Vorstellung & Upgrade Bericht zu meiner KMS DIY CNC

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    • Vorstellung & Upgrade Bericht zu meiner KMS DIY CNC

      Hallo Zusammen,

      Ich lese hier im Forum schon eine Weile immer mal wieder anonym etwas mit und habe mich jetzt endlich auch mal angemeldet. Anfang des Jahres habe ich begonnen eine Portal CNC Maschine selbst zu bauen, mittlerweile läuft sie auch schon ein paar Wochen. Da ich den Bau leider nicht sonderlich gut Dokumentiert habe wird das hier mehr ein Vorstellung & Upgrade Thread.

      Etwas kurz zur Geschichte und zum Hintergrund:

      Durch mein Hobby FPV Fliegen bin ich vor einigen Jahren zum 3D Druck gekommen und Anfang 2019 hatte ich mir ehr aus Jux eine MPCNC gebaut. Damit habe ich mich ziemlich mit der Thematik CNC Fräsen angefixt und ich war ziemlich schnell nicht mehr mit den Möglichkeiten der MPCNC zufrieden. Also musste was Neues, Stabileres her. Ich habe lange mit einer Fräse von Fräserbruch oder Sorotec geliebäugelt. Auch eine Kim war zeitweise angedacht. Nach bestimmt einem halben Jahr hin und her überlegen, habe ich mich dann aber doch dazu entschieden etwas ganz eigenes zu Bauen. Nicht mit dem Anspruch es besser zu machen (Als Informatiker der in dem CNC Bereich komplett Fachfremd ist wäre das ziemlich illusorisch) sondern mehr des Bauens wegen.

      Als Basis habe ich ein günstiges (um nicht zu sagen billiges) Linearschienen-Set von ebay genommen.
      Das bestand aus 20mm Linearschienen in den Größen 400mm 700mm und 1000mm mit je zwei Schienen pro Länge und je zwei Wagen. Dazu dann noch je eine 1605er Kugelumlaufspindel pro Länge.

      Die Maschine habe ich mehr oder weniger darum herum gebaut.

      Zielsetzung war es, so viele Teile wie möglich selbst zu fertigen. Da ich Alu mit der MPCNC nie so wirklich in bekommen habe sind alle Frästeile erst einmal aus Siebdruckplatten entstanden. Das hat zum einen die Materialkosten deutlich gedrückt, zum anderen konnte ich die Teile bei Bedarf hinterher noch leicht anpassen. Falls alles so klappt wie geplant ist die Fräse damit dann hoffentlich in der Lage passende Teile aus Alu für ein Upgrade zu Fräsen.

      Was die Abmessungen angeht habe ich mich an den Fräsen orientiert die ich vorher im Blick hatte. Die Z-Achse habe ich von Sebastian End übernommen, bzw angepasst.

      Die Planung in Fusion stand dann auch recht schnell:



      Die wichtigsten Eckdaten sind:

      90x90 Alu Profile Schwer für den Tisch

      120x80 Alu Profile Schwer fürs Portal

      30mm Siebdruckplatten für die Portalwangen & die Kreuzplatte

      20mm Siebdruckplatte für die Z-Achse.


      Im Februar stand der Rohbau:


      und Mitte Februar war auch die Elektrik fertig (Da war noch alles schön Sauber....):

      Die Steuerung wird über Estlcam mit dem Klemmenadapter gemacht.
      Als Stepper sind JMC Closed Loop Schrittmotor mit 3NM verbaut und als Spindel eine Mafell FM1000 PV-WS


      Das ist sozusagen die Ausbaustufe Nr1 geworden. Dazu gibts hier auch noch mal ein etwas ausführlicheres Video:





      Das ist also der aktuelle stand der Fräse.
      Holz und CFK geht schon recht gut auf der Maschine. Alu geht auch OK, aber die Oberflächen sind natürlich nicht auf dem Level von "richtigen" Maschinen, aber im Vergleich zur MPCNC sind es Welten.

