Umbau der Steuerung auf Linuxcnc, Leadshine DM556 und Mesa-Karten

Mit der Steuerung, die ich bisher hatte die auf einem Arduino Mega und Marlin basierte bin ich letztes Jahr an meine Grenzen gestoßen.

Deshalb hatte ich nach einer Weile Recherche die ReArm entdeckt. Dieses Board ist mit Ramps kompatibel und deutlich schneller. Jedoch benötigt man als Firmware auf dem ReArm Smoothieware und damit bin ich nie richtig warm geworden.

Schlussendlich bin ich dann bei LinuxCNC gelandet. Für LinuxCNC musste ich dann aber die Steuerung(Hardware) komplett neu aufsetzen und nochmal ordentlich in Hardware investieren. – und es gibt meine 100%ige Empfehlung!

LinuxcncScreen

Was ist LinuxCNC? (So wie es verstehe und erklären würde)

LinuxCNC ist eine Software in Kombination mit einem „Echtzeitbetriebssystem“. D.h. Die Takte(Signale) für die Steppermotoren werden direkt an die Steppertreiber gesendet und nicht wie bisher per USB an den Arduino und von diesem dann in Schritte umgerechnet. Die Hardwareschnittstelle ist sehr flexibel.  Die einfachste Lösung ist ein Breakoutboard für den Parallelport. Man ist aber deutlich eingeschränkt was die Anzahl der Pins angeht. Kompatible Hardware wird hier beschrieben.

Knackpunkt ist, dass die Software schnell rechnen muss und dabei nicht unterbrochen werden darf. Daher ist die Latenz des verwendeten Rechners sehr wichtig.

Was benötigt  man?

  1. PC auf dem nur die Steuerung läuft. d.h. LinuxCNC.  Die Hardware muss nicht die neuste sein…. Ich hatte zuerst einen Intel i3 bei Pollin (refurbished) bestellt – was dann aber nur ein Intel Xeon war und eine Latenz von deutlich über 200000ns hatte – fürn Arsch. Danach habe ich einen Intel Core Duo bei ebay-kleinanzeigen gekauft für 40€ – der war dann deutlich unter 20.000ns
  2. Breakoutboard. Hier habe ich die Mesa-Karten verwendet. Richtig geiler Scheiß. Superschnell dank FPGA, unendlich Pins und relativ weit verbreitet. Wer sich n bisschen informieren will kann mal den Kanal von talla83 auf youtube anschauen. Da wird viel zu den Mesa-Karten erklärt und gezeigt was man damit machen kann.
  3. Treiber für die Antriebe. Steppertreiber, Servocontroller oder oder oder. Je nach Breakoutboard muss man sich hier die passende Hardware nach eigenem Interesse aussuchen. Ich habe mir die DM556 von Leadshine gekauft und bisher funktionieren die ganz gut. Natürlich würden auch meine alten TB6600 gehen, aber irgendwie wollte ich jetzt mal was bessseres haben…

Mein Setup:

  • Rechner: Core-Duo Desktop-Rechner mit 60GB-SSD (Latenz mit und ohne SSD war nicht spürbar) – Der Rechner sollte nur für die Steuerung genutzt werden. Ansonsten gibt es Probleme mit der Latenz.
  • Mesakarte: 6i25 – das ist zu 100% die gleiche wie die 5i25 nur dass sie einen PCI-Express Anschluss hat. Besser wäre die 5i25 gewesen. Dazu ein weiteres Board das 7i76.
  • Steppertreiber DM556 von Leadshine

Meine Erfahrung/Tipps:

  1. Viele von den im LinuxCNC-Forum empfohlenen PCs haben keine PCIe-Schnittstelle, daher eher die 5i25 wie die 6i25 kaufen.
  2. Kauft am besten gleich ein Set bestehend aus z.B. 5i25 und 6i76 (PlugnGo-Kits) (und das Kabel dazu…. ein Serielles Kabel DB25 (Male auf Male) gibt es nicht so oft zu kaufen) Dann erspart man sich auch das flashen…(was aber auch nicht so schwer ist)
  3. Auf der Mesa Karte müssen die Jumper richtig sitzen. – RTFM oder googlen.
  4. Field Power Versorgung anschließen (Spannungsversorgung für alle I/Os auf der 7i76) Jumperstellung W1 – beachten
  5. Der Konfigurator von LinuxCNC spinnt manchmal…. wenn man die Konfig bearbeitet, kann es sein, dass die Achsen auf einmal um den Faktor 10 oder 100 länger sind. Daher das beim Konfigurieren immer kontrollieren -ansonsten crasht es evt. mal.
  6. Ich konnte trotz mangelnder IT-Kenntnisse mit Linux zurecht, die graphische Installation ist auch nicht schwerer wie Windows neu aufsetzen.

