Vorstellung
Im Folgenden möchte ich mein Projekt einer Untertischfräse vorstellen. Ich habe die Fräse mit einer Bosch GTS 10XC(Amazon) kombiniert, da diese mit ihrem seitlichen Auszug den idealen Platz dafür bietet. Außerdem lässt sich dann der Winkelanschlag der Kreissäge wiederverwenden und auch für die Fräse nutzen. Dadurch erhält man eine unfassbar nützliche Gerätekombination.
Eine Kreissäge ist für die Konstruktion allerdings keine Voraussetzung. Die Konstruktion kann unter jeglichen Tisch gebaut werden.
Fürs Erste nutze ich eine Makita/Katsu Fräse. Es kann aber jede Fräse mit einem Schaftdurchmesser von 65 mm verwendet werden. Dadurch bieten sich auch z.B. China Spindeln an. Diese bringen den Vorteil der einfacheren Geschwindigkeitssteuerung.
Um die Verkabelung deutlich zu vereinfachen habe ich eine kleine Platine konstruiert. Hier können alle Bauteile angeschlossen werden und man erspart sich viel Arbeit. Mehr dazu unter Untertisch fräse – Platine
Konstruktion
Die Konstruktionen sind mit Fusion360 entstanden und können bei Thingiverse heruntergeladen werden. Die Dateien sind sowohl im Fusion360 Format als auch im STL-Format vorhanden und können nach Belieben bearbeitet werden.
Hier einmal die Haltekonstruktion:
https://www.thingiverse.com/thing:4946255
Und hier der Kasten für die Steuerung:
https://www.thingiverse.com/thing:4946262
Funktionen
- Werkzeugwechsel Funktion
- Werkzeuglängenmessung
- Genaues Verfahren per Encoder
- Direktes Verfahren mit den Encoder
- Geschwindigkeitssteuerung mit einem Analogen 0-10V Ausgang
- Maximale Verfahrwege mit Endstops festlegen
- Sicherheit durch einen Geräteschalter mit Unterspannungsauslöser
- Nutzung des Winkelanschlags der Bosch GTS 10 XC
Einkaufsliste
| Bauteil | Link |
|---|---|
Table Router Shield Platine | Untertisch fräse – Platine -> Shop |
| Fräser Einlegeplatte Ich habe mehrere ausprobiert und mich letztendlich für eine Platte mit 300 mm X 235 mm entschieden. Die Anschlüsse in dem 3D-Druck Halter sind hierfür passend. Die Anschlüsse haben eine Abstand von 85 mm und sind im Quadrat angeordnet. Update 03.11.2023: – Neue Lochabstände für eine andere Fräsplatte hinzugefügt(70×62). Siehe Amazon Link  | Amazon Amazon |
Linear Lager LMK10UU – 4 Stk. | Amazon – AliExpress |
Linear Stangen 10 mm x 300 mm – 4 Stk. | Amazon – AliExpress |
10 mm Flansche SHF10 – 8 Stk. | Amazon – AliExpress |
Kugelumlaufspindel Set SFU1204 300mm – 2 Stk. Es werden nur die abgebildeten Teile benötigt. | Amazon – AliExpress |
| Schrittmotor Ich habe mich für einen Nema23 mit externem Treiber entschieden.  | Amazon – AliExpress |
GT2 Pulleys – Bohrung 8mm – 20 Zähne – 3Stk. | Amazon – AliExpress |
| GT2 Slider – Bohrung 5mm – 1 Stk. Diesen nutze ich als Umlenkrolle. Es kann auch ein normaler Pulley verwendet werden, welchen man dann nicht festzieht.  | AliExpress |
GT2 Riemen – 400 mm – 6 mm breit – 1 Stk.  | Amazon – AliExpress |
| Schrauben für Halter-Konstruktion(bei Nutzung der Inserts) Gewindeinserts: – M4x6(B)x8(H) – min. 76 Stk. (es gibt einige optionale Anschlüsse) Linsenflachkopfschrauben: – M4x16 – 28 Stk. – M4x20 – 4 Stk. – M4x25 – 10 Stk. – M4x30 – 8 Stk. – M5x30 – 1 Stk. (Schraube für die Umlenkrolle am Halter unten) Zylinderschrauben: – M4x10 (für die LMK10UU) – 16 Stk. Muttern: – M5 – 2 Stk (Schraube für die Umlenkrolle am Halter unten) | M4 Inserts: AliExpress – Amazon Ich fülle mein Schraubensortiment immer bei https://www.schraubenking.at/ auf |
| Schrauben für Steuerungskasten(bei Nutzung der Inserts) Gewindeinserts: – M3x5(B)x4(H) – ca. 20 Stk Linsenflachkopfschrauben: – M3x6 – ca. 10 Stk. – M3x10 – ca. 15 Stk. + Schrauben für Bauteile(Je nachdem was verbaut wird.) | M3 Inserts: AliExpress – Amazon Ich fülle mein Schraubensortiment immer bei https://www.schraubenking.at/ auf |
Schuko-Einbausteckdose | Amazon – AliExpress |
