Das Maschinenbett

Das Grundgerüst der CNC-Maschine ist das Maschinenbett. Hier liegt die Arbeitsplatte auf und an ihm wird das Portal befestigt. In meinem Fall besteht das Maschinenbett aus 80×40 Aluprofilen der Kategorie „schwer“ für 8mm Nutensteine. Dabei sind zwei 1272mm lange Profile für die Längsrichtung und vier 832mm lange Profile für die Querstreben angeordnet.

Universalverbinder

Universalverbinder

Für die Verbindung der Querstreben mit den Längsprofilen nutze ich Universalverbinder von Item24.de. Dieser besteht aus einer Hülse mit Schneidgewinde, einer Schraube und einem Nutenstein. Die Hülse wird in die Querstrebe eingeschraubt. Das Gewinde schneidet sich dabei in das Profil. Bei diesem Vorgang darf man nicht zu zimperlich sein und muss mit grober Gewalt größerem Kraftaufwand ans Werk gehen, da sonst der initiale Schnitt des Gewindes in das Profil nicht gelingt. Auch wenn die Hülse sehr fest in dem Aluprofil sitzt, habe ich sie zusätzlich und übervorsichtigerweise mit Zwei-Komponenten-Kleber gesichert, da ich beim späteren Betrieb der Maschine durch die Vibrationen eine Lockerung dieser Verbindung vermeiden wollte.

Gewinde schneiden

Die Längsprofile schließen mit gelaserten  Stahlblechen ab, an der die Motoren und die Übersetzung angebracht sind. Um diese mit den Aluprofilen zu verschrauben, müssen einige Gewinde geschnitten werden – eine der eindeutig langweiligsten Aufgaben bei dem Projekt. Eine Drehung vor, eine halbe zurück – jeder, der schon einmal Gewinde geschnitten hat, weiß, was ich meine.

Stahlblech

Um die Kugelgewindespindeln und die Motoren für die Y-Achse montieren zu können, schließt die Konstruktion aus Aluprofilen an der Vorder- und Rückseite mit einem Rahmen aus 10mm Stahlblech ab. Dabei wurden die entsprechenden Bohrungen aus der Konstruktionszeichnung und die Form gelasert.

Die CNC-Maschine ist das erste Teil, das ich mit Hilfe von CAD konstruiert habe und realisiere. Eines der bemerkenswerten Meilensteine ist dabei, wenn sich nach monatelanger Planung und Konstruktion die ersten Teile vom heimischen Bildschirm in meinem Werkkeller materialisieren und vor mir liegen. Gerade die individuell konstruierten Teile aus Stahlblech mit ihren Maßen und Bohrungen finde ich besonders bemerkenswert.

Ich habe sie mit einigen Schichten Aluminium-Farbe überzogen, um sie zum einen ansehnlicher zu machen und vor Korrosion zu schützen. Wer will schon mit einem Haufen rostigen Stahl arbeiten? 🙂

Linearführungen

Für das Portal werden Linearführungen montiert. Hier halfen die Nutensteine mit Steg und gefedert gelagerter Kugel. Dadurch war es sehr einfach, die Nutensteine in dem Aluminiumprofil im Abstand von sechs Zentimetern zu platzieren und hinreichend zu fixieren, sodass die initiale Montage der Linearführung recht einfach von der Hand ging. Nichts wäre ärgerlicher gewesen, wenn sich während der Montage einer der Nutensteine verschoben hätte und ich alles demontieren und erneut ausrichten müsste.

Nach der ersten Fixierung der Linearführung erfolgt das Ausrichten. Die Führungen müssen sehr genau parallel zum Albprofil verlaufen. Mit Hilfe einer Messuhr konnte ich beim endgültigen Fixieren der Führungsschiene eine Genauigkeit von ±0,03mm erreichen.

Tischbefestigung

Die Maschine wird später im betriebsfertigen Zustand etwa 130kg auf die Waage bringen und ist dementsprechend schwer zu bewegen. Durch den Richtungswechsel der Motoren und anderen Vibrationen ist ein Versatz der gesamten CNC-Maschine auf dem Tisch sehr wahrscheinlich. Um dies direkt auszuschließen, verschraube ich das Maschinenbett mit dem Tisch an vier Stellen. Dazu werden entsprechende Bohrungen in die Tischplatte gebohrt.

Durch in Nutensteine eingeschraubte Gewindestangen wird das Maschinenbett mit dem CNC-Tisch befestigt. Während die Platzierung der Nutensteine für die Befestigung der seitlichen Linearführung noch sehr einfach war, war es recht fummelig, dasselbe an der Unterseite durchzuführen. Letztlich hat alles prima geklappt und der Bau der CNC-Maschine ist wieder ein Schritt weiter gekommen.

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