cogidraw
[stratum0-wiki.git] / CNC-Fräse.mw
1 {{Hardware
2 |kontakt = {{Benutzer|comawill}}, {{Benutzer|adnc}}, {{Benutzer|Kasalehlia}}, {{Benutzer|larsan}}
3 |status = wip
4 |ort = Werkstatt
5 |beschreibung = CNC-Fräse
6 |bild = CNC_mill_meeting.jpg
7 |bildbeschreibung = erste Inbetriebnahme, noch auf dem Frickelraumtisch
8 |links = <!--optional-->
9 |usage = Benutzung erst nach Einweisung. Kaputtmachen und Reparieren nur von Spezialexperten.
10 }}
11
12 {{Hinweis|Diese Seite befindet im Aufbau, es können Platzhalter vorkommen und wichtige Informationen fehlen. Inhaltliche Bearbeitungen und Ergänzungen, sowie Formatierungen sind ausdrücklich erwünscht.}}
13
14 Uns wurde am 28.03.2014 eine CNC-Maschine überlassen. Nachdem wir sie unter Verwendung des mitgelieferten Industrierechners ansteuern konnten, stellten wir fest, dass diese Methode nicht viel Zukunft haben würde. Kein USB, beschränkte Geschwindigkeit, laut, Win98 will man nicht im Netzwerk haben, etc.
15
16 Da die Fräse alle ihre Anschlüsse über D-Sub-Buchsen herausführt, wollen wir einen anderen Controller verwenden, der die Motoren direkt ansteuert. Am 24.05.2014 haben wir mit einem [http://smoothieware.org/smoothieboard Smoothieboard] erfolgreich die ersten Schritte in diese Richtung gemacht.
17
18 Stand 27.06.2014: Wir haben uns ein eigenes Smoothieboard 5X zugelegt, das wird derzeit in Betrieb genommen.
19
20 == Überblick ==
21 === Fräse ===
22 Es handelt sich um eine etwa 15 jahre alte Isel Automation Flachbett Tischfräse CNC Multi K.
23 Kaum gebraucht und vermutlich seit ~9 Jahren nicht mehr in Betrieb gewesen.
24 * Arbeitsbereich: 330*500*90 mm
25 * Kugelgewindetriebe
26 * Zwei Endschalter pro Achse
27 * Derzeit zwei Frässpindeln verfügbar
28 ** <s>[[CNC-Fräse#HF-Spindel|Hochfrequenzspindel]]</s>
29 ** [[CNC-Fräse#Proxxon|Proxxon]]
30 ** Kress
31 * NEMA23 Schrittmotoren der Firma Nanotec [http://de.nanotec.com/fileadmin/files/Datenblaetter/Schrittmotoren/ST5918/ST5918M3008-A.pdf 4T5618M3300]
32
33 ==== Motoranschlüsse an der Fräse ====
34 Die Fräse führt an der Hinterseite 3 D-Sub DE-9 Buchsen heraus, die je für die Ansteuerung der X-, Y- und Z-Achse zwei Polepaaranschlüsse bereitstellt.
35 Pinbelegung D-Sub DE-9 Buchsen
36
37 1. Pol A
38 2. Pol /A
39 3. Pol B
40 4. Pol /B
41 5.
42 6.
43 7.
44 8.
45 9.
46
47
48 In der Fräse selbst steckt keine Logik, die Achsen werden über drei D-Sub-Buchsen aus der Fräse herausgeführt.
49 [[Datei:CNC-Pinbelegungen auf dem 25Pin-Kabel.pdf|thumb|Die etwas komische Belegung der CNC-Fräse]]
50 ==== Endschalter ====
51 * X-Achse: Endschalter für min. und max. sind vorhanden
52 * Y-Achse: Endschalter für min. und max. sind vorhanden
53 * Z-Achse: Endschalter für min. und max. sind vorhanden
54
55 Die Entschalter mit NC (Normally Connected) an den jeweiligen D-Sub DE-9 Buchsen mit den Pins 5 (Common), 7 und 9 angeschlossen.
56 Auf dem 25-Pol Kabel ist allerdings Pin 9 Common. Das sollte sich durch umlöten der Stecker an der CNC-Fräse aber ändern lassen.
