Jan 252017
 

Die Erfahrungen aus dem Projekt „Wordclock“ haben es mehr als deutlich gezeigt. Bei einigen der bereits gebauten Dinge hätte mir eine CNC-Fräse viel Arbeit erspart. Bestes Beispiel hierfür: die 114 Löcher in der Lochplatte. Also habe ich mir einen (Beta-) Bausatz gekauft…

 

Ja, richtig gelesen. Beta-Status deshalb, weil sie vom Verkäufer recht frisch entwickelt war (Weiterentwicklung der Shapeoko 2) und noch nicht als Komplettset vertrieben wird. Ich wollte mir die Vorteile dieses Modells bei der Neuanschaffung aber nicht entgehen lassen. So musste ich das ein oder andere selbst konstruieren.

Aber von vorne: Die Außenmaße und somit auch die Größe des Bauraums legt man selber fest. Hierzu werden einfach die sogenannten Maker-Slide-Profile in freier Länge angeboten. Diese und den Antriebsriemen wählt man seinen Wünschen entsprechend aus. Hier das „Root-Kit“:

Also habe ich mich sofort rangemacht die Mechanik zusammen zu bauen. dabei habe ich mich hauptsächlich an folgendem Video orientiert, da im Wiki noch keine vollständige Anleitung vorhanden ist:
https://www.youtube.com/watch?v=P0J4qzvhs3Y

Das Schneiden, nein formen der Gewinde führte mich bereits zum ersten Problem. Die einzig beigelegte V2A Schraube war nach vier Gewinden mit Spänen festgesetzt und konnte nicht mehr verwendet werden. Mangels Gewindebohrer habe ich dann mit verzinkten Schrauben weiter gemacht (pro Gewinde eine neue Schraube. Sicher ist sicher!). Leider habe ich nun ein Gewinde, welches nicht mehr greift und ich die Schraube überdrehen kann. Ich habe also eine längere Schraube genommen und gehofft, dass diese – weiter tiefer im Profil – greif. Puh, Glück gehabt. Es ging.

Das Video ist ansonsten gar nicht schlecht, man muss nur sehr häufig hin und her springen um die Positionen der Komponenten zuzuordnen. Hinterher ist mir jedoch aufgefallen, dass die Montage der Motoren (gerade bei der Z-Achse) vor dem Zusammenbau erfolgen sollte und hier und da gibt es Abweichungen in der Anzahl zu verwendenden Unterlegscheiben. Genauer gesagt bei den Umlenkrollen. Verwendet man hier eine Unterlegscheibe zwischen Blech und Schraubenkopf ist die Schraube fast zu kurz und die Mutter greift nur zu ca. 80%. An anderer Stelle wurden sie nicht aufgeführt, was meiner Meinung nach besser ist.

Apropos Montage der Nema23. Hier musste ein Schraubenkopf abgefeilt werden, damit alle Schrauben Platz finden:


 

 

 

 

 

 

 

Nach dem Zusammenbau bis hier her habe ich zunächst wie empfohlen alle Laufrollen eingestellt. Gerade so fest, dass sie kein Spiel haben, aber so locker wie möglich.
Außerdem ist mir beim drehen der Gewindestange von Hand aufgefallen, dass sich diese extrem schwer bewegen lässt. Auch das drehen des Gewindeklotzes um 180° hat hier nicht geholfen (ich hatte zuerst die Vermutung, dass dieser evtl. nicht 100% mittig gebohrt ist).
Hierzu bekam ich aber einen guten Tipp: Einfach noch einmal den Klotz und die Gewindestange demontieren und die Stange in den Akkuschrauber spannen um sie ein paar mal durch zu schrauben. Entstandene Kunststoffspäne habe ich bei jedem Durchgang entfernt. Nach drei Durchgängen ging alles viel leichter.

Da ich einen Kress Fräsmotor einsetzen möchte habe ich auch gleich mal den Halter montiert und die Höhe / den Abstand zur Opferplatte gemessen:

Viel zu hoch, obwohl die Achse ganz nach unten gefahren ist. Beim Versuch das 200mm lange Makerslide-Profil einfach weiter nach unten zu schieben war schnell klar, dass dies mit Nema23 nicht möglich ist:

Der Schrittmotor ist hierfür einfach zu groß.

An dieser Stelle wusste ich nicht, was ich ändern sollte:
1.) Laufwagen um 180° drehen, damit die Y-Achse tiefer sitzt (dann wäre aber der Riemen auf der Unterseite)
2.) Adapter bauen und Kress tiefer am Blech montieren (verursacht aber einen langen Hebel)
3.) die beiden MakerSlide-Profile durch Bohren neuer Löcher einfach um vier Zentimeter nach unten versetzen:

Zusätzlich könnte ich die Rahmenprofile in die untersten Löcher schrauben. Dadurch gewinne ich nochmals zwei Zentimeter (dann muss ich aber die Opferplatte in der Breite reduzieren, da die Laufwagen dann zu tief sind.

4.) ein neues, längers MakerSlide-Profil für die Z-Achse kaufen (statt 200mm 270mm, verursacht aber auch einen langen Hebel).
5.) die Opferplatte so weit anheben

Ich tendierte zu neuen Löchern in den Blechen (so wie im Bild durch die roten Kreise angedeutet), habe mich dann aber doch dagegen entschieden.

Da ich vom Bau des Lasercutters noch einen NEMA17 Schrittmotor hatte, habe ich die Z-Achse erstmal hiermit aufgebaut. Aber auch dafür ist kaum Platz zwischen den beiden Rahmenblechen. Also habe ich einfach den Motor etwas „modifiziert“:

 

 

 

 

 

 

 

Um einen größtmöglichen Fahrweg auf der Y-Achse zu gewährleisten habe ich im Netz einen außen liegenden Riemenhalter gefunden, der jedoch für den kleineren GT2 Zahnriemen gedacht ist. Diesen als Vorlage genommen habe ich die Halter kurzerhand in SketchUp nachgezeichnet und an den 3mm breiteren HTD-Zahnriemen angepasst:

Neben der Schrittmotor-Steuerung, welche im Moment aus einem Arduino-Uno mit GRBL-Shield besteht, habe ich selbstverständlich auch eine Notaus-Schaltung installiert:

 

 

 

 

 

 

 

 

Als Grundplatte verwende ich eine 21mm Tischlerplatte. Zur Befestigung der Werkstücke habe ich diese von der Unterseite mit 63 Einschlagmuttern versehen. So habe ich ein feines Raster und hoffentlich immer die passende Aufspann-Möglichkeit:

 

 

 

 

 

 

 

 

Fazit: Alles zusammen stecken hier doch mehr als 30 Arbeitsstunden drin. Aber die Möglichkeiten mit so einer Fräse sind natürlich super!

 

Das Ergebnis:

 Posted by at 23:21

  One Response to “Shapeoko-X CNC-Fräse”

  1. Hallo Poldi,
    Tolle Sache die Du dir da angeschafft hast.
    Bei der Motorhalterung hättest Du dir das abfeilen der Schraube sparen können, wenn Du eine Mutter oder Unterlegscheiben unter die Motorflansch gelegt hättest.
    Der Kraftschluss des Motors bleibt davon, so glaube ich unberührt.
    Bei der Z Achse würde ich den Motor mit Abstandbolzen von Oben befestigen, ich glaube für die Statik des Systems ist das egal.

    LG
    Diver

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