ,Config/Mo­

tor Tu n i n g " auf u n d k l i cken S i e auf d e n

Knopf . . A Axis " , s i ehe B i l d 1 6 .

Den Wert fü r ., Steps per" ( in d iesem Fal l

fü r e in Win kelgrad statt e inem Mi l l imeter)

e rrechnen S ie w ie fo lgt : 360 Gad gete i l t

d u rch d i e Anzah l Zäh ne auf dem Schne ­

ckenrad de s Tisches ergi bt d ie Anzahl Win ­

ke/grade , u m d ie d e r Tisch b e i e iner Mo-

Das Motorkabel mit Zugentlastung und schützendem Spiralschlauch

toru mdreh ung ged reht wird . Der Wabeco­

Tisch hat 90 Zäh ne , a lso 4 G rad pro U m ­

d reh ung . Fü r 1 G rad m uss d e r Motor a lso

e ine Vierte l umdreh u n g mache n . N u n so l l ­

ten S ie wisse n , w ie v ie le Sch ritte fü r e ine

Umdrehung des Motors e rforder l ich s i nd .

I m Be isp ie l s i nd es 1 .000 Sch ritte , fü r e i ne

Viertel umd reh u n g s i nd a l so 2 50 Sch ritte ,

d i e i n d as Fe ld " Steps pe r " e i ngetragen

werden . Damit kennen w i r auch d ie Auf­

lösung , die 1 /250 = 0 ,004 G rad beträgt.

Die E i lganggeschwind igkeit habe ich auf

1 . 500 Win kelgrade pro Minute, also 4, 1 7 U/

m i n . e i ngeste l l t . F ü r d ie Besch l eun igungs ­

rampe habe i c h ca . 0 ,2 Sekunden gewählt .

Damit i st der Tisch betriebsfertig und Sie

kön nen anfange n , damit zu sp ie le n . Ver­

wenden Sie me ine deutsche Oberfläche fü r

Mach 3 , dan n setzen S ie den Tisch m i t den

Tasten " Pos 1 " u n d " Ende " i n Bewegu ng .

BAUT E I L E Rundtisch Wabeco N r. 1 1 5 0 1 (starr) oder 1 1 505 (schwenkbar). Den Tisch gibt es als ch ines i sches Produkt auch von anderen Herste l lern, achten S ie aber auf mögl i che Qua l i tätsun terschiede.

S chrittmotor Sanyo Denki 1 03 H7823 1 740, g ibt es u nter anderem i m Shop des Autors (www.e infach-cnc.de)

Kupp l ung von Mädler, Art. N r. 60 1 40800 Motorkabel , Stah l tlexsch lauch und Kabe ldurch­führung von Conrad.

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Hier der fertige Rundtisch von der Rückseite

IG20.G21 Corirol r Lock DRO'• lo setup unb Tool Olange 1- IIJ'O"O TooiQ\ange r Slop Spi'do. Woil lod$1o Sloot r Aol.o T oo1 01ango1

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1250

A U S GAB E 1/13 65

X- AXIS MOTOR MOVEMEI

0.05 0.1 0.1 5

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02 0.25 03 Time in Second�

Ac<elorotlon n's or rrm's/S«/sec 1 120

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66 AUS GAB E 1/13

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T 5 ,0

79,0 66,5

0

15,0 =l 5,0 -1

R 3,0

43,5 0 4,3

Schl itz fräsen, nachdem die Kabeldurchführung e ingeschraubt ist

1 ,0 M16 X 1 ,5

bohren 14,5

- , .- - -1 L--

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