      Als nächstes Steht jetzt das Upgrade auf Alu Teile an. Das Roh Material liegt schon bereit, die Zeichnungen sind auch so weit und jetzt muss "nur" noch gefräst werden.
      Die Seitenwangen werde ich nicht aus Alu machen sondern aus Stahl, die Lasern zu lassen war günstiger als das Rohmaterial in Alu.


      Bei der Gelegenheit werde ich auch die Kugelumlaufspindeln auf X & Y auf zwei Verspannte Kugelumlaufmuttern je Achse umbauen. Aktuell habe ich auf den zwei Achsen zwischen 0,05 und 0,07mm Umlenkspiel das scheinbar auf aus den Muttern heraus kommt. Ich hoffe, dass ich das auf M hoch 5 Art und Weise mit vorgespannten Muttern etwas reduzieren kann.

      Also es gibt noch viel zu basteln an der Maschine. Ich werde versuch den Fortschritt hier in diesem Thread etwas zu dokumentieren.
      Grüße,
      Klaus
    • Leider ist gerade nicht so viel Zeit für die Fräse übrig wie ich gerne hätte.
      Aber immerhin habe ich endlich angefangen die ersten Alu Teile zu machen.
      Erst mal den Kleinkram. Halter für die Kugelumlaufmuttern inclusive Gegenstücke (bei denen noch die zweite Seite gemacht werden muss)
      Grüße,
      Klaus
    • Mittlerweile ist auch das Video zu den Teilen online:


      die 20mm Z Zustellung beim 2D Adaptive war dann doch etwas zu viel. Das will ich der Maschine nicht für den langen Slot der Z-Achse zumuten. Da werde ich wohl in den sauren Apfel beißen und in zwei Zustellungen zu je 10mm durch gehen. Werde noch mal testen ob das dann nicht auch der 8mm Schruppfräser von Gladiumtools geht (bei 20mm war mit dem nix zu holen ohne das die Spindel recht schnell in Überlast ging, aber bei 10mm könnte es gehen). Die kleinen Späne von dem sind bei der Menge an Material die weg muss sicher deutlich angenehmer als die langen Teile die der Normale 6mm erzeugt.
      Grüße,
      Klaus
    • Moin. Die Vibrationen können aber auch von dem Schraubstock her kommen. Die Backen liegen ja nicht auf, die können munter hoch und runter schwingen.
      Ich zumindest nutze den nur fürs grobe. Wenn ich eine schöne Oberfläche haben möchte, wird der Niederzug oder die Vakuumplatte genommen.

      Gruß Daniel
      Idee -> QCAD-Pro -> Estlcam 11 -> TNG v2 -> PFM2.6

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

    • Der Schraubstock macht eigentlich nen erstaunlich guten Job.
      Hatte anfangs mal nen vergleich der mir zur Verfügung stehenden Methoden zum Spannen gemacht und konnte mit meinem ungeübten Auge keinen signifikanten Unterschied erkennen. Ohne beschriftung konnte ich nicht unterscheiden welches Teil wie Gehalten wurden.



      Im Zeitraffer sieht / hört man die Probleme auch nicht so deutlich, hier noch mal ein kurzes Stück in "Echtzeit":


