Hier geht’s zu Teil 1.

Motortausch

Nachdem der Rausch von hohen Spitzendrehmomenten und guten Preis des 1kW AC Servo abgeklungen war, stellte sich nüchtern betrachtet ein deutliches Kräfteungleichgewicht dar. Auf gut Deutsch: Der Servo ist zu stark für das Harmonic Drive Getriebe.

Bei einem maximal zulässigen Kollisionsdrehmoment des HDs von 284 Nm (= ab hier permanenter Schaden) und einer Untersetzung von 1:100 benötigt es Eingangsseitig also maximal 2,84 Nm. Der 1 kW Servo schafft spitze 9,26Nm… die 750W Version immer noch 7,71 Nm und auch die 400W Version hat mit 3,81 Nm noch ausreichend Reserve.

Durch den Tausch können wir insgesamt etwas kompakter bauen. Der „große“ Bruder ist aber nicht umsonst den weiten Weg aus China zu uns gereist und wird demnächst wohl an der X oder Z Achse seine neue Bestimmung finden.

Motorhalterung v2

Kleinerer Motor, neue Halterung. Aufgrung der Axialen Freizeit des HD Antriebs sowie der definierten Ausrichtung werden wir auf eine Wellenkupplung verzichten und den Antrieb direkt vornehmen.

Damit das Teil etwas spannender wird gibt es ein Fillet sowie Löcher für Senkschrauben. Material bleibt voraussichtlich POM, ein passendes Halbzeug sollten wir noch haben.

Alles Dicht?

Tipp vom hauseigenen Maschinenbauer (Fabian): Dichtung einbauen. Das hält die Späne draußen und sollte der Lebensdauer des Getriebes zuträglich sein. Klingt logisch, wird also gleich mit umgesetzt.

Da es kein fertiges CAD Modell gab, hier eine grob modelierte V-Ring Dichtung.

Flansch

Damit der Schraubstock auf der Abtriebsseite des Harmonic Drive Getriebes installiert werden kann, wird noch ein passender Flansch benötigt. Für ein anderer Projekt (Futterflansch Drehmaschine) hatten wir bereits zwei größere GG Ronden bestellt, die wir jetzt für die 4. Achse zweckentfremden können.

Mit montiertem Zentrischspanner sieht die Konstruktion dann folgendermaßen aus…

Der Schraubstock kommt von Xin Dian Precision, hört auf den Namen H67-F-90L und kommt ca. auf 250 Euro. Für das Geld bekommt man nicht mal einen gebrauchten Schruabtsock von Lang und Konsorten… Mal schauen, was in Sachen Leistung geboten wird.

Die Backen lassen sich drehen, sind austauschbar und können auch gegen einfach selbst herzustellende weiche Backen ersetzt werden (Rot).

Auf der Maschine haben wir sogar zwei Optionen für die Befestigung. Konstruktionsbedingt kann die X Achse über das Tischende hinaus verfahren. So könnte die 4. Achse auch dauerhaft montiert bleiben.

Kurz zum Harmonic Drive

Hinter dem Harmonic Drive steckt ein geniales Prinzip. Über eine Antriebswelle wird ein Stahlbecher mit Außenverzahnung verformt und gegen einen Ring mit Innenverzahnung gedrückt. Die Innenverzahnung besitzt dabei weniger Zähne als die Außenverzahnung, was durch die elytische Bewegung zu einer Drehung auf der Abtriebsseite führt.

Es wird dabei relativ immer um zwei Zähne versetzt und insgesamt sind immer eine Vielzahl an Zähnen im Eingriff.

Ergebnis ist eine ruckfreie und sehr genaue Drehbewegung ohne Umkehrspiel.

Wiki / Jahobr

Sollte man wissen

• HD Getriebe können auch rückwärts laufen (Also Abtriebseitig auf die Antriebsseite). Sie sind nicht selbsthemmend! Je nach Anwendung ist eine Bremse nötig.
• Es gibt sehr flach bauende voll integrierte Servo-Getriebe-Lager Kombinationen vom Hersteller Harmonic Drive AG mit denen man sehr einfach eine 4. + 5. Achse bauen kann. Leider sehr teuer, manchmal bei eBay gebraucht für ca. 1.200 Euro zu finden.
• Baureihen xxx-CP, xxx-UH , xxx-ULW, xxx-M, xxx-H, etc. besitzen ein eingebautes Kreuzrollen bzw. 4-Punkt Lager auf der Abtriebsseite, was eine Integration deutlich vereinfacht.

Komponenten

Kleine Übersicht der Komponenten mit ein paar Detailansichten.

Gehäuse

Ein dicker Klotz aus GGG40 bzw. EN-GJS-400-15 mit Bearbeitung von drei Seiten. Guss dämpft vibrationen, lässt sich gut bearbeiten (bis auf die Sauerei) und ist ausreichend stabil. Unser Maschinentisch besteht aus dem gleichen Material.

Auf der Unterseite befindet sich eine Nut zum Einsetzen eines Nutensteins. Damit lässt sich das Gehäuse einfach an den Tischnuten ausrichten um die Rüstzeit zu verringern.

Motorhalterung

Hier steht die Wahl des Materials noch aus. Möglicherweise nehmen wir POM, Alu wäre aber auch eine Option.

Welle

Motor und Harmonic Drive haben unterschiedliche Wellen-Durchmesser, entsprechend muss ein kleines Drehteil mit Ausfräsungen her. Wir adaptieren von 19mm auf 11mm.

Harmonic Drive HFUC-25-100-2UH-SP

Das HD kommt gebraucht von einem Industrie-Händler aus Österreich. Variante HFUS kommt bereit mit einem eingebauten Abtriebslager, bei dieser Variante ein Kreuzrollenlager. CAD Modell: Harmonic Drive AG.

Kleine Aufschlüsselung der Typbezeichnung aus dem Hersteller-Datenblatt.

• HFUC
• 25 = Baugröße
• 100 = Untersetzung (1:100)
• 2UH = Integrierte Abtriebslagerung (Kreuzrollenlager)
• SP = ?

Leadshine EL6 / Stepper-Online T6 Servomotor 1 kW

Auch das Thema AC Servomotor ist schon länger im Gespräch. Als wir vor 10 Jahren mit dem Bau der Maschine begonnen hatten war der Markt noch recht klein und Motoren/Regler für den Hobbybereich zu teuer. Das hat sich mittlerweile geändert.

• Leistung 1,0 kW
• Drehmoment 3,19 bzw. 9,26 Nm
• Drehzahl 3.000 bzw. 5.000 U/min
• Encoder 17bit
• Bremse 3,2 Nm

Da Harmonic Drive Getriebe auch rückwärts Kraft übertragen können (genauer: umgekehrt von Ab auf den Antrieb), haben wir uns für einen Motor mit Bremse entschieden.

Ein paar Daten

Drehmoment

Laut Tabelle vom Hersteller gelten folgende Grenzen für unser Harmonic Drive (HD):

• Wiederholbares Spitzendrehmoment: 157 Nm
  Also die Kraft die regelmäßig und ohne Schäden erreicht werden kann.
• Durchschnittsdrehmoment: 108 Nm
  Um die angegebene Lebensdauer zu erhalten, sollte dieses Drehmoment im Durchschnitt eingehalten werden.
• Kollisionsdrehmoment: 284 Nm
  Ende Gelände, ab hier nimmt das Getriebe permanenten Schaden. Maximal zulässiges Drehmoment z.B. bei einem Crash oder einem Not-Aus.

Der Motor ist laut Hersteller mit 3,2 Nm bzw. einem Spitzendrehmoment von 9,5 Nm angegeben. Zusammen mit der Untersetzung von 1:100 durch das HD ergibt sich somit theoretisch ein Drehmoment von 950 Nm, was deutlich über der zulässigen Kraft liegt. Entsprechend werden wir den Motor in seiner Kraft abriegeln.

Kurze Info noch zur elektromagnetischen Bremse – diese ist NC, also normal geschlossen und hält die Position der Welle mit max. 3,2 Nm. Nach der Untersetzung also 320 Nm und auch damit deutlich über dem Kollisionsdrehmoment des Getriebes. Entsprechend werden wir den Motor in seiner Leistung reduzieren, eventuell sogar auf die 750W Variante umsteigen.

Geschwindigkeit

Mit Fett- und Ölschmierungen sind Antriebsdrehzahlen von 5.600 bzw. 7.500 U/min zulässig, der Motor liefert 3.000 bzw. im erweiterten Bereich 5.000 U/min. Damit sind Abtriebsseitig 30 bzw. 50 U/min möglich und eine Umdrehung der Achse dauert somit 2 bzw. 1,2 Sekunden.

