CNC Fräse

[markusj]

Hi Klingon,

danke für die Infos, ich denke, es wird dann auf Zusatzschritte zur Kompensation hinauslaufen (ein Zähler à la "mache alle 500 Schritte einen Zusatzschritt)

Viele deiner Informationen und Anregungen sind schon in meine Planung eingeflossen, vielleicht sollte ich einmal kurz zu meinem geplanten Konstrukt sagen:
Bauweise: Portal, ähnlich dem vom dunkin
Auf der Rückseite soll dabei die ganze Elektronik "Platz nehmen"
Material: Multiplex
Lagerung: Schubladenführungen
Antrieb: 3*KH39EM2-801
Endstufe: 3*L297/298 mit Halb- oder Vollschrittansteuerung
Ansteuerung: ATMega168@20Mhz
Stromversorgung: ATX-Netzteil
Verfahrwege: X: 200-300mm; Y: 250-450mm Z: ~100mm, ist noch nicht genau festgelegt.
Geplante Verwendung: Platinen fräsen

Ferner soll eine manuelle Kontrolle (Potis, Schieberegler oder Joystick) möglich sein, auch eine Steuerung vom PC ist geplant.
Der hat im übrigen hauptsächlich die Aufgabe, G-Code-Files aufzubereiten und via RS232 an den ATMega rüberzuschicken, den Rest macht der Käfer selbst.

So viel zum geplanten ... momentaner Status:
Schrittmotorendstufen: 3*fertig
Ansteuerung: Hardware fertig, Software in Entwicklung
Der Rest: In Planung

Im übrigen Versuche ich im Moment nur, möglichst viele Probleme in der Firmware zu erschlagen, ob ich die Funktionalität später auch brauche, wird sich zeigen - sicherlich werde ich nicht mit der Einstellung "Muss nicht so genau sein, die Firmware wirds schon fixen" loslegen.

Ach ja, noch etwas: Die 350mm/s sind nur ein theoretischer Wert, bei dem nichts anderes getan wurde, als eine Sekunde lang Werte für einen Kreis zu berechnen, diese in einen FiFo zu schreiben und den FiFo dann zu leeren wenn dieser zu voll wurde.
Da später noch überprüft werden muss, ob der Kreis an seiner Sollposition angekommen ist, wird das ganze noch etwas langsamer ablaufen, auch die Motoransteuerung wird mit ihren Interrupts noch einen Teil der Rechenleistung "vernichten"

Im Moment ist das ganze auch darauf ausgelegt, nicht mehr als max. 5000 Schritte/Sekunde fahren zu können, wobei man diesen Wert durch eine einfache Timer-Umkonfiguration leicht verändern kann.

mfG
Markus (das J kann man sich gerne sparen )

Edit: Link gefixt

[Klingon77]

hi Markus,

Dein Projekt hört sich wirklich interessant an.

Insbesondere die komplette Entwicklung (fast) aller Komponenten ist sicherlich eine große Herausforderung.

Multiplex ist sicherlich die richtige Wahl für eine Fräse aus Holz.



Bei vielen CNC Werkzeugmaschinen wird das manuelle Verfahren mit Hilfe eines sog. Handrades bewerkstelligt.

Es besteht in der Hauptsache aus einem großen Drehknopf, welches wohl mit einem Drehimpuls-Geber ausgestattet ist.

Die Schritte, welche man pro Impuls zurücklegt kann man über ein Menü vorwählen. Ebenso die Achse, in der man verfahren möchte.

Somit kann man rasch große Wege zurücklegen und auch im 1/100mm - Bereich das Werkstück anfahren.

Es ist ein universell einsetzbares Gerät mit einem (denke ich) nicht so hohen Aufwand bezüglich der Software.


Noch eine Idee, wenn Du die Software selber machst:

Manuelles fräsen auf der CNC.

* Achse vorwählen
* Vorschub vorwählen
* Endposition vorwählen

los geht´s.

