Platinenfräsmaschine

Durch Zufall bin ich in den Besitz einer alten ISEL / ISERT CNC-Portalfräsmaschine gekommen. Da ich das aufwändige Ätzen mittels Natriumpersulfat und Ätzküvette (siehe Ätzmaschine) leid war, war die Idee gebohren die Fräsmaschine dahingehend umzubauen. Dazu musste zunächst einmal eine Bestandsaufnahme gemacht werden. Dabei wurde auch relativ schnell klar, dass die ISEL eigene Steuerung nicht mehr ganz zeitgemäß war. Nach einiger Recherche habe ich mich dazu entschieden die Steuerung auf LinuxCNC (ehemals: EMC²) umzubauen bzw. zu modifizieren. Es sollten aber viele alte Komponenten erhalten bleiben wie z.B. die Treiberstufen für die Schrittmotoren.

Anforderungen

• Platinen mit min. Eurokartengröße fräsen
• Bohren von Platinen
• Fräsen von Konturen
• Steuerung über LinuxCNC

Mechanik

Zunächst die Bestandsaufnahme:

X-Achse

• Verfahrweg max.: 560 mm
• Verfahrweg real:
• Spindelsteigung: 5 mm / Umdrehung

Y-Achse

• Verfahrweg max.: 440 mm
• Verfahrweg real:
• Spindelsteigung: 5 mm / Umdrehung

Z-Achse

• Verfahrweg max.: 60 mm
• Verfahrweg real:
• Spindelsteigung: 2mm / Umdrehung

Elektronik

Schrittmotoren

X/Y-Achse

• Hersteller: Berger-Lahr
• 5-Phasen
• Schrittwinkel: 0,72° / 0,36°
• I_w = 1,15 A
• R_w = 3,25 Ω
• Typ: RDM 599 / 50 (0683)

Z-Achse

• Hersteller: isert-electronic
• 2-Phasen
• Schrittwinkel: 1,8°
• I_w = 2 A
• R_w = 1 Ω
• Typ: 3455

Fräsmotor

• Hersteller: Kress-Elektrowerkzeuge
• Drehzahlen: 8000 - 24000 U/min
• Typ: 6901E

Steckerbelegungen

Parallel-Port (LinuxCNC)

LinuxCNC nutzt zur Steuerung die Parallelport-Schnittstelle, da diese einfach genutzt werden kann und für die meißten Anwendungen genügend Pins zur verfügung stellt.

Ausgänge (vom PC zur Maschine)

Pin-Nr.	Funktion
1	NOTAUS Ausgang
2	x-Achse Schritte
3	x-Achse Richtung
4	y-Achse Schritte
5	y-Achse Richtung
6	z-Achse Schritte
7	z-Achse Richtung
8	Endstufe aktivieren
9	unbenutzt
14	unbenutzt
16	unbenutzt
17	unbenutzt

Eingänge (von der Maschine zum PC)

Pin-Nr.	Funktion
10	NOTAUS Eingang
11	Referenzschalter X
12	Referenzschalter Y
13	Referenzschalter Z
15	unbenutzt

Berechnungen

Auf der Grundlage der oben erfassten Daten können schon einige Berechnugen durchgeführt werden, die Später bei der Konfiguration von LinuxCNC teilweise benötigt werden.

Schritte pro Umdrehung

X/Y-Achse

$N={\frac {360^{\circ }}{0,72^{\circ }}}=500$

500 Takte sind nötig damit sich der Schrittmotor einmal komplett rumdreht.

Z-Achse

$N={\frac {360^{\circ }}{1,8^{\circ }}}=200$

200 Takte sind nötig damit sich der Schrittmotor einmal komplett rumdreht.

Bilder

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Quellen

File:ISEL Impulssteuerung.pdf
File:ISEL Interfacekarte 4.pdf
File:ISEL Schrittmotorantriebe.pdf