Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Der chaotische Hauptfaden

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Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Propeller » Do 4. Jan 2018, 17:56

Hallo Gemeinde,
eigentlich reizt mich das Thema schon lange und so möchte ich meinen aktuellen Fund nutzen, um mich am Einstieg ins Thema CNC- Fräsen zu versuchen. Bitte verzeiht, wenn meine Fragen dumm erscheinen, da ich ein kompletter Neueinsteiger bin. Natürlich habe ich schon das Orakel befragt, aber das Wissen zu vielen grundsätzlichen Fragen die ich habe, wird anscheinend überall vorausgesetzt. :?
Bei der Maschine selbst handelt es sich um eine spezielle Fräse für Beschlagtaschen usw. in Türen und Fenster, die irgendwer mal nachträglich CNCisiert hat.
Das Grundgerät ist also für meine Zwecke weniger brauchbar, zumal einige Details des Umbaus auch recht windig aussehen.
Meine Überlegung ist, für den Anfang einen kleinen, möglichst günstigen Portalfräsenbausatz ohne Motoren und Steuerung zu kaufen und dafür die Steuerung und die Schrittmotoren zu verwenden. Daher stellt sich für mich zunächst die Frage, ob man hiermit überhaupt noch was anfangen kann:
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Wenn ich das richtig verstehe, dann ist die kleine Platine, die in der Mitte rechts unter den Kabeln verborgen ist, die eigentliche Steuerung, die die Signale an die Schrittmotorsteuerungen weitergibt, welche dann die Last schalten? Die Steuerung hat noch einen breiten Parallelanschluß. Meine Rechner nicht. Kann ich diese Platine einfach durch eine USB- Version ersetzen?
Wie sieht das denn überhaupt softwareseitig aus? Daß ich eine CAD- Zeichnung von einem CAM- Programm erstmal für die Maschine "übersetzen" lassen muß, ist mir klar. Aber irgendwie muß die Fräse doch auch erfahren, wie groß der Rohling ist und wo sich die Werkzeugspitze befindet? Macht man das im CAM-Programm? Geben die Schrittmotoren eigentlich eine Information zurück, wo sie stehen oder zählt die Steuerung nur stumpf die Schritte und muß sich darauf verlassen, daß sie auch ausgeführt wurden?
Hier mal die Schrittmotoren und deren Ansteuerung.
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Gibt es ein empfehlenswertes Buch, wo man als Anfänger vom Urschleim an in das Thema eingeführt wird? Ich hatte mir "Das CAD, CAM & CNC-Workbook" rausgesucht, aber 169 Seiten erscheinen mir recht dünn für den Preis...
Vorab schonmal herzlichen Dank für Eure Geduld und Eure Hilfe!
beste Grüße
Peter
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Harley » Do 4. Jan 2018, 18:15

Hi,
besorg Dir die Make Hefte, ab 01/2017 wird der MaxiPosi beschrieben, mit allen Grundlagen.

Gruß,
Harley
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon jodurino » Do 4. Jan 2018, 18:27

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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Botanicman2000 » Do 4. Jan 2018, 20:04

Hallo


also die Steuerung würde ich zerpflücken und neu machen, so sieht da sGrausam aus.
Also das was du als Steuerplatine bezeichnet ist das BOB Breakoutboard.

Die Vorgehensweise ist so das du die Zeichnung vom Cad programm mit dem CAM Programm öffnest.
Dort wird die Frässtrategie festgelegt. Also aussenkonturen , innenkonturen Taschen Löcher und so fort. Auch welchen Fräser und die Schnitgeschwindigkeiten werden dort festgelegt.
Fräserwechsel beispielsweise von Schruppen auf Schlichten.
Das Cam generiert dann den sogenannten G-Code, aus diesem macht dann die Maschinensteuerung zb Mach3, ESTLCAM oder wie sie alle heissen die Steuerbewegung.
Das Steuerprogramm kennt quasi die Maschinengrösse welche Spindeln mit welcher Steigung wo sitzen. Diese DAten werden im sogenannten Postprozessor abgelegt. Auch werden dort Daten wie welche Endstufe an welchem eingangspin hängt und nicht zu vergessen die Endschalter wovon jede Achse minimum 2 braucht.
Machst du eine Referenzfahrt dann fährt das Programm die Achsen bis in alle Endschalter und weis somit wie gross die Fräse ist.