Wie geht es weiter?

Aktuell warten wir auf die Komponenten aus Österreich, China und Deutschland. Sobald das Material da ist geht es auch schon an die Bearbeitung der Bauteile… Bald mehr an dieser Stelle.

Uns war schon länger klar, dass wir das Thema Absaugung noch mal aufgreifen mussten. Seit dem Umstieg auf die HSD Spindel war unser altes Absaugkonzept hinfällig geworden. Einmal wegen der Maße, und zum Anderen wegen dem automatischen Werkzeugwechsel.

Unser Ansatz für einen simplen automatischen Absaugschuh…

Material

Hier eine kurze Auflistung des Materials. Hinzu kommen noch diverses Kleinzeug wie Schrauben und Klebstoff.

Die Konstruktion

An sich recht simpel. Die „neue“ HSD Spindel mit der langen Nase ist bietet ca. 100mm Weg für einen Absaugschuh, den wollten wir durch einen niedrigen Aufbau möglichst nutzbar machen. Theoretisch lässt sich der Absaugschuh auch unter die Spindelnase verfahren, die zusätzliche Abstützung durch die Spindel wollten wir jedoch nutzen.

Für die Führung kommen Igus Drylin® Lager und Schienen zum Einsatz. Diese sind wartungsfrei und Staub/Späne können sich nicht am Schmiermittel verfangen, da es schlichtweg keins gibt.

Hier noch mal die Hebevorrichtung im Detail. Orange Bauteile sind aktuell aus 20mm PMMA hergestellt. Technisch sind mit dieser Bauart zwei Betriebsarten möglich: Heben und Senken mit Druck auf feste Positionen oder Heben mit Druck und frei schwebend.

Herstellung

Damit der Absaugschuh das Geschehen nicht vollständig verdeckt besteht die Basisplatte aus 20mm PMMA (Plexiglas). Mit etwas Geduld lässt sich das Material recht gut mit unserem 80W CO2 Laser bearbeiten… Natrülich sind die Schnittkanten nicht glänzend poliert wie bei der Bearbeitung von Material bis zu 10mm, für diesen Anwendugszweck war das jedoch egal.

Auch die Halterung der Konstrktion haben wir zunächst aus Plexiglas hergestellt. Einerseits als Prototyp, andererseits als Kraftbegrenzung. Sollte sich das Absaugschuh verhaken sorgt das Bauteil für eine einfach zu erneuernde Sollbruchstelle. Später werden wir das Teil wohl noch mal aus Aluminium herstellen.

Hier die erste Anprobe. Das Gewinde für den Pneumatikzylinder haben wir direkt ins Plexiglas geschnitten. Auf dem Foto erkennt man noch einen kräftigen Ausrichtungsfehler durch den verlaufenen Laserschnitt. Mit etwas Schleifpapier konnte das jedoch einfach korrigiert werden.

Drossel vs. Druckminderer

Einen extra Druckminderer für den Absaugschu wollten wir uns sparen und somit nutzen die vollen 6 bar Betriebsdruck der Maschine. Bei 16mm Kolbendurchmesser wird eine Kraft von ca. 120 Nm bzw. 12 Kg erreicht, was für diesen Zweck gleichzeitig ausreichend aber und nicht exzessiv zu viel ist.

Nich ideal ist jedoch die Verfahrgeschwindigkeit – der Zylinder stempelt ordentlich in die Endlagen. Abhilfe schafft hier eine Zuluftdrossel auf beiden Anschlusseiten des doppeltwirkenden Zylinders.

Bürstenleiste

Die mit viel Vorsicht eingebrachten Gewinde entlang der Kontur kamen doch nicht zum Einsatz. Unsere erste Idee, die Bürstenleiste zu durchbohren und anzuschrauben, mussten wir leider wieder verwerfen. Am Ende haben wir beides mit Klebstoff (Acrifix Acrylglaskleber) zusammengefügt, soweit scheint es zu halten.

Montage und Test

Passt wie angegossen! Durch die Verstellung des Mitnehmers lässt sich die maximale Tiefe einstellen. Der obere Anschlag ist durch die Maschine definiert. Damit wir den maximalen Verfahrweg erreichen können muss die Z-Bodenplatte noch umgearbeitet werden.