57
58 === Werkzeuge ===
59 ==== Proxxon ====
60 * 230V, 100W
61 * 20k 1/min direkt am Gerät stufenlos verstellbar
62 * Wird direkt an den Rechner angeschlossen
63 * Mit Aufnahmen für verschiedene Einsatz-Durchmesser bis 3.2 mm
64 * Das vordere Lager wurde durch Proxxon kostenlos getauscht und ist somit wieder i.O.
65
66 ==== HF-Spindel ====
67 * Wird von einem externen Netzteil mit Strom versorgt, das wiederum über "Fußpedal"-Anschluss mit Rechner ("HF-Spindel") verbunden wird. (Kann kurzgeschlossen werden, die Spindel ohne den Rechner zu betreiben.
68 * 50k 1/min
69
70 ==== Werkzeug-Einsätze ====
71 * Siehe Bilder
72
73 * Als Beispiel könnten diese [http://tumblebeer.com/upgrayedd/ Spannpratzen] dienen.
74
75 === Misc ===
76 * Produktnr. 148508
77 * Ident 9911 00042
78
79 * [https://www.dropbox.com/sc/48b807yucui78j6/YiSdTUa890 Unsortierte Bilder]
80
81 == Erste Experimente ==
82 [[Datei:CNC-Experimente.JPG|thumb|Erste CNC Experimente]]
83 * Anschluss an ein [http://smoothieware.org/ SmoothieBoard]
84 * Config angepasst (Siehe Upload von larsan)
85 * Mit Eagle und [http://www.pcbgcode.org/ pcb-gcode] gcode erzeugt, auf SmoothieBoard übertragen und ausgeführt
86 * Noch einige Probleme mit der Einstellung der Höhe(Z-Achse), da der Kleber unter der Platine etwas uneben war
87
88 === Smoothieboard config ===
89 [[Datei:Smoothieboard 5x new.jpg|thumb|Smoothieboard 5X frisch aus der Verpackung, ohne aufgelötete Kontakte.]]
90
91
92 Eine erste config fürs Smoothieboard, liegt als ''config'' im Rootverzeichnis der µSD-Karte:
93
94 <pre style="height:200px;overflow-y:scroll;">
95 # NOTE Lines must not exceed 132 characters
96 # Robot module configurations : general handling of movement G-codes and slicing into moves
97 default_feed_rate 200 # Default rate ( mm/minute ) for G1/G2/G3 moves
98 default_seek_rate 600 # Default rate ( mm/minute ) for G0 moves
99 mm_per_arc_segment 0.5 # Arcs are cut into segments ( lines ), this is the length for
100 # these segments. Smaller values mean more resolution,
101 # higher values mean faster computation
102 mm_per_line_segment 5 # Lines can be cut into segments ( not usefull with cartesian
103 # coordinates robots ).
104
105 # Arm solution configuration : Cartesian robot. Translates mm positions into stepper positions
106 alpha_steps_per_mm 800 # Steps per mm for alpha stepper
107 beta_steps_per_mm 800 # Steps per mm for beta stepper
108 gamma_steps_per_mm 800 # Steps per mm for gamma stepper
109
110 # Planner module configuration : Look-ahead and acceleration configuration
111 planner_queue_size 32 # DO NOT CHANGE THIS UNLESS YOU KNOW EXACTLY WHAT YOU ARE DOING
112 acceleration 500 # Acceleration in mm/second/second.
