Umbau Fräse und Drehbank auf Frequenzumrichter

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Moderator: fido

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fido
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Umbau Fräse und Drehbank auf Frequenzumrichter

Beitrag von fido »

Hallöchen liebe Buntbahner,

ich soll euch etwas über den Umbau meiner Fräse auf einen neuen Fräsmotor erzählen. Also dann mal los :-)

Meine Fräse ist eine Wabeco F1210 umgebaut auf CNC. Mit dem originalen Fräsmotor wurde ich nie so richtig warm, der Motor dagegen sehr. Insbesondere nach mehr als 3h Dauerfräsen konnte man Spiegeleier darauf braten, außerdem war mir die Drehzahl viel zu niedrig.

Der neue Motor ist ein Perske KRS 35.1-2D mit 230V (Y), ca. 18.000 (300 HZ) und 800W Belastbarkeit. Bei 24.000 U/min läuft er auch noch problemlos.


Die Vorteile sind:

:arrow: Drehzahl bis 24.000, die für kleine Fräser < 2mm sehr wichtig ist. Z.b. fräse ich mit einem Fräser 3 Zähne / 1,5mm mit 12.000 U/min und 4mm Vorschub. Bei 3Z / 1mm sind es 20.000 und 4mm/sek. Da die Schnittdaten sehr gut zu den Fräsern passen, ist das Schnittbild sehr gut und die Kanten glatt.

:arrow: Drehzahlregelung über den Frequenzumrichter mit digitaler Anzeige der Drehzahl und aktuellen Leistung. Somit stimmen auch die Schnittwerte.

:arrow: Die Spindel bleibt fast kalt.

:arrow: Zierliche ER25 Spannzagen mit kleiner Mutter. Damit kann ich näher an die Teile zur Aufspannung fahren.

:arrow: Mit dem 10mm Fräser in Alu packt er ähnlich gut zu wie der alte Motor, stößt aber je nach Zustellung schnell an seine Grenzen.

Negativ dagegen ist der Preis mit über EUR 1300,- und das laute Lüftergeräusch ab 14.000 U/min. Die Lösung gegen den Lärm war recht aufwändig. Ich habe den Lüfter an der Spindel abgebaut und mit einem Lüfter unter dem Tisch über mehrere Abflussrohre verbunden.

Der Lüfter ist ein Pabst RG160-28/12N, Größe 220x220x56mm, Betriebsspannung 12V(dc),
Leistung 21W, Luftdurchsatz 209m³/h, Geräuschpegel 66dB bei Gebläsedrehzahl 2850U/min.

Die Frässpindel ist über eine ALU-Halterung mit der Fräse verbunden. Damit ergibt sich der selbe Abstand Fräser zur vertikalen Führung wie bei der originalen Frässpindel. Die neue Halterung ist kompatibel zur alten, so das an der Fräse sonst nichts verändert wurde. Beim Umbau hat mir Marco sehr geholfen.


Hier sind dann auch Fotos des ganzen Gedöhns mit einem 1mm VHM Fräser:

Bild

Bild

Das Blasdings ist mit einem Kompressor unter dem Tisch verbunden und bläst die Späne aus den Nuten. Außerdem wird der Fräser etwas gekühlt.

Falls in der Werkstatt nur 1-Phasen Wechselstrom mit 230V verfügbar ist (der Normalfall), sollte ein 400V Motor statt im Stern im Dreieck (http://de.wikipedia.org/wiki/Dreieckschaltung) betrieben werden, da der Frequenzumrichter statt 3x 380V wie an Drehstrom nur 3x 230V liefert. Der Motor muss also passend beschaltet sein (bei Perske erhält man den Motor auf Wunsch für 230V in Y gewickelt) oder externe Klemmen haben. Die Beschaltung gilt auch für die Drehbank (siehe unten).

Der ER20 Spannzangenhalter ist bei Perske Teil des Motors und kann nicht demontiert werden. Den Schlüssel und die passende Mutter sollte man mitkaufen, wobei es die Teile auch bei der Hoffmann-Group gibt. Ein Spannzangensatz von durchgängig 1-13mm ist sehr zu empfehlen, um alle Fräser und Bohrer spannen zu können. Bohrer < 1mm kann man nur mit 2mm oder 2,3mm Schaft spannen. Ein Bohrfutter wie bei der Wabeco habe ich nicht vermisst.