Viellcht hat der ein oder andere ihn bemerkt und sich gefragt, was es mit dem Spiegel an der Maschine auf sich hat?! Dieser ist noch von der aktuell laufenden Vermessung des Steigungsfehlers montiert… Hierzu demnächst in einem gesonderten Artikel mehr.

Und am Ende natürlich noch ein Video
Mit der Zuluftdrossel lässt sich die Verfahrgeschwindigkeit sehr fein einstellen.

Testlauf

Damit sich die Konstruktion einlaufen kann und später im Betrieb keine Probleme macht gab es heute den ersten trochenen Testlauf. Die Motoren mussten bei ausgebauter Spindelmutter 1 Stunde GCODE abarbeiten.

Hier mit offener Abdeckplatte:

Luft?!

Da ist definitiv keine Luft mehr. Als wir kürzlich die Stahlplatte auf dem Maschinengestell neu ausgerichtet haben, hatten wir nicht mit so einem geringen Spaltmaß gerechnet.

„Ja, war beim konstruieren schon alles sehr eng da“

OTon Fabian

Auf der anderen Seite haben wir jedoch noch etwas Spielraum, den wir nutzen werden.

Anschlusskästen Achsantriebe

Die originalen Steckverbinder der Leadshine Hybrid-Stepper (/Servos) hatten wir bereits gleich zu Anfang ausgetauscht. Zum Anschluss gibt es je Achse ein Alugehäuse, was jedoch etwas wuchtig geraten war. Auch bei den Ausschnitten wurde mangels Fräse… na ja, sagen wir mal „improvisiert“.

Alles neu macht der Mai! Und so gab es einen Satz neuer Alugehäuse von Hammond Electrics:

Auch bei den Kabeln diesmal keine halben Sachen. Alles wird ordentlich mit Schrumpfschläuchen befestigt. Und auch die Erde wird diesmal angeschlossen. Gerade im Hinblick auf den baldigen Umstieg von 48 auf 70 V keine verkehrte Sache.

Und hier bereist montiert (überkopf) unter den Portalwangen. Die neuen Gehäuse haben nur 1/3 des Volumens und tragen nicht so auf.

Schwarzes Alu

Merke: Wenn du Alu bohrst und die Späne werden schwarz kann das nichts gutes heißen…

André

Beim Versuch einen neuen Durchlass für das Encoderkabel zu bohren ist das Bohrloch leider verlaufen und hat das 5×1,5 mm2 Motorkabel gestreift. Glück im Unglück: Die meisten Leitungen habe ich absichtlich etwas länger gelassen und unter der Maschine „geparkt“. Somit konnte das Kabel ohne Probleme verlängert werden.

Ciao Zahnstangen

Ein letztes Relikt des alten Zahnstangenantriebs ist nun auch endlich beseitigt. Schon damals bei der Montage hatten sich zwei der Imbus-Schraubenköpfe zerfressen und wollten sich jetzt nicht ausbauen lassen.

In denkbar ungünstiger Lage wurden die Schraubenköpfe ausgebohrt. Hier das finale Ergebnis. Es wird echt Zeit für einen ordentlichen Ausdrehersatz…

Was bisher geschah..

Teil 1 – Start des Umbaus, mit CAD Modellen
Teil 2 – mit den Aluteilen von André aus der Nähe von Bremen
Teil 2 1/2 – Herstellung der Spindelhalter
Teil 3 – Zwischenstand und Herstellung der Lagerblöcke
Teil 4 – Drehteile & Übersich
Teil 5 – Spindelhalter

Gewinde, Gewinde

Bei einem der Drehteile (Hülse) ist uns beim Drehen im letzten Durchlauf der Gewindevorschub durchgerutscht und hat die davor akurat geschnittenen Gewindegänge „Überrannt“.

Ergebnis: Trotz Rettungsversuch hat das Gewinde nicht sonderlich gut getragen.

Lösung: Mit dem WIG Schweißgerät und speziellem Kupfer-Siliziumschweißstäben hat Fabian das Bauteil wieder aufgefüllt und danach erneut abgedreht. Das Drehen von Schweißnähten macht zwar nicht sonderlich Spaß, aber das Teil nochmal anzufertigen wäre noch anstrengender geworden.

Spindel-Befestigung

Der vor kurzem angefertigte Klemmblock wurde an seinen Platz an der Maschinenfrontseite montiert. Durch die Klemmung wird die Kugelumlaufspindel gegen Verdrehen gesichert.

