Portalfräse

Meine gekaufte Portalfräse
Und wie man die noch verbessern kann

Nur der Vollständigkeit halber zeige ich hier meine Portalfräse. Ich hatte vor, diese selbst zu bauen. Aber nachdem ich an meiner Säulenfräse feststelle, wieviel Zeit man für sowas investieren muß - und ein kompletter Eigenbau würde noch viel mehr Zeit kosten - habe ich mich entschlossen, die Portalfräse fertig zu kaufen.
Aber auch hier wird natürlich erstmal gebastelt, um die Maschine an die eigenen Vorstellungen anzupassen.




Eigentlich sollte es eine Maschine mit Kugelumlaufspindeln sein, aber irgendwie ist mir das viel zu teuer. Gute Kugelumlaufspindeln treiben den Preis gewaltig nach oben. Daher kam mir diese Maschine mit Tapezgewindespindeln grad recht.
Das Teil ist von Privat gekauft, gleich komplett mit PC, Steuerung und Software. Die Maschine hat ein fest stehendes Portal, an dem X- und Z-Achse bewegt werden. Der Tisch verfährt in Y-Richtung. Das feststehende Portal scheint mir persönlich stabiler als ein fahrendes Portal.



Wieso zusätzlich zur Konsolen-(Säulen-) Fräse noch eine Portalfräse?

• Die Säulenfräse ist für maximal 230mm x 100mm (X-Y) gut, kann aber dafür richtige Fräsarbeiten verrichten. In Z kann sie 180mm. Für Gravuren und andere flache Arbeiten ist sie schon aufgrund der niedrigen Spindeldrehzahl kaum geeignet.


• Die Portalfräse fährt größere Wege (X und Y) und soll vor allem flache Teile bearbeiten, gravieren, Leiterplatten fräsen etc.

Wieso Trapezgewindespindeln statt Kugelumlaufspindeln?

• Kugelumlaufspindeln hätten den Kaufpreis der Portalfräse auf das doppelte hochgeschraubt!


• Die Achsen meiner Portalfräse haben ein Umkehrspiel zwischen 0,01mm bis 0,03mm, das man auch noch mittels Software ausgleichen kann. Nach dem Software-Ausgleich ist das Umkehrspiel (und auch die Wiederholgenauigkeit) selbst auf der Mess-Uhr kaum noch ablesbar, also im Bereich um einen halben hundertstel Millimeter.
  Es gibt Leute die nennen sowas "gutgepfuscht", und für jemand der damit Geld verdienen müß ist das auch OK. Aber mal ehrlich, wem das als Freizeitfräser - Heimwerker - Hobbybastler - Modellbauer zuviel Umkehrspiel ist, der weiß wohl nicht so recht wovon er da redet oder hat zuviel Geld.


• Voraussetzung für solche Genaugkeit auf Trapezgewindespindeln sind natürlich erstklassige Spindelmuttern etwa aus Nylatron, ZX-100K oder auch Stahl.
  In dieser Fräse sind Stahlmuttern verbaut.

Ausgerüstet mit einem kräftigen Kress 1050-FME-1 Fräsmotor (5.000 - 25.000 U/min) kann ich von weichen Spanplatten bis Aluminium, Leiterplatten und auch Messing alles bearbeiten. Diesen Fräsmotor mit Minimaldrehzahl 5.000 statt 10.000 kann man bei u.a. CNC-Step kaufen.

    

    Maße der Maschine. 
    Länge   710 mm
    Breite  610 mm
    Höhe    600 mm


    Stabiles Grundgestell, aufgebaut aus 45x45mm und 45x90 mm Maschinenbauprofil (Bosch).
    Nutentisch mit einer Aufspannfläche von 300 x 270 mm.