113 acceleration_ticks_per_second 1000 # Number of times per second the speed is updated
114 junction_deviation 0.05 # Similar to the old "max_jerk", in millimeters,
115 # see https://github.com/grbl/grbl/blob/master/planner.c#L409
116 # and https://github.com/grbl/grbl/wiki/Configuring-Grbl-v0.8
117 # Lower values mean being more careful, higher values means being
118 # faster and have more jerk
119 #minimum_planner_speed 0.0 # sets the minimum planner speed in mm/sec
120
121 # Stepper module configuration
122 microseconds_per_step_pulse 1 # Duration of step pulses to stepper drivers, in microseconds
123 minimum_steps_per_minute 1200 # Never step slower than this
124 base_stepping_frequency 100000 # Base frequency for stepping, higher gives smoother movement
125
126 # Cartesian axis speed limits
127 x_axis_max_speed 1500 # mm/min
128 y_axis_max_speed 1500 # mm/min
129 z_axis_max_speed 300 # mm/min
130
131 # Stepper module pins ( ports, and pin numbers, appending "!" to the number will invert a pin )
132 alpha_step_pin 2.0 # Pin for alpha stepper step signal
133 alpha_dir_pin 0.5 # Pin for alpha stepper direction
134 alpha_en_pin 0.4 # Pin for alpha enable pin
135 alpha_current 1.0 # X stepper motor current
136 alpha_max_rate 1500.0 # mm/min
137
138 beta_step_pin 2.1 # Pin for beta stepper step signal
139 beta_dir_pin 0.11 # Pin for beta stepper direction
140 beta_en_pin 0.10 # Pin for beta enable
141 beta_current 1.0 # Y stepper motor current
142 beta_max_rate 1500.0 # mm/min
143
144 gamma_step_pin 2.2 # Pin for gamma stepper step signal
145 gamma_dir_pin 0.20 # Pin for gamma stepper direction
146 gamma_en_pin 0.19 # Pin for gamma enable
147 gamma_current 1.0 # Z stepper motor current
148 gamma_max_rate 300.0 # mm/min
149
150 # Serial communications configuration ( baud rate default to 9600 if undefined )
151 uart0.baud_rate 115200 # Baud rate for the default hardware serial port
152 second_usb_serial_enable false # This enables a second usb serial port (to have both pronterface
153 # and a terminal connected)
154 #leds_disable true # disable using leds after config loaded
155
156
157 # Extruder module configuration
158 extruder_module_enable true # Whether to activate the extruder module at all. All configuration
159 # is ignored if false
160 extruder_steps_per_mm 140 # Steps per mm for extruder stepper
161 extruder_default_feed_rate 600 # Default rate ( mm/minute ) for moves where only the extruder moves
162 extruder_acceleration 500 # Acceleration for retracts, mm/sec^2
163 extruder_max_speed 1000 # mm/sec NOTE only used for retracts
164
165 extruder_step_pin 2.3 # Pin for extruder step signal
166 extruder_dir_pin 0.22 # Pin for extruder dir signal
167 extruder_en_pin 0.21 # Pin for extruder enable signal
168 delta_current 1.5 # Extruder stepper motor current
169
170 # Laser module configuration
171 laser_module_enable false # Whether to activate the laser module at all. All configuration is
172 # ignored if false.
173 #laser_module_pin 2.5 # this pin will be PWMed to control the laser. Only P2.0 - P2.5
174 # can be used since laser requires hardware PWM
175 #laser_module_max_power 0.8 # this is the maximum duty cycle that will be applied to the laser
176 #laser_module_tickle_power 0.0 # this duty cycle will be used for travel moves to keep the laser
177 # active without actually burning
178 #laser_module_pwm_period 20 # this sets the pwm frequency as the period in microseconds
179
180 # Hotend temperature control configuration
181 temperature_control.hotend.enable true # Whether to activate this ( "hotend" ) module at all.
182 # All configuration is ignored if false.
183 temperature_control.hotend.thermistor_pin 0.23 # Pin for the thermistor to read
184 temperature_control.hotend.heater_pin 2.7 # Pin that controls the heater
185 temperature_control.hotend.thermistor EPCOS100K # see src/modules/tools/temperaturecontrol/TemperatureControl.cpp:64
186 # for a list of valid thermistor names
187 temperature_control.hotend.set_m_code 104 #
188 temperature_control.hotend.set_and_wait_m_code 109 #
189 temperature_control.hotend.designator T #
190
191 #temperature_control.hotend.p_factor 13.7 # permanenetly set the PID values after an auto pid
192 #temperature_control.hotend.i_factor 0.097 #
193 #temperature_control.hotend.d_factor 24 #
194
195 #temperature_control.hotend.max_pwm 64 # max pwm, 64 is a good value if driving a 12v resistor with 24v.