Nützliche Links:

http://linuxcnc.org/ – Downloadseite von LinuxCNC

http://wiki.linuxcnc.org/cgi-bin/wiki.pl – Wiki rund um LinuxCNC

http://wiki.linuxcnc.org/cgi-bin/wiki.pl?Mesa_Cards – LinuxCNC und MesaKarten

http://wiki.linuxcnc.org/cgi-bin/wiki.pl?LinuxCNC_Supported_Hardware – Übersicht über die kompatible Hardware

http://wiki.linuxcnc.org/cgi-bin/wiki.pl?Latency-Test – Übersicht über Hardware und Latenz

https://www.forum.linuxcnc.org/  -LinuxCNC-Forum die erste Wahl für Fragen rund um LinuxCNC

http://www.mesanet.com/ – Herstellerseite – die gängigen LinuxCNC-Karten findet man unter : ANYTHING I/O FPGA CARDS

Lonnox: Gute Übersicht über die Mesakarten

Shops:

Mesa-Webshop (USA)

http://www.shop.cncmonster.de/ – Hier kann man Mesa-Karten kaufen – hier hab ich schon erfolgreich bestellt

http://www.duzi.cz/shop_cnc/index.php?main_page=index&cPath=1  – Hier kann man Mesa-Karten kaufen

http://eusurplus.com/index.php?route=product/category&path=63 – Hier kann man Mesa-Karten kaufen  – hier hab ich schon erfolgreich bestellt

 

Mein Fazit:

Beste Steuerung, die ich bisher gesehen habe. Nicht ganz billig mit den Mesa-Karten, aber jeden Euro wert. In meinem Umfeld steigen immer mehr auf LinuxCNC um, was auch dafür spricht.

 

 

CNC QA auf dem Barcamp München

Am Sonntag habe ich mit meinem Bruder #powtac auf dem Barcamp in München über die den Bau meiner neuen CNC berichtet…. #bcmuc


Dabei kamen auch ein paar Fragen auf, deren Antworten ich hier dokumentieren will.

Zum Beispiel wurde einiges nach dem Controller  gefragt. Der Controller ist aber der gleiche wie der, den wir auch schon für die alte Fräse verwendet haben. Daher möchte hier an dieser Stelle noch einmal auf den alten Blogbeitrag verweisen.

Das CAD-Modell habe ich auch online gestellt. (aktuell: TestSetUp8)

Für die Fräsmotor empfehle ich entweder was gebrauchtes /billiges von Ebay /ebay Kleinanzeigen, oder aber was relativ gutes von Kress. Dieser Fräsmotor hat eine ER16-Spannzange.  Diese Spannzange ist deutlich präziser wie die Kress Standardspannzangen und es gibt den Satz Spannzangen für 20€ in 1mm-Stufen von 1-10mm…. (Ebay oder Amazon) Da rechnet sich der Mehrpreis schnell…. Auf der Kress-Homepage gibt es diesen Fräsmotor nur im Onlineshop(Stand 03-2017) und nicht auf der Homepage….Nur die Version 1050 FME-P hat die ER16-Spannzange und ist gleichzeitig auch in der Drehzahl von 5000-25000 1/min regelbar. Noch niedriger wäre noch besser. (Das ist wichtig für die Holzbearbeitung, da hier der Fräser bei zu geringem Vorschub zu heiß läuft) Ein kleiner Nebeneffekt ist auch, dass der Motor sehr leise ist…