      Ich bin mir nach wie vor nicht ganz Sicher was da abgeht, aber auf den Videos siehts für mich so aus, als würde sich der Fräser immer wieder aus dem Material raus drücken und dann kurz nur noch schleifen, was dann so schöne kreisch Geräusche macht.
      Da es nur auf Bewegungen auf der X Achse Auftritt denke ich mal, dass es von der Z Achsen Konstitution kommt. Die wird da einfach zu wabbelig sein. Ich habe da auch immer wieder Probleme, dass sich die Schrauben zu stark ins Holz drücken, bzw immer wieder nachgezogen werden müssen weil das Holz nachgibt. Das Taugt für die Art der Belastung vermutlich einfach nicht. Aber da der Wechsel auf Alu Teile genau diese Probleme adressieren soll werde ich bis dahin einfach um das Problem drum herum Arbeiten.
      Grüße,
      Klaus
    • Das wird ein ganz klassisches (regeneratives) Rattern sein. Zu lösen durch Anpassung von Vorschub und Drehzahl (adhoc) oder Konstruktion. An der dieser bist du ja schon dran:). 20mm Tief ist allerdings auch eine Ansage, dein Werkzeug wird sich dabei substantiell verbiegen. Das geht aber allen Maschinen so;).
    • Ja die 20mm Z sind sportlich. Mehr gibt der Fräser nicht her ;)
      Ich war da bei den ersten Test auch extrem Positiv überrascht wie gut die 1kw Mafell das noch durchzieht. In der Praxis klappt leider dann nicht ganz so Robust.

      Hintergrund ist die Z Achse:


      Da muss ein Slot von 20x90x420mm rein. Mit zwei 10mm Zustellungen sagt mir Fusion ne Laufzeit von etwas über 1h für den Slot voraus. Mit Beschleunigungsrampen wirds vermutlich 1 1/2h werden. Da war die Idee das mit einer Zustellung zu halbieren recht verlockend.
      Grüße,
      Klaus
    • ScorpionTDL wrote:

      Ja die 20mm Z sind sportlich. Mehr gibt der Fräser nicht her ;)
      Ich war da bei den ersten Test auch extrem Positiv überrascht wie gut die 1kw Mafell das noch durchzieht. In der Praxis klappt leider dann nicht ganz so Robust.

      Hintergrund ist die Z Achse:


      Da muss ein Slot von 20x90x420mm rein. Mit zwei 10mm Zustellungen sagt mir Fusion ne Laufzeit von etwas über 1h für den Slot voraus. Mit Beschleunigungsrampen wirds vermutlich 1 1/2h werden. Da war die Idee das mit einer Zustellung zu halbieren recht verlockend.
      Puh, das ist wirklich lang. Was hast du sonst für Schnittwerte? Ich liege da spontan gerechnet deutlich drunter.
    • GuiHue wrote:

      Puh, das ist wirklich lang. Was hast du sonst für Schnittwerte? Ich liege da spontan gerechnet deutlich drunter.
      die 1h sind mit dem 8mm Gladium Schruppfräser gerechnet.

      ist ein 2D Adaptive mit
      RPM: 25000
      Cutting Feedrate 2700mm/min
      Feed per Tooth: 0.054mm
      Optimal Load 0.8
      Max Z Zustellung 10mm

      Mit dem Optimal load muss ich noch mal an nem Test Stück gucken wie viel da bei 10mm Z geht. Da dort die absolute Schmerzgrenze bei 20mm war, gehe ich davon aus das es bei 10mm definitiv passt, ob noch mehr geht muss noch mal austesten.

      Bambusbjoern wrote:

      Das ist es ja, warum Unterfüttern?Ich frage mich warum die Z-Achsen immer so Kompliziert geplant werden.
      Die Z Platte und Kreuzplatte müssen 20mm mehr Distanz bekommen sonst passt die KUS nicht dazwischen. Also an eine der beiden Platten muss mehr Material. Und der Stabilität wegen wollte ich es lieber an der Z Platte haben als an der Kreuzplatte.
      Grüße,
      Klaus
    • ScorpionTDL wrote:

      GuiHue wrote:

      Puh, das ist wirklich lang. Was hast du sonst für Schnittwerte? Ich liege da spontan gerechnet deutlich drunter.
      die 1h sind mit dem 8mm Gladium Schruppfräser gerechnet.
      ist ein 2D Adaptive mit
      RPM: 25000
      Cutting Feedrate 2700mm/min
      Feed per Tooth: 0.054mm
      Optimal Load 0.8
      Max Z Zustellung 10mm

      Mit dem Optimal load muss ich noch mal an nem Test Stück gucken wie viel da bei 10mm Z geht. Da dort die absolute Schmerzgrenze bei 20mm war, gehe ich davon aus das es bei 10mm definitiv passt, ob noch mehr geht muss noch mal austesten.

