CNC-Fräse.mw

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   3 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.
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   5 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.
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   7 == Überblick ==
   8 === Fräse ===
   9 Es handelt sich um eine etwa 15 jahre alte Isel Automation Flachbett Tischfräse CNC Multi K.
  10 Kaum gebraucht und vermutlich seit ~9 Jahren nicht mehr in Betrieb gewesen.
  11 * Arbeitsbereich: x*y*z mm
  12 * Kugelgewindetriebe
  13 * Zwei Endschalter pro Achse
  14 * Derzeit zwei Frässpindeln verfügbar
  15 ** [[CNC-Fräse#HF-Spindel|Hochfrequenzspindel]]
  16 ** [[CNC-Fräse#Proxxon|Proxxon]]
  17 * NEMA23 Schrittmotoren der Firma Nanotec [http://de.nanotec.com/fileadmin/files/Datenblaetter/Schrittmotoren/ST5918/ST5918M3008-A.pdf 4T5618M3300]
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  19 ==== Motoranschlüsse an der Fräse ====
  20 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.
  21 Pinbelegung D-Sub DE-9 Buchsen
  22 <pre>
  23 1. Pol A
  24 2. Pol /A
  25 3. Pol B
  26 4. Pol /B
  27 5.
  28 6.
  29 7.
  30 8.
  31 9.
  32 </pre>
  33
  34 In der Fräse selbst steckt keine Logik, die Achsen werden über drei D-Sub-Buchsen aus der Fräse herausgeführt.
  35
  36 ==== Endschalter ====
  37 * X-Achse:
  38 * Y-Achse: Endschalter für min. und max. sind vorhanden
  39 * Z-Achse:
  40
  41 Laut Belegungsplan sind die Entschalter mit NC (Normally Connected) an den jeweiligen D-Sub DE-9 Buchsen mit den Pins 5 (Common), 8 und 9 herausgeführt.
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  44 === Werkzeuge ===
  45 ==== Proxxon ====
  46 * 230V, 100W
  47 * 20k 1/min direkt am Gerät stufenlos verstellbar
  48 * Wird direkt an den Rechner angeschlossen
  49 * Mit Aufnahmen für verschiedene Einsatz-Durchmesser bis 3.2 mm
  50 * Hat derzeit einen Lagerschaden, reparabel.
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  52 ==== HF-Spindel ====
  53 * 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.
  54 * 50k 1/min
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  56 ==== Werkzeug-Einsätze ====
  57 * Siehe Bilder
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  60 === Misc ===
  61 * Produktnr. 148508
  62 * Ident 9911 00042
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  64 * [https://www.dropbox.com/sc/48b807yucui78j6/YiSdTUa890 Unsortierte Bilder]
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  66 == Erste Experimente ==
  67 [[Datei:CNC-Experimente.JPG|thumb|Erste CNC Experimente]]
  68 * Anschluss an ein [http://smoothieware.org/ SmoothieBoard]
  69 * Config angepasst (Siehe Upload von larsan)
  70 * Mit Eagle und [http://www.pcbgcode.org/ pcb-gcode] gcode erzeugt, auf SmoothieBoard übertragen und ausgeführt
  71 * Noch einige Probleme mit der Einstellung der Höhe(Z-Achse), da der Kleber unter der Platine etwas uneben war
  72
  73 === Smoothieboard config ===
  74 Eine erste config fürs Smoothieboard, liegt als ''config'' im Rootverzeichnis der µSD-Karte:
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  76 <pre style="height:200px;overflow-y:scroll;">
  77 # NOTE Lines must not exceed 132 characters
  78 # Robot module configurations : general handling of movement G-codes and slicing into moves
  79 default_feed_rate                            100             # Default rate ( mm/minute ) for G1/G2/G3 moves
  80 default_seek_rate                            100             # Default rate ( mm/minute ) for G0 moves
  81 mm_per_arc_segment                           0.5              # Arcs are cut into segments ( lines ), this is the length for
  82                                                               # these segments.  Smaller values mean more resolution,
  83                                                               # higher values mean faster computation
  84 mm_per_line_segment                          5                # Lines can be cut into segments ( not usefull with cartesian
  85                                                               # coordinates robots ).