Die Endstops der Fräse sind dieselben wie vom 3D-Drucker. Bin aber nicht so überzeugt davon… Habe manchmal Zweifel an der Genauigkeit, besonders wenn die Maschine wärmer wird. (Also, dass sich der Nullpunkt nach einer Referenzfahrt verschoben hat. ) Thomas Sanladerer hat dazu auch ein gutes Video gemacht. Ein Set Endstops(10 Stück)kostet ca 15-20€ bei Amazon. Besonders praktisch ist, dass 10 Endstops und Kabel enthalten sind, so spart man sich einiges an Löten und hat noch Ersatz. Theoretisch braucht man für jede Achse auch nur ein Endstop…. theoretisch… Beim nächsten Bau einer Maschine werde ich pro Achse nur ein Referenzschalter einplanen und riskieren, dass ich auch mal ein Crash fahre…(Bisher ist das nicht unbedingt aufgrund fehlender Endschalter passiert, sondern nur weil ich nicht mitgedacht habe…..)

Die Kugelumlaufspindeln sind auf Ebay gekauft(inkl. Festlager,Loslager, Kupplung ca. 50€) und haben eine Steigung von 5mm pro Umdrehung. Bei 200 schrittigen Schrittmotoren und und 1/4 Schrittbetrieb komme ich auf: 5/(200*4)= 0,00625mm theoretische Auflösung…. In der Realität hoffe ich wie gesagt auf 0,1mm Toleranz bei meinen gefrästen Bauteilen… (das sieht bisher auch ganz gut aus…) Von den Kugelumlufspindeln habe ich erstmal eine bestellt und geschaut wie die Quali ist, bzw wie die ankam. War aber kein Problem. Als ich dann die weiteren zwei bestellt habe hatte die eine Spindel deutliche Macken vom Transport wie ich vermute… Naja. Meine Empfehlung: Einzeln bestellen. Macht eh kaum was bezüglich Versandkosten aus.

Weiter empfehle ich für jede Fräse aus Lärm-, Sicherheits- und Staubgründen ein Gehäuse zu bauen bzw. man sollte es von vorne herein einzuplanen. Dann kann man deutlich entspannter nebenher was machen. (Idealerweise auch für eine eventuelle Staubabsaugung….)

CNC Werkstückvorbereitung & Adaptive Clearing

Um Fräszeit zu sparen bereite ich inzwischen meine Rohteile speziell vor. Im Bereiche in die große Löcher/Taschen reingefräst werden müssen bohre ich vor. 

Das heißt, dass dieses Material dann nicht mehr von der Fräse entfernt werden muss und damit Zeit und der Fräser nicht so belastet wird.

Wo die Löcher sind kann man in einem Rohteil hinterlegen und dann dem CAM Modul von Fusion hinterlegen. Dadurch wird der Fräspfad daraufhin optimiert. (Getestet mit 2D Adaptive Clearing)

Adaptive Clearing in Slow Motion

CNC  1

So jetzt komme ich endlich dazu mal wieder was zu schreiben. Mittlerweile habe ich etwas Erfahrung gesammelt und kann etwas mehr berichten.

Das Fräsen mit der neuen Fräse macht sehr viel Spaß. Ich habe inzwischen mehrfach Aluminium zerspant…. ein Traum von mir, der jetzt in Erfüllung ging.

Es geht soweit auch ganz gut. Ich arbeite zum Freiräumen am liebsten mit der 2D&3D Clearing-Funktion von Fusion. Dabei taucht der Fräser relativ tief ein und fräst ähnlich dem troichodialen Fräsen. Algorithmus ist aber von Autodesk. Ansonsten „Planen“, „Kontur“ und „Fräsbohren“. Das ist richtig cool. Wenn sich der Fräser in einer Spirale(Helix) ins Material fräst…

Workflow

Mein Workflows sieht dabei so aus:

