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29.07.2010 02:21
Kategorie: General
Erstellt von: woodym
Neu hinzugekommen ist ein Belichtungstimer für einen LED-Platinenbelichter. Dieser basiert auf den Atmega8 Prozessor und schaltet den LED-Belichter.
09.02.2010 04:41
Kategorie: General
Erstellt von: woodym
Eine neue Version von edPlt ist verfügbar. Neben der Möglichkeit Linienzüge in der Bearbeitung voranzustellen sind vorallem weitere Möglichkeiten bei der Verwendung von XHPGL dazugekommen. Wer nicht weiß was XHPGL ist, der solle hier nachlesen ;-)
Portalfräse

Portalfräse

Hier wird mein erstes Projekt auf dieser Seite vorgestellt.

Beim Ersinnen dieser Fräsmaschine mußten folgende Grundbedingungen erfüllt sein:

  • Preis um die 500 Euro (incl. Motoren und Steuerung)
  • relativ schnelle Positionierung
  • keine (oder möglichst wenige) Spezialteile um nicht von einem Hersteller/Lieferanten abhängig zu sein
  • es sollen 'weiche' Materialien verarbeitet werden können wie Holz, CFK, GFK und bedingt NE-Metalle
  • eine Bearbeitungsfläche von DIN-A4 soll möglich sein
  • die Stellfäche muß so klein sein, das man ohne Anbau sie auf einem Tisch plazieren kann
  • alle Lager sollen spielfrei sein

Aufgrund dieser Bedingung ergibt sich auch der Anwedungsbereich der Portalfräse. Sie ist sehr gut geeignet für den Modellbau, das Gravieren und das bearbeiten von Platinen.

Die Fräsmaschine beschreitet ein paar unübliche Wege um diese Bedingungen zu erfüllen.
Es werden kein Kugelumlaufspindel (oder Trapezspindel) verwendet .
Es werden keine Gleitlager verwendet (die notwenige Genauigkeit kann zum Teil vom Hobbisten nicht erreicht werden).
Alles soll einstellbar sein. Das ist zum Einen ein Segen, zum Anderen kann das einige graue Haare kosten beim Einstellen.
Was nicht unüblich ist, das verwendete Material der Fräsmaschine. Sie ist aus Alu-Profilen erstellt. Wiederum in diesem Zusammenhang unüblich das hier nur 30mm x 30mm Profile verwendet werden. Diese werden eingesetzt, weil es hierfür sehr günstige Quellen gibt.
Der angestrebte Preis beinhaltet auch die Steuerung und die Motoren!

Technische Daten

X-Verfahrensweg: ca 300mm
Y-Verfahrensweg: ca 200mm
Z-Verfahrensweg: ca 100mm (aber nur ca. 80mm Durchlaß)
Verfahrensgeschwindigkeit: max 300mm/s oder 18000mm/minute
Steuerung: 3/4 Achsen 16 Microschritte
Widerholgenauigkeit ca. 3/100 mm
Positioniergenauigkeit ca. 3/100 mm
Linearität (konnte ich nicht ermitteln bzw. ist auch Temeraturabhängig)
Aufspannfläche: T-Nutplatte
Motorstrom: maximal 2A pro Motor

Die Verfahrensgeschwindigkeit ist durchaus realistisch! Die Grenze der Geschwindigkeit ist die verwendete Software auf einem Notebook und nicht die Motoren. Aufgrund der Geschwindigkeit ist diese Fräse optimal zum Bohren von Platinen geeignet.
Die Wiederholgenauigkeit wird mit 3/100mm angegeben. Anders als bei üblichen Konzepten (die Verwendung einer Antriebsspindel) kann hier auf drehstarre Kupplungen verzichtet werden. Linearitätsfehler ergeben sich nur durch die eingesetzten Zahnriemen und den Antriebsrädern. Üblicherweise werden bei Zahnriemen sogenannte T-Profile verwendet. Diese 'T'rapez-Profile haben jedoche den Nachteil das sie nicht spielfrei sind. Die Spielfreiheit wird hier durch den Einsatz der HTD-Zahnriemen (halbrunde Profile) erreicht. Die Zahnriemen sind durch Kevlar-Fasern nahezu dehnungsfrei. Wenn man es genau nehmen will, gibt es auch bei dieser Art des direkten Antriebs einen 'Schlupf'. Dies ist nicht die richtige Bezeichnung, trifft aber das Verhalten genau. Dreht ein Schrittmotor in eine Richtung bleibt der Rotor nicht exakt auf der Sollposition stehen. Die Magnete richten sich so aus, das diese die geringste entfernung zum Pol haben. Wird die gleiche Position von der anderen Richtung angefahren, ist möglicherweise eine anderer Drehwinkel der geringste Abstand zum Pol (da die Magnetischen Pole ja eine Ausdehnung haben). Diese Ungenauigkeit ist im Bereich eines Bruchteils eines Schrittes und somit der Grund warum ich 3/100 mm angegeben habe (ein Schritt). Messungen mit einer Mikrometeruhr haben keine messbaren Abweichungen gezeigt. 3/100 mm entspricht etwa einem Schritt im Microstep-Betrieb.

Um den preislichen Rahmen nicht zu sprengen, wurde auf eine kostenlose Software zurückgegriffen. Zum Einsatz kommt hier EMC2. Diese, unter dem Betriebssystem Linux entwickelte Steuerung der Schrittmotoren, erfüllt nahezu alle Wünsche. Eine 'eierlegende Wollmilchsau' gibt es noch nicht, so hat auch EMC2 seine schwächen. Hierzu zählt die nicht einfache Installation. Möchte man einen PC oder ein Notebook nur für die Fräsaufgaben abstellen, wird die Installatiion größtenteils durch eine Installations-CD erledigt. Voraussetzung für den Betrieb ist jedoch eine 'echte' Druckerschnittstelle.

Warum wird die Fräse nur so klein geplant?
Die verwendete Technik gestattet auch größere Fräsen. Es sind hier nur größere und damit steifere Profile nötig. Je größer eine Fräse ist, um so mehr hat man mit thermischen Problemem zu kämpfen.

Wann geht es denn endlich los damit? Ich will was sehen!

Das ist auch meine Frage wenn ich Seiten besuche. Der Aufbau ist in den folgenden Unterseiten beschrieben. Die Pläne sind im Bereich 'Download' vorhanden. Es gibt einige Maße auf den Plänen die abhängig davon sind welche Motoren zum Einsatz kommen. Dies sollte man beim Fertigen der Teile berücksichtigen. Es läßt sich nicht alles mit 'Hobbyüblichen' Machinen erstellen. Wenige Teile sollten auf einer Drehbank erstellt werden (das läßt sich aber auch umgehen; mehr dazu auf der entsprechenden Seite). Es ist auf alle Fälle eine stabile Ständerbohrmaschine nötig. Ein Kreuztisch zum Fräsen ist auch von Vorteil. Viel Arbeit spart man sich wenn man die Teile bereits im richtigen Maß bestellt.

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