Wer sich fragt wozu die kleinen Löcher zwischen den flachgesenkten Schrauben sind: Hier wollten wir ggf. Passstifte setzen. Aktuell sehen wir hierfür jedoch keine Notwendigkeit, da alles auf Anhieb zusammen gepasst hat.

Was hier so mangels Referenz vielleicht klein und zerbrechlich wirkt ist eine 25 mm Spindel mit darüberliegender 45er Linearführung.

Auf der anderen Seite der Spindel befindet sich ein Halter ohne Klemmung, dafür aber mit zwei dicken Tellerfedern. Dadurch erzeugen wir etwas Vorspannung (verhindert das Durchbiegen) und kompensieren die Temperaturausdehnung.

Da die Werkstatt beheizt ist (Winter 18 – Sommer 28 Grad Celsius) haben wir nur einen sehr geringen Temperaturunterschied von 10 Grad zu erwarten, was einer Längenausdehnung von < 0,4 mm entspricht.

PS: Gut, einen 32er Maulschlüssel zu besitzen…

Antrieb

Die beiden Antriebseinheiten hatten wir ja bereits im letzten Artikel gezeigt. Hier nochmal montiert und in ganzer Pracht.

Es wurden an dieser Stelle bewusste keine Passstifte gesetzt. Bei der Konstruktion hat Fabian darauf geachtet, dass die gesamte Antriebseinheit nicht überbestimmt ist, was ansonsten zu unnötigen Spannungen bzw. erhöhtem Verschleiß führen könnte

Hier nochmal von vorne. Die Abdeckung des Riemengehäuses ist noch nicht montiert.

Doktorspiele!

All zu oft haben wir über Fotos von „leergeräumten“ Kugelumlaufspindel-Muttern geschmunzelt. Sowas würde uns nie passieren… denkste! Irgendwann ist immer das erste Mal und heute war es auch bei uns so weit.

Beim aufgleisen der Mutter nach der Passprobe an den Drehteilen hatte sich der Abstreifer verkantet. Um das zu richten musste die Mutter nochmal von der Spindel runter und hat sich dabei einiger Kugeln entledigen können.

Unter sterilen (Werkstattbedingungen) mussten die Kugeln wieder mühselig mit der Pinzette in ihre Bahnen gesetzt werden.

Fazit

Insgesamt hat der Umbau eine Menge Zeit in Anspruch genommen – ehrlich gesagt mehr als erwartet. Da war zunächst einmal die neu gekaufte (alte) Drehmaschine, welche überholt werden musste… Alles in Allem war der lange Weg jedoch sehr lehrreich und entsprechend stolz sind wir auf das Ergebnis.

Nochmal alles in der Übersicht.

So geht es weiter

Als nächstes müssen wir noch die zweite Seite montieren sowie die kleinen Umbauarbeiten an der Steuerung fertigstellen. Auch die leicht zu groß geratenen Anschluss-Boxen für die X-Antriebe werden nochmal angepasst.

Im nächsten Post gibt’s dann bereits den ersten Test „unter neuen Segeln“.

Was bisher geschah

• Teil 1 – Start des Umbaus, mit CAD Modellen
• Teil 2 – mit den Aluteilen von André aus der Nähe von Bremen
• Teil 2 1/2 – Herstellung der Spindelhalter
• Teil 3 – Zwischenstand und Herstellung der Lagerblöcke
• Teil 4 – Herstellung der Drehteile

Das Bauteil

… stammt wie immer aus der Feder aus dem CAD von Fabian und wird später die Kugelumlaufspindeln an der Frontseite der Maschine halten. Da wir die X-Achse beidseitig antreiben muss auch das Bauteil zweimal hergestellt werden, allerdings gespiegelt.

Die Bearbeitung in der Zusammenfassung

• 3 x 9 mm Durchgangsbohrungen mit Flachsenkung
• 3 x 5 mm Durchgangsbohrungen
• 1 x 8,5 mm Durchgangsbohrung mit Flachsenkung und M10 Gewinde
• Eine Passung 20 mm H7
• Einen Sägeschnitt für die Klemmung der Spindel
• Ein Absatz zur Ausrichtung an der Maschine
• 4 Radien an den Kanten

Für einen geübten Zerspaner ist das sicherlich nicht all zu wild, doch für mich als „berufsfremden“ ein kleines Abenteuer. Schließlich soll nachher alles zusammen passen.