  1.  Ich erstelle ein CAD Modell mit Autodesk Fusion 360. Tutorials dafür gibt es bei YouTube viele. Geht auch mit anderer 3D Software.
  2. In Autodesk Fusion 360 schalte ich dann um in den CAM. Das ist einfach ein weiterer Teil der Software. So erspart man sich das lästige ex- und importieren. In diesen Teil der Software werden dann automatisch, nach der Auswahl des Fräsers, die Fräsbefehle erstellt. Ganz so einfach ist es nicht… aber auch hier gibt es gute Tutorials und vieles ist echt gut erklärt. Und probieren geht über Studieren. Super ist auch die Simulation. Mache ich jedesmal und hilft Fehler zu vermeiden.
  3. Das automatische Erstellen des Fräscodes wird im Postprozessor gemacht. Ich nutze dafür den Postprozessor BoyXZY. Der funktioniert sehr gut.(mit Marlin)
  4. Da meine Fräse auf dem Arduino Mega, Ramps und Marlin basiert, nutze ich wie für meinen 3-D Drucker die Software Repetierhost um die Befehle an die Fräse zu senden. Ich mache das, weil ich diese Software am besten kenne. Alternativen sind: G-Code Sender, BCNC, Mach 3, Linux CNC – aber damit habe ich mich noch nicht beschäftigt… bzw. manche benötigen nach meinem Wissen auch ein Parallelport am Rechner, den ich nicht habe….
  5. Zum Fräsen fahre ich per Hand den Ursprung an, den ich auch in der CAM Software gewählt habe und starte den „Druck“ im Repetierhost. Vorher Fräse einschalten nicht vergessen…..

Beim Fräsen lasse ich idealerweise 0,3mm Aufmass stehen und fräse später noch mal drüber. Dann wird es genauer und schöner, weil die Fräse nicht so kämpfen muss.

Das ist auch relativ einfach, weil man die Fräsoperationen in Fusion einfach duplizieren kann und dann das Aufmaß auf Null setzen kann.

Achseneinrichtung

Ganz zu Beginn hatte ich noch größere Probleme bei der Einrichtung der Achsen. Ich habe es ewig nicht gecheckt…. Hintergrund ist, dass die Achsen nie richtig zueinander gepasst haben. Immer war eine Achse getauscht… Bis ich drauf gekommen bin, dass ja der Fräser sich in der Y und Z Richtung bewegt und das Werkstück in X.  Das heißt, dass die X Achse falsch rum bewegen muss, damit es wieder relativ zum Fräser/ Werkstück passt…. Ansonsten läuft es spiegelverkehrt. Ich habe echt alles gedreht… in der Firmware Stecker, Endstops usw… hat bestimmt 3 Stunden gedauert. Hätte ich doch besser bei der Vektorrechnung in der Schule aufgepasst!

G3 und Marlin

Desweiteren hatte ich Probleme, bei dem Befehl G3(für Kreisbewegungen). Bei einem Radius von 0,4 mm ist nämlich die Firmware ausgestiegen. Intern in der Firmware werden anscheinend Kreisbewegungen, im kleine Segmente umgerechnet. Der minimale Radius dafür war in der Firmware zu hoch, dass ein solch kleiner Kreis nicht umgerechnet werden konnte. Das hat den Hintergrund, dass die Fräsbahnberechnung auf dem Arduino nicht so schnell ablaufen kann. Manuell habe ich den Wert in der Firmware dann angepasst und es lief einwandfrei. Jedoch langsamer in engen Radien.

Meine Einstellungen:

#define MM_PER_ARC_SEGMENT 0.1 //vorher 1
#define N_ARC_CORRECTION 50 //vorher 25

eines der ersten Teile

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CNC Projekt 2016

Letztes Jahr habe ich angefangen eine neue CNC Fräse zu bauen. Sie wurde heute nach langer Arbeit fertig. Sie ist komplett aus Metall, mit Kugelumlaufspindeln, Linearführungen und einem Kress  Fräsmotor. Heute habe ich damit zum ersten Mal gefräst. Es hat geklappt!

Bei Gelegenheit werde ich das Projekt näher vorstellen.

Hardware Aufstellung grob: Arduino Mega, Ramps 1.4, Marlin Firmware, Toshiba TB6600 Steppertreiber, Nema 23 Stepper 76mm lang, Linearführungen, 1605 Kugelumlaufspindeln…

CNC Fräse Upgrades – Umhausung, Licht und Drehzahlregler

Heute hat die CNC Fräse eine Umhausung (gegen Staub und Lärm), Licht und ein Drehzahlregler bekommen. Das Gehäuse zu bauen war ein ziemlicher Scheiß. Da mein Kellerabteil sehr klein ist musste ich um die Fräse herum bauen. 
Die Umhausung besteht aus 4mm MDF und billigen Holzleisten…Kosten ca. 30€ – wobei 10€ auf eine Plexiglasscheibe entfallen. Die Scheibe ist verschiebbar, genauso wie das Element vorne, damit man auch noch an die Fräse kommt um den Fräser zu wechseln….