196
197 temperature_control.bed.enable true #
198 temperature_control.bed.thermistor_pin 0.24 #
199 temperature_control.bed.heater_pin 2.5 #
200 temperature_control.bed.thermistor Honeywell100K # see src/modules/tools/temperaturecontrol/TemperatureControl.cpp:64
201 # for a list of valid thermistor names
202 temperature_control.bed.set_m_code 140 #
203 temperature_control.bed.set_and_wait_m_code 190 #
204 temperature_control.bed.designator B #
205
206 #temperature_control.bed.bang_bang false # set to true to use bang bang control rather than PID
207 #temperature_control.bed.hysteresis 2.0 # set to the temperature in degrees C to use as hysteresis
208 # when using bang bang
209
210 # Switch module for fan control
211 switch.fan.enable true #
212 switch.fan.input_on_command M106 #
213 switch.fan.input_off_command M107 #
214 switch.fan.output_pin 2.6 #
215 switch.fan.output_type pwm # pwm output settable with S parameter in the input_on_comand
216 #switch.fan.max_pwm 255 # set max pwm for the pin default is 255
217
218 #switch.misc.enable true #
219 #switch.misc.input_on_command M42 #
220 #switch.misc.input_off_command M43 #
221 #switch.misc.output_pin 2.4 #
222 #switch.misc.output_type digital # just an on or off pin
223
224 # Switch module for spindle control
225 #switch.spindle.enable false #
226
227 # Endstops
228 endstops_enable true # the endstop module is enabled by default and can be disabled here
229 #corexy_homing false # set to true if homing on a hbit or corexy
230 alpha_min_endstop 1.24^ # add a ! to invert if endstop is NO connected to ground
231 alpha_max_endstop 1.25^ #
232 alpha_homing_direction home_to_min # or set to home_to_max and set alpha_max
233 alpha_min 0 # this gets loaded after homing when home_to_min is set
234 alpha_max 200 # this gets loaded after homing when home_to_max is set
235 beta_min_endstop 1.26^ #
236 beta_max_endstop 1.27^ #
237 beta_homing_direction home_to_min #
238 beta_min 0 #
239 beta_max 200 #
240 gamma_min_endstop 1.28^ #
241 gamma_max_endstop 1.29^ #
242 gamma_homing_direction home_to_min #
243 gamma_min 0 #
244 gamma_max 200 #
245
246 alpha_fast_homing_rate_mm_s 50 # feedrates in mm/second
247 beta_fast_homing_rate_mm_s 50 # "
248 gamma_fast_homing_rate_mm_s 4 # "
249 alpha_slow_homing_rate_mm_s 25 # "
250 beta_slow_homing_rate_mm_s 25 # "
251 gamma_slow_homing_rate_mm_s 2 # "
252
253 alpha_homing_retract_mm 5 # distance in mm
254 beta_homing_retract_mm 5 # "
255 gamma_homing_retract_mm 1 # "
256
257 #endstop_debounce_count 100 # uncomment if you get noise on your endstops
258
259 # Pause button
260 pause_button_enable true #
261
262 # Panel
263 panel.enable false # set to true to enable the panel code
264 panel.lcd smoothiepanel # set type of panel
265 panel.encoder_a_pin 3.25!^ # encoder pin
266 panel.encoder_b_pin 3.26!^ # encoder pin
267
268 # Example for reprap discount GLCD
269 # on glcd EXP1 is to left and EXP2 is to right, pin 1 is bottom left, pin 2 is top left etc.
270 # +5v is EXP1 pin 10, Gnd is EXP1 pin 9
271 #panel.lcd reprap_discount_glcd #
272 #panel.spi_channel 0 # spi channel to use ; GLCD EXP1 Pins 3,5 (MOSI, SCLK)
273 #panel.spi_cs_pin 0.16 # spi chip select ; GLCD EXP1 Pin 4
274 #panel.encoder_a_pin 3.25!^ # encoder pin ; GLCD EXP2 Pin 3
275 #panel.encoder_b_pin 3.26!^ # encoder pin ; GLCD EXP2 Pin 5
276 #panel.click_button_pin 1.30!^ # click button ; GLCD EXP1 Pin 2
277 #panel.buzz_pin 1.31 # pin for buzzer ; GLCD EXP1 Pin 1
278 #panel.button_pause_pin 2.11^ # kill/pause ; GLCD EXP2 Pin 8 either
279 #panel.back_button_pin 2.11!^ # back button ; GLCD EXP2 Pin 8 or
280
281 # pins used with other panels
282 #panel.up_button_pin 0.1! # up button if used
283 #panel.down_button_pin 0.0! # down button if used
284 #panel.click_button_pin 0.18! # click button if used
285
286 panel.menu_offset 0 # some panels will need 1 here
287
288 panel.alpha_jog_feedrate 1000 # x jogging feedrate in mm/min
289 panel.beta_jog_feedrate 1000 # y jogging feedrate in mm/min
290 panel.gamma_jog_feedrate 200 # z jogging feedrate in mm/min
291
292 panel.hotend_temperature 185 # temp to set hotend when preheat is selected
293 panel.bed_temperature 60 # temp to set bed when preheat is selected
294
295 # Example of a custom menu entry, which will show up in the Custom entry.