Kaltgeräte Anschluss | Amazon – AliExpress |
Schaltnetzteil – 12V – 5A(48W) | Amazon – AliExpress |
ESP32 Devkit V1 – Achtung das Pinout muss genau dem in dem abgebildeten Bild entsprechen, wenn das Table Router Shield eingesetzt wird. | ~ 11€ Amazon – ~ 10€ AliExpress |
Encoder – 5V – 4Pin | ~ 30€ Amazon – ~ 17€ AliExpress |
I2C Display – LCD2004 – I2C | ~10€ Amazon – ~ 6€ AliExpress |
| Taster / Schalter: Ich habe für alle Funktionen Druck-Taster verwendet. Achtung, der Taster für den Modus-Wechsel sollte „latching“ bzw. Einrastend sein. Also 4x „latching“ und 1x „momentary“ Falls gewünscht auch mit LED(5V)  | Amazon – AliExpress |
| optional: Poti für die Geschwindigkeitssteuerung am FU 10K Ohm ist ein guter Wert für so einen Poti  | Amazon – AliExpress |
Endstops – 2 Stk. | Amazon – AliExpress |
| optional, dringend empfohlen: Geräteschalter – Not-Aus – 230V Damit die Fräse sicher geschaltet werden kann. Wird sowohl für die Makita Fräse als auch für die Version mit China Spindel empfohlen  | ~ 24€ Amazon |
optional – Makita Fräse(sehr laut) | ~ 105€ Amazon |
| optional – China Spindel mit FU – Luftgekühlt Vorteil gegenüber der Makita Fräse: – Steuerung der Geschwindigkeit über Bedienpanel – Fräse kann geerdet werden und braucht damit bei der Längenmessung keine Klemme am Fräser  | ~ 220€ AliExpress |
optional: Fräser Set | Amazon |
optional: Bosch GTS 10 XC | Amazon |
optional: Kabelschuhe Set | Amazon |
Hinweise / Tipps für den Bau
Schaltplan Steuerung
Achtung – Arbeiten mit 230V sind lebensgefährlich! Bei unzureichender Kenntnis und Erfahrung unbedingt einen Elektriker zurate ziehen!
Hier ist ein Schaltplan, wie ich meinen Steuerungskasten für die Makita Spindel Variante verkabelt habe. Ich habe absichtlich nicht jede einzelne Ader eingezeichnet. Nochmal – bei unzureichender Erfahrung bitte einen Elektriker hinzuziehen!
Das Display funktioniert nicht / ist verdreht
Falls das Display zwar leuchtet, aber nichts anzeigt, liegt das wahrscheinlich an der Kontrast Einstellung. Dafür gibt es auf dem I2C Modul am Display einen kleinen Dreh-Poti. Diesen kann man vorsichtig drehen und damit den Kontrast richtig einstellen.
Wenn das Display verdreht ist, hat man leider keine andere Wahl, als das Display auszubauen und umzudrehen.
Gewindeeinsätze Größen ändern
Falls für die Gewindeeinsätze andere Größen verwendet werden sollen, kann man die Fusion360 Datei bearbeiten. Um die Arbeit erheblich zu vereinfachen, habe ich hierfür Parameter in Fusion angelegt, welche einfach verändert werden können. Danach muss man die Körper nur einmal neu exportieren. Die Parameter findet man in Fusion360 unter dem Menüpunkt „Ändern“ -> „Parameter ändern“.
Software aufspielen / konfigurieren
Die Software ist ebenfalls in Gitlab im „Table Router Shield“- Ordner zu finden: GitHub – Timos Werkstatt.
Das Aufspielen der Software auf einen ESP32 werde ich hier nicht im einzelnen Beschreiben. Dafür gibt es im Internet genug Anleitungen. Hier sind ein paar Links:
Für den absoluten Anfänger würde ich die Arduino IDE Variante empfehlen: ESP32 Arduino IDE. Es kann sein, dass zusätzliche Bibliotheken nachinstalliert werden müssen.
Wer sich ein wenig mit dem Thema auseinandersetzen möchte, dem empfehle ich die Variante mit VS Code und PlatformIO.
Am Anfang der Software gibt es diverse Einstellungsmöglichkeiten. Die Einstellungen für die Motorschritte und Spindelsteigung müssen angepasst werden, damit die Maßeinheiten stimmen!
Limit Switches
Vielen Dank an Volker Matthes für die Erstellung eines 3D-gedruckten Gehäuses für die Limit-Switche: Thingiverse
Also erstmal super was du alles machst Hut ab.
Wäre es möglich einen Wert vorzugeben wie bei anderen Steuerungen und dann in das Material einzutauchen? Für eine Tasche?
Gruß
Denkbar ist das. Das müsste dann allerdings selbst in die Software einprogrammiert werden.