Statt Perske werden in Online-Foren immer wieder Elte Frässpindeln empfohlen. Sie sollen leiser und deutlich günstiger sein. Probiert habe ich das nicht, aber es gibt zahlreiche positive Meinungen.


Meine Drehbank ist eine Quantum D250x400. Beim Umbau auf Frequenzumrichter musste auch der Motor gegen einen Drehstrommotor getauscht werden. Da ich in den letzten Wochen dicken Ärger mit meiner Elektrik hatte (wobei die Drehbank vermutlich unschuldig war), habe ich die Kabel und Schalter in der Drehbank entsorgt und eigene eingebaut. Das war nicht verkehrt, denn die Phase oder der Nulleiter am Not-Aus-Schalter der Drehe war locker eingesteckt und rutschte bei Anfassen heraus...

Ich habe nun einen neuen und vertauenswürdigen Not-Aus-Schalter sowie Schalter für den FU eingebaut. Den Drehstrommotor kann ich nun einschalten, Drehrichtung wechseln und mit dem Poti die Drehzahl zwischen 20Hz und 100Hz (50Hz ist Nenndrehzahl) einstellen.

Bild


Bezugsquellen:

Spindeln:
Perske: http://www.perske.de/ und http://www.perske.de/pdf/hochtourige_motoren_perske.pdf
Elte: http://www.eltesrl.com/

Lüfter:
http://de.rs-online.com/web/

Frequenzumrichter:
Jeder Umrichter mit 230V Eingang (3x 380V für Leute mit Drehstrom) und Leistung 800W bis 1,4 KW (Maximalleistung je nach Motor) passt. Die Frequenz sollte bis 650Hz gehen. Gut geeignet sind Siemens Micromaster wie z.B. der Micromaster 420 21-5BA1. Ein Blick auf ebay lohnt sich, allerdings muss man die technischen Angaben genau prüfen. Z.b. dieser ist gut (und meiner): http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?Vie ... 0218386047


:!: Wer keine Ausbildung zu Installationen mit 230V/380V hat, sollte bitte die Finger davon lassen und jemanden mit Erfahrung bitten, die Elektroinstallation vorzunehmen.

Ganz interessant sind zahlreiche Beiträge in der CNC-Ecke wie http://5128.rapidforum.com/topic=112270408543 mit guter Erklärung von Stern und Dreieck.
:runningdog: Viele Grüße, fido
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Helmut Schmidt
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Re: Umbau Fräse und Drehbank auf Frequenzumrichter

Beitrag von Helmut Schmidt »

Fido,

danke für den guten in informativen Bericht.
Helmut Schmidt
Jörg
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Re: Umbau Fräse und Drehbank auf Frequenzumrichter

Beitrag von Jörg »

Hallo Fido
danke erstmal
der Motor ist auch was für meine CNC Fräse, was wiegt er ca.?

Nach dem Umzug muß ich unbedingt folgende Arbeiten an den Maschinen machen:
Die CNC-Fräse mit einer Spindel austatten
Die Wabeco Fräse mit den Digitalmeßschiebern die hier schon liegen ausrüsten
Die Optimum D280 soll noch ihre CNC Ausrüstung bekomem, die hier auch schn seit einiger Zeit liegt
naja wieder viel zuviele Baustellen
bis bald
jörg
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fido
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Re: Umbau Fräse und Drehbank auf Frequenzumrichter

Beitrag von fido »

Hallo Helmut,

danke :-)


Hallo jörg,

der Motor wiegt 4,5 kg.
:runningdog: Viele Grüße, fido
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hajo
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Re: Umbau Fräse und Drehbank auf Frequenzumrichter

Beitrag von hajo »

Hallo Fido,

meinen herzlichen Dank für die viele Mühe die Du Dir mit diesem umfassenden Bericht gemacht hast!

Du schreibst, dass zierliche ER-25 Spannzangen verwendet werden, davon habe ich ohnehin schon einen kompletten Satz. Etwas weiter unten im Text steht dann der ER-20 Spannzangenhalter. Könntest Du das bitte noch einmal prüfen!? Danke!

Insgesamt sind die Umbaukosten nicht unerheblich und es geht einiges an Funktionalität wie z.B. der Einsatz von Bohrfuttern, Ausdrehkopf, Sägeschnitte etc. verloren.

