e8d86479e8116899f23aa13b5817b4c1676c3359
[stratum0-wiki.git] / CNC-Fräse.mw
1 {{Hinweis|Diese Seite befindet im Aufbau, es können Platzhalter vorkommen und wichtige Informationen fehlen. Inhaltliche Bearbeitungen und Ergänzungen, sowie Formatierungen sind ausdrücklich erwünscht.}}
2
3 {{Projekt|verantwortlich= |status=aktiv|beschreibung=CNC-Fräse im Space|bild=CNC_mill_meeting.jpg|bildbeschreibung=|interessenten={{Benutzer|adnc}}, {{Benutzer|comawill}}, {{Benutzer|larsan}}|source=|lizenz=|download=|version=}}
4
5 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.
6
7 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.
8
9 Stand 27.06.2014: Wir haben uns ein eigenes Smoothieboard 5X zugelegt, das wird derzeit in Betrieb genommen.
10
11 == Überblick ==
12 === Fräse ===
13 Es handelt sich um eine etwa 15 jahre alte Isel Automation Flachbett Tischfräse CNC Multi K.
14 Kaum gebraucht und vermutlich seit ~9 Jahren nicht mehr in Betrieb gewesen.
15 * Arbeitsbereich: 330*500*90 mm
16 * Kugelgewindetriebe
17 * Zwei Endschalter pro Achse
18 * Derzeit zwei Frässpindeln verfügbar
19 ** [[CNC-Fräse#HF-Spindel|Hochfrequenzspindel]]
20 ** [[CNC-Fräse#Proxxon|Proxxon]]
21 * NEMA23 Schrittmotoren der Firma Nanotec [http://de.nanotec.com/fileadmin/files/Datenblaetter/Schrittmotoren/ST5918/ST5918M3008-A.pdf 4T5618M3300]
22
23 ==== Motoranschlüsse an der Fräse ====
24 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.
25 Pinbelegung D-Sub DE-9 Buchsen
26
27 1. Pol A
28 2. Pol /A
29 3. Pol B
30 4. Pol /B
31 5.
32 6.
33 7.
34 8.
35 9.
36
37
38 In der Fräse selbst steckt keine Logik, die Achsen werden über drei D-Sub-Buchsen aus der Fräse herausgeführt.
39 [[Datei:CNC-Pinbelegungen auf dem 25Pin-Kabel.pdf|thumb|Die etwas komische Belegung der CNC-Fräse]]
40 ==== Endschalter ====
41 * X-Achse: Endschalter für min. und max. sind vorhanden
42 * Y-Achse: Endschalter für min. und max. sind vorhanden
43 * Z-Achse: Endschalter für min. und max. sind vorhanden
44
45 Die Entschalter mit NC (Normally Connected) an den jeweiligen D-Sub DE-9 Buchsen mit den Pins 5 (Common), 7 und 9 angeschlossen.
46 Auf dem 25-Pol Kabel ist allerdings Pin 9 Common. Das sollte sich durch umlöten der Stecker an der CNC-Fräse aber ändern lassen.
47
48 === Werkzeuge ===
49 ==== Proxxon ====
50 * 230V, 100W
51 * 20k 1/min direkt am Gerät stufenlos verstellbar
52 * Wird direkt an den Rechner angeschlossen
53 * Mit Aufnahmen für verschiedene Einsatz-Durchmesser bis 3.2 mm
54 * Das vordere Lager wurde durch Proxxon kostenlos getauscht und ist somit wieder i.O.
55
56 ==== HF-Spindel ====
57 * 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.
