OSEG Fräse
FROSE2
Beim Projekt Frose2 geht es um den Aufbau einer OSEG-Fräse, mit Verfahrwegen von ca. 100 x 70 x 8 cm. Diese hat eine wichtige Schlüsselfunktion bzw. begünstigt die Weiterentwicklung weiterer OSEG-Projekte, wie zB.:
- allg. Prototypentwicklung
- Werkstatt-Ausstattung für OpenEcoLabs: Selbst-Replikation
- Produktionsmaschine für OpenHardware-Bauteile (wie z.B. UniProKit)
- Projekt LibreSolarBox: Öffnungen i.d. Gehäuseplatten f. Anschlüsse/Stecker
- Projekt OHLOOM: Erstellung von Seitenwandteilen f. Bausätze, als Grundlage f. Kurse (Fortbildung) und Workshop-Veranstaltungen.
- Projekt ZAC+: Reaktionskammern mit Zulauf- u. Abfluss-Kanälen in Plexiglas fräsen.
Als Grundlage für den Aufbau diente der Torso einer alten Isel-basierten CNC-Sondermaschine, welcher sehr günstig erstanden werden konnte und zunächst nur aus dem Grundkorpus sowie der X- und Y-Achse bestand.
D.h. eine Z-Achse war nicht vorhanden und musste völlig neu konstruiert und aufgebaut werden.
Dabei konnten wir auf einem sehr hochwertigen OpenHardware Bauplan aufsetzen von Sebastian End, dem Betreiber eines beliebten und sehr empfehlenswerten Youtube-Channels zum Thema CNC-Fräsen, siehe [1] , dem wir an dieser Stelle nochmals herzlich danken möchten.
Wir haben dabei ein paar kleine Anpassungen an unsere Bedingungen vorgenommen (wie etwa den Bohrlöchern für die Befestigung der Z-Achse am Portal) und alle CAD-Files dazu in das von uns bevorzugte FreeCAD-Format portiert.
Ausserdem wurden an sämtlichen Achsen neue Stepper-Motoren eingebaut und eine dazu passende Steuerung entwickelt, basierend auf einem Arduino Nano mit der OpenSource-Firmware GRBL 1.1. Als Steuerungssoftware nutzen wir bCNC, welche ebenfalls OpenSource ist.
Als Frässpindel kommt eine Kress 1050 FME mit 24000 u/min zum Einsatz.
Die Kreuzplatte
Die Kreuzplatte dient der Verbindung zwischen dem Spindelschlitten und dem Portal bzw. der X-Achse. Diese erfolgt über eine rechtwinklig dazu angeordnete Verbindungsplatte, so dass hier aufgrund von zwei rechtwinkling angeordneten Befestigungsebenen eine besonders hohe Stabilität und Steifigkeit erzielt werden kann.
Die Kreuzplatte benötigt eine Vertiefung für die Spindelmutter und könnte theoretisch aus einem dicken Alustück gefertigt werden - wozu man aber bereits eine CNC-Fräse benötigen würde. Darum wird die Vertiefung hier durch eine Aufdoppelung mit schmalen Aluplatten realisiert, was auch eine Herstellung von Hand ermöglicht bzw. diese etwas vereinfacht.
Kreuzplatte
Verbindungsplatte
Aufdoppelung
Kreuzplatte mit Verbindungsplatte, Aufdoppelung und Spindelmutterblock
Kreuzplatte mit Führungswägen
Komplette Baugruppe
Der Schlitten
Die Schlittenplatte
Die Steppermountplate
Schlitten Baugruppe
Zusammenbau
Die Schlittenplatte ist mittels der Lineartriebe beweglich mit der Kreuzplatte verbunden. Dabei werden die Führungswägen rückseitig mit der Kreuzplatte verschraubt und die Schienen sind am Schlitten befestigt
Der Spindelmutterblock (für den Vortrieb) ist ebenfalls mit der Kreuzplatte verbunden und auf der anderen Seite befindet sich am Schlitten die Spindel nebst Fest- und Loslager, sowie dem Steppermotor.
Montierter Stepper und Festlager d. Kugelumlaufspinde
Die Vorderseite der Schlittenplatte, gesamte Schlitten-Baugruppe
Seitenansicht
BOM
Die Aluplatten sind so gestaltet, dass sie von Hand (mit Ständerbohrmaschine) gefertigt werden können. Bei der Auswahl der Plattengrößen wurde versucht, möglichst solche zu verwenden, die bereits das richtige Standardmaß aufweisen und so keine weitere Nachbearbeitung erfordern. Nur die Platte für die Aufdoppelungen muss einmal mittig durchtrennt werden.
Die für die Z-Achse benötigten Bauteile
Führungswagen
Für mehr Informationen und detailierte BOM (Bill of Materials), hier der Link zur Projektseite auf unserer Wiki Plattform: