Shapeoko Umbau

Auch wenn die Shapeoko1, so würde ich die Shapeoko nennen nachdem die Shapeoko2 erschienen ist, schon etwas in die Jahre gekommen ist, so gehört sie dennoch nicht zum alten Eisen. Einige wollen mit der Shapeoko eigentlich nur Platinen fräsen und würden für die Fläche der üblichen Platinen nicht unbedingt eine Shapeoko2 benötigen.

Aber die Shapeoko2 hat natürlich einige Verbesserungen die auch gerade für eine höhere Präzision für das Platinen fräsen schon gut wären. Ich habe mir dann Gedanken darüber gemacht, wie man aus der Not eine Tugend macht und doch noch eine passable Platinenfräse aus einer Shapeoko macht.

 

Als Erstes habe ich meine Shapeoko auseinander genommen, um Sie dann in neuer Gestalt wieder neu aufzubauen. Die Gantry, also der Laufwagen der X-Achse hatte mir im Original noch nie gefallen. Mir war von Anfang an nicht klar, warum die V-Rollen für die X-Bewegung an der hinteren Platte waren und die für die Z-Bewegung dann an der forderen, also an getrennten Platte. Um die Stabilität zu erhöhen, habe ich beide Laufrollensätze an der forderen (blaue Aluplatte oder Stahl) Platte befestigt. Dazu muss dann auch das Makerslide Profil der X-Achse so gedreht werden, dass die V-Profile vorne sind. Nun sind beide Rollensätze an einer Platte, was die Verwindungen stark reduziert.

 

 

 

 

 


Als nächstes sollte die Y-Achse einen beidseitigen Antrieb bekommen, der auch noch im höchsten Maße synchron sein sollte. Für mich war hier die einfachste Lösung, beide Seiten von einer Achse und somit auch von einem Motor antreiben zu lassen. Hier mit zwei Schrittmotoren zu arbeiten erschien mir als zu Aufwändig. Es müsste dann ja auch die Elektronik dafür "sinvollerweise" gedoppelt und synchronisiert werden.

Für die durchgehende Achse musste ich zunächst den Motor mit einem Abstand von 40 mm an eine Seitenplatte befestigen. Es ist hier unerheblich, ob auf der linken oder rechten Seite. Die Abstandsbolzen haben ein M3 Innen-/und ein Außengewinde. Das Außengewinde kommt in den Motor, das Innengewinde wird mit 4St. M3x12 Schrauben am Blech befestigt.

 

 


Die gelaserten Löcher in den Seitenplatten, durch die bisher die Motorachse ragte, haben einen Durchmesser von 13 mm. Da passen genau die Kugellager F695 ZZ rein. Das sind Flanschkugellager, die mit ihrem Flansch von innen gegen ein durchfallen des Kugellagers nach außen geschützt sind. Bei den Platten ist darauf zu achten, dass das gelaserte Loch an einer Seite etwas kleiner ist als auf der anderen. Das liegt am Laserprozess. Also vorher ausprobieren, wie die Kugelleger leicht rein gehen. Ev. etwas nachfeilen. Das Kugellager wird auf beiden Seitenplatten der Y-Achse verwendet, immer jeweils der Flansch nach innen. Auf der zweiten Y-Platte sind dann noch zwei zusätzliche Umlenkrollen so an zu schrauben wie bei der ursprünglichen Platte mit dem Motor.

Durch die beiden Kugellager wird nun eine Achse mit 5 mm Außendurchmesser geschoben. Dass kann eine M5 Gewindestange sein (schlechte Wahl, die ist etwas kleiner als 5 mm) oder eine Achse aus Aluminium oder geschliffenem Präzisionsstahl (bessere Wahl).


 

Während die Achse durch die Kugellager von der offenen Seite, also die ohne Motor, geschoben wird, müssen auf die Achse noch zwei Pullys wie auf eine Perlenkette aufgereiht werden. Die Pullis werden im Innenraum der Fräse so auf die Achse gefädelt, dass die Seiten der Pullys mit den Madenschrauben jeweils nach außen zeigen. Die Pullys werden dann mit der Hand jeweils von innen gegen die Kugellager gedrückt und die Madenschrauben festgezogen. Vorher wird aber noch direkt beim Motor eine flexible Kupplung mit beidseitiger 5 mm Bohrungen auf die Motorachse und die 5mm Achse aufgeschoben. Zwischen der Motorachse und der 5mm Achse sollte in der flexiblen Kupplung ein paar mm Luft sein.


Zum Schluß sind noch auf beiden Seiten die Zahnriemen und die Zahnriemenhalter zu montieren.

So ist die Shapeoko1 nun bestens für das Fräsen von Platinen vorbereitet. Mit einem geeigneten Fräsmotor und einem entsprechenden Stichel kann die Arbeit beginnen.

Neu am Markt ist eine fantastische Host Software, die bestens für das Platinenfräsen geeignet ist. Sie nennt sich chilipeppr  und ist unter chilipeppr.com erreichbar. Hier muss keine Software installiert werden. Die komplette Anwendung läuft im Webbrowser. Die Kommunikation wird über virtual COM-Port und USB an den Arduino mit GRBL V0.9x Firmware hergestellt. In die Software kann direkt eine *.BRD Datei (Eagle PCB Format) per Drag-and-Drop geschoben werden. Die Leiterbahnen werden dann "freigestellt", der Stichel automatisch auf die Länge genullt und los geht´s!

Ich hoffe diese kann eine Anregung für all diejenigen sein, die sich mit dem Gedanken des Platinenfräsens befassen. Es muss nicht immer die teuerste Fräse sein.