58 * 50k 1/min
59
60 ==== Werkzeug-Einsätze ====
61 * Siehe Bilder
62
63
64 === Misc ===
65 * Produktnr. 148508
66 * Ident 9911 00042
67
68 * [https://www.dropbox.com/sc/48b807yucui78j6/YiSdTUa890 Unsortierte Bilder]
69
70 == Erste Experimente ==
71 [[Datei:CNC-Experimente.JPG|thumb|Erste CNC Experimente]]
72 * Anschluss an ein [http://smoothieware.org/ SmoothieBoard]
73 * Config angepasst (Siehe Upload von larsan)
74 * Mit Eagle und [http://www.pcbgcode.org/ pcb-gcode] gcode erzeugt, auf SmoothieBoard übertragen und ausgeführt
75 * Noch einige Probleme mit der Einstellung der Höhe(Z-Achse), da der Kleber unter der Platine etwas uneben war
76
77 === Smoothieboard config ===
78 [[Datei:Smoothieboard 5x new.jpg|thumb|Smoothieboard 5X frisch aus der Verpackung, ohne aufgelötete Kontakte.]]
79
80
81 Eine erste config fürs Smoothieboard, liegt als ''config'' im Rootverzeichnis der µSD-Karte:
82
83 <pre style="height:200px;overflow-y:scroll;">
84 # NOTE Lines must not exceed 132 characters
85 # Robot module configurations : general handling of movement G-codes and slicing into moves
86 default_feed_rate 200 # Default rate ( mm/minute ) for G1/G2/G3 moves
87 default_seek_rate 600 # Default rate ( mm/minute ) for G0 moves
88 mm_per_arc_segment 0.5 # Arcs are cut into segments ( lines ), this is the length for
89 # these segments. Smaller values mean more resolution,
90 # higher values mean faster computation
91 mm_per_line_segment 5 # Lines can be cut into segments ( not usefull with cartesian
92 # coordinates robots ).
93
94 # Arm solution configuration : Cartesian robot. Translates mm positions into stepper positions
95 alpha_steps_per_mm 800 # Steps per mm for alpha stepper
96 beta_steps_per_mm 800 # Steps per mm for beta stepper
97 gamma_steps_per_mm 800 # Steps per mm for gamma stepper
98
99 # Planner module configuration : Look-ahead and acceleration configuration
100 planner_queue_size 32 # DO NOT CHANGE THIS UNLESS YOU KNOW EXACTLY WHAT YOU ARE DOING
101 acceleration 500 # Acceleration in mm/second/second.
102 acceleration_ticks_per_second 1000 # Number of times per second the speed is updated
103 junction_deviation 0.05 # Similar to the old "max_jerk", in millimeters,
104 # see https://github.com/grbl/grbl/blob/master/planner.c#L409
105 # and https://github.com/grbl/grbl/wiki/Configuring-Grbl-v0.8
106 # Lower values mean being more careful, higher values means being
107 # faster and have more jerk
108 #minimum_planner_speed 0.0 # sets the minimum planner speed in mm/sec
109
110 # Stepper module configuration
111 microseconds_per_step_pulse 1 # Duration of step pulses to stepper drivers, in microseconds
112 minimum_steps_per_minute 1200 # Never step slower than this
113 base_stepping_frequency 100000 # Base frequency for stepping, higher gives smoother movement
114
115 # Cartesian axis speed limits
116 x_axis_max_speed 1500 # mm/min
117 y_axis_max_speed 1500 # mm/min
118 z_axis_max_speed 300 # mm/min
119
120 # Stepper module pins ( ports, and pin numbers, appending "!" to the number will invert a pin )
121 alpha_step_pin 2.0 # Pin for alpha stepper step signal
122 alpha_dir_pin 0.5 # Pin for alpha stepper direction
123 alpha_en_pin 0.4 # Pin for alpha enable pin
