Fenja L1200 Plaetsch 1907

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    • Fenja L1200 Plaetsch 1907

      Hallo Zusammen!
      Hier eine Fräsenvorstellung vom Studenten, 22 mit Hang zum praktischen Tüdeln!

      Seit dem Herbst `18 beschäftige ich mich mit den Thema Fräse Eigenbau immer mal mehr mal weniger.

      Hier möchte ich nun meine Resultate, Stück für Stück, präsentieren um auch etwas zum Infopool beizutragen, von dem ich selbst in den letzten Monaten sehr viel profitieren konnte!

      Es gibt viele Foren zum Thema CNC und doch bin ich meistens wieder hier kleben geblieben. Tolles Forum, weiter so!

      Extra Dankesgrüße gehen vorweg raus an Odiban, Alois73, Fraeserbruch.de und meine technikversierten Freunde für jegliche Unterstützung! :thumbsup:

      Vielleicht erkennt der ein oder andere etwas wieder, was er bei sich ähnlich gelöst hat.
      Daher möchte ich von vorne herein sagen, das nicht alles was ich hier präsentiere von Grund auf neu gedacht ist und auch nicht so wirken soll. Viele gute Ideen habe ich mir auch bei euch abgeguckt.

      Ich habe das ganze nach besten Wissen und Gewissen mit viel Recherche und Unterstützung Dritter gemeistert. Wenn ich mit einer Annahme hier im Bericht jedoch falsch liege, bitte ich um Korrektur.

      Wer Fragen oder gerne auch Anregungen für mich hat, ich freue mich drüber!
      Und jetzt viel Spaß in meinem Thread zum Fenja-Nachbau!
    • Teil 1: Untergestell

      Material:
      4 Schwerlastrollen (harte!)
      4 Maschinenfüße mit Gummierung
      Rechteckrohr 60x40x4 mm
      Quadratrohr 60x60x4 mm
      Schaltschrank 800x 800x ca.300 mm
      OSB 25mm
      Siebdruckplatte 12mm
      Umlaufender Aluwinkel, (mit Fließ gebürstet)

      Werkzeug:
      Trennjäger
      Schweißgerät
      2 Kisten Bier

      Anforderungen:
      • Muss demontiert durch die Kellertüre passen (Terrasse wegbaggern ist keine Option, vielen Dank an meine Freunde für die kreativen Ratschläge :thumbsup: )
      • soll im Raum verfahrbar sein
      • soll auch an einer Stelle gut auszurichten sein
      • Entkopplung vom Boden
      Ergebnis:
      Untergestell, demontierbar mit den Abmaßen L2000xB1130xH1080 und Rollen die nach Einschrauben der Füße den Boden berühren.

      Verbesserungsvorschlag:
      Wenn ich es nochmal zu machen hätte würde ich die selbe Fläche, aber doch eine andere Höhe wählen (10-15 cm weniger). Ich bin zwar groß aber mit Fräse und Aufspannplatte habe ich mich wohl etwas verkalkuliert. Nicht weiter schlimm, geht aber angenehmer.
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    • So, lange war es ruhig, in den letzten Monaten standen jedoch andere Dinge im Vordergrund.
      Aber jetzt geht's ja weiter!

      Teil 2: Mechanischer Aufbau

      Material:
      siehe Teileliste von Fraeserbruch.de
      vielleicht als Tipp: Direkt noch einen Schwung Nutensteine bei SMT mitbestellen. Für spätere Befestigung diverser Kleinigkeiten und der Aufspannplatte.
      Außerdem habe ich die Hammerkopfschrauben 5mm länger gewählt als in der Stückliste angegeben.

      Hier nochmal ein fettes Dankeschön an Andreas! Ein cooles Teil hast du da geplant, bisher bin ich wirklich NUR zufrieden!