  86
  87 # Arm solution configuration : Cartesian robot. Translates mm positions into stepper positions
  88 alpha_steps_per_mm                           800             # Steps per mm for alpha stepper
  89 beta_steps_per_mm                            800             # Steps per mm for beta stepper
  90 gamma_steps_per_mm                           800             # Steps per mm for gamma stepper
  91
  92 # Planner module configuration : Look-ahead and acceleration configuration
  93 planner_queue_size                           32               # DO NOT CHANGE THIS UNLESS YOU KNOW EXACTLY WHAT YOU ARE DOING
  94 acceleration                                 3000             # Acceleration in mm/second/second.
  95 acceleration_ticks_per_second                1000             # Number of times per second the speed is updated
  96 junction_deviation                           0.05             # Similar to the old "max_jerk", in millimeters,
  97                                                               # see https://github.com/grbl/grbl/blob/master/planner.c#L409
  98                                                               # and https://github.com/grbl/grbl/wiki/Configuring-Grbl-v0.8
  99                                                               # Lower values mean being more careful, higher values means being
 100                                                               # faster and have more jerk
 101 #minimum_planner_speed                       0.0              # sets the minimum planner speed in mm/sec
 102
 103 # Stepper module configuration
 104 microseconds_per_step_pulse                  1                # Duration of step pulses to stepper drivers, in microseconds
 105 minimum_steps_per_minute                     1200             # Never step slower than this
 106 base_stepping_frequency                      100000           # Base frequency for stepping, higher gives smoother movement
 107
 108 # Cartesian axis speed limits
 109 x_axis_max_speed                             30000            # mm/min
 110 y_axis_max_speed                             30000            # mm/min
 111 z_axis_max_speed                             300              # mm/min
 112
 113 # Stepper module pins ( ports, and pin numbers, appending "!" to the number will invert a pin )
 114 alpha_step_pin                               2.0              # Pin for alpha stepper step signal
 115 alpha_dir_pin                                0.5              # Pin for alpha stepper direction
 116 alpha_en_pin                                 0.4              # Pin for alpha enable pin
 117 alpha_current                                1.0              # X stepper motor current
 118 alpha_max_rate                               30000.0          # mm/min
 119
 120 beta_step_pin                                2.1              # Pin for beta stepper step signal
 121 beta_dir_pin                                 0.11             # Pin for beta stepper direction
 122 beta_en_pin                                  0.10             # Pin for beta enable
 123 beta_current                                 1.0              # Y stepper motor current
 124 beta_max_rate                                30000.0          # mm/min
 125
 126 gamma_step_pin                               2.2              # Pin for gamma stepper step signal
 127 gamma_dir_pin                                0.20             # Pin for gamma stepper direction
 128 gamma_en_pin                                 0.19             # Pin for gamma enable
 129 gamma_current                                1.0              # Z stepper motor current
 130 gamma_max_rate                               300.0            # mm/min
 131
 132 # Serial communications configuration ( baud rate default to 9600 if undefined )
 133 uart0.baud_rate                              115200           # Baud rate for the default hardware serial port
 134 second_usb_serial_enable                     false            # This enables a second usb serial port (to have both pronterface
 135                                                               # and a terminal connected)
 136 #leds_disable                                true             # disable using leds after config loaded
 137
 138
 139 # Extruder module configuration
 140 extruder_module_enable                       true             # Whether to activate the extruder module at all. All configuration
 141                                                               # is ignored if false
 142 extruder_steps_per_mm                        140              # Steps per mm for extruder stepper
 143 extruder_default_feed_rate                   600              # Default rate ( mm/minute ) for moves where only the extruder moves
 144 extruder_acceleration                        500              # Acceleration for retracts, mm/sec^2
 145 extruder_max_speed                           1000             # mm/sec NOTE only used for retracts
 146
 147 extruder_step_pin                            2.3              # Pin for extruder step signal
 148 extruder_dir_pin                             0.22             # Pin for extruder dir signal
 149 extruder_en_pin                              0.21             # Pin for extruder enable signal
 150 delta_current                                1.5              # Extruder stepper motor current
 151
 152 # Laser module configuration
 153 laser_module_enable                          false            # Whether to activate the laser module at all. All configuration is
 154                                                               # ignored if false.