Die Bearbeitung

Wie bei fast allen Werkstücken startet die Bearbeitung an der Bandsäge. Ich hatte Glück und die Maschine hat sich benommen – an anderen Tagen spuckt sie öfters mal das Sägeblatt aus, weswegen mittlerweile kein Rückblech mehr montiert ist. Wir vermuten, dass es an der Lagerung der Lauf- oder Führungsrollen liegt.

Vorbereitung Material

Weiter geht’s mit dem Messerkopf. Seite für Seite wird das Werkstück auf Endmaß gebracht. Irgendwie ist mir dieses Werkzeug besonders ans Herz gewachsen…

Auch die Grundform des Bauteils wird mit der Bandsäge hergestellt. Sägen ist hier der effektivste Weg und dank automatischer Absenkung hat man nebenbei noch Zeit für andere Dinge.

Kontur und Absatz werden mit einem 20 mm Dreischneider hergestellt.

Schlitz fräsen

Spannung! Einen Scheibenfräser habe ich zu Anfang meiner „Zerspanerkarriere“ aus Unachtsamkeit schon klein bekommen… Diesmal ist dank Tabellenbuch alles gut gegangen.

Passung reiben

Zur Herstellung der der Passungen mit Durchmesser 20 mm und Toleranz H7 musste erstmal „Spezialwerkzeug“ her. Das Tabellenbuch schmeißt als Aufmaß bei diesem Druchmesser in Aluminium 0,3 bis 0,4 mm aus. Der 18er Bohrer ist also zu klein und der 20er zu groß. Etwas dazwischen haben wir nicht… Da wir ohnehin nicht wirklich zufrieden mit unserem billigen MK-Spiralbohrerset von eBay waren musste der 20er am Schleifblock ein paar Zehntel einbüßen.

Zwischendurch kurze „Anprobe“. Die Spindel geht saugend in die geriebene Passung. Hier auf dem Foto auch bereits gut zu erkennen: Der mit dem Viertelkreisfräser hergestellte Radius. Irgendwie habe ich es versäumt davon Fotos zu machen.

Das Ergebnis

Fertig! Im Vergleich zum CAD Modell habe ich einige kleinere Details, wie etwa Radien, rationalisiert.

Die Oberfläche wurde zum Schluss noch mit dem Exzenterschleifer und 320er Schleifpapier bearbeitet. Was auf den Fotos wie ein Fehler im Schliff wirkt sind in Wirklichkeit nur fettige Fingerabdrücke.

Zum Abschluss noch ein paar kleine Nacharbeiten an den Teilen die Fabian letzten Sonntag gedreht hat. Ich hatte den einfacheren Part – ein paar Löcher bohren und Gewinde schneiden.

So geht es weiter

Alle Teile sind fertig und bereit zum Einbau! Hier die erste lose Passprobe.

Seit kurzem haben wir uns angewöhnt jedes Projekt in eine eigene Eurobox zu packen. Das spart uns viel Sucherei und lässt sich dank genormten Größen in unterschiedlichen Maßen sehr platzsparend übereinander ins Regal verfrachten.

Zur Erinnerung: Bevor wir die Drehteile für den Umbau herstellen konnten musste zunächst einmal unsere (damals) neu erworbene Cazeneuve HBX 360 Drehmaschine hergerichtet werden.

Was bisher geschah…

• Teil 1 – Start des Umbaus, mit CAD Modellen
• Teil 2 – mit den Aluteilen von André aus der Nähe von Bremen
• Teil 2 1/2 – Herstellung der Spindelhalter
• Teil 3 – Zwischenstand und Herstellung der Lagerblöcke

Vorbereitung

Bevor das Werkstattwochenende beginnen konnte mussten erst die Arbeiten an der Unterverteilung der Werkstatt abgeschlossen werden. Bis dato gab es nur eine einzige 16 A CEE Dose und wir hatten vor parallel zu arbeiten.

Insgesamt gibt es künftig 7 16A CEE Dosen und 1 32 A CEE Dose verteilt auf 5 unabhängige Stromkreise. Mehr passte nicht in den Unterputz-Verteilerkasten…

Näheres zur Strom- und Medienversorgung in Kürze in einem separaten Artikel. Dann tauschen wir auch den RCD noch gegen ein anderes Modell aus.