      Die mittlerweile sehr gute Anleitung und der detaillierte Zeichnungssatz reichen eigentlich zum Zusammenbau aus. Jedoch hier noch ein paar Kleinigkeiten die ich verändert habe:Die Profile habe ich mit Strahlgut befüllt, davon hatte noch einen Sack rumliegen.Danach wollte ich, ganz schick, die Stirnseiten der Profile mit farbigen Epoxidharz verfüllen. Geklappt hat es aber nicht wirklich: Blasenwurf... Ich denke es lag aber eher an den fehlenden Erfahrungen beim Arbeiten mit Epoxidharz.
      • Nach langem Überlegen habe ich mich dazu entschieden 4 verstellbare Maschinenfüße an der Fräse anzubringen. Weil der Tisch nicht zu 100 Prozent gerade ist und ich mich mit der Schwerschaumvariante irgendwie nicht wohlgefühlt habe. Ob das eine gute Entscheidung war, werde ich hoffentlich bald berichten können.

      • Außerdem habe ich eine Abdeckung über der KUS der Tischachse angebracht. Auch nichts neues...Die KUS der Z-Achse hat noch einen Anschlag bekommen. Vorerst nur aus einigen Schichten Isolierband. Die Achse fällt nicht von selbst runter, daher reicht mir das für das Erste als Absicherung.

      • Die Schleppkettenablage hatte ich ursprünglich mit den Profilstopfen erworben. Nachdem ich aber einige Schleppketten vor dem Abfalleimer retten konnte, wurde nochmal umgeplant und sich letztendlich auf Multiplex 18mm festgelegt. Aus Blech wäre das Ganze bestimmt stilvoller gewesen, jedoch wollte ich zügig weiter machen. Die Durchfahrtshöhe unter dem Portal wird dadurch nicht wirklich kleiner. Die Kreuzplatte steht ohnehin etwas weiter unter dem Portalbalken in den Bearbeitungsraum hinein.

      • Die Schleppkette der Tischachse wird auch auf einem Multiplexbauteil abgelegt. Das ist seitlich am Tisch befestigt. Klar, die Konstruktion wird im gesamten etwas breiter und wuchtiger, so konnte ich aber mit den Teilen arbeiten die mir zur Verfügung standen. Wichtig war mir auch, dass die Schleppkette der Tischachse nicht auf dem Tisch liegt (Späne,Dreck,...). Es gibt Überlegungen bezüglich einer Einhausung aus Plexiglas, auch hier kommt mir die jetzige Lösung zugute: Das Multiplex-Bauteil, welches am Portalbalken befestigt ist, soll durch einen Türbesen (oder etwas ähnliches) durch die Einhausung nach Außen ragen. So kann die Schleppkette der Tischachse außerhalb verfahren, Späne und Staub bleiben drinnen.


      Bei Fragen oder Anmerkungen, gerne melden! :D
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    • Hier noch ein Nachtrag zur Zuordnung der Lagerschalen.

      Ein mir unbekannter Fenja-Bauer hat diese Übersicht zur Zuordnung der Lagerschalen erstellt.
      Damit das ganze für die Nachwelt einfacher zu finden ist, packe ich das ganze mal mit bei.
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    • Teil 3: Steuerung/ Druckluft/ Minimalmengenschmierung

      Jaja, die Steuerung. Das wohl größte Sorgenkind bei meinem Nachbau…
      Ich bin kein Elektriker, würde aber behaupten ein bisschen Ahnung auf dem Gebiet zu haben. Mit Unterstützung von Freunden und Bekannten habe ich mir die folgenden Info´s zusammen gesammelt. Trotzdem die Bitte nicht einfach zu kopieren, sondern sich selbst mit dem Thema vertraut zu machen. Im Zweifel lieber einen Fachmann zur Rate ziehen. Ich kann nicht für die Richtig- und Vollständigkeit garantieren, bin aber sehr froh um jeden Hinweis auf Fehler und/oder Verbesserung!

      a) Softwareauswahl
      Estlcam: Die sehr gute Beschreibung zum Programm bzw. die eingebetteten Hilfestellungen haben mich schnell überzeugt. Ich habe zu Software und Programmierung außer ein bisschen Java keinerlei Erfahrungen, daher wollte ich mich lieber auf eine fertige Lösung verlassen und nicht direkt mit Linux-CNC oder Ähnlichem einsteigen.