124 alpha_current 1.0 # X stepper motor current
125 alpha_max_rate 1500.0 # mm/min
126
127 beta_step_pin 2.1 # Pin for beta stepper step signal
128 beta_dir_pin 0.11 # Pin for beta stepper direction
129 beta_en_pin 0.10 # Pin for beta enable
130 beta_current 1.0 # Y stepper motor current
131 beta_max_rate 1500.0 # mm/min
132
133 gamma_step_pin 2.2 # Pin for gamma stepper step signal
134 gamma_dir_pin 0.20 # Pin for gamma stepper direction
135 gamma_en_pin 0.19 # Pin for gamma enable
136 gamma_current 1.0 # Z stepper motor current
137 gamma_max_rate 300.0 # mm/min
138
139 # Serial communications configuration ( baud rate default to 9600 if undefined )
140 uart0.baud_rate 115200 # Baud rate for the default hardware serial port
141 second_usb_serial_enable false # This enables a second usb serial port (to have both pronterface
142 # and a terminal connected)
143 #leds_disable true # disable using leds after config loaded
144
145
146 # Extruder module configuration
147 extruder_module_enable true # Whether to activate the extruder module at all. All configuration
148 # is ignored if false
149 extruder_steps_per_mm 140 # Steps per mm for extruder stepper
150 extruder_default_feed_rate 600 # Default rate ( mm/minute ) for moves where only the extruder moves
151 extruder_acceleration 500 # Acceleration for retracts, mm/sec^2
152 extruder_max_speed 1000 # mm/sec NOTE only used for retracts
153
154 extruder_step_pin 2.3 # Pin for extruder step signal
155 extruder_dir_pin 0.22 # Pin for extruder dir signal
156 extruder_en_pin 0.21 # Pin for extruder enable signal
157 delta_current 1.5 # Extruder stepper motor current
158
159 # Laser module configuration
160 laser_module_enable false # Whether to activate the laser module at all. All configuration is
161 # ignored if false.
162 #laser_module_pin 2.5 # this pin will be PWMed to control the laser. Only P2.0 - P2.5
163 # can be used since laser requires hardware PWM
164 #laser_module_max_power 0.8 # this is the maximum duty cycle that will be applied to the laser
165 #laser_module_tickle_power 0.0 # this duty cycle will be used for travel moves to keep the laser
166 # active without actually burning
167 #laser_module_pwm_period 20 # this sets the pwm frequency as the period in microseconds
168
169 # Hotend temperature control configuration
170 temperature_control.hotend.enable true # Whether to activate this ( "hotend" ) module at all.
171 # All configuration is ignored if false.
172 temperature_control.hotend.thermistor_pin 0.23 # Pin for the thermistor to read
173 temperature_control.hotend.heater_pin 2.7 # Pin that controls the heater
174 temperature_control.hotend.thermistor EPCOS100K # see src/modules/tools/temperaturecontrol/TemperatureControl.cpp:64
175 # for a list of valid thermistor names
176 temperature_control.hotend.set_m_code 104 #
177 temperature_control.hotend.set_and_wait_m_code 109 #
178 temperature_control.hotend.designator T #
179
180 #temperature_control.hotend.p_factor 13.7 # permanenetly set the PID values after an auto pid
181 #temperature_control.hotend.i_factor 0.097 #
182 #temperature_control.hotend.d_factor 24 #
183
184 #temperature_control.hotend.max_pwm 64 # max pwm, 64 is a good value if driving a 12v resistor with 24v.