Dann wird es ernst.
Du lädst in die Maschinensteuerung den G-code und das Programm generiert die Steuerbefehle welche per LPT USB oder Ethernet ans Bob gesendet werden. Das Bob dient nur dazu die Signale vom Rechner auf die Endstufen zu verteilen.


Gruß Uwe
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Propeller » Do 4. Jan 2018, 20:45

Besten Dank! Die Buchbestellung ist raus und nach den Heften werde ich mal Ausschau halten.
@UWE: Das habe ich, glaube ich, nicht ganz verstanden: Das CAM- Programm übernimmt nicht die Steuerung der Maschine, sondern übergibt den G-Code an ein Steuerungsprogramm?
Also CAD-->CAM-->Steuerprogramm? Warum faßt man sowas nicht in ein Programm zusammen?
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon ferdimh » Do 4. Jan 2018, 20:48

Also CAD-->CAM-->Steuerprogramm? Warum faßt man sowas nicht in ein Programm zusammen?

Damit man die Tools getrennt austauschen kann. Das Steuerprogramm ist auf die Fräse angepasst, das CAM-Tool ist generisch und das CAD-Tool wird vom Zeichner vorgegeben, der sich gerne mal weniger dafür interessiert, womit das jetzt gebaut wird.
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Propeller » Do 4. Jan 2018, 20:59

Da es ja eine große Zahl Eigenbau- und Käsefräsen gibt vermute ich mal, daß es die Steuerprogramme bestimmt fertig gibt und man sie nur noch an die Hardware anpassen muß?
Erschwerend kommt noch hinzu, daß bei mir alles unter Linux läuft.
*seufz* Na, da bin ich ja mal gespannt, auf was ich mich da eingelassen habe. :shock:
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon ferdimh » Do 4. Jan 2018, 21:09

Erschwerend kommt noch hinzu, daß bei mir alles unter Linux läuft.

LinuxCNC kann ich an sich weiterempfehlen...
Da es ja eine große Zahl Eigenbau- und Käsefräsen gibt vermute ich mal, daß es die Steuerprogramme bestimmt fertig gibt und man sie nur noch an die Hardware anpassen muß?

Hier muss man zwischen Spielzeug (mach3, linuxCNC), Kinderspielzeug (grbl) und ernsthaftem Material (mit leider vollproprietärer Steuerung und Spezialhardware) unterscheiden.
Die primitiven Fräsen mit Schrittmotoren kann man mit diversen mehr oder weniger guten Steuerungen zum Laufen bringen. Zu professionellen Fräsen mit Servomotoren, die auch ernsthaft Vorschub können und trotzdem Präzise arbeiten gehören ganz andere Steuerungen, die jeder Hersteller für sich baut. Der kleinste gemeinsame Nenner ist hier sehr klein, dafür kann man damit Dinge machen, die - nunja - eindruckvoll sind.
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Attimus » Do 4. Jan 2018, 21:13

Ich bin in diesem Thema zwar nicht wirklich drin, aber da es mich grundsätzlich interessiert hab ich ein paar Links parat die vielleicht helfen!

Erstmal vom alten Tony (dieser Channel ist generell sehr zu empfehlen!)
CNC Dummies For Routers
CNC Basics 2
Bei den Videos findet man auch wie er seine Fräse baut...

Und dann kenne ich noch den Channel von EndCNC:
https://www.youtube.com/channel/UCP_zryLiphD1PNDt4DP3XWA/videos


Das ist vielleicht etwas viel auf einmal, aber ich denke die sind ein guter anfang!
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Geistesblitz » Do 4. Jan 2018, 21:36

Also ich verwende grbl, das ist eine Firmware die man auf einem Arduino laufen lassen kann. Die kann eigentlich alles, was man als Hobbyist so braucht, kann aber nur 3 Achsen ansteuern (für mehr mpüsste man den Code, der Open Source ist, umschreiben). Für den PC braucht man nur noch ein Programm zum manuellen Verfahren, Parameter einstellen und Datei senden (zB. Universal G-Code Sender, gibnt aber noch zig andere). Das läuft dann alles über den USB-Anschluss, was aber auch manchmal Probleme machen kann, voor allem bei unsauberer Kabelführung und Frequenzumrichtern in der Nähe. Mehr Infos gibts hier: https://github.com/gnea/grbl/wiki