Lagerblock

André hat den zweiten Lagerblock nochmal neu machen dürfen gemacht. Einmal beim Ausspindeln kurz nicht aufgepasst und die Passung war hinüber. Der Vorschlag das Lager mit Lehrenband zu zentrieren wurde abgelehnt… Und so musste nochmal neues Material her, was gar nicht so einfach ist. Nur wenige Onlinehändler bieten 100 x 100 mm Zuschnitt an.

Nach der Bearbeitung wurden die blanken Teile aus Automatenstahl noch kaltbrüniert und anschließend geölt. Leider ist das Oberflächenfinish etwas fleckig geworden – allerdings nur auf den bearbeiteten Flächen. Dabei wurden alle Flächen gleichermaßen gründlich mit reichlich Aceton entfettet.

Hier die Teile vor der Brünierung. Die Stirnseiten wurden überfräst, die anderen Seiten nur leicht mit dem Bandschleifer bearbeitet.

Drehteile

Zeitgleich entstanden auf der Cazeneuve die noch benötigten Drehteile.

Beim Werkzeugwechsel hat sich dann gezeigt, dass beim Zusammenbau des Reitstocks ein paar Schrauben vergessen wurden und sich das Werkzeug nicht austreiben ließ…

Damit das Bauteil auch bei der Bearbeitung der zweiten Seite exakt gespannt werden kann wurden weiche Backen eingesetzt. Diese werden mit einem leicht geringerem Durchmesser vorgespannt und dann mit der Bohrstange ausgedreht.

Das Ergebnis: Eine saubere Oberfläche und absolute Maßhaltigkeit.

Die Cazeneuve hat sich bei den ersten „richtigen“ Drehteilen von ihrer besten Seite gezeigt.

Nicht so zufrieden waren wir mit der Gewindeschneidfunktion. Diese rastet nicht immer sauber ein oder überspringt einen Gang. Besonders ärgerlich, wenn das Verhalten bei einem der letzten Durchgänge auftritt… Hier müssen wir unbedingt nochmal nacharbeiten.

Übersicht

Links das CAD Modell, rechts das fertige Bauteil. Die Bauteile wirken im Modell sowie auf dem Foto recht unscheinbar, sind jedoch ganz schön mächtig.

Somit hätten wir alles für den Umbau zusammen! Hier nochmal alle Komponenten im Überblick. Von links nach rechts:

• Riemengehäuse mit Motorträger und Motor.
• Deckel für Riemengehäuse
• Lagerblock mit Lagern und Montageadapter
• Hülse mit aufgesetztem Riemenrad
• Einzelne Hülse mit Hutmutter, Lager und Zahnriemenrad

So geht es weiter

Jetzt fehlen nur noch zwei recht simple Bauteile zur Befestigung der Kugelgewindespindeln an der Maschine. Das Material liegt bereit, bald können wir mit dem Einbau der Komponenten beginnen.

Vor Kurzem haben wir dieses Foto eines HPC Einschneiders gepostet. Die Auflösung zum „Bilderrätsel“ gibt es jetzt!

André und der rote Drachen

André, Namensfetter und ebenfalls ein sehr ambitionierter CNC Enthusiast, hat sich freundlicherweise bereit erklärt uns bei der Fertigung der Teile zu unterstützen. Mit seinem Späne-speiendem „Red Dragon“ (Ein Traum aus CSMIO IP/S, Royal-CNC, Vakuumtisch, Servoantrieben und 7 kW Frässpindel) wurden die Deckel und Rahmenteile für unsere neuen X-Antriebe hergestellt.

Hier die Maschine nochmal in ganzer Größe… Auf dem Foto hat André übrigens schon die neue Royal-CNC Tastatur, passend zur Software, verbaut. Das Gehäuse ist Marke Eigenbau und natürlich aus Alu.

Bei Gelegenheit muss ich mir die Maschine mal live anschauen!

Mittlerweile hatte ich auch Gelegenheit die Maschine (und den Erbauer!) persönlich kennen zu lernen.

Bearbeitung

Wer sich fragt wieso der Berg Lametta Späne wie kleine Nadeln aussieht: Das ist das Werk des oben gezeigten HPC (High Performance Cutting) Fräsers. Mit diesem Werkzeug kann in kurzer Zeit viel Material zerspant werden, was in der Regel auf Länge der gesamten Schneide geschieht.

Ergebnis

Das Ergebnis kann sich sehen lassen!

Nächste Schritte

Weiter geht’s in Kürze mit den Drehteilen. Hierzu warten bereits diverse Stahlklötze und etwas Rundmaterial darauf zerspant zu werden.

