DL1DOW — CNC-Fräse — Upgrade

CNC-Fräse — Upgrade

Dieser Artikel beschreibt ein aktuelles Ereignis. Informationen können sich deshalb rasch ändern.

In den vergangenen sechs Jahren hat die CNC-Fräse in meiner Hobbywerkstatt mein Hobby stark verändert — man könnte sogar sagen: Neu geprägt. Natürlich sind diese sechs Jahre nicht spurlos an der Maschine vorbeigegangen. Außerdem gibt es zahlreiche Details, die man beim ersten Aufbau besser hätte lösen können. Die fällige Wartung wird daher mit einem Upgrade verbunden.

Foto: Kisten mit CNC-Fräse
Noch ruht sie zerlegt, in mehreren Kisten verpackt: CNC-Steuerung (oben), Spindelkopf (darunter), Motoren und Anbauteile (darunter), Maschinentisch (unten) und der Sockel (rechts). (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Aufgrund eines Umzuges wurde die Maschine in handliche Häppchen zerlegt, die sich sicher und halbwegs gut transportieren lassen. Wenn die Maschine schon so weit zerlegt ist, bietet es sich bei einer sechs Jahre alten Maschine an, während des Wiederaufbaus auch direkt die fälligen Wartungsarbeiten zu erledigen und einige der zahlreichen Verbesserungsideen, die seit Jahren in der Schublade liegen, umzusetzen.

Allgemeine Renovierung

Foto: Neue Kabelführung
Sockel in lichtgrau (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Da am Sockel im Laufe der Zeit Teile der Farbe abgeplatzt waren, wurde dieser bei dieser Gelegenheit auch direkt neu lackiert. Statt dem ursprünglichen Eisengrau (RAL 7011) findet hier ein meiner Meinung nach deutlich freundlicher wirkendes Lichtgrau (RAL 7035) Verwendung.

Wie man sieht, ist der Sockel auch gewachsen. Insgesamt 50 mm MDF-Platten sorgen für eine etwas bequemere Arbeitshöhe und für einen praktischen Tastatur-Ablageplatz.

Y—Achsen—Abdeckung

Foto: Neuer Faltenbalg
Hintere Y-Achsen-Abdeckung (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Die neue alte Y-Achsen-Abdeckung aus selbst­auf­einand­er­vul­ka­ni­sier­ten Gummimatten hat sich auf Dauer als sehr zuverlässig erwiesen. Als einzige Verbesserung wird die Größe angepaßt: Künftig besteht die hintere Y-Achsen-Abdeckung aus acht auf­einand­er­vul­ka­ni­sier­ten Gummimatten (7 St. 24 × 6,2cm, 1 St. 24 × 3,5cm). Damit bedecken sie nicht nur die Führungen, sondern auch teilweise den Sockel und die Kabelführungen. Halbrunde Ausstanzungen entlasten die Klebestelle.

Damit der Faltenbalg nicht mit dem Motor der X-Achse kollidiert, muß er leicht asymmetrisch montiert werden.

Klemmenkasten

Foto: Neuer Verteilerkasten
Die Maschine ist immerhin wieder so einsatzbereit, daß sie die Aussparungen in ihren neuen Klemmenkasten fräsen kann. (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Bedingt durch eine geplante neue Kabelführung und Teilumhausung ist ein neuer Klemmenkasten fällig. Im Gegensatz zum alten Verteiler:

Foto: Neuer Verteilerkasten
Neuer Klemmenkasten von innen: Verliersicherungen an den Befestigungsschrauben erlauben ein blindes An- und Abschrauben an der Z-Säule der BF 20. (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Abstandhalter Y-Achse

Foto: Neuer Abstandhalter für die Y-Achse
Neuer Abstandhalter für das Spindellager der Y-Achse (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Wie schon an anderer Stelle geschrieben begrenzt der Abstand des Spindelmotors zum Maschinensockel den Verfahrweg in Y-Richtung. Mit einem neuen —diesmal auch deutlich schöneren— Abstandhalter werden noch einmal vier Millimeter herausgekitzelt.

Foto: Bearbeitung des Sockels für einen erweiterten Y-Verfahrweg
Um den Y-Verfahrweg zu erweitern, muß neben einem breiteren Abstandhalter auch der gußeiserne Sockel der Maschine bearbeitet werden. (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Hierzu ist es erforderlich, den Maschinensockel etwas zu bearbeiten, damit die Spindelmutter nicht damit kollidiert.

Kabelführung

Foto: Neuer Abstandhalter montiert
Neue Kabelführung: Alle Kabel für Endschalter und das Handrad gehen durch den Kabeldurchführungskasten auf der linken Seite zum Klemmenkasten an der Rückseite. (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Die lose herunterhängenden Kabel für die Endschalter und das Handrad waren insbesondere beim Reinigen ein ständiges Ärgernis. Eine neue Kabelführung schafft hier Ordnung.

Foto: Kabeldurchführungskasten
Der Kabeldurchführungskasten dient lediglich dazu, das Durchziehen neuer Kabel zu erleichtern, falls ein Endschalter ausgetauscht werden muß. (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Die Kabel aller sechs Endschalter und des Handrades sind durch Kabelführungen aus Aluminiumprofilen und Wellschläuchen in den Klemmenkasten auf der Maschinenrückseite geführt. Außerhalb des Klemmenkastens existieren keine Steck-, Löt- oder Klemmverbindungen.