Als Alternative gibt es noch sowas wie den Smooth-Stepper, ein eigenes Board mit Ethernet-Anschluss. Kostet ein gutes Stück mehr, ist dafür aber auch deutlich leistungsfähiger und störsicherer. Hier gibts Infos dazu: https://warp9td.com/index.php/products

Hier nochmal was ähnliches: http://cncdrive.com/UC300ETH.html

Die Endstufen sehen soweit in Ordnung aus, was hat der Ringkerntrafo für Daten? Die Schrittmotoren sind auch nicht schlecht, schön hohes Drehmoment.

Wegen CAD/CAM: guck dir mal Fusion 360 an, das ist ein professionelles CAD/CAM-Programm wo man richtig wie in herkömmlichen CAD-Programmen Bauteile erstellen kann. Das beste ist, dass es für Hobbyanwender kostenlos nutzbar ist, allerdings werden deine Modelle stets in eine Cloud hochgeladen (was aber auch manchmal nicht schlecht ist). Ich finde es eigentlich recht intuitiv anwendbar, auch das CAM-Modul ist recht leistungsfähig, wenn auch es manchmal etwas eigenwillig ist. Mit der Zeit kommt man aber dahinter, wie man was löst, zur Hilfe gibt es auch tonnenweise Tutorials im Netz und auf Youtube. Seit ich mich da mal ein bisschen eingearbeitet hab arbeite ich jedenfalls ganz gerne damit. Man kann dort auch sein Rohmaterial modellieren, wenn man ganz effizient sein will, meist reicht es aber einen quaderförmigen oder zylindrischen Rohling anzunehmen.
Zu dem Programm Fusion 360 und dem Thema CNC an sich gibt es auf dem Youtube-Kanal NYCCNC immer sehr interessante Videos, der John ist da so vom Typ "learning by doing" und hat mittlerweile schon ein recht beachtliches kleines Unternehmen aus seinem Hobby gemacht. Hier kannst ja mal reinsehen: https://www.youtube.com/channel/UCe0IyK ... TjsxjvyHPg

Wie gesagt, das CAM-Programm erstellt nur den G-Code, welcher vom steuerungsabhängigen Postprozessor des CAM-Programms erzeugt wird. Es gibt auch einen Postprozessor für grbl, der bei mir schon für gute Ergebnisse gesorgt hat.

Stell dich aber darauf ein, dass du viel wirst lernen müssen. Ich mach das jetzt schon seit über 4 Jahren in dem Hobby tätig und es gibt immernoch haufenweise Kram zu entdecken. Allein schon die optimalen Fräsparameter für die verschiedenen Werkzeuge und Materialien herauszufinden, ist eine Wissenschaft für sich. Oft ist es auch so, dass man nicht mit seiner ersten Fräse gleich völlig zufrieden ist, ich hab auch schon mehrere gebaut.
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Propeller » Fr 5. Jan 2018, 13:44

Danke.
Ich schaue mich gerade nach einem Fräsenbausatz um. Es muß nichts überwältigendes sein, sondern nur für Holzbearbeitung mit einer Genauigkeit von ca. 5/100mm taugen. Ich möchte damit in erster Linie lernen und später, wenn ich klarkomme und weiß, worauf es ankommt dann "was ordentliches" kaufen.
Die Frage ist, worauf ich achten muß.
Taugt z.B. sowas hier für die ersten Schritte?
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Sir_Death » Fr 5. Jan 2018, 14:08

5/100 fürs lernen? - also wenn ich vor hätte mir sowieso mal was besseres zu leisten, würde ich meine genauigkeitsforderung für die erste Maschine auf 5/10 reduzieren - und da ist das gezeigte sicher ok. - vielleicht kann das Ding sogar genauer.
Aber Holz habe ich noch nie genauer als mit dem Maßstab möglich bearbeiten müssen - und da bin ich froh, wenn ich auf 5/10 hinkomme.
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Propeller » Fr 5. Jan 2018, 14:38