    Verfahrwege der Maschine: 
    X  290 mm 
    Y  300 mm 
    Z   95 mm

    Die Schrittmotoren (2A) sind mit Klauenkupplungen verbunden an (kugelgelagert)
    X-Achse 16x4 Trapezgewindespindel
    Y-Achse 16x4 Trapezgewindespindel 
    Z-Achse 12x3 Trapezgewindespindel 

    Die Führungen X-Achse, Y-Achse, Z-Achse sind DU Gleitlager die auf Wellen
    (gehärtet und geschliffen) laufen
    X-Achse  16mm, 
    Y-Achse  16mm, 
    Z-Achse  12mm


    Elektrische Leitungen der Maschine sind in einer Schleppleitung verlegt.


    Als Steuerkarte ist eine 3D Step Schrittmotor-Karte bis 2,5A pro Achse eingebaut


    Fräsmotor: Kress 1050-FME-1 / 1050 Watt
    Der Fräsmotor kann über die Software automatisch ein und aus geschaltet werden.
    

    Anschluss der Maschine über Parallelport .


    Endschalter (Referenzschalter) an allen 3 Achsen der Maschine
    

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Da bei mir wenig Platz ist, wird in die Höhe gebaut, unter der Decke steht also der PC.



Darunter Monitor,Tastatur und Maus.
Unter dem Tisch die Steuerung.



Auf dem Tisch die Maschine.


Die etwas magische Beleuchtung stammt mal wieder von 100 bläulich-weißen LED, die in 2 kleinen Neonröhren-Gehäusen untergebracht sind.

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Hier noch einige Detail-Bilder.

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Ich habe gleich mal nach dem Aufbau der Fräse die vielleicht bekannte 8 D-Mark Münze - in doppelter Größe 80mm - gefräst, und das mit einem "riesigen" V-Fräser.



Wie man sieht, arbeitet die Maschine hervorragend. Bilder vom Isolationsfräsen ganz unten.

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Die Maschine hat an jeder Achse nur einen End-(Referenz-)schalter.
Oben ein Schalter, unten keiner.



Rechts ein Schalter, links keiner.

 

Und die elektrischen Kontakte liegen frei, das geht garnicht, geht mir einfach gegen den Strich.

Ich hab dann doch noch an der Maschine gebastelt, an jeder Achse den zweiten Endschalter angebaut, die Kabel etwas versteckt und die Endschalter alle verkleidet.

Also diese tollen Endschalter mit 8mm Federweg und mechanischem Anschlag gibt es im CNC-Laden, dazu noch passende Gummi-Schutzkappen.

Alle Achsen bekamen den zweiten Endschalter.
Hier 4 Schalter zu sehen an X- und Z-Achse, unter der Y-Spindel einer der Y-Endschalter.




Und so sieht das unter dem Nutentisch an der Y-Achse aus, es soll eine Seite (Festlager/Motorseite) als Ansicht genügen.
Hier ist auch gut die Gummi-Schutzkappe zu sehen, die die Kontakte abdeckt.




An den Schaltern der X-Achse muße ich die Schutzkappen "kastrieren", da ich nicht die Plexiglas-Scheiben beschneiden wollte.

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Ich habe auch den Tisch für die Maschine nochmal umgebaut, die Maschine steht nun noch mehr schräg in den Raum und ist damit besser zu handhaben.
Die Steuerung kam jetzt doch oben ins Regal.
Nebenbei wurde eine ordentliche Kabelschleppkette angebracht.




Zu guter letzt bekamen alle Profilnuten ein Abdeckprofil aus schwarzem Kunststoff. So können die Späne nicht mehr in die Nuten fallen, und man spart Zeit beim saubermachen der Maschine.






Die Abdeckprofile hab ich wieder mal bei eBay gekauft.

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Bevor es an Spanabsaugung ,   Tiefenregler ,   Werkzeuge   geht, ist erst mal wieder die Säulen-Fräse dran, die ja auf ihre Fertigstellung wartet.

Die Portalfräse bekommt auch noch eine neue CNC-Steuerung und ein Handrad-Pult.



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Isolationsfräsen

Isolationsfräsen:   Hier die erste auf dieser Maschine angefertigte Leiterplatte.













Und noch eine. Wie man sieht, sind durchaus Leiterbahnen zwischen zwei IC-Kontakten (2,54 mm) möglich.







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