185
186 temperature_control.bed.enable true #
187 temperature_control.bed.thermistor_pin 0.24 #
188 temperature_control.bed.heater_pin 2.5 #
189 temperature_control.bed.thermistor Honeywell100K # see src/modules/tools/temperaturecontrol/TemperatureControl.cpp:64
190 # for a list of valid thermistor names
191 temperature_control.bed.set_m_code 140 #
192 temperature_control.bed.set_and_wait_m_code 190 #
193 temperature_control.bed.designator B #
194
195 #temperature_control.bed.bang_bang false # set to true to use bang bang control rather than PID
196 #temperature_control.bed.hysteresis 2.0 # set to the temperature in degrees C to use as hysteresis
197 # when using bang bang
198
199 # Switch module for fan control
200 switch.fan.enable true #
201 switch.fan.input_on_command M106 #
202 switch.fan.input_off_command M107 #
203 switch.fan.output_pin 2.6 #
204 switch.fan.output_type pwm # pwm output settable with S parameter in the input_on_comand
205 #switch.fan.max_pwm 255 # set max pwm for the pin default is 255
206
207 #switch.misc.enable true #
208 #switch.misc.input_on_command M42 #
209 #switch.misc.input_off_command M43 #
210 #switch.misc.output_pin 2.4 #
211 #switch.misc.output_type digital # just an on or off pin
212
213 # Switch module for spindle control
214 #switch.spindle.enable false #
215
216 # Endstops
217 endstops_enable true # the endstop module is enabled by default and can be disabled here
218 #corexy_homing false # set to true if homing on a hbit or corexy
219 alpha_min_endstop 1.24^ # add a ! to invert if endstop is NO connected to ground
220 alpha_max_endstop 1.25^ #
221 alpha_homing_direction home_to_min # or set to home_to_max and set alpha_max
222 alpha_min 0 # this gets loaded after homing when home_to_min is set
223 alpha_max 200 # this gets loaded after homing when home_to_max is set
224 beta_min_endstop 1.26^ #
225 beta_max_endstop 1.27^ #
226 beta_homing_direction home_to_min #
227 beta_min 0 #
228 beta_max 200 #
229 gamma_min_endstop 1.28^ #
230 gamma_max_endstop 1.29^ #
231 gamma_homing_direction home_to_min #
232 gamma_min 0 #
233 gamma_max 200 #
234
235 alpha_fast_homing_rate_mm_s 50 # feedrates in mm/second
236 beta_fast_homing_rate_mm_s 50 # "
237 gamma_fast_homing_rate_mm_s 4 # "
238 alpha_slow_homing_rate_mm_s 25 # "
239 beta_slow_homing_rate_mm_s 25 # "
240 gamma_slow_homing_rate_mm_s 2 # "
241
242 alpha_homing_retract_mm 5 # distance in mm
243 beta_homing_retract_mm 5 # "
244 gamma_homing_retract_mm 1 # "
245
246 #endstop_debounce_count 100 # uncomment if you get noise on your endstops
247
248 # Pause button
249 pause_button_enable true #
250
251 # Panel
252 panel.enable false # set to true to enable the panel code
253 panel.lcd smoothiepanel # set type of panel
254 panel.encoder_a_pin 3.25!^ # encoder pin
255 panel.encoder_b_pin 3.26!^ # encoder pin
256
257 # Example for reprap discount GLCD
258 # on glcd EXP1 is to left and EXP2 is to right, pin 1 is bottom left, pin 2 is top left etc.
259 # +5v is EXP1 pin 10, Gnd is EXP1 pin 9
260 #panel.lcd reprap_discount_glcd #
261 #panel.spi_channel 0 # spi channel to use ; GLCD EXP1 Pins 3,5 (MOSI, SCLK)
262 #panel.spi_cs_pin 0.16 # spi chip select ; GLCD EXP1 Pin 4
263 #panel.encoder_a_pin 3.25!^ # encoder pin ; GLCD EXP2 Pin 3
264 #panel.encoder_b_pin 3.26!^ # encoder pin ; GLCD EXP2 Pin 5
265 #panel.click_button_pin 1.30!^ # click button ; GLCD EXP1 Pin 2
266 #panel.buzz_pin 1.31 # pin for buzzer ; GLCD EXP1 Pin 1
267 #panel.button_pause_pin 2.11^ # kill/pause ; GLCD EXP2 Pin 8 either
268 #panel.back_button_pin 2.11!^ # back button ; GLCD EXP2 Pin 8 or
269
270 # pins used with other panels
271 #panel.up_button_pin 0.1! # up button if used
272 #panel.down_button_pin 0.0! # down button if used
273 #panel.click_button_pin 0.18! # click button if used
274
275 panel.menu_offset 0 # some panels will need 1 here
276
277 panel.alpha_jog_feedrate 1000 # x jogging feedrate in mm/min
278 panel.beta_jog_feedrate 1000 # y jogging feedrate in mm/min
279 panel.gamma_jog_feedrate 200 # z jogging feedrate in mm/min
280
281 panel.hotend_temperature 185 # temp to set hotend when preheat is selected
282 panel.bed_temperature 60 # temp to set bed when preheat is selected
283
284 # Example of a custom menu entry, which will show up in the Custom entry.