Die starke Hitzeentwicklung des Motors habe ich bei mir noch nicht feststellen können. Beim längeren Fräsen wird es zwar schon ordentlich warm, aber m.E. ist das noch im tolerierbaren Bereich. Allerdings fräse ich ja mittels Handkurbel und komme daher wegen der immer wieder erforderlichen Pausen nicht auf stundenlange, ununterbrochene Laufzeiten wie beim CNC-Betrieb.

Ich kann jedem Fräsenbesitzer nur empfehlen eine gute digitale Anzeigeeinrichtung zu montieren. Zuerst hatte ich die Anbaumeßschieber von Wabeco eingebaut. Diese waren aber nur bedingt einsetzbar, z.B. wenn ich den Maschinenschraubstock aufgespannt hatte, dann konnte die Anzeige der X-Achse nicht mehr abgelesen werden weil der Schraubstock diese verdeckte. Ich habe dann eine externe Anzeige nachgerüstet. Dann sind mir des öfteren die Anzeigen ausgefallen, diese wurden aber immer prompt von Wabeco gegen neue ausgetauscht, ich habe dort angerufen und sofort kostenlosen Ersatz bekommen. Sobald ich die defekten Teile zurückgeschickt hatte, wurde die Rechnung ausgebucht, da kann man micht meckern. Die häufigen Ausfälle und der Kabelsalat gingen mir dann aber auf den Zeiger, so dass ich, nachdem wieder einmal alles kostenlos erneuert wurde, die ganze Sache über ein bekanntes Auktionshaus verkauft und mir Glasmaßstäbe gegönnt habe.

Die Glasmaßstäbe und die Anzeige sind von SINO und ich habe diese über Pewetro gekauft. Das ist eine ganz andere Liga und ich bin, trotz des hohen Preises, sehr zufrieden damit. Die Anzeige und die vielen Möglichkeiten damit reichen schon fast an CNC heran. Meine ganzen Teile für die HF110 habe ich damit gefertigt und bei Lochreihen etc. führt einen die Anzeige zur jeweils nächsten Koordinate. Auch diagonale Lochreihen oder Teilungen sind möglich, daher erspare ich mir bei flachen Werkstücken sogar meistens den Teilapparat aufzuspannen. Einfach die Daten wie Zentrum, Teilkreis etc. eingeben und loskurbeln. Außerdem kann man bis zu 200 Nullpunkte eingeben und zwischen diesen hin und her schalten sowie absolut oder relativ positionieren oder den Fräserradius korrigieren lassen. Natürlich ist das nicht mit CNC vergleichbar und man muss sich sehr konzentrieren, aber es geht!

Meine Drehbank, Emco Compact 8, habe ich auch auf einen 380Volt-Motor mit Siemens Micromaster umgebaut. Mit dem Micromaster bin ich sehr zufrieden und auch hier hat der Umbau in erster Linie eine deutlich verringerte Geräuschkulisse mit sich gebracht.

Beste Grüße Hajo
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fido
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Re: Umbau Fräse und Drehbank auf Frequenzumrichter

Beitrag von fido »

Hi Hajo,

meine Fräse hat ER20 (Perske-Motor) und meine Drehbank ER25 Spannzangen.

Natürlich kann ich die Spannzange der Fräse auch Ausdrehköpfe etc. spannen. Es passt alles mit einem geraden Schaft bis zu 13mm Durchmesser.

Ein Bohrfutter brauche ich einer CNC-Fräse nicht und Bohrer von 1-13mm spanne ich in der Spannzange. 99% aller Bohrer (0,5 bis 1mm), die ich spanne, haben einen Schaft von 2,3mm und dafür habe ich eine 2,5mm Spannzange. Alle größeren Löcher fräse ich CNC. Z.b. 10er Löcher in Alu zu Bohren macht mit der Perske-Spindel keinen Spaß; dafür sind 800W ohne Getriebe zu wenig.

Eine digitale Anzeigeeinrichtung fand ich früher auch mal super. Seit dem ich CNC fräse, verwende ich sie ca. jährlich zum Justieren des Spiels in den Gewindestangen, aber nicht mehr zum fräsen.

Generell kann ich jedem Besitzer einer Fräse nur raten, wenigstens eine Fräse auf CNC umzubauen...
:runningdog: Viele Grüße, fido
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