      b) Spindel/ FU und Wasserkühlung:
      Bei der Spindel habe ich für eine Rattm Motors 2,2 kw Spindel, wassergekühlt entschieden.
      Ein scheinbar erprobtes Modell, mal sehen welche Erfahrungen ich sammeln werde.
      Der Stecker wurde gegen einen 4-poligen Hartingstecker ausgetauscht und das Gehäuse geerdet.
      Auch die Wasseranschlüsse wurden gegen 1/4“ Druckluftkupplungen ausgetauscht und 2 Strömungswächter dazwischen gesetzt.

      Der Frequenzumrichter ist ein Danfoss Frequenzumrichter VLT 2800.
      Ob ich einen Bremswiderstand noch einbauen werde, wollte ich entscheiden sobald die Fräse läuft. Sollte aber prinzipiell einfach nachzurüsten sein.

      Zusätzlich verbaut sind 2 Radiatoren mit 4 Lüftern.
      Als Pumpe nutze ich einen Motor (550 W 230V 1400U/min) der an einer Bohrmaschinenpumpe von Wolfcraft angeschlossen ist.
      Ich hatte ursprünglich eine EHEIM-Pumpe im Einsatz, die das Wasser zwar rund gepumpt hat, jedoch nur nach aufwändigen Befüllen des Systems. Danach habe ich lange überlegt welche Pumpe geeignet sein könnte, war aber ehrlich gesagt zu geizig viel Geld in die Hand zu nehmen. Die jetzt verbaute Pumpe mit Motor ist eine günstige Alternative. Auch wenn der Motor überdimensioniert ist, man kann auf das zurück greifen was noch irgendwo rumliegt.
      Aus Angst das die Radiatoren nicht genug Wärme abführen habe ich zusätzlich einen Tank von 10l (Eimer mit Deckel) dazwischen gebaut. Vielleicht wird sich dieser in naher Zukunft als überflüssig erweisen. Bei ersten Tests konnten die Radiatoren ein paar Grad gut machen. Mal schauen was der Dauertest beim Fräsen sagt.

      Die ganze Kühlung lässt sich über einen Schalter abstellen. Es werden aber nicht nur die Lüfter und Pumpe abgeschaltet, sondern auch die Spindel am Start gehindert.
      Auf der Klemmkiste für die Kühlung ist außerdem noch ein Not-Halt-Knopf installiert.
      Die Temperatur im Kühlkreislauf wird an 3 Stellen gemessen und mir auf dem Bedienpult angezeigt.
      • Temperatur Vorlauf
      • Temperatur Rücklauf vor Kühler
      • Temperatur Rücklauf nach Kühler
      Thermometer

      Ein viertes ist im Schaltschrank verbaut und überwacht dort die Temperatur.
      Diese wird mir auch auf dem Bedienpult angezeigt.

      Mit Sicherheit alles etwas übertrieben, aber eine nette Spielerei und auf die kommt es im Hobby ja schließlich an!

      c)Die Minimalmengenschmierung ist nach diesem Vorbild erstellt

      Material:


      Das Sprühbild ist sehr fein einstellbar, scheint auf den ersten Blick gut zu funktionieren.
      Zugeschaltet wird die MMS über ein elektropneumatisch betätigtes 3/2-Wegeventil.

      d) Druckluftversorgung am Tisch
      geht über eine Wartungseinheit auf einen Verteilerblock mit Druckluftkupplungen (zum Anschluss von Pistole, etc.)

