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Update für die c't-Hacks-Portalfräse

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Die neue Z-Achsenkonstruktion in Gänze: Durch die "schwimmende" Aufhängung des Z-Schrittmotors spart man einen Gravurtiefenregler.

Die Portalfräse zum Selbstbau aus dem c't-Hacks-Sonderheft 1/2013 hat eine unerwartet gute Resonanz gefunden – einige Leser haben sogar schon ihre Fräse fertiggestellt, obwohl das Projekt als durchaus anspruchsvoll zu bezeichnen ist. Danke an dieser Stelle für die Hinweise auf kleine Fehler in der Mechanik-Stückliste, die wir inzwischen korrigiert haben. Trotzdem: Im Zweifelsfall sollte man sich bei der Materialbestellung immer an die technischen Zeichnungen halten.

Auch wir waren in der Zwischenzeit nicht untätig und haben einige Verbesserungen vorgenommen. Gute Ergebnisse brachte der Austausch der Trapezgewindespindeln auf solche mit 6 mm Steigung: Selbst mit der billigen China-Steuerung (Dreiachs-Treiber für 35 Euro) und "nur" 24V Betriebsspannung erreichen wir nun problemlos eine Verfahrgeschwindigkeit von 2800 mm/min (vorher 1500 mm/min). Bei unserem Musteraufbau haben wir X-und Y-Achse getauscht, so dass ein bequemerer Zugang zum Werkstück von der offenen Frontseite möglich ist. Die Z-Achse haben wir mit vier kompakteren Linearlagern schmaler ausgelegt (135 statt 155 mm), was 20 mm mehr an Verfahrweg in X-Richtung (vorher Y!) bringt.

Z-Achse von der Seite. Der Z-Verfahrweg beträgt mit dieser Konstruktion etwa 50 mm.

Außerdem haben wir uns einen patentverdächtigen Gravur-Tiefenregler ausgedacht: Der Gravur-Anschlag schiebt nun bei Kontakt mit dem Werkstück (z.B. Platine) den Z-Schrittmotor auf seiner Traverse nach oben (siehe Bild). So spart man sich einen teure Gravur-Aufhängung für den Spindelmotor, die nicht unter 200 Euro zu haben ist. Die Konstruktion sollte aus den Bilder ersichtlich sein, demnächst werden wir aber auch die Zeichnungen entsprechend ergänzen. Ein Gravuranschlag ist beim Platinen-Isolationsfräsen und beim Gravieren sehr kleiner Schriften essentiell: Nur so kann man eine gleichmäßige geringe Eindringtiefe (wenige Zehntel mm) des Gravierstichels erreichen -- vor allem, wenn die Platine einmal größer ist: Egal, wie man sie dann aufspannt, sie ist immer etwas wellig oder gebogen.

Unser Gravuranschlag rutscht auf einem unten eingelassenen Nylon-Abstandsröllchen über die Platine oder das Werkstück. Die Staubabsaugung besteht aus einem plattgeklopften Messingrohr.

Der GRBL-G-Code-Interpreter wurde überarbeitet: Die Home-Kalibrierung erfolgt nun schneller und zuverlässiger mit dem G28-Befehl. Außerdem haben wir eine Version für besagte 6-mm-Spindeln online gestellt, die sich als fertig kompiliertes HEX-File mit dem Tool avrdude in den Mini-Arduino "flashen" lässt. Und zu guter Letzt haben wir das LabVIEW-Programm Step2D.vi (geeignet auch für die LabVIEW-Vollversion 6.1 auf der Heft-DVD von c't 11/2007) zum Fräsen von HPGL-Plotdateien und Excellon-Bohrdaten entrümpelt. Es ist nun deutlich einfacher zu bedienen, merkt sich auch die letzten Einstellungen und arbeitet wesentlich zuverlässiger. Für 2D-Fräsarbeiten sollte man keine weitere Software benötigen, womit man hier komplett kostenfrei davonkommt; Voraussetzung ist allerdings ein PC mit Windows XP, auf neueren Betriebssystemen läuft das alte LabVIEW 6.1 leider nicht mehr "rund".

Den G-Code-Interpreter für Arduino und Kompatible, das Fräsprogramm Step2D.vi und die neue Stückliste finden Sie in unserem GIT-Repository.

c't-Portalfräse im Einsatz: Isolationsfräsen, hier noch ohne den Gravuranschlag.

(cm)