Die Wirkung gegen Lärm ist echt gut! Staub muss ich noch testen….

Der Drehzahlregler für den Fräsmotor besteht aus einem Phasenanschnittsdimmer von Kemo. Ich habe ihn auf Amazon für 25 € gekauft. Man braucht dann halt noch ein Gehäuse, Steckdose und Stecker – dann kann man den Dimmer auch für andere Sachen verwenden… Ich hatte noch eine billige Tupperdose und ein paar Kabelverschraubungen übrig und habe es kurzerhand da rein gebaut. Hoffe dass es Temperaturmäßig geht, da das Teil aber anscheinend bis 6A (Bei 230V) ohne Kühlkörper arbeiten kann, dürften meine 600 W kein Problem sein…

Hintergrund für die Drehzahlregelung war, dass ich mit der Nenndrehzahl von rund 25.000 1/min einen hohen Vorschub fahren musste, dass mir der Fräser nicht abrraucht. War zwar dank der Steppertreiber mit guten 4,5A kein Problem, aber für die Genauigkeit will ich es jetzt mal weniger dynamisch testen … bzw, ich würde auch gerne mal Alu fräsen …

Mit dem Dimmer kann man mit Hilfe eines Poti dann die Drehzahl einstellen. An der Stelle muss ich anmerken, dass der Dimmer nicht mit allen Motoren funktioniert!!!!! Ich übernehme keine Garantie, dass es  funktioniert und euer Fräsmotor es unbeschadet übersteht. Natürlich sollte man zum Anschließen entsprechende Fachkenntnisse haben, weil es sich um 230V handelt. Ansonsten einfach einen fertigen Dimmer mit entsprechender Leistung kaufen.

PhasenanschnittsdimmerKemoOptional gibt es von Kemo noch einen „digitalen Poti“ mit dem man dann mit Hilfe einer Steuerspannung die Drehzahl regeln kann. Das kommt eventuell in einem nächsten Step …

Es gibt bei Amazon auch ganz billige Dimmer für 10 € aus China… das war mir aber dann dann doch zu riskant bzw. hätte mir auch zulange gedauert …

 

 

Make Munich 2016

Das vorherrschende Thema auf der Make Munich 2016 waren diese Jahr auch wieder 3D-Drucker. Es gab aber auch viele andere Themen, wie Roboterfussball, diverse Anbieter verschiedenster Elektronikkomponenten, fablabs, Design- und Lötworkshops.


Mr. Beam Lasercutter – das neue Modell soll Mitte diesen Jahr veröffentlicht werden.


Mcubus entwickeln eine Filmentrecyle- und Herstellunngsmaschine. Den ersten Prototypen hatten sie auf der Messe.


Ganz cool fand ich als Photoniker das Projekt „Optik & Photonik mit Lego Bausteinen“ von der Uni Osnabrück . Hier werden Optikexperimente mit LEGO aufgebaut.

Ein Hersteller von Deltaprintern war auch da. Die Drucke von den constructionzone-Druckern sahen echt gut aus.


img_2425

Brickify hat eine Schnittstelle geschaffen um Rapid Prototyping noch schneller zu machen. Dazu kombinieren sie LEGO und 3D-Druck. So müssen nur noch kleine Teile gedruckt werden, der der Rahmen wird dann per LEGO gebaut.


Gut gefallen haben mir auch die Drucker von Craftlab.


img_2432
Der Makerspace hatte auch ein Monsterdrucker am Start.



Arduino war dieses Jahr auch da.


Mein Messehighlight waren aber zwei Jungs, die sich ihren 3D-Drucker selber gebaut haben. Und nicht nur das sie haben auch die Software selbst entwicket! Inklusive vorbildlicher Dokumentation (180 Seiten PDF).

All das und vieles mehr gibt’s auf ihrer Homepage.