Foto: Dichtungen Kabeldurchführungskasten
Kabeldurchführungskasten mit Wellschlauchdichtung aus einem verpreßten O-Ring. Damit dürfte Schutzart IP51 erreicht werden. (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Der Kabeldurchführungskasten auf der linken Maschinenseite besteht aus Aluminiumdruckguß. Er hat die Aufgabe, die Kabel aus den unterschiedlichen Richtungen zu sammeln und in den dicken Wellschlauch zum Klemmenkasten an der Rückseite zu leiten und erleichtert insbesondere das Einziehen neuer Kabel beim Ersatz defekter Endschalter. Auch hierin befinden sich keine Verbinder. Die Wellschläuche sind mit O-Ringen eingepreßt, um Span- und Tropfwasserfestigkeit zu erreichen.

Teilumhausung

Foto: Ausfräsen der Löcher in der Teilumhausung
Das Acrylglas läßt sich hervorragend kleben und mit der Oberfräse bearbeiten. (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Wenn die Späne durch die Werkstatt fliegen, oder alle Maschinen abgedeckt werden müssen, weil in der Werkstatt geschliffen wird, wünscht man sich nichts mehr als eine Umhausung der Fräsmaschine. Da aber auch durchaus sehr lange Werkstücke bearbeitet werden wollen, muß die Umhausung sehr leicht zu komplett zu öffnen oder abzubauen sein. Und selbstverständlich sollte sie auch die Wartung der Maschine nicht unnötig behindern.

Foto: Ausfräsen der Löcher in der Teilumhausung
Ausfräsen des Handlochs und der Kabeldurchführung (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Ich habe mich für eine Teilumhausung aus 4 mm starkem Acrylglas entschieden. Acrylglas läßt sich mit Fräse und Oberfräse sehr angenehm bearbeiten und recht gut kleben. Bei dieser Materialstärke ist keine gesonderte Rahmenkonstruktion notwendig, es reichen die Winkel an den Kanten aus, um die Schwingungsneigung und damit die Lärmentwicklung zu unterbinden.

Foto: Handloch und Kabeldurchführung
Das Handloch direkt neben der Kabeldurchführung erlaubt den einen bequemen Zugang zum Klemmenkasten an der Rückseite (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Handlöcher und Kabeldurchführungen erlauben einen einfachen Zugang zur Maschinenrückseite. Die Kabeldurchführungen sind mit Bürsten abgedeckt, das Handloch verschließt der Deckel einer Dose Caro-Kaffee. Auch wenn ich Produkte des Nestlé-Konzerns so weit wie möglich meide: Ich habe nichts gefunden, was hier ähnlich gut oder besser geeignet ist.

Foto: Teileinbehausung Komplett
BF 20 mit Teilumhausung: Der Späneflug nach vorn wird weitestgehend durch den kleinen Spänefang am Schraubstock unterbunden. (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Die Seitenwände lassen sich seitlich wegklappen, so daß die gesamte Raumlänge für die Bearbeitung zur Verfügung steht. Nach vorn und oben bleibt die Teilumhausung offen. Allein der kleine Spänefang am Schraubstock reduziert den Späneflug nach vorn erheblich, während durchgängig voller Zugriff auf das Werkstück möglich ist.

Neuer Unterbau

Foto: Sockelleisten geschweißt
Neuer Sockel geschweißt: Auf der Oberseite sind (zukünftige) Gewindebuchsen eingeschweißt. Die verstärkten Anschraubpunkte auf der Unterseite verhindern ein Abkippen des Schraubenkopfes. (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Es ist geplant, die BF 20 mit einem Hüfthalter[1] zu versehen, um die Lärmentwicklung beim Fräsen noch weiter einzuschränken und schönere Oberflächen zu erhalten. Durch einen Hüfthalter wird die Maschine noch einmal ein ganzes Stück schwerer, also wird es Pflicht, schon bei der Gestaltung des neuen Unterbaus an den nächsten Transport zu denken.

Statt MDF-Platten sollen künftig zwei U-Profile den Unterbau bilden. Die zwei 512 mm langen U-Profile wurden mit entsprechenden Langlöchern versehen, um bei Bedarf Hebebänder hindurchziehen zu können. Auf der Oberseite sind Hülsen eingeschweißt, in die später Gewinde geschnitten werden. Auf der Unterseite sind U-förmige Befestigungspunkte angebracht. Die Enden wurden verschlossen, um auch in X-Richtung eine entsprechende Steifigkeit zu haben.

Foto: Sockelleisten geschweißt
Zu lang zum überfräsen: Manchmal müssen Projekte auch einfach liegenbleiben. (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Im Rohzustand sind die UNP-Profile nach DIN 1026-1 nicht eben genug, um unmittelbar als Sockel verwendet werden zu können. Ober- und Unterseite müßten also überfräst werden. Generell ist dies auch kein Problem: Da die Schweißnähte beim WIG-Schweißen nicht aufhärten und die Walzhaut schon mit einer Schruppscheibe entfernt wurde, kann sogar mit normalem HSS-Werkzeug überfräst werden. Nur leider läßt sich mit 276 mm Verfahrweg (X-Richtung) kein 512 mm langes Profil in einer Aufspannung überfräsen und für ein überfeilen fehlt mir die ausreichend große Tuschierplatte.

Das schöne an einem Hobbyprojekt ist aber: Es kann im allgemeinen auch gerne mal den einen oder anderen Monat liegenbleiben, bis sich die passende Lösung findet.

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