Für die Gehäuse haben wir jetzt auch einen Ausdreh/Ausspindelkopf bekommen. Cat for dimension only!

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Umbau Y Antrieb

Langsam entstehen die Teile für den Umbau des Y Antriebs. Wir arbeiten ja bereits seit längerem am Umbau weg von Zahnstangen hin zu Kugelumlaufspindel mit angetriebenen Muttern. Diesmal entstanden die zwei vorderen Aufnahmen. An sich keine spektakulären Teile, für uns jedoch spannend da konventionell hergestellt. Hier ein paar Fotos aus der Werkstatt.

Die Grundform hat Fabian bereits vorab mit einem Sägeblatt auf der Fräse hergestellt. Anreißen auf der Messplatte mit unserem neuen digitalen Höhenanreißer.

Nach dem Bohren mit 0,4 mm Untermaß wurde das Loch auf 20 mm H6 aufgerieben. Die Reibahle war nicht mehr ganz frisch, für die bearbeiteten Enden der Kugelumlaufspindeln war das jedoch kein Problem.

Dank Digitalanzeige konnten wir den (manuellen…) Werkzeugwechsel gering halten (Anbohren, Vorbohren, Bohren).

Ein kleines Schmankerl war die Kantenbearbeitung mit einem Viertelkreis-Profilfräser. Damit lassen sich auch konventionell ansehnliche runde Kanten herstellen.

Die fertigen Teile. Im Hintergrund hängt übrigens die Druckluftaufbereitung für die neue HSD Spindel, welche wir bald in Betrieb nehmen werden.

Vierbackenfutter

Nach etwa einem Jahr „Ruhezeit“ haben wir uns dem 300 mm WMW Vierbackenfutter aus DDR Herstellung gewidmet. Mehr Details dazu in diesem Artikel.

Projekt Pegelstandsanzeige

Für einen Kumpel entsteht gerade ein kleines IOT Projekt. Die Pegelstandsinformationen und Sturmflutwarnungen der Nordsee sollen auf einer LED Anzeige ausgegeben werden. Neben der Elektronik bzw. Software wird gedreht, gefräst und 3D-gedruckt um dieses Projekt zu realisieren. Näheres dazu in Kürze in einem eigenen Artikel.

Zusammen mit unserem kürzlich eingebauten Laser Werkzeuglängensensor rücken wir dem Traum von der Automatisierung wieder ein Stück näher.

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Funktionsweise

Mittels eines pneumatischen Linearantriebs wird ein 3D Messtaster entlang der Z Achse verfahren. Um die Wiederholgenauigkeit der Positionierung zu gewährleisten, fährt die Tastermontage in einen feinjustierbaren Endanschlag. Bei 8bar Druck wird eine Klemmkraft von ca. 5 bis 6 Kg plus Eigengewicht der Montage erreicht, was bei maximal angegebenen Antastkraft des Tasters (50g) ausreichen wird.

Der verwendete Messtaster (Renishaw LP2DD) besitzt laut Messprotokoll eine Wiederholgenauigkeit von 0,5mµ in allen Antastrichtungen, was für unsere Zwecke mehr als ausreichend ist.

Die Elektronik ist nicht sonderlich spannend, da der Messtaster nur wie ein einfacher NC Kontakt reagiert. D.h. die Richtung des Antastens muss durch die Bewegungsrichtung der Maschine bestimmt werden.

Aufbau

Fabian war mal wieder kreativ und hat um die gebraucht gekaufte Lineareinheit herum eine top Konstruktion entwickelt. Hier der erster Entwurf mit Gehäuse

Um die Reproduzierbarkeit der Endlage zu gewährleisten, werden Kugeln verwenden, welche gegen gehärtete und geschliffene Kegelrollen gedrückt werden. Über die drei grünen Stellschrauben mit Feingewinde kann die Konstruktion ausgerichtet werden.

Der Taster in eingefahrener Position…

Und voll ausgefahren…

An der Maschine wird der Aufbau dann seitlich an der Z Achse angebracht. Das sieht dann so aus:

Teileliste

• Pneumatische Linearantriebseinheit Parker / Origa OSP-P10 mit 209mm Hub
• Renishaw Messtaster LP2DD
• Renishaw M16 Verlängerung mit Kontakten
• Kugeldruckschraube ohne Kopf M8
• Pneumatische Drosselventile

Fertigung

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