Inhaltsverzeichnis Vorwort...10 1. Einführung...12 1.1. Wozu eine CNC-Fräsmaschine?...12 1.2. Abgrenzung zu Portalfräsmaschinen...13 1.3. Umbau oder fertige Maschine?...15 1.4. Selbstbau oder Umbausatz?...16 1.5. Ausstattung der Werkstatt...16 1.6. Erforderliche Fertigkeiten...16 1.7. Kosten...16 1.8. Vorgehensweise...17 2. Die möglichen Umbaukandidaten...19 2.1. Worauf kommt es an?...19 2.2. Optimum BF20...21 2.2.1. Spezifikationen...21 2.2.2. Vorteile...22 2.2.3. Nachteile...22 2.2.4. Umbauaufwand...22 2.3. Sieg X3...23 2.3.1. Spezifikationen X3 Standard...24 2.3.2. Spezifikationen X3 Super...24 2.3.3. Vorteile...24 2.3.4. Nachteile...24 2.3.5. Umbauaufwand...24 2.4. Wabeco F1200/F1210...25 2.4.1. Spezifikationen (F1210)...25 2.4.2. Vorteile...25 2.4.3. Nachteile...26 2.4.4. Umbauaufwand...26 2.5. Sieg X1...27 2.5.1. Spezifikationen...27 2.5.2. Vorteile...28 2.5.3. Nachteile...28 2.5.4. Umbauaufwand...29 2.6. Sieg X2...29 5
3. Konzepte und Komponenten...30 3.1. Auflösung und Genauigkeit...30 3.1.1. Positioniergenauigkeit...30 3.1.2. Wiederholgenauigkeit...31 3.1.3. Das Werkzeug als Problem...31 3.1.4. Schlussbetrachtung...31 3.2. Führungen...32 3.3. Achsantriebe...33 3.3.1. Grundsätzliches...33 3.3.2. Die Spindeln...35 3.3.2.1. Arten von Spindeln...35 3.3.2.2. Wirkungsgrad...36 3.3.2.3. Umkehrspiel...36 3.3.4. Antrieb...38 3.3.4.1. Zahnriemengetriebe...38 3.3.4.2. Direktantrieb...39 3.3.5. Spindellager...40 3.3.6. Fahrgeschwindigkeit...42 3.3.7. Schrittmotoren...42 3.4. Referenz- und Endschalter...46 3.5. Die Frässpindel...48 3.6. Elektronik...50 3.6.1. Schrittmotor-Endstufen...51 3.6.2. Ansteuerung der Endstufen...52 3.6.3. Anschluss von End- und Referenzschaltern...53 3.6.4. Netzteil...53 3.7. Software...54 3.8. Computer...54 3.9. Elektronisches Handrad...54 4. Jetzt wird es praktisch...55 4.1. Die Zeichnungen...55 4.2. Die Fotografien...55 4.3. Bearbeiten von Kugelgewindespindeln...56 4.3.1. Gewinde abschleifen...56 4.3.2. Drehen mit Hartmetall-Werkzeug...56 4.3.3. Einsetzen von weichen Enden...57 4.3.4. Einspannen in der Drehmaschine...58 4.3.5. Kugelgewindemuttern abfräsen...59 4.3.6. Kugelgewindemuttern auf Spindeln aufschrauben...59 4.3.7. Einstellen des Spiels der Kugelgewindemutter...60 4.3.8. Einstellen des Schmiernippels an rechteckigen Muttern...61 4.4. Lagersitze...61 4.5. Keilnuten...61 4.6. Anschluss der Motoren...63 4.7. Anschluss der Referenzschalter...64 4.8. Materialbeschaffung...64 6
5. Umbau der Sieg X3 mit Direktantrieb...65 5.1. Anfertigung der neuen Teile für den Umbau...65 5.1.1. Lagerflansche (3, 4, 16 und 18)...66 5.1.2. Lagergehäuse (5 und 5A)...66 5.1.3. Zugentlastungen Motorkabel (12)...68 5.1.4. Kugelgewindespindeln (9, 15, 19)...68 5.1.5. Kupplungen (26)...69 5.1.6. Motorträger für den Z-Antrieb (8)...69 5.1.7. Hülse für die Kugelgewindemutter des Z-Antriebs (11)...70 5.1.8. Gehäuse für die Kugelgewindemutter der Y-Achse (13)...70 5.1.9. Befestigungsschrauben für Kugelgewindemuttern (14)...70 5.1.10. Anschlusskästen für induktive Schalter (21 und 22)...71 5.1.11. Betätiger X-Achse (23)...71 5.1.12. Zahnriemenrad Z-Achse (27)...71 5.1.13. Motorritzel Z-Achse (28)...71 5.1.14. Abstandshülse Z-Achse (29)...72 5.1.15. Halter Referenzschalter Z (31)...72 5.2. Bearbeiten der Originalteile...72 5.2.1. Tipps zum Zerlegen der Maschine...72 5.2.2. Bohrungen im Sattel (17)...74 5.2.3. Unteres Lager Z-Achse (7)...75 5.2.4. Mutterngehäuse Z-Achse (10)...75 5.2.5. Bohrungen am Tisch (20)...76 5.3. Montage der Mechanik...76 5.3.1. Z-Achse...76 5.3.2. Vormontage der Antriebe für X- und Y-Achse...78 5.3.3. Montage des Referenzschalters Y...79 5.3.4. Montage des Antriebs der X-Achse...80 5.3.5. Aufsetzen von Tisch