296 # NOTE _ gets converted to space in the menu and commands, | is used to separate multiple commands
297 custom_menu.power_on.enable true #
298 custom_menu.power_on.name Power_on #
299 custom_menu.power_on.command M80 #
300
301 custom_menu.power_off.enable true #
302 custom_menu.power_off.name Power_off #
303 custom_menu.power_off.command M81 #
304
305 # Only needed on a smoothieboard
306 currentcontrol_module_enable true #
307
308 return_error_on_unhandled_gcode false #
309
310 # network settings
311 network.enable true
312 # enable the ethernet network services
313 network.webserver.enable true # enable the webserver
314 network.telnet.enable true # enable the telnet server
315 #network.ip_address auto # use dhcp to get ip address
316 # uncomment the 3 below to manually setup ip address
317 network.ip_address 192.168.178.222 # the IP address
318 network.ip_mask 255.255.254.0 # the ip mask
319 network.ip_gateway 192.168.178.1 # the gateway address
320 #network.mac_override xx.xx.xx.xx.xx.xx # override the mac address, only do this if you have a conflict
321
322 </pre>
323
324 == Workflow ==
325 # '''Model (CAD)'''
326 #* Erzeugen des Models mittels einer CAD-Software.
327 #** 3D
328 #*** [http://librecad.org/ LibreCAD]
329 #*** [http://www.openscad.org/ OpenSCAD]
330 #*** [http://www.blender.org/ Blender]
331 #** 2D
332 #*** [http://www.qcad.org/ QCAD]
333 #*** [http://www.openscad.org/ OpenSCAD]
334 #*** [http://www.inkscape.org/ Inkscape]
335 # '''Fräsanweisungen (CAM)'''
336 #: Erzeugen der Fräsanweisungen/Maschinenanweisungen mit einer CAM.
337 #: Wir suchen noch nach einer brauchbaren Open-Source Lösung.
338 #* [http://www.cambam.info/ CamBam] (kommerziell, Windows): Es gibt eine ältere Mono Version für Linux. Die Demo schneidet nach 40 mal Starten Gcode ab.
339 #* [http://pycam.sourceforge.net/ PyCAM] (open source, plattformunabhängig): Sieht im Vergleich zu aktuellen kommerziellen Lösungen alt aus und ist bisweilen recht langsam.
340 #* [https://code.google.com/p/heekscad/ HeeksCAD] (open source, Windows/Linux):
341 #* [http://cam.autodesk.de/inventor-hsm/ Inventor HSM] (kommerziell, Windows 64bit): Gibt für Studenten eine 3-Jahres Lizenz kostenlos, aber mit viel DRM.
342 #* [http://flatcam.org/ FlatCam] Tool zur Generierung von Maschinencode für das [[CNC-Fräse/Isolationsfräsen]].
343 # '''Simulation'''
344 #* Eine Simulation der Fräsanweisungen kann bei Bedarf mit [http://openscam.org/ OpenSCAM] durchgeführt werden
345 # '''Übertragen auf CNC-Controller Smoothieboard'''
346 #* Per Dateiupload (Datenträger von Smoothieboard, SD-Karte)
347 # '''Koordinatensystem der Fräse setzen'''
348 # '''Fräsen'''
349 === Parameter für verschiedene Werkstoffe ===
350 Parameter finden sich sind auf der Unterseite [[CNC-Fräse/Parameter]]
351
352 == Steuern des Smoothieboards ==
353 * Per seriell Verbindung über Konsole "screen /dev/ttyACM0 115200", oder Pronterface GUI
354 * Per Netzwerkverbindung über Konsole mit Telnet, oder Http Web UI
355 * Mittlerweile existiert sogar eine Android App [https://gitlab.com/damfle/SmoothieControl SmoothieControl]
356
357
358 == Weblinks ==
359 * [http://smoothieware.org/ Smoothieboard Projektwebseite]
360 * [http://www.cambam.info/ Cambam Webseite]
361 * [http://en.wikipedia.org/wiki/G-code GCodes (allgemein)]
362 * [http://reprap.org/wiki/G-code GCodes (reprap)]
363 * [http://smoothieware.org/supported-g-codes Vom Smoothieboard unterstützte GCodes (unvollständig)]
364
365 [[Kategorie:Infrastruktur]]
366 [[Kategorie:CNC-Fräse]]
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