      e) Bedienpult
      Zuerst sollte es nur ein Handrad werden, doch dann ist es ein kleines bisschen mehr geworden…
      Rausgekommen ist ein Bedienpult mit:
      • Nothalt
      • 4 Temperaturanzeigen
      • Tastatur
      • Encoder
      • USB/SD-Port verbunden mit dem PC
      • ne ganze Menge Knöpfe und Leuchtmelder
      • 2 Touch-Bildschirmen
      Die Basis bildet eine Klemmkiste 400x600x200mm mit herausgeschnittener Rückwand. Die Klemmen habe ich einfach auf den Deckel geschraubt, sodass man in Zukunft auch gut an alles dran kommt.
      Das eigentliche Bedienfeld besteht aus einer „Bau-Allzweckplatte“ aus dem Baumarkt. Ich würde sagen ähnlich wie HPL.
      Mit Solidworks entworfen und von Alois gefräst. Vielen Dank für die gute Arbeit!
      Über der Kiste hängen 2 Touchdisplays.
      Das ganze ist an einem beweglichen Arm befestigt und kann ganz leicht in jede Position verschoben werden, in der man gerade am besten arbeiten kann.
      Die Drehgelenke bestehen aus einem Teil mit Zapfen und einem Teil mit Bohrung. Für die flüssige Bewegung wurden dazwischen Axial- und Radialkugellager eingesetzt. Mit einer Schraube kann die Verspannung eingestellt und somit die Beweglichkeit der Gelenke beinflusst werden. Funktioniert ganz gut.

      Zurück zum Bedienpult:
      In der oberen Reihe befinden sich 6 Leuchtmelder
      • grün: Alles OK
      • rot: Nothalt
      • gelb: Störung (wird aktiv wenn einer der Hilfskontakte der Sicherungen bzw. der Motorschutzschalter auslöst und führt zum automatischen Nothalt)
      • blau: der Spindelstart wird unterbunden und die Spindel kann „Eingerichtet“ werden.
      • weiß 1: Minimalmengenschmierung aktiv
      • weiß 2: Staubabsaugung aktiv
      Die ersten vier Leuchtmelder sind gespiegelt zu einer Signalsäule, die an der Fräse befestigt ist.
      In der 2. Reihe von oben befinden sich 6 Taster, 3 zum Ein- und 3 zum Abschalten von:
      • Licht am Portal
      • Licht an der Spindel
      • Vakuumpumpe (schon für einen späteren Vakuumtisch vorgesehen)
      In der 3. Reihe befinden sich
      • 2 Taster zum An- und Abschalten der Spindel
      • 2 Taster zum Starten und Stoppen der Programme
      • 2 Encoder zum Anpassen von Drehzahl und Vorschub
      In der 4. Reihe befinden sich
      • 1 Drehknopf zum Sperren der Spindel: Einrichtfunktion
      • 4 beleuchtete Taster zur Anwahl der Achsen (4. Achse auch schon vorbereitet)
      • 1 Drehschalter umgebaut zum Stufenschalter (abgeguckt bei Odiban, nochmal vielen Dank für den 3D-Druck-Adapter!)
      f) Sicherheitsfunktionen
      An der Fräse wird unterschieden zwischen Nothalt und Notaus. Der Nothalt wird über Estlcam gesteuert und Stoppt die Anlage. Dazu gibt es einen Knopf am Bedienpult und an der Klemmkiste der Kühlung.
      Der Notausknopf befindet sich auf der Schaltschranktür. Dieser schaltet mittels Notausrelais und Schütz den gesamten Schaltschrank stromlos.
      Außer den Computer, dieser wird über eine separate Zuleitung mit Strom versorgt.
      Beide Kreise, Notaus sowie Nothalt werden über Öffner (NC) geschaltet.

      .... ( Teil 1/2)

      The post was edited 1 time, last by Plaetsch1907 ().

