====== CNC-Fräse Experimentierplattform ====== |**Inventarnummer** |noch nicht vergeben| |Benutzbar für|Mitglieder(/Jeder?)| |Einweisung benötigt|Ja| |Ort|Werkstatt| |Eigentümer|Verein| ===== Sicherheitshinweise! ===== Vor Bewegung der Fräse prüfen, ob der gesamte Bearbeitungsraum und alle Achsen frei sind (insb. Materiallager rechts von der Fräse)! Vor elektrischen Arbeiten die Steuerung von der Netzspannung trennen! Fräse nur dann von Hand verfahren, wenn die Schrittmotoren ("MOTOR X LI" etc.) nicht angeschlossen sind! Die Endschalter sind harte Anschläge, bei Betätigung geht die Steuerung in Nothalt und die Fräse kann nicht mehr softwareseitig verfahren werden! Im Fall einer Betätigung der Endschalter den Arduino vom PC trennen, Motoren von der Steuerung trennen und Fräse von Hand verfahren. ===== Checkliste zum Fräsen (Kurzanleitung) ====== - Labornetzteil anschließen, 24V 2A sind ausreichend. Polarität beachten. - Arduino mit PC verbinden - Universal-G-Code-Sender o. ä. Programm starten (Verbinden mit 115200 Baudrate) - Mit ''G91'' in den relativen Koordinatenmodus wechseln - Mit ''G0 X//dx// Y//dy// Z//dz//'' den Fräser zum Nullpunkt bewegen - Mit ''G92 X0 Y0 Z0'' den Nullpunkt festlegen - G-Code-Datei laden (nicht senden!) - Taster "Spindel" betätigen - Spindel mit Schiebeschalter einschalten - G-Code-Datei senden Ggf. vor Einschalten der Spindel den Fräser höher stellen und die Datei probehalber senden. ===== Ansprechpartner ===== ===== Verbrauchsmaterial ===== Gegenwärtig ist vorgesehen, dass mit der Fräse Holz und Holzprodukte (z. B. MDF), Kunststoffe (inkl. Schaumstoffe) und GfK gefräst werden. ^ Material ^ Fräserart ^ Fräsdurchmesser (mm) ^ Zustellung Z-Richtung (mm) ^ Zustellung (µm) ^ Drehzahl (U/min (Stufe)) ^ Vorschub (mm/min) ^ | Sperrholz | Zweischneiden-Schaftfräser | 2, 6 | 2 | 10 | 21.000 (5) | 400 | Der Vorschub ergibt sich aus Zustellung //z// je Schnitt, Drehzahl //n// und Schneidenzahl //i//: //f = z · n · i// Spannzangen für 8mm, 6mm und 1/8" sind vorhanden. ===== Dokumentation ===== ==== Einschalten ==== - Zunächst folgende Verbindungen prüfen und ggf. herstellen * Kaltgerätekabel zwischen Steckdose und ''230 V'' * Kaltgerätekabel zwischen ''STEUERUNG'' und 24-V-Netzteil * Leitung mit weißem Stecker zwischen 24-V-Netzteil und ''24 V'' * Kaltgerätestecker der Spindel und ''SPINDEL'' * Alle Schrittmotoren (4-polige Aviation-Steckverbindungen) * Alle Endschalter (9-polige Sub-D-Verbindungen) - Der Notausschalter ist dauerhaft verbunden und muss ggf. gelöst werden - Wippschalter ''EIN AUS'' in Richtung ''EIN'' kippen - Taster ''STEUERUNG EIN'' betätigen * Die LED am mittleren Relais sollte aufleuchten - Taster ''SPINDEL EIN'' betätigen * Die LED am rechten Relais sollte aufleuchten - PC mittels USB-Kabel mit ''ARDUINO GRBL USB'' verbinden ==== Ausschalten ==== - USB-Verbindung trennen - Wippschalter ''EIN AUS'' in Richtung ''AUS'' kippen ==== Anschlüsse ==== ==== Koordinatensystem ==== * Die **X-Achse** zeigt von links nach rechts. * Die **Y-Achse** zeigt von vorne nach hinten. * Die **Z-Achse** zeigt von unten nach oben. Zusammen bilden die drei Achsen ein Rechte-Hand-Koordinatensystem (Daumen X, Zeigefinger Y, Mittelfinger Z). ==== Fräsen ==== Die Spindel wird manuell an der Vorderseite ein- und ausgeschaltet. Die Drehzahl wird mit dem Drehrad auf der Oberseite eingestellt. Die Spindel dreht sich von oben gesehen im Uhrzeigersinn. Die Drehbewegung sollte gegenläufig zum Pfad der Spindel sein, um beste Ergebnisse zu erzielen. Das heißt, eine Kreis-Außenkontur sollte gegen den Uhrzeigersinn gefräst werden. Die Fräse wird über die USB-Schnittstelle mit G-Codes gefüttert, die z. B. mit * dem [[https://github.com/winder/Universal-G-Code-Sender|Universal-G-Code-Sender]] (Version 1.09 reicht) * dem Arduino-IDE-Terminal oder * einem anderen Tool Deiner Wahl an die Steuerung übertragen werden. Je nach Anzahl der Nachkommastellen können G-Code-Befehle relativ lang sein. GRBL unterstützt Befehlslängen von bis zu 80 Zeichen. Im G-Code-Sender sollte diese maximale Befehlslänge eingestellt werden. Sollte diese Länge überschritten werden, diese z. B. durch weniger Nachkommastellen korrigieren. Hier sind die wichtigsten G-Codes kurz erklärt: ^Befehl ^Beschreibung ^ |''G92 X0 Y0 Z0'' |Die aktuelle Position als temporären Ursprung festlegen| |''G90'' |Wechsel in den Absolut-Koordinaten-Modus | |''G91'' |Wechsel in den Relativ-Koordinaten-Modus | |''G1 X//x// Y//y// Z//z// F//f//'' |Bewegung in gerader Linie zum Punkt //(x, y, z)// (Modus ''G90'') bzw. entlang des Vektors //(x, y, z)// (Modus ''G91'') mit der (Höchst-) Geschwindigkeit //f// in mm/min | |''G0'' |Eilgang, Bewegung nicht notwendigerweise in gerader Linie| |''G2 X//x// Y//y// Z//z// I//dx// J//dy// F//f//'' |Bewegung zu Punkt //(x, y, z)// auf einem Kreisbogen, dessen Mittelpunkt //(dx, dy)// vom Startpunkt des Bogens entfernt ist, von oben gesehen im Uhrzeigersinn (mathematisch negativ um die [[start#koordinatensystem|Z-Achse]]) | |''G3 X//x// Y//y// Z//z// I//dx// J//dy// F//f//'' |Bewegung zu Punkt //(x, y, z)// auf einem Kreisbogen, dessen Mittelpunkt //(dx, dy)// vom Startpunkt des Bogens entfernt ist, von oben gesehen gegen den Uhrzeigersinn (mathematisch positiv um die [[start#koordinatensystem|Z-Achse]]) | |''G2'' und ''G3'' erzeugen ohne weitere Befehle nur Bögen in der XY-Ebene. Laut [[https://www.shapeoko.com/wiki/index.php/G-Code|Shapeoko-Wiki]] kann mit ''G17'', ''G18'' und ''G19'' zum Bogen-Fräsen in die XY-, XZ- oder YZ-Ebene geschaltet werden. Dies muss noch getestet werden und wird hier dann ausführlicher dokumentiert. || G-Code kann automatisiert von [[start#CAM-Programme zur G-Code-Erzeugung|entsprechender Software]] erzeugt werden, ausgehend von verschiedenen CAD-Dateiformaten. Eine vollständige Übersicht über die von GRBL unterstützen G-Codes gibt es im [[https://www.shapeoko.com/wiki/index.php/G-Code|Shapeoko-Wiki]]. ===== Changelog Maschine ===== ^ Datum ^ Änderung ^ Bearbeiter ^ Kommentar ^ | 24.02.18 | Änderung des Koordinatensystems: Tauschen der Verkabelung X und Y am Arduino. Umkehren der Richtung der Z-Achse in GRBL ($3=00000100) | Tobi | Die Label am Gehäuse und den Kabeln müssen noch geändert werden | | 12.03.18 | Änderung der entsprechenden Einträge auf dieser Seite, um das geänderte Koordinatensystem abzubilden. | Oliver | | |6.2.20| Defekte 230V Bauteile aus Elektronik-Kiste entfernt, Betrieb nun mit 24V Netzteil an Bannanensteckern. Defekter Not-Aus (Kontakte defekt) ersetzt. Dazu ein neues Gehäuse konstruiert und gedruckt. Wiedereinschaltschutz temporär auf Lochraster aufgebaut. Siehe: [[https://gitlab.com/hshb-cnc/cnc-router]] |Calle| | ===== Todo Maschine ===== ^ Priorität ^ Todo ^ | hoch | Schutzumhausung der Fräse bauen, wegen Quetschgefahr, herumfliegenden Teilen, Staub etc. | | hoch | Checkliste Inbetriebnahme und Überprüfung d. Sicherheits Features erstellen | | | Jog-Controller mit USB Port | | hoch | 230V Relais-Box, um Spindel mit Not-Aus abzuschalten. Vorher: Umhausung bauen. | ===== Weiterführende Links ===== ==== CAD-Programme ==== === Windows === * [[https://www.autodesk.de/products/fusion-360/overview|Fusion 360]] (3D, "kostenlos für Start-ups, Hobbyanwender und Bastler") * [[http://www.openscad.org/downloads.html|OpenSCAD]] (3D) * [[https://inkscape.org/de/release/0.92.2/platforms/|Inkscape]] (nur 2D) * [[https://github.com/FreeCAD/FreeCAD/releases/tag/0.17_pre|FreeCAD v0.17_pre]] (3D). Die stabile Version [[https://www.freecadweb.org/wiki/Download|FreeCAD v0.16]] wird ausdrücklich nicht empfohlen! === Linux === * [[https://freecadweb.org/wiki/Download#Ubuntu_Daily_PPA_Packages|FreeCAD v0.17 (daily)]] (3D, kostenlos) ist für Ubuntu als daily build in v0.17 verfügbar und in dieser Version recht leistungsfähig * [[http://www.openscad.org/downloads.html|OpenSCAD]] (3D) * [[https://inkscape.org/de/release/0.92.2/platforms/|Inkscape]] (nur 2D) === Mac === * [[https://www.freecadweb.org/wiki/Download|FreeCAD]] (3D) * [[http://www.openscad.org/downloads.html|OpenSCAD]] (3D) * [[https://inkscape.org/de/release/0.92.2/platforms/|Inkscape]] (nur 2D) ==== CAM-Programme zur G-Code-Erzeugung ==== * [[https://www.shapeoko.com/wiki/index.php/G-Code|Übersicht über die von GRBL unterstützen G-Codes]] === Windows === * [[https://www.autodesk.de/products/fusion-360/overview|Fusion 360]] ("kostenlos für Start-ups, Hobbyanwender und Bastler") * [[https://www.estlcam.de/|Estlcam]] (kostenpflichtig; kostenfreie Probeversion), [[geraetschaften:cnc-fraese:postprozessoren#estlcam|Postprozessor]] * [[http://www.cambam.info/|Cambam]] (kostenpflichtig; 40 kostenlose Probesessions) * [[https://github.com/FreeCAD/FreeCAD/releases/tag/0.17_pre|FreeCAD v0.17_pre]] (kostenlos). [[geraetschaften:cnc-fraese:postprozessoren#freecad|Postprozessor]] zur G-Code-Erzeugung. v0.16 ist hierfür nicht geeignet! === Linux === * [[https://freecadweb.org/wiki/Download#Ubuntu_Daily_PPA_Packages|FreeCAD v0.17 (daily)]] (kostenlos) ist für Ubuntu als daily build in v0.17 verfügbar und hat nur in dieser Version ein brauchbares CAM-Modul. [[geraetschaften:cnc-fraese:postprozessoren#freecad|Postprozessor]] zur G-Code-Erzeugung * [[http://www.cambam.info/ref/ref.linux/|Cambam für Linux]] (kostenpflichtig; kostenlose Probesessions) === Mac === * … ==== Programme zur Übermittlung von G-Code ==== === plattformunabhängig === * [[https://github.com/winder/Universal-G-Code-Sender|Universal-G-Code-Sender]] Version 1.09. Maximale Befehlslänge auf 80 Zeichen einstellen.