Hallo Timo, bin jetzt auch endlich dazu gekommen meinen Fräslift zu bauen. Vielen Dank für die tolle Platine! 🙂
Ich habe zwei kleine Fragen:
1. Kann man die Achse irgendwie freifahren wenn ein Endschalter ausgelöst hat?
2. Wenn ich die Werkzeuglängenmessung starte fährt der Lift nach unten zum Endstop. Fährt ein Stückchen hoch und dann nochmal nach unten ignoriert dann aber den Endstop. Das ganze passiert nicht jedes Mal, aber in den meisten Fällen. Hast du evtl. eine Idee wo ich hier zur Fehlersuche ansetzen könnte?
Hallo Timo,
Sehr tolle Umsetzung! Hab von Platine und package von Dir geordert und bin gerade beim 3D-Druck.
Ist zwar jetzt kein wirkliches Problem, jedoch fehlt es wirklich in der Vollständigkeit – wie bereits Klaus angemerkt hat.
Somit könntest Du Bitte die STL für die Endstops noch ergänzen, dann wäre es komplett.
Besten Dank im voraus,
Beste Grüße
Jürgen
Die STL habe ich leider nicht. Ich habe die damals für Stangen mit einem anderen Durchmesser designt. Mittlerweile hängen die Endschalter bei mir einfach mit einem Kabelbinder an den Schienen. Falls jemand einen passenden Halter hat, kann er mir den gerne zusenden und ich hänge den hier an.
Hab noch was vergessen, ich suche noch die stl. für die Endschalter an dem Frästisch, gibt es da einen Link ???
Vielen Dank
Hallo,
Ich komme mit der Programmierung des Controllers nicht weiter, es kommt in der Arduino IDE immer die Fehlermeldung „main.cpp:714:43: error: expected primary-expression bevore ‚>‘ token
if (buttonOK.currentDuration() ==>1000)
Exit Status 1
‚class Bounce‘ has no member named ‚currentDuration‘
Kann mir da jemand bei helfen??
Besten Dank
Vermutlich findet die Arduino IDE die library nicht. Versuch Mal vscode mit Platform IO. Das funktioniert besser. Die Anleitung dafür habe ich auch auf dieser Seite verlinkt.
Vielen Dank erstmal für den Tip. Ich probiere es weiter hin noch mal, mit Platform IO kenne ich mich absolut nicht aus. Würde mich trotzdem sehr freuen wenn ich noch mal nach fragen darf. Das ist ein absolut genialer Aufbau und bin absolut gespannt wie gut es laufen wird. Klasse Arbeit 👍🏻
So, ich hab’s hin bekommen und es läuft einwandfrei, bin total begeistert. Ganz großen DANK an diese tolle Arbeit. Nun brauch ich nur noch eine stl. Datei für die Endschalter.
Hey
Ich habe beim Stöbern und suchen deinen Lift gefunden.
Und diesen würde ich mir gerne nachbauen.
Mit welchem Material hast du den gedruckt? PLA oder ABS?
Gruß Patrik
Ich glaube ich habe petg genutzt.. aber Pla auch wird auch gehen.
Hallo,
gibt es eine Teileliste wie die Platine bestückt ist?
Reicht dir die schematische Darstellung? Da stehen auch Teile-Bezeichnungen dran: https://gitlab.com/cnc-projects1/timos-werkstatt/-/blob/master/Table%20Router%20Shield/Schematics/v1.5/Schematic_tablerouter_2021-12-29.pdf
Tolle arbeit. Wie immer :-). Kannst du sagen was alles zusammen kostet? Ohne Fräse und Säge natürlich. Danke
Das ist schwer einzuschätzen und liegt natürlich auch immer dran wo man bestellt.
Wenn man viel sucht und auch bei AliExpress bestellt und die Zeit keine Rolle spielt kannst du alles für ca. 200€-250€ bekommen, schätze ich.
Bei Amazon, bzw mit kurzer Lieferzeit kostet es mehr.
Hallo,
ich bin auch gerade dabei einen Fräslift zu bauen. Ich habe die Mechanik allerdings aus anderen Materialien gebaut und programmiere gerade die Software. Zu Ihrem Sketch hätte ich eine Frage:
Sie rechnen die Encodereingabe in mm um, dann für die Steuerung des Motors in steps. Dabei kommt es durch die Rundung auf ganze steps zu kleinen Abweichungen. Wenn das oft gemacht wird ohne den Lift zurückzusetzen oder die Nullung neu zu machen kommt es zu Rundungsfehlern die sich Summieren. Funktioniert das bei Ihnen problemlos oder wäre es nicht besser immer mit steps zu rechnen und nur für die Anzeige auf dem Display umzurechnen?
Danke und viele Grüße
W. Ulrich
Hallo,
ich überarbeite die Software gerade noch, damit ich auch die Geschwindigkeit der Spindel mit der Platine steuern kann. Außerdem wirds auch noch weitere Änderungen/Verbesserungen geben. Danke auf jedenfall für den Hinweis. Ich werde mir das anschauen.