    • .... (Teil 2/2)

      g) Schaltschrank
      Der Schaltschrank hat die Abmaße 800x800xca.300mm
      Darin enthalten sind:
      • i) allstromsensitiver FI 4pol.
      • ii) diverse Sicherungsautomaten mit zusätzlichen Hilfskontakten
      • iii) Motorschutzschalter mit zusätzlichen Hilfskontakten
      • iv) 5 Netzteile: 3x 24V/12V/5V
      • v) 1 Notaus-Schaltgerät mit zugehörigen Schütz
      • vi) weitere Schütze
      • vii) Finder-relais
      • viii) Temperatursensor
      • ix) Breakoutboard Mega von CNC-Technics für Estlcam
      • x) JMC Servos
      • xi) Frequenzumrichter und Netzfilter
      • xii) Lampe mit Steckdose
      • xiii) Thermostat
      Auf der Tür bzw. seitlich eingelassen ist zu finden:
      • xiv) Hauptschalter
      • xv) Lüfter und Filter
      • xvi) Stundenzähler
      • xvii) Bedienteil Frequenzumrichter
      • xviii) Notaus, Leuchtmelder für aktiven Notaus, Taster zum Quittieren des Notaus
      i) Nach langem Überlegen habe ich mich doch dazu entschieden, das Geld für einen allstromsensitiven FI in die Hand zu nehmen. Letztendlich habe ich das Teil auf Ebay, zu einem wirklich sehr guten Preis, gebraucht geschossen.
      Ob dieser FI nun notwendig ist oder nicht… Ich persönlich habe mich mit dem Einbau sicherer gefühlt.

      ii+iii) Die Sicherungen und MSS teilen sich wie folgt auf:
      • 1-6) Jeweils eine Sicherung vor und hinter den Netzteilen
      • 6-11) Absicherung der 230V Verbraucher (Licht, Pumpe, Absaugung,…)
      • 12) MSS FU
      • 13) MSS Servo-Netzteil 1
      • 14+15) Versorgung Servos X und Y 24V
      • 16) MSS Servo-Netzteil 2
      • 17) Versorgung Servo Z 24V
      • 18) MSS Lüfter


      Alle sind mit zusätzlichen Hilfskontakten versehen, die mit einem Finderrelais in Reihe geschaltet sind (NC). Löst ein Element aus geht die Störungslampe (gelb) an und zusätzlich wird der Nothalt (NC) mit zugehöriger Leuchte (rot) ausgelöst.

      Auch hier gilt wieder: Alles was sich bewegt, leuchtet oder Geräusche macht, lässt das Männerherz höher schlagen!

      iv) 3 Netzteile:
      • 24V 5A: Steuerspannung, Leuchtmelder, Taster, Thermometer…
      • 12V 10A: Beleuchtung, Lüfter der Kühlung,…
      • 5V 5,3A : SODA-Netzteil, was noch nicht ist, kann ja noch werden…
      • 2x 24V 20A: Versorgung Servos
      v) Wofür ein Notaus-Schaltgerät?
      Vom Laien für den Laien formuliert:
      Das Notaus-Schaltgerät ist doppelt abgesichert. Es sind 2 Öffner-Kontakte (NC) hintereinander geschaltet. Falls mal ein Kontakt kleben sollte, gibt es noch einen zweiten zur Sicherheit.
      Zusätzlich muss der Notaus quittiert werden. Löst der Notaus aus, reicht nicht das alleinige Zurückstellen des Notausschalters, sondern ein 2. Taster muss das ganze bestätigen.

      vi) Die verbauten Schütze sind folgenden Funktionen zuzuordnen:
      • Notaus
      • Absaugung
      • Vakuumpumpe
      • Spindel/Pumpe/Lüfter (Um im Einrichtbetrieb die Komponenten sperren zu können)
      vii) Die verbauten Finder-Relais sind folgenden Funktionen zuzuordnen:
      • Schalten der Signalleuchten, Einrichtfunktion, Nothalt
      • Minimalmengenschmierung
      • Licht Portal
      • Licht Spindel
      viii) Die verbauten Temperatursensoren dienen der Überwachung folgender Messpunkte:
      • Temperatur Vorlauf
      • Temperatur Rücklauf vor Kühler
      • Temperatur Rücklauf nach Kühler
      • Temperatur Schaltschrank
      ix) Bei Odiban, habe ich mir das Breakoutboard Mega von CNC-Technics angucken können, was mir sehr gefallen hat.
      dazu noch ein Arduino Mega Klon