Geht manchmal schneller als einen G-Code zu schreiben.

liebe Grüße,

Klingon77


PS:
bei dem Link zur Fräse kommt leider nur ein kleines Icon.

[markusj]

Hi,

den Link habe ich gefixed, ging nur drei Seiten zurück.
Danke für die beiden Vorschläge.
Den letzten Punkt kann und werde ich in der Steuersoftware sicherlich einpflegen, tatsächlich erfolgt die interne Ansteuerung achsengetrennt mit den Parametern: Anzahl der Schritte und Zeitscheiben/Schritt.
Ist ja im Endeffekt nichts anderes als der G01 einfacher zu bedienen.

Die Idee mit dem Handrad finde ich toll und werde ich auch vormerken, mein momentanes Hardwaredesign biete mir beide Möglichkeiten, da ich die Handsteuerung über Port C abwickle, der sowohl als ADC als auch als "normaler" Ein-/Ausgang fungieren kann.
Geplant hatte ich, für alle drei Achsen einen Schieberegler zu verwenden - wir werden sehen.

mfG
Markus

PS: Gerade diese Arbeit am ganzen Projekt macht dieses so interessant, da die vielen Facetten auch viele verschiedenartige Probleme aufzeigen, und gerade die Probleme und deren Lösung, bzw. die Herausforderung diese zu Lösen machen so ein Projekt aus.

[victor82]

Habe jetzt mal ein wenig gemessen, folgende Beobachtungen:

- wenn ich eine Kontur in 2mm Birken-Sperrholz mit 20-50mm/min fräse, verliere ich auf 150mm ~1mm

- Annahme rechtwinkliges Dreieck, die Diagonale weicht 0.5mm vom berechneten Wert ab, also Rechtwinkligkeit sehr gut, den Winkel war ich zu faul auszurechnen. Test mit Spalt beim vergleichen von 2 Quadraten bestätigt das.

- wenn ich nur Punkte an den Ecken bohre, ist die Abweichung ~ 1/10 auf y (etwas zu gross), in x auf diese Art nicht messbar

- Bei 2mm Balsaholz, maserung entlang der X-.Achse, 100mm/min, Qudrat mit 80mm Kantenlänge in X-Achse, also entlang der Faserung keine Abweichung messbar, in Y, quer zur Faser wieder 1mm zu kurz

- Das 2. Qudrat aus Balsa mit 80mm/min ist exakt kongruent mit dem ersten (gleich gross)

- Beim neu Positionieren an den Referenzschaltern werden Schrittverluste festgestellt.

Meine Vermutung: Die Schrittmotoren sind etwas schwach und die Ungenauigkeiten kommen durch Schrittverluste, man hört auch den Widerstand am Drehzahlenbruch.

Ich werde nochmal Testen: Langsamer Vorschub bei weichem Material und dann noch bessere Fräser, bzw auf mehrere Durchgänge fräsen.

Zusatz: Der einzigste Trost ist, dass bei Material ohne Vorzugsrichtung, die Ungenauigkeiten in beide Richtungen und auf Hin- und Rückweg gleich ausfallen, und so das Werkstück einfach nur etwas kleiner ausfällt.

[victor82]

So, bin wieder etwas weiter gekommen. Um den Schrittverlust zu prüfen habe ich einen provisorischen Schrittzähler gebaut. Auflösung 1/10 Drehung = 0.1 mm. War Ursprünglich ein Hamsterlaufradzähler mit bipolaren Hallsensor und 2 Magneten (um nur volle Umdrehungen zu zählen), deshalb auch die Anzeige mit rounds, das sind bei der Fräse die 1/10).
.
<offtopic>Krass was so ein kleines Tier in einer Nacht laufen kann, Wetten werden entgegen genommen! </offtopic>

Für die Fräse habe ich habe ich eine Gabellichtschrank angeschlossen. Nach 101.6mm war der Zähler auf 1053, also eigentlich zu viele Schritte. Das kann aber gut sein, da ich nicht entprelle (oder wie man das bei einer Lichtschranke nennt). Bei 10mm war die Anzeige zwar zuverlässig mit 100 counts, aber auf 100mm kam mir die Abweichung nicht sonderlich suspekt vor. Schrittverlust war also eher nicht das Problem, trotzdem ist der Test 1mm kleiner Ausgefallen.