 155 #laser_module_pin                             2.5             # this pin will be PWMed to control the laser. Only P2.0 - P2.5
 156                                                               # can be used since laser requires hardware PWM
 157 #laser_module_max_power                       0.8             # this is the maximum duty cycle that will be applied to the laser
 158 #laser_module_tickle_power                    0.0             # this duty cycle will be used for travel moves to keep the laser
 159                                                               # active without actually burning
 160 #laser_module_pwm_period                      20              # this sets the pwm frequency as the period in microseconds
 161
 162 # Hotend temperature control configuration
 163 temperature_control.hotend.enable            true             # Whether to activate this ( "hotend" ) module at all.
 164                                                               # All configuration is ignored if false.
 165 temperature_control.hotend.thermistor_pin    0.23             # Pin for the thermistor to read
 166 temperature_control.hotend.heater_pin        2.7              # Pin that controls the heater
 167 temperature_control.hotend.thermistor        EPCOS100K        # see src/modules/tools/temperaturecontrol/TemperatureControl.cpp:64
 168                                                               # for a list of valid thermistor names
 169 temperature_control.hotend.set_m_code        104              #
 170 temperature_control.hotend.set_and_wait_m_code 109            #
 171 temperature_control.hotend.designator        T                #
 172
 173 #temperature_control.hotend.p_factor         13.7             # permanenetly set the PID values after an auto pid
 174 #temperature_control.hotend.i_factor         0.097            #
 175 #temperature_control.hotend.d_factor         24               #
 176
 177 #temperature_control.hotend.max_pwm          64               # max pwm, 64 is a good value if driving a 12v resistor with 24v.
 178
 179 temperature_control.bed.enable               true             #
 180 temperature_control.bed.thermistor_pin       0.24             #
 181 temperature_control.bed.heater_pin           2.5              #
 182 temperature_control.bed.thermistor           Honeywell100K    # see src/modules/tools/temperaturecontrol/TemperatureControl.cpp:64
 183                                                               # for a list of valid thermistor names
 184 temperature_control.bed.set_m_code           140              #
 185 temperature_control.bed.set_and_wait_m_code  190              #
 186 temperature_control.bed.designator           B                #
 187
 188 #temperature_control.bed.bang_bang            false           # set to true to use bang bang control rather than PID
 189 #temperature_control.bed.hysteresis           2.0             # set to the temperature in degrees C to use as hysteresis
 190                                                               # when using bang bang
 191
 192 # Switch module for fan control
 193 switch.fan.enable                            true             #
 194 switch.fan.input_on_command                  M106             #
 195 switch.fan.input_off_command                 M107             #
 196 switch.fan.output_pin                        2.6              #
 197 switch.fan.output_type                       pwm              # pwm output settable with S parameter in the input_on_comand
 198 #switch.fan.max_pwm                           255              # set max pwm for the pin default is 255
 199
 200 #switch.misc.enable                           true             #
 201 #switch.misc.input_on_command                 M42              #
 202 #switch.misc.input_off_command                M43              #
 203 #switch.misc.output_pin                       2.4              #
 204 #switch.misc.output_type                      digital          # just an on or off pin
 205
 206 # Switch module for spindle control
 207 #switch.spindle.enable                        false            #
 208
 209 # Endstops
 210 endstops_enable                              true             # the endstop module is enabled by default and can be disabled here
 211 #corexy_homing                               false            # set to true if homing on a hbit or corexy
 212 alpha_min_endstop                            1.24^            # add a ! to invert if endstop is NO connected to ground