  

Blendercam Tutorials Youtube

Inzwischen hat die CNC-Fräse ihren Weg nach München gefunden und wartet hier im Keller auf ihren nächsten Einsatz. Da ich aber noch ein paar Schutzmaßnahmen gegen die Staub- und Lärmentwicklung treffen muss dauert das wohl noch ein paar Tage…

Derweil habe ich mich nochmal mit CAM-Software beschäftigt. Unter anderem mit Autodesk 360 Fusion (30 Tage Testversion, danach 20-30€ im Monat) (Update 23.1.2015: Autodesk 360 Fusion (Education) kann man als Student für 3 Jahre kostenlos downloaden.) und mit Blendercam(Freeware). Dabei habe ich entdeckt, dass es neue Tutorials auf Youtube gibt:

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16.-17. Januar 2016 Make: München

Mitte Januar 2016 gibt es wieder eine Maker Messe in München. Ich (Nathan) werde vermutlich hin gehen.

Näheres unter http://make-munich.de/

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RaspberryPi Zero 5€

Auf der Raspberry Homepage gibt es seit heute die Info, dass es einen neuen Raspberry Pi Zero gibt, der nur 5€ kostet.

 

Einkaufsberater 3D-Drucker

Auf der Homepage des Make-Magazin gibt es eine gute Übersicht der am Markt verfügbaren und etablierten Drucker. Inklusive der Möglichkeit Filter zu setzen.

http://makezine.com/

BuyersGuideMakezine2016

 

Anderes Extruder Konzept

Gerade habe ich im Newsletter von reprapworld.com eine Info über einen neues (bzw. mir bisher nicht bekanntes) Extruderkonzept gefunden.

Ich sehe den Vorteil darin, dass man ein speziell gefertigtes Teil weniger braucht, wenn man sich einen Extruder bauen will. Zudem ist das Drehmoment hoch und laut dem Newsletter bzw. dem Designer Martijn Korevaar ein durchrutschen kaum mehr möglich.

Hier gibt es die Daten auf Github.

3D-Drucker bei Hornbach

Nachdem Tchibo einen 3D-Drucker angeboten hatte, gibt es jetzt auch beim Hornbach einen 3D-Drucker. Dieser ist scheinbar auch ständig im Sortiment, kann aber nur PLA drucken.

  
Foto: Hornbach

Raspberry Pi Gehäuse

Letztens habe ich ein Gehäuse für den Rasperry Pi 2 gefräst. Inkl. Werkzeugwechsel und Bearbeitung von zwei Seiten.

image image

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3D-Drucker Ebook kostenlos

Hier gibt es ein Ebook mit allem wissenswerten über 3D-Drucker.

Low-cost 3D Printing for Science, Education and Sustainable Development“

 

Projektinfosammlung CNC-Fräse und Kostenübersicht

Zur Koordination des CNC-Projekts und für mich als Gedankenstütze habe ich ein googledoc angelegt, in dem ich alle Infos gesammelt habe.

Und falls jemand die Kosten interessieren: Google Doc Kosten

leadscreamer checkt

leadscreamer checkt

Workflow von der Idee zum gefrästen Modell mit blendercam (CAD-CAM) Teil 4/4 (- letzter Teil)

Teil 1

Teil 2

Teil 3

30) Firmware(Marlin) vorbereiten zum Nullpunkt verschieben

Da ich das Modell direkt an den Nullpunkt gesetzt habe kann ich jetzt entweder das Modell so auf der Fräse befestigen, dass der Nullpunkt passend liegt oder den Nullpunkt verschieben.

Bei unserer Firmware(Marlin) funktioniert es mit dem Befehl M206. Wichtig sind hier einige Vorraussetzungen in der Firmware.

  1. Firmware muss zulassen, dass im EEPROM geschrieben wird – daher in configuration.h das define unkommentieren.
    marlin-defineeeprom

    marlin-defineeeprom

     

  2. Fräsbereich erweitern durch das Verschieben des Nullpunkts wird eventuell der in der Firmware eingegebene Fräsbereich überschritten und die Fräse stoppt. Wir haben ihn deshalb einfach verdoppelt(maximale Länge in den positiven und negativen Bereich) (Ich denke man könnte es auch mit dem Ändern des Parameters an den Softwareendstops lösen… aber nicht getestet)
    marlin-endstops

    marlin-endstops

     

  3. Firmware neu hochladen 

31) Nullpunkt setzen

repetierhost-eepromeinstellungen

repetierhost-eepromeinstellungen

In der Repetierhostsoftware kann man es einfach über das Menü machen. Genutzt werden dazu aber auch nur die Gcode-Befehle M206 und M501.