Nach längerem suchen und ein paar Tests (in der Zwischenzeit hatte ich die Abweichung sogar bei der Positionierung) ist mir aufgefallen, dass meine Langmutterhalter zu weich waren und sich zudem noch gelöst hatten. Der ganze Tisch war damit ziemlich wabbelig.

Die Halterung mit Querstreben verstärkt (jetzt musste ich Ausfräsungen im Rahmen machen, damit die Endschalter erreicht werden können), nächster Test. Birkensperrholz 50mm Kantenlänge 50mm/min (diesmal auch mit anderem Fräser, der alte ist mir abgebrochen), x-Achse sieht schonmal deutlich besser aus, y-Achse 4mm zu klein. Diesmal wars die Kupplung, die Gewindestange hat durchgedreht.

Zu einem weiteren Test komme ich heute leider nicht mehr, aber morgen/am We starte ich nochmal einen Versuch, diesmal hoffentlich mit mehr Erfolg.

Bin mal echt gespannt wie die Fräse sich schlägt, nachdem aller Kinderkrankheiten beseitigt sind und richtig kalibriert.

Markus: Deine Steuerung klingt echt interessant! Falls du sie öffentlich machst, ich hätte auf jeden Fall interesse! Will weg von Ansteuerung über parallelen Schnittstelle und alles über USB interface machen. Ist das einzigste was mein neuer Laptop hat.

[meddie]

Hallo Leute,

ich wollte schon sagen, es rührt sich nichts hier in dem Psot mehr, dabei bekomme ich keine Benachrichtigung mehr.

Ich kämpfe im Moment auch noch mit Schrittverlusten, sowie mit der Handhabung der Programme. Irgendwie stelle ich mich ganz schön blöd.

Ich habe diverse CAD Zeichnungen umgewandelt. Die sehen in LazyCAM auch richtig aus. Aber wenn ich diese dann fräsen will dann wirden teile verschoben. Ich weiß nicht woran es liegt. Z.B.: Ein kreis und innen in diesem Kreis ein kleinerer Kreis in der Mitte. In LazyCAM sieht es richtig aus. In Mach3 sieht es auch richtig aus. Aber wenn er Fräst dann fräst er beide Kreise schön rund, aber der kleine Kreis ist nicht in der Mitte.

Ich muss mal schaune, vielleicht liegt es an meinem Rechner.

Leider habe ich im Moment sehr wenig Zeit. Mir juckt es zwar unter den Fingern, aber um 11 Uhr abends will man dann doch nciht.

Ich hoffe es legt sich demnächst wieder so daß ich auch mal ein Stück weiter komme und hier dann auch mal ein paar gute Bilder reinstellen kann.

[Bammel]

hast du mal versucht die "leerfahrt" also dei fahrt ohne fräsung, vllt nen bisl klangsamer zu fahren. vlt verliert er da schritte

[Klingon77]

hi meddie,

hast Du die Eilgang-Geschwindigkeit zu hoch eingestellt?

Wenn der Fräser vom äußeren Kreis "leer" zum inneren Fährt und es evtl. wegen der zu hohen Geschwindigkeit zu Schrittverlusten kommt?

liebe Grüße,

Klingon77

[Bammel]

genau das meinte ich ^^

[markusj]

Alternativ, könnte es etwas mit relativer vs. absoluter Positionierung zu tun haben?
Insbesondere bei Kreisen kann das wohl hässliche Unterschiede zufolge haben.

mfG
Markus