5AX - mein nächstes Projekt

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1.AVM

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#1
#1
Guten Abend liebe CNC-Wahnsinnige :)

Da ich vor 1 Jahr meine 3-Achs-CNC-Portalfräsmaschine fertig gestellt habe und diese seitdem zuverlässig ihre Bahnen zieht, möchte ich als nächstes eine 5 achsige Fräsmaschine bauen.

Der Anforderungsbereich soll wieder die Aluminiumbearbeitung sein. Und natürlich alles, was weicher/leichter bearbeitbar ist (Holz, Kunststoff).

Gebaut werden soll die Maschine aus Aluminiumplatten, 20 - 30 mm dick, sowie schwerem Aluprofil in 90 x 90 mm, welche einen kubischen Grundaufbau darstellen. Oben auf dem "Würfel" sollen X & Y sowie Z-Achs-Antrieb und Führungsbahnen ihren Platz finden.

Das Budget ist noch recht zweitrangig, da erwarte ich wohl ~5.000 €.

Die 4. und 5. Achse sollen den Tisch drehen sowie schwenken.


Zur Mechanik:
Die ersten 3 Achsen bekommen Profilschienenführungen sowie Kugelumlaufführungen (bei kurzen Spindeln werde ich auf 2005 zurückgreifen).
Die 2 zusätzlichen Achsen sollen per Harmonic Drive angekoppelt werden.


Die Steuerung bereitet mir aktuell die meisten Probleme. Ich weiß noch nicht, ob ich Mach3 verwenden soll, das ja bis zu 6 Achsen ansteuern kann. Da hoffe ich auf eure Hilfe.
CAM-Seitig steht Autodesk Fusion 360 und Solid CAM zur Verfügung, einen 5-Achs-Postprozessor habe ich allerdings auch hier noch nicht gefunden, vielleicht gibt es ja Alternativen?


liebe Grüße,

Patrick
 
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KarlG

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#2
#2
Na - da haste ja was vor.. :D

Achtung (un-)gesundes Halbwissen: Mach3 kann m.W. 5 Achsen simultan. Denke, ich habe sogar schonmal ein Video gesehen. Musst nur einen passenden Controller finden, der auch 5 Achsen unterstützt. Denn per Parport wird das nicht mehr gehen.

Das Problem ist eindeutig das CAM. Autodesk Fusion 360 kann wohl 3+2 Achsen - kannst also Werkstücke von allen Seiten bearbeiten, aber keine Freiformflächen abzeilen. Solidcam weiss ich nicht.

Irgendwo (glaube in der Ecke) war mal eine Übersicht der aktuell verfügbaren 5-Achs-CAMs und wenn ich mich recht erinnere, ging das oberhalb 10k erst los. Dann brauchst noch einen Postprozessor für Mach3, was in der Preisklasse wohl eher nicht "üblich" ist. :D

Gruss
Karl
 
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1.AVM

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#3
#3
Ist es möglich, den LAN-Port zu nutzen und dort per Smooth Stepper mit mehreren Parallelports zu arbeiten? Da könnten doch die Schritt- und Richtungssignale drüber codiert werden?
10.000 € für einen Postprozessor erscheint mir sehr viel, ich habe da Preise im 3.000 € Bereich von SolidCAM im Kopf. Da werde ich nochmal meine Fühler ausstrecken.
 
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KarlG

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#5
#5
1.AVM hat gesagt.:
Ist es möglich, den LAN-Port zu nutzen und dort per Smooth Stepper mit mehreren Parallelports zu arbeiten? Da könnten doch die Schritt- und Richtungssignale drüber codiert werden?
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Eben mal nachgeschaut. Lt. specs kann der ESS 6 Achsen + Spindel steuern. Sollte also gehen.

10.000 € für einen Postprozessor erscheint mir sehr viel, ich habe da Preise im 3.000 € Bereich von SolidCAM im Kopf. Da werde ich nochmal meine Fühler ausstrecken.
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Nö! Die Preise waren fürs CAM. Postprozessor brauchst auch noch und meine Anmerkung war, dass in der Preisklasse Mach3-PP eher nicht üblich sind...
...das Problem ist vermutlich lösbar - fragt sich nur, mit welchem Aufwand. Evtl. hat ja schonmal Jemand was gebastelt und man muss es nur finden...
 
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JayDee80

Neuer Benutzer
#6
#6
KarlG hat gesagt.:
Das Problem ist eindeutig das CAM. Autodesk Fusion 360 kann wohl 3+2 Achsen - kannst also Werkstücke von allen Seiten bearbeiten, aber keine Freiformflächen abzeilen. Solidcam weiss ich nicht.
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Mehr oder weniger gesundes 2/3-Wissen: Fusion 360 kann auch meines Wissens nach nur 5 Achsen indexiert - also die Rotationsachsen "hinstellen", aber nicht simultan.
Solidcam kann definitiv 5 Achsen simultan, dabei kann ich den Hermles täglich zuschauen. Es kann wenn es will auch alle 9 "Achsen" von unserem Dreh-Fräs-BAZ simultan bewegen - kommt immer drauf an wie viel man für die zusätzlichen Programmpakete ausgeben will. Ist nur ne Option wenn du beruflich Zugriff auf Solidcam hast.