Nuja, die Maschinen werden ja gern und oft mit einer Wiederholgenauigkeit von 2/1000 mm beworben. Demnach sind diese Angaben Blödsinn? (würde mich sowieso wundern, wenn die Mechaniken nicht schon mindestens im 1/10mm Bereich nachgeben würden)
Wenn ich eine Gitarre bundiere, dann strebe ich bisher eine Genauigkeit von 5/100 an. Aber Du hast recht: Nötig ist das bei Holzarbeiten in der Regel nicht.
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon ferdimh » Fr 5. Jan 2018, 14:55

Das Kunstwort heißt WIEDERHOLGENAUIGKEIT.
Das heißt nicht, dass die Maschine so genau arbeitet, sondern dass das nächste Stück bei gleichen Bedingungen genauso falsch wird...
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Propeller » Fr 5. Jan 2018, 15:10

Großartig. :lol: Aber theoretisch müßte es ja möglich sein, Ungenauigkeiten durch elastische Verformungen der Maschine am ersten Werkstück zu messen und dann den Datensatz anzupassen.
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Geistesblitz » Fr 5. Jan 2018, 15:12

Außerdem hat man eigentlich immer mit dem Wegbiegen des Fräsers zu tun, daher gibt es ja auch Schruppen und Schlichten. War auch schon erstaunt, als ich mal denselben Schlichtgang zweimal hintereinander ausgeführt hatte, dass da trotzdem noch Material abgetragen wurde (hatte vorher 0,1mm radiales Aufmaß stehen lassen). Wenn man sowas alles bedenkt kann man aber schon recht genau arbeiten. Die 5 Hundertstel würde ich meiner Maschine bei korrekter Verwendung durchaus zutrauen, obwohl sie eine nicht wirklich optimale Eigenkonstruktion ist.
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon ferdimh » Fr 5. Jan 2018, 16:05

Großartig. :lol: Aber theoretisch müßte es ja möglich sein, Ungenauigkeiten durch elastische Verformungen der Maschine am ersten Werkstück zu messen und dann den Datensatz anzupassen.

Ja, und deswegen ist die auch interessanter als die absolute Genauigkeit. Nur ist man halt dann wieder da, wo man mit konventionellen Maschinen auch ist: Messen, Fräsen, Messen, korrigieren...
Das ist möglich, aber man sollte das nicht aus den Augen verlieren.
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Propeller » So 7. Jan 2018, 20:28

Bei mir steht ja noch so eine Russenfräse herum, die ich ursprünglich mal verkaufen wollte. Da man für solche konventionellen Geräte aber nur noch den Schrottpreis bekommt habe ich sie dann doch behalten.
Was meint Ihr: Wäre das eine Überlegung wert, das Ding auf CNC umzubauen? Die Führungen sind in einem sehr guten Zustand und die Handspindeln sind auch soweit ok. Die Frage ist nur, wie man sowas umsetzt. Einfach die Originalantriebe der Achsen anzapfen und Schrittmotoren dran? Kriegt man das ausreichend spielfrei?
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Peter
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Christian Knüll » So 7. Jan 2018, 20:43

Hallo,

das Spindelspiel kannst du ganz einfach durch vor- und zurückdrehen des Handrads ermitteln und an der Skala ablesen.
Ggf. die Tischklemmung zuvor anziehen - oder nach Gefühl ab wann Widerstand kommt.

Falls nennenswertes Spiel drinnen ist (und das wird es in der Regel sein) wird der Umbau halt relativ aufwändig und teuer.
Für so ein Teil dürfen es schon etwas dickere Kugelumlaufspindeln sein. Ziemlich große Motoren und Endstufen werden so oder so fällig.

Christian
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Propeller » So 7. Jan 2018, 20:49

Wie man das Spiel ermittelt ist mir klar. Meine Frage zielte eher darauf ab, ob man bei solchen Maschinen die originalen Spindeln überhaupt verwenden kann.
Von wieviel Nm sprechen wir denn bei den zu verwendenden Schrittmotoren ca?
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon ferdimh » So 7. Jan 2018, 20:54

Das Spiel der Spindeln wird der Idee ziemlich schnell den Garaus machen, das muss verdammt wenig sein.

Aber, was mich viel mehr interessiert: Wo kriegt ihr Werkstätten her, wo sowas reingeht?!