und Sattel...81 5.3.6. Montage des Referenzschalters X...82 5.3.7. Montage des Referenzschalters Z...82 5.3.8. Montage der Abdeckung für den Referenzschalter X...83 5.4. Montage der Elektrik...83 5.4.1. Anschlüsse für Motoren und Referenzschalter...83 5.5. Umbau des Spindelantriebs...85 5.5.1. Deckel Fräskopf (24)...85 5.5.2. Motorträger (25)...86 5.5.3. Zahnriemenrad Frässpindel (nur X3 Standard)...86 5.5.3.1. Für starre Pinole (30)...86 5.5.3.2. Für bewegliche Pinole (30A)...86 5.5.4. Entfernen der Getriebewellen (nur X3 Standard)...87 5.5.5. Ausbauen und überarbeiten der Frässpindel...87 5.5.6. Motorritzel (32)...89 5.5.7. Montage...89 5.5.8. Frequenzumrichter...90 7
6. Umbau der BF20 mit Zahnriemenantrieb...93 6.1. Anfertigen der neuen Teile für den Umbau...93 6.1.1. Grundplatten für die Antriebe (6, 8)...93 6.1.2. Riemengehäuse (7)...94 6.1.3. Abstandshülsen und -scheiben (9, 11, 13, 14)...94 6.1.4. Zahnriemenscheiben (10)...94 6.1.5. Motorritzel (12)...94 6.1.6. Kugelgewindemuttern für die X- und Y-Achse (15, 27)...95 6.1.7. Mutternhalter (16, 17)...95 6.1.8. Mutterngehäuse (18)...95 6.1.9. Kugelgewindespindeln (20, 21, 22)...97 6.1.10. Anschlusskästen Schalter Y und Z (25)...97 6.1.11. Halter Schalter X (26)...97 6.1.12. Betätiger Y- und Z-Achse (24)...97 6.1.13. Zugentlastung Motorkabel (23)...98 6.1.14. Befestigungsschraube Kugelgewindemutter Z (32)...98 6.1.15. Abdeckung Y-Spindel (31)...98 6.2. Bearbeiten der Originalteile...98 6.2.1. Bearbeiten des Sattels (28)...98 6.2.2. Bearbeiten des Spindellagers (5)...98 6.2.3. Bearbeiten des Mutternhalters (19)...99 6.3. Montage der Mechanik...99 6.3.1. Z-Achse...99 6.3.2. Y-Achse...102 6.3.3. X-Achse...107 6.3.4. Abdeckung der Y-Achse...108 6.4. Montage der Elektrik...108 7. Umbau der Wabeco F1210...110 7.1 Anfertigen der neuen Teile für den Umbau...110 7.1.1. Motorhalteplatten (5)...110 7.1.2. Halteplatten (7 und 11)...110 7.1.3. Lagergehäuse (6)...110 7.1.4. Kugelgewindespindeln (8, 13, 22)...111 7.1.5. Halter Mutter Y (9)...111 7.1.6. Verlängerung Schmiernippel Y (10)...111 7.1.7. Mutternhalter Z (16)...111 7.1.8. Grundplatte Z-Antrieb (17)...112 7.1.9. Gehäuse Antrieb Z (18)...112 7.1.10. Lagerplatte Z (19)...113 8
7.1.11. Sicherungsscheibe Z (20)...113 7.1.12. Abstandring Z (21)...113 7.1.13. Zahnriemenscheibe Z (23)...113 7.1.14. Motorritzel (24)...113 7.1.15. Zugentlastung Motorkabel (37, 38)...113 7.1.16. Anschlusskästen für Schalter (27, 28, 36)...113 7.1.17. Betätiger Y-Achse (29)...113 7.1.18. Abdeckungen (30, 32)...113 7.1.19. Befestigung KG-Mutter Z (33)...113 7.1.20. Kupplungen (34)...113 7.1.21. Betätiger Z-Achse (35)...113 7.2. Bearbeiten der Originalteile...113 7.2.1. Bearbeiten des Sattels (2)...114 7.2.2. Bearbeiten des Tisches (31)...115 7.3. Montage der Mechanik...115 7.3.1. Montage des Antriebs der Z-Achse...115 7.3.2. Montage des End-/Referenzschalters der Y-Achse...117 7.3.3. Vormontage des Antriebs für die X-Achse...118 7.3.4. Montage des Y-Antriebs...120 7.3.5. Aufsetzen des Tisches...122 7.3.6. Montage des End-/Referenzschalters der X-Achse...122 7.3.7. Montage der Schalterabdeckung...123 7.3.8. Montage des End-/Referenzschalters der Z-Achse...123 7.3.9. Montage der Schrittmotoren für die X- und Y-Achse...124 7.4. Montage der Elektrik...124 7.5. Montage des neuen Antriebs...126 8. Anhang...133 8.1. Bezugsquellen...133 8.1.1. Metalle und mechanische Bauteile...133 8.1.2. Maschinen...133 8.1.3. Elektronische Bauteile...134 8.1.4. Spezialteile für Umbauprojekte...134 8.1.5. CNC-Software...134 8.2. Internet-Links und CNC-Foren...134 8.2.1. Mach3 Benutzerforum...134 8.2.2. Roboternetz...134 8.2.3. Peters CNC-Ecke...134 8.3. Die Webseite des Autors...134 9