Dort muss man dann die Werte auf den man den Fräser manuell verfahren hat.(x,y und z multipliziert mit -1) eingeben.

Danach noch ein Homing (G28) und zum Test mit

G1 x0 y0 z0

wieder zum Werkstück fahren und hoffen dass noch alles stimmt…..

Im Repetierhost der Anzeige der Position nicht vertrauen – besser die Werte mit M114 holen.

32) Fräsen

Und dann kanns auch schon losgehen.

Wie immer gilt: Erstmal ohne Werkstück testen! Denn ich kann für den hier beschriebenen Ablauf keine Garantie übernehmen. Ich habe die Fräse bei meinen Eltern stehen und gerade alles aus dem Kopf nochmal aufgeschrieben….

So sieht dann das Ergebnis aus:

 

IMG_4247

Workflow von der Idee zum gefrästen Modell mit blendercam (CAD-CAM) Teil 3

Teil 1

Teil 2

Teil 4

26) G-Code export

Hat man seinen G-Code nun erzeugen lassen, findet man meistens die Datei im gleichen Ordner wie dem der Blenderdatei an der man arbeitet.

Falls nicht einfach nochmal „Export Gcode“ im Menüpunkt CAM Operations klicken.

blendercam-exportgcode

blendercam-exportgcode

27) Dateiname ändern

Um die Datei in einen G-Code-Sende-Software zu importieren, muss die Dateiendung von .tap auf .gcode geändert werden. Ambesten macht man das mit einer Kopie der Orginaldatei.

Diese datei, bzw. auch vor dem Umbenennen, kann man dann mit einem Texteditor anschauen.

Es müsste dann ungefähr so aussehen(Mach3): (Unterschiede kommen von dem entsprechenden „Postprocessor“ unter dem Menüpunkt CAM-Machine.

(GCode created using the HeeksCNC Mach3 post processor)
(C:\Nathan\…………\tasche.tap)
(G-code generated with BlenderCAM and NC library)
N10 G17 G21 G90
(Tool change)
N20G43H1
N30T1 M06
N40 G00 X0 Y0 Z0 S12000 M03
N50 G00 X-30.524 Y29.514
N60G01 Z-8.999 F500
N70G01 X-34.498 F1000
N80G01 Y133.484
N90G01 X-30.524
N100G01 Y29.514
N110G01 X-30.382 Y29.373
N120G01 X-30.241 Y29.232

28) Zeilennummerierung entfernen

Da wir Repetierhost als G-Code-Schnittstelle zu unserer Fräse verwenden, muss ich per Excel die Zeilennummerierung entfernen.

Danach sieht der Code so aus:

Gode created using the HeeksCNC Mach3 post processor)
Gode\nierenschale\tasche.tap)
Gcode generated with BlenderCAM and NC library)
G7 G21 G90
G)
G3H1
#WERT!
G0 X0 Y0 Z0 S12000 M03
G0 X-30.524 Y29.514
G1 Z-8.999 F500
G1 X-34.498 F1000
G1 Y133.484
G1 X-30.524
G1 Y29.514
G1 X-30.382 Y29.373
G1 X-30.241 Y29.232

29) G-Code laden

In der Software deiner Wahl zum Senden von G-Code den Gcode laden. Bei uns ist das Repetierhost und da kann man es hier machen:

 

repetierhost-gcode import

repetierhost-gcode import

 

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Workflow von der Idee zum gefrästen Modell mit blendercam (CAD-CAM) Teil 2

Teil 1

Teil 3

Teil 4

13) Einstellungen bei Parallel-CAM operation setup

(Parallel bedeutet, dass der Fräser immer hin und her fährt und der Oberfläche folgt. Er bewegt sich dabei aber nur in einer Richtung(je nach eingestelltem Winkel) bis zum Ende und währenddesssen noch in der z-Richtung)

Unter CAM operation setup kann 4 verschiedene Einstellungen vornehmen. (Die Möglichkeiten ändern sich je nach Frässtrategie.)

blendercam_fraesstrategieparalleleinstellungen

blendercam