Und, tu dir einen Gefallen. Versuche hier Schrittmotoren zu vermeiden. Die müssen MASSIV überdimensioniert werden, damit sie das Ding sicher antreiben. Servoantriebe, die kuzzeitig überlastbar sind, sind hier deutlich im Vorteil, Motoren und Encoder werden immer billiger, zu den Steuerungen kann ich noch nichts sagen - die habe ich schon aus Prinzip bisher selbst gebaut. Aus der Hand kriegt man ~10Nm gedreht, das sollte Auslegungsgrundlage sein.
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Anse » So 7. Jan 2018, 21:26

ferdimh hat geschrieben:Das Spiel der Spindeln wird der Idee ziemlich schnell den Garaus machen, das muss verdammt wenig sein.
Bekannte CNC-Steuersoftware kann Spiel kompensieren. Bei Kleine Fräsern fällt das auch gar nicht auf.
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Wurstblinker » So 7. Jan 2018, 21:34

Bekannte CNC-Steuersoftware kann Spiel kompensieren. Bei Kleine Fräsern fällt das auch gar nicht auf.


Stimmt, die sind ab bevor man was vom Spiel merkt :lol:
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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon jodurino » So 7. Jan 2018, 23:36

ferdimh hat geschrieben:Das Spiel der Spindeln wird der Idee ziemlich schnell den Garaus machen, das muss verdammt wenig sein.

Aber, was mich viel mehr interessiert: Wo kriegt ihr Werkstätten her, wo sowas reingeht?!

Und, tu dir einen Gefallen. Versuche hier Schrittmotoren zu vermeiden. Die müssen MASSIV überdimensioniert werden, damit sie das Ding sicher antreiben. Servoantriebe, die kuzzeitig überlastbar sind, sind hier deutlich im Vorteil, Motoren und Encoder werden immer billiger, zu den Steuerungen kann ich noch nichts sagen - die habe ich schon aus Prinzip bisher selbst gebaut. Aus der Hand kriegt man ~10Nm gedreht, das sollte Auslegungsgrundlage sein.


Hallo
also wegen dem Platz wäre ganz Einfach, Du wirst mein neuer Nachbar.

Bei meiner Portalfräse hatte ich auch massiv das Problem das bei Richtungswechsel die kleinen Fräser abgebrochen sind.
Und bei ausfräsungen zB bei Fenster das die Abfallstücke sich gelöst und verkantet haben, bye bye Fräser.
Die Wiederholgenauigkeit habe ich mit Referenzschalter erreicht, die würden bei jeden Start erst mal angefahren.

Was mich interessieren würde heute wäre ein Programm mit dem ich recht schnell meine Ideen visualisieren kann.
Mir reichen Skizzen aber man hat ja noch " Umfeld" die es immer genau brauchen.

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Re: Kopfüber ins CNC-Thema oder: Wie nutze ich meinen Fund?

Beitragvon Propeller » So 7. Jan 2018, 23:41

@Ferdimh: Uih, der Preisunterschied zwischen Servo- und Schrittmotoren ist aber heftig!
Ich habe mich mal ein wenig umgeschaut. Offenbar ist es weit verbreitet, die kleine Bohrfräse BF 20 L von Optimum umzubauen. Die Umbausätze , die man dazu fertig kaufen kann haben meistens Schrittmotoren mit 3 Nm für die x und y- Achse sowie knapp 10 Nm für z. Meist Du, daß es was werden kann, wenn man für eine vergleichbare Maschine z.B. 3 Schrittmotoren á 15 Nm nimmt? Oder sind Schrittmotoren grundsätzlich immer Mist? Alle 3 Motoren zusammen sind immer noch billiger als 1 Servomotor und ich muß zumindest ein Bißchen finanziell im Rahmen bleiben.

Was die Werkstatt anbelangt: Das ist der Vorteil, wenn man in der tiefsten mecklenburgischen Pampa wohnt. Meine Werkstatt ist ein ehemaliger Stall, den ich in mehrjähriger Arbeit auf Vordermann gebracht habe. Das teuerste dabei war übrigens der Behördenkram. Dafür habe ich aber nun fast 100m² persönlichen Spielplatz. :)
Ich nehme an, daß hier noch mehr Leute sind, die auf dem Land wohnen und das ähnlich gemacht haben.
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