      Bambusbjoern wrote:

      Das ist es ja, warum Unterfüttern?Ich frage mich warum die Z-Achsen immer so Kompliziert geplant werden.
      Die Z Platte und Kreuzplatte müssen 20mm mehr Distanz bekommen sonst passt die KUS nicht dazwischen. Also an eine der beiden Platten muss mehr Material. Und der Stabilität wegen wollte ich es lieber an der Z Platte haben als an der Kreuzplatte.
      Weiche Größe haben deine Lineawagen/Schienen?
      Idee -> QCAD-Pro -> Estlcam 11 -> TNG v2 -> PFM2.6
    • ScorpionTDL wrote:

      GuiHue wrote:

      Puh, das ist wirklich lang. Was hast du sonst für Schnittwerte? Ich liege da spontan gerechnet deutlich drunter.
      die 1h sind mit dem 8mm Gladium Schruppfräser gerechnet.
      ist ein 2D Adaptive mit
      RPM: 25000
      Cutting Feedrate 2700mm/min
      Feed per Tooth: 0.054mm
      Optimal Load 0.8
      Max Z Zustellung 10mm

      Mit dem Optimal load muss ich noch mal an nem Test Stück gucken wie viel da bei 10mm Z geht. Da dort die absolute Schmerzgrenze bei 20mm war, gehe ich davon aus das es bei 10mm definitiv passt, ob noch mehr geht muss noch mal austesten.
      ich habe mir angewöhnt die Eingriffsfläche in etwa konstant zu halten. Schnittdaten waren ähnlich, jedoch weniger Drehzahl. Du kannst ggf den Verbindungsvorschub noch hochsetzen. Fräser unten halten machst du ja schon. Beidseitig fräsen dürfte deine Maschine nicht so witzig finden, wäre aber zu testen.
    • Ich würde gerne den Verbindungsvorschub auf G0 Geschwindigkeit setzen, aber da macht mir Estlcam einen Strich durch die Rechnung, das bremst leider bei Geschwindigkeitsänderungen immer auf 0 runter bevor es auf die Zielgeschwindigkeit geht. Das kostet mehr Zeit als es bringt. Das wird wohl irgendwann auch mit der Hauptgrund sein das ich mir ne neue Steuerung suche, so langsam geht mir das echt aufn geist.......

      Beidseitig hatte ich schon getestet, kommt nicht so gut.
      Ich werde einfach in den sauren Apfel beißen und das so laufen lassen, ist ja nur einmal ;)
      Grüße,
      Klaus
    • Nein Estlcam kennt G64 nicht.
      Es ist auch egal woher die Geschwindigkeitsänderung kommt, laut Christian kann aufgrund von internen Mechanismen eine Änderung der Geschwindigkeit nur durch ein abbremsen auf 0 und neues Beschleunigen erfolgen.

      Es kommt etwas auf die Operation an ob es auffällt oder nicht. Bei Adaptive sachen ist es absolut tödlich. Bei einer einfach Kontur wo man am besten noch mit nem Plunge rein geht fällt es meist gar nicht auf.

      Das Video hier zeigt das Problem recht deutlich anhand von einem einfachen verfahren der Y achse mit
      G0 X10 Y10
      G1 Y100 F2000
      G1 Y200 F3000
      G1 Y300 F4000
      G1 Y400 F5000


      eigentlich sollte er da ohne Pause durch laufen. Wie gesagt, das nervt mich mittlerweile so, dass ich ernsthaft über eine neue Steuerung nachdenke. Nur erst mal müssen jetzt die Holzteile raus und dann mache ich mir Gedanken was als alternative in Frage kommt. Zu viele Baustellen auf einmal taugen nix ;)
      Grüße,
      Klaus
    https://www.daswetter.com/