 213 alpha_max_endstop                            1.25^            #
 214 alpha_homing_direction                       home_to_min      # or set to home_to_max and set alpha_max
 215 alpha_min                                    0                # this gets loaded after homing when home_to_min is set
 216 alpha_max                                    200              # this gets loaded after homing when home_to_max is set
 217 beta_min_endstop                             1.26^            #
 218 beta_max_endstop                             1.27^            #
 219 beta_homing_direction                        home_to_min      #
 220 beta_min                                     0                #
 221 beta_max                                     200              #
 222 gamma_min_endstop                            1.28^            #
 223 gamma_max_endstop                            1.29^            #
 224 gamma_homing_direction                       home_to_min      #
 225 gamma_min                                    0                #
 226 gamma_max                                    200              #
 227
 228 alpha_fast_homing_rate_mm_s                  50               # feedrates in mm/second
 229 beta_fast_homing_rate_mm_s                   50               # "
 230 gamma_fast_homing_rate_mm_s                  4                # "
 231 alpha_slow_homing_rate_mm_s                  25               # "
 232 beta_slow_homing_rate_mm_s                   25               # "
 233 gamma_slow_homing_rate_mm_s                  2                # "
 234
 235 alpha_homing_retract_mm                      5                # distance in mm
 236 beta_homing_retract_mm                       5                # "
 237 gamma_homing_retract_mm                      1                # "
 238
 239 #endstop_debounce_count                       100              # uncomment if you get noise on your endstops
 240
 241 # Pause button
 242 pause_button_enable                          true             #
 243
 244 # Panel
 245 panel.enable                                 false             # set to true to enable the panel code
 246 panel.lcd                                    smoothiepanel     # set type of panel
 247 panel.encoder_a_pin                          3.25!^            # encoder pin
 248 panel.encoder_b_pin                          3.26!^            # encoder pin
 249
 250 # Example for reprap discount GLCD
 251 # on glcd EXP1 is to left and EXP2 is to right, pin 1 is bottom left, pin 2 is top left etc.
 252 # +5v is EXP1 pin 10, Gnd is EXP1 pin 9
 253 #panel.lcd                                   reprap_discount_glcd     #
 254 #panel.spi_channel                           0                 # spi channel to use  ; GLCD EXP1 Pins 3,5 (MOSI, SCLK)
 255 #panel.spi_cs_pin                            0.16              # spi chip select     ; GLCD EXP1 Pin 4
 256 #panel.encoder_a_pin                         3.25!^            # encoder pin         ; GLCD EXP2 Pin 3
 257 #panel.encoder_b_pin                         3.26!^            # encoder pin         ; GLCD EXP2 Pin 5
 258 #panel.click_button_pin                      1.30!^            # click button        ; GLCD EXP1 Pin 2
 259 #panel.buzz_pin                              1.31              # pin for buzzer      ; GLCD EXP1 Pin 1
 260 #panel.button_pause_pin                      2.11^             # kill/pause          ; GLCD EXP2 Pin 8 either
 261 #panel.back_button_pin                       2.11!^            # back button         ; GLCD EXP2 Pin 8 or
 262
 263 # pins used with other panels
 264 #panel.up_button_pin                         0.1!              # up button if used
 265 #panel.down_button_pin                       0.0!              # down button if used
 266 #panel.click_button_pin                      0.18!             # click button if used
 267
 268 panel.menu_offset                            0                 # some panels will need 1 here
 269
 270 panel.alpha_jog_feedrate                     6000              # x jogging feedrate in mm/min
 271 panel.beta_jog_feedrate                      6000              # y jogging feedrate in mm/min
 272 panel.gamma_jog_feedrate                     200               # z jogging feedrate in mm/min
 273
 274 panel.hotend_temperature                     185               # temp to set hotend when preheat is selected
 275 panel.bed_temperature                        60                # temp to set bed when preheat is selected
 276
 277 # Example of a custom menu entry, which will show up in the Custom entry.