285 # NOTE _ gets converted to space in the menu and commands, | is used to separate multiple commands
286 custom_menu.power_on.enable true #
287 custom_menu.power_on.name Power_on #
288 custom_menu.power_on.command M80 #
289
290 custom_menu.power_off.enable true #
291 custom_menu.power_off.name Power_off #
292 custom_menu.power_off.command M81 #
293
294 # Only needed on a smoothieboard
295 currentcontrol_module_enable true #
296
297 return_error_on_unhandled_gcode false #
298
299 # network settings
300 network.enable true
301 # enable the ethernet network services
302 network.webserver.enable true # enable the webserver
303 network.telnet.enable true # enable the telnet server
304 #network.ip_address auto # use dhcp to get ip address
305 # uncomment the 3 below to manually setup ip address
306 network.ip_address 192.168.178.222 # the IP address
307 network.ip_mask 255.255.254.0 # the ip mask
308 network.ip_gateway 192.168.178.1 # the gateway address
309 #network.mac_override xx.xx.xx.xx.xx.xx # override the mac address, only do this if you have a conflict
310
311 </pre>
312
313 == Workflow ==
314 * Model (CAD)
315 *: Erzeugen des Models mittels einer CAD-Software. Beispielsweise QCAD, oder LibreCAD
316 * Fräsanweisungen (CAM)
317 *: Erzeugen der Fräsanweisungen/Maschinenanweisungen mit einer CAM. Hierfür bietet sich die kommerzielle Windows Anwendung CamBam an. Eine ältere Version läuft auch mit Mono unter Linux. Achtung, nach 40 mal Starten schneidet die Anwendug Gcode ab. Wir suchen noch nach einer Open-Source Alternative.
318 * Simulation
319 *: Eine Simulation der Fräsanweisungen kann bei Bedarf mit OpenSCAM durchgeführt werden
320 * Übertragen auf CNC-Controller Smoothieboard
321 *: Per Dateiupload (Datenträger von Smoothieboard, SD-Karte)
322
323 === Parameter für verschiedene Werkstoffe ===
324 {| border="1" cellpadding="10" cellspacing="0"
325 ! Material
326 ! Verfahrgeschwindigkeit
327 ! Eintauchtiefe
328 ! Eintauchgeschwindigkeit
329 ! Fräskopf
330 ! Spindeldrehzahl
331 ! Fräse
332 |-
333 ! Aluminium
334 | 90 mm/Min.
335 | 0.4mm
336 | 90 mm/Min.
337 | 2mm
338 | ~7000 1/Min (Stufe 4-5 Proxxon)
339 | Proxxon
340 |-
341 ! Polystyrol
342 | 200 mm/Min.
343 | 0.8mm
344 | 100 mm/Min
345 | 2mm
346 | ~5500 1/Min (Stufe 3-4 Proxxon)
347 | Proxxon
348 |-
349 ! Polystyrol
350 | 150 mm/Min.
351 | 1mm
352 | 150 mm/Min
353 | 4mm (2 Schneiden)
354 | ~5000 1/Min (Stufe 1)
355 | Kress
356 |-
357 ! Holz
358 | 300 mm/Min.
359 | 1mm
360 | 300 mm/Min. (?)