Postprozessor: Ich hab da irgendwas im Hinterkopf, dass das über Fanuc an Mach3 funktionieren soll, und auch schon gemacht wurde... Müsste man aber nochmal im Detail nachschauen.

Alles in allem: Interessantes Projekt! Zumal mir etwas ähnliches seit geraumer Zeit im Hinterkopf herumeiert...

Aber: Hast du eine Top-Secret-Geheimquelle für Harmonic Drives? Da könnte ansonsten mutmaßlich ein nicht unerheblicher Teil deines veranschlagten Budgets reinfließen, selbst wenn du sie gebraucht kaufst. Möglicherweise wäre ein 2-stufiger Riementrieb auch eine Alternative. Ist, richtig ausgelegt, auf jeden Fall spielfreier als ein Planetengetriebe. Und spielfreie/arme Schnecken, da wirds auch schon wieder teuer..

Edit: Wie groß hast du dir den Bearbeitungsbereich vorgestellt? Das beeinflusst ja auch, welche Momente deine Rotationsachsen können müssen... Es sei denn du planst eine zusätzliche "Feststellbremse" fürs 3+2-Achsen schruppen, und willst 5-Achs-simultan nur hauchzart schlichten.
 
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1.AVM

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#7
#7
Hey JD :)

Danke für deine Nachricht.
Eine Bezugsquelle habe ich bis dato noch nicht für die Harmonics, gebraucht auf Ebay sind immer mal welche drin. Da muss man halt schauen, welche Größe man verwerten kann.

Ich bin noch etwas hin- und hergerissen, ob es 5 Achsen simultan oder indexiert werden sollen. SolidCAM habe ich, einen fähigen PP für Mach3 inkl. 5 Achsen simultan habe ich bisher aber nicht gefunden. Da bin ich noch auf der Suche.

Das Budget ist nicht ganz so fix festgelegt, von daher mache ich mir dort die wenigsten Gedanken.

Der Bearbeitungsbereich wird so 300 x 300 x 150 mm einnehmen, die Maschine soll als äußere Abmaße etwa 700 x 700 x 700 mm werden. Ich denke, das ist ein ganz gutes Verhältnis. :)
 
M

Merlinfly

Erfahrener Benutzer
#8
#8
5-Achs simultan ist schön, vor allem wenn was an einer Messe oser so vorgeführt werden soll.
Aber in der täglichen Fräspraxis kommt man mit 5-Achsen indexiert schon sehr sehr weit.
 
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1.AVM

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#10
#10
Krass, wie aufwendig das sein kann. Habe mich jetzt mal umgeschaut nach Eigenbau-5-Achs Maschinen.

Z.B. Hier: http://www.cncecke.de/forum/showthr...ompakte-5-Achsen-CNC-mit-WZW&highlight=Achsen

Da ist der Aufwand ja enorm hoch, die Steuerung schreckt mich am meisten ab, davon habe ich so gut wie keine Ahnung.

Gibt es da nicht eine einfachere Lösung bzw. Ansteuerung?

Bzw. hat es bisher überhaupt mal jemand geschafft, eine 5 Achsige Fräsmaschine selber zu bauen und erfolgreich damit zu arbeiten?
 
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KarlG

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#12
#12
1.AVM hat gesagt.:
Wäre es prinzipiell möglich, 2 BOB (Breakout Boards) wie z.B. 2x Triple Beast zu verwenden, um einerseits die X, Y, Z Achse zu bedienen und andererseits die 2 Drehachsen? Mit dem Smoothstepper wäre es doch möglich, solche Signale aufzuteilen.
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Ja - das geht sogar mit 2 parallelen Schnittstellen; brauchst nur eine Instanz, die Mach gleichzeitig ansprechen kann. Also 2 verschiedene Controller USB/LAN würden nicht gehen...
 
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JayDee80

Neuer Benutzer
#13
#13
1.AVM hat gesagt.:
Kann ich via indexiertem Koordinatensystem ein Turbinenschaufelrad fräsen?
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Jein.
Ja, es wird wohl irgendwie gehen, mit unendlicher Herumzeilerei.
Nein im Sinne von: Nicht "sinnvoll". So ein Turbinenrädchen ist nicht umsonst das klassische Youtube-Beispiel von "Da schau her, meine Maschine kann 5-Achs simultan".
1.AVM hat gesagt.:
Krass, wie aufwendig das sein kann. Habe mich jetzt mal umgeschaut nach Eigenbau-5-Achs Maschinen.

Z.B. Hier: http://www.cncecke.de/forum/showthre...ghlight=Achsen

Da ist der Aufwand ja enorm hoch, die Steuerung schreckt mich am meisten ab, davon habe ich so gut wie keine Ahnung.