 278 # NOTE _ gets converted to space in the menu and commands, | is used to separate multiple commands
 279 custom_menu.power_on.enable                true              #
 280 custom_menu.power_on.name                  Power_on          #
 281 custom_menu.power_on.command               M80               #
 282
 283 custom_menu.power_off.enable               true              #
 284 custom_menu.power_off.name                 Power_off         #
 285 custom_menu.power_off.command              M81               #
 286
 287 # Only needed on a smoothieboard
 288 currentcontrol_module_enable                 true             #
 289
 290 return_error_on_unhandled_gcode              false            #
 291
 292 # network settings
 293 network.enable                               false            # enable the ethernet network services
 294 network.webserver.enable                     true             # enable the webserver
 295 network.telnet.enable                        true             # enable the telnet server
 296 network.ip_address                           auto             # use dhcp to get ip address
 297 # uncomment the 3 below to manually setup ip address
 298 #network.ip_address                           192.168.3.222    # the IP address
 299 #network.ip_mask                              255.255.255.0    # the ip mask
 300 #network.ip_gateway                           192.168.3.1      # the gateway address
 301 #network.mac_override                         xx.xx.xx.xx.xx.xx  # override the mac address, only do this if you have a conflict
 302 </pre>
 303
 304 == Workflow ==
 305 * ?
 306
 307 == Archiv ==
 308
 309 === Rechner ===
 310 * AT-Industrie-PC-Gehäuse
 311 * Full-size ISA Intel Rechner 233 MHz CPU
 312 ** PIA-652DV 2.4 [ftp://ftp.arbor.com.tw/pub/manual/Manuals/PIA%20Series/pia-652-20.pdf Manual]
 313 ** 48 MB RAM (werden nur erkannt, es stecken mehr drin, EDO, sowie SD-RAM)
 314 * [[CNC-Fräse#MPK3|MPK3-Karte]]
 315 * Netzwerk-Karte
 316 * Zu viele Lüfter
 317 * CD-Laufwerk
 318 * Disketten-Laufwerk
 319 * EIN/AUS-Schalter an der Front
 320 * POWER und NOT-AUS-Taster für die Spindel an der Front
 321
 322 * 15" TFT 1024*768
 323 * Cherry-Tastatur und Kugelmaus
 324
 325 ==== MPK3 ====
 326 * Full-size ISA-Karte mit zwei D-Sub-Ausgängen an der Slotblende, Die große Buchse -> Fräse, die Kleine -> ?
 327 * Versorgt die Motoren der Fräse (mit Ausnahme der Spindel) direkt mit Strom
 328 * Anschluss erfolgte mit einer Kabelpeitsche von einem 25-Pol D-Sub-Stecker auf drei 9-Pol D-Sub-Stecker (einer pro Achse)
 329
 330 === Software ===
 331 * Win 98 SE
 332
 333 ==== Trimeta EdiTasc ====
 334 * Steuert die Fräse, schaltet Spindel ein/aus etc.
 335 * Lädt .ncp ("Zwischenformat) und .plt (hpgl)
 336 * Zeigt Pfade und Position (Nullpunkt, Spindelposition)
 337 * Kann simulieren
 338 * Papierdoku vorhanden
 339
 340 ==== isy3 ====
 341 * neueste installierte Version der isy-Programme (es gibt noch isy, isy1 und isy2)
 342 * DOS-Software
 343
 344
 345 === ISA <-> LPT ===
 346 Schaltungsbasteleien - TU Chemnitz
 347
 348 http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/bastelecke/Rund%20um%20den%20PC/LPTISA/
 349
 350 http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/messtech/
 351
 352 === Kompatibilität der MPK3 mit [http://www.linuxcnc.org/ LinuxCNC] ===
 353 * [http://wiki.linuxcnc.org/cgi-bin/wiki.pl?EMC2_Supported_Hardware Supported Hardware]
 354 * Zwei irc chatlogs, sucht nach "bagi"
 355 ** http://psha.org.ru/irc/%23emc/2005-04-05.html
 356 *** <bagi> the current for each coil of the motor (2 coils - bipolar ) has to be set with one 8-Bit Port per coil.
 357 *** <cradek> that should be an easy modification to emcmot.c
 358 ** http://psha.org.ru/irc/%23emc/2005-04-12.html
 359 *** <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.
 360
 361
 362
 363 [[Kategorie:Infrastruktur]]
 364 [[Kategorie:Hardware]]