361 | 4mm, 1mm
362 | ~12.500/Min (Stufe 3 Kress)
363 | Kress
364 |}
365
366 * Tipps zum Fräsen von Aluminium findet man [http://blog.cnccookbook.com/2012/03/27/10-tips-for-cnc-router-aluminum-cutting-success/ hier]
367
368 == Archiv ==
369
370 === Rechner ===
371 * AT-Industrie-PC-Gehäuse
372 * Full-size ISA Intel Rechner 233 MHz CPU
373 ** PIA-652DV 2.4 [ftp://ftp.arbor.com.tw/pub/manual/Manuals/PIA%20Series/pia-652-20.pdf Manual]
374 ** 48 MB RAM (werden nur erkannt, es stecken mehr drin, EDO, sowie SD-RAM)
375 * [[CNC-Fräse#MPK3|MPK3-Karte]]
376 * Netzwerk-Karte
377 * Zu viele Lüfter
378 * CD-Laufwerk
379 * Disketten-Laufwerk
380 * EIN/AUS-Schalter an der Front
381 * POWER und NOT-AUS-Taster für die Spindel an der Front
382
383 * 15" TFT 1024*768
384 * Cherry-Tastatur und Kugelmaus
385
386 ==== MPK3 ====
387 * Full-size ISA-Karte mit zwei D-Sub-Ausgängen an der Slotblende, Die große Buchse -> Fräse, die Kleine -> ?
388 * Versorgt die Motoren der Fräse (mit Ausnahme der Spindel) direkt mit Strom
389 * Anschluss erfolgte mit einer Kabelpeitsche von einem 25-Pol D-Sub-Stecker auf drei 9-Pol D-Sub-Stecker (einer pro Achse)
390
391 === Software ===
392 * Win 98 SE
393
394 ==== Trimeta EdiTasc ====
395 * Steuert die Fräse, schaltet Spindel ein/aus etc.
396 * Lädt .ncp ("Zwischenformat) und .plt (hpgl)
397 * Zeigt Pfade und Position (Nullpunkt, Spindelposition)
398 * Kann simulieren
399 * Papierdoku vorhanden
400
401 ==== isy3 ====
402 * neueste installierte Version der isy-Programme (es gibt noch isy, isy1 und isy2)
403 * DOS-Software
404
405
406 === ISA <-> LPT ===
407 Schaltungsbasteleien - TU Chemnitz
408
409 http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/bastelecke/Rund%20um%20den%20PC/LPTISA/
410
411 http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/messtech/
412
413 === Kompatibilität der MPK3 mit [http://www.linuxcnc.org/ LinuxCNC] ===
414 * [http://wiki.linuxcnc.org/cgi-bin/wiki.pl?EMC2_Supported_Hardware Supported Hardware]
415 * Zwei irc chatlogs, sucht nach "bagi"
416 ** http://psha.org.ru/irc/%23emc/2005-04-05.html
417 *** <bagi> the current for each coil of the motor (2 coils - bipolar ) has to be set with one 8-Bit Port per coil.
418 *** <cradek> that should be an easy modification to emcmot.c
419 ** http://psha.org.ru/irc/%23emc/2005-04-12.html
420 *** <bagi> at the moment there is no driver for this card. it is an ISA PCB for 3 Steppers. for each motor 2 L292 and 2 8Bit for the current of the 2 coils.
421
422 == Weblinks ==
423 * [http://smoothieware.org/ Smoothieboard Projektwebseite]
424 * [http://www.cambam.info/ Cambam Webseite]
425 * [http://en.wikipedia.org/wiki/G-code GCodes (allgemein)]
426 * [http://reprap.org/wiki/G-code GCodes (reprap)]
427 * [http://smoothieware.org/supported-g-codes Vom Smoothieboard unterstützte GCodes (unvollständig)]
428
429 [[Kategorie:Infrastruktur]]
430 [[Kategorie:Hardware]]
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