Gibt es da nicht eine einfachere Lösung bzw. Ansteuerung?
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Alles, was mehr als 3 Achsen hat bzw. was rotierende Achsen hat, wird wohl ein gutes Stückchen aufwendiger, sowohl konstruktiv als auch von der Ansteuerung her... Wobei sich der Kollege aus dem Link mit seinen Servos und der notwendigen Parametrierung noch einen zusätzlichen Schwierigkeitsgrad eingefahren hat.
Nebenbei bin ich ein wenig skeptisch bzgl. seiner Lösung für die 5. Achse mit Harmonic Drive und nachgeschaltetem Riementrieb - Riemen können schnell, Riemen können auch sehr spielarm, aber wenns um Drehmoment geht, braucht man eben ziemlich große Kaliber von Riemen. Daher wäre eine Riemen als erste Stufe durchaus nicht verkehrt, aber dann ist sein HD mit Ausgangsdrehmoment von 18 Nm eben ziemlich unterdimensioniert (ist es ohnehin schon für einen 3 Nm-Motor).
Bzgl. der 2 BOBs hat KarlG ja schon geantwortet.

Alles mal wieder nur mein "halbwegs gesundes 2/3-Wissen" ;)
 
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1.AVM

Benutzer
#14
#14
Guten Morgen! :)

Es soll auch gar nicht darum gehen, 5 Achsen simultan zu fräsen, steht die Hardware dazu, ist es ja nur eine Frage der Programmierung, bis aus 3 + 2 Achsen eine gesamte Simultanbearbeitung wird. Von daher kann ich zu Beginn darauf verzichten. Wenn ich es hinbekomme, dass die Stirnflächen des Materials nacheinander abgearbeitet werden, bin ich schon glücklich.

Karl,
die Instanz, die Mach3 gleichzeitig ansprechen soll, wäre doch der Smoothstepper, der die Schritt-/Richtungssignale auf 2 Steuerungen aufteilt. Oder meinst du etwas anderes?
Vorstellbar wäre auch die 4. Achse auf ein Triple Beast mitzunehmen (dafür ist es ja vorbereitet) und nur die 5. Achse auf der Sekundären Steuerung laufen zu lassen.

JD,
dass sich der User im anderen Forum das Leben selber schwer gemacht hat, habe ich schon befürchtet. Nur hat es mich abgeschreckt, dass ich bisher kein vernünftige Dokumentation über eine DIY-5 Achsen Maschine gefunden habe, bei der am Ende die Maschine auch funktioniert. Auf Youtube gibt es noch 1 Video, durch das ich zur Aufteilung auf 2 Steuerungen gekommen bin:

https://www.youtube.com/watch?v=9teJfOzb23k (Kress Spindel, Holz-Maschine)

https://www.youtube.com/watch?v=wD0zMushHRc (Camtronics)


Am meisten interessiert mich aber das hier:

https://www.youtube.com/watch?v=TTTpnNGzk4U (Bauform, Spindel, Aufbau)
 
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KarlG

Gesperrt
#15
#15
1.AVM hat gesagt.:
die Instanz, die Mach3 gleichzeitig ansprechen soll, wäre doch der Smoothstepper, der die Schritt-/Richtungssignale auf 2 Steuerungen aufteilt.
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Ja - mit "Instanz" war ein Treiber gemeint, den Mach ansprechen kann. Können auch mehrere parallele Schnittstellen sein. "2 Steuerungen" stimmt ja nicht, weil das Folgende nur noch ein bisserl Logik ist; die Schritte generiert ja der ESS.

Vorstellbar wäre auch die 4. Achse auf ein Triple Beast mitzunehmen (dafür ist es ja vorbereitet) und nur die 5. Achse auf der Sekundären Steuerung laufen zu lassen.
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Wenn das TB am ESS läuft, dann ja; wenn es an einem USB-Adapter läuft, nein. Zumindest nicht simpel...
 
D

Drohne

Erfahrener Benutzer
#17
#17
Moin,
Ethernet Smoot Stepper war meine Wahl. Habe ich nicht bereut. Eine 4. Achse mit Harmonic Drive. Die mechanischen Sachen sind rel. preiswert lösbar. Aber die CAM Software. Dort liegt das Problem. Simultan zu fräsen kostet entweder einige K€ oder ist illegal...Und nicht einfach, Informationen über Postprozzessoren zu bekommen. SolidWorks z.B wird da sehr erfolgreich abgeblockt. Das Wissen soll verkauft werden.
 
D

Drohne

Erfahrener Benutzer
#18
#18
Hallo,
so nach und nach gehen einige Dinge simultan mit der Drehachse. Problematisch ist u.a. die Simulation vor dem Postprozessor.
Wie man die Mehrseitenbearbeitung in einzelne Bearbeitungsschritte aufteilt, (oder ob überhaupt immer) konnte mir auch noch kein mir bekannter Profi so richtig sagen. Bei eingeschalteter Kollissionskontrolle bleibt bei mir z.B. immer etwas Material stehen. Von perfekter Simultan- Bearbeitung bin ich noch weit entfernt.
 
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FPV1

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