      Ich habe mich für die Versorgungsspannung von 24V entschieden, da die meisten Bauteile in meiner Steuerung auch mit 24V geschaltet werden.
      Ein separates Netzteil habe ich für das BoB nicht wirklich verwendet. Es wird in der Anleitung aber empfohlen. Hat da vielleicht jemand eine Begründung parat?

      x) Verbaut sind JMC-Servos von Sorotec

      xi) Verbaut sind ein Rexroth Netzfilter und ein Danfoss VLT2800 Frequenzumrichter.

      xii) Seitlich im Schrank ist eine Lampe eingebaut, welche beim Öffnen der Tür einschaltet.

      xiii) Das Thermostat überwacht die Temperatur im Schrank. Beim Überschreiten der eingestellten Grenztemperatur schaltet der Lüfter zu.



      Ich freue mich über Anmerkungen, Fragen, Kritik,...
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    • Teil 4 Aufspannplatte:

      Die folgende Reihenfolge habe ich persönlich nicht eingehalten, rückblickend würde ich aber sagen das es so am meisten Sinn macht.

      Aufspannplatte:
      • 18mm Siebdruckplatte auf Maß schneiden (Länge: Von Stirnplatte zu Stirnplatte, Breite: Abstand der Wangen minus 4 mm. Somit ist gewährleistet das die Aufspannplatte die Linearführungen der Y-Achse abdeckt (Schutz vor Staub und Spänen,...)
      • Von Hand: Bohrungen für Befestigungsschrauben in den Längsträgern (M6x30 Senk-In) herstellen, sowie am letztem Querverbinder, der außerhalb des Fräsbereichs liegt.
      • Von der Fräse: Bohrungen plus Flachsenkung für Befestigungsschrauben in den übrigen Querverbindern herstellen. (In-6-Kt. M6x25 plus U-Scheibe zur Vergrößerung der Anpressfläche)
      • Von der Fräse: Bohrungen für Einschraubmuttern M6x15 (ca.330 Stk.) im Raster 50x50 herstellen. Tiefe 16mm: Platte ist nicht durchbohrt und Kühlschmierstoffe bzw Späne fallen/laufen nicht durch die Platte. Andererseits ist es auch gut wenn Feuchtigkeit (KSS) nicht in die Platte eindringt bzw. Späne nicht in den Muttern hängen. Hier muss man selber wissen, was man lieber möchte. Senken nicht vergessen, ansonsten wirft sich Platte zu stark auf.
      • Einschraubmuttern einbringen, (etwas tiefer als Plattenoberfläche, damit noch plan gefräst werden kann)
      • Planfräsen, bei mir hat 1/10 gereicht, da freut man sich natürlich ^^ Fräser: Oberfräser von Bosch n=24000 U/min f=1600 mm/min
      Opferplatte:
      • 22mm MDF-Platte auf Fräsbereich einpassen
      • Ich habe die Platte in der Mitte geteilt und jede Hälfte mit 9 Schrauben in den Einschraubmuttern befestigt. (IN-6-Kt. M6x25 plus U-Scheibe). So muss man nicht die ganze Platte demontieren wenn ein kleinerer Fräsjob ansteht bei dem die Opferplatte stören würde. (Bspw.: Einsatz von Kühlschmierstoff)
      • Lochraster der Einschraubmuttern die noch frei sind übertragen. So können die Einschraubmuttern der Aufspannplatte auch mit Opferplatte genutzt werden. Ich persönlich befestige aber auch gerne mit Spax-Schrauben die Werkstücke auf der Opferplatte.
      • Auch die Opferplatte nochmals plan fräsen.
      • Dadurch das die Befestigungsschrauben relativ weit in der Platte versenkt sind, kann die Platte mehrfach überfräst werden, bevor eine neue her muss.


      Auch bei der Opferplatte habe ich mir sehr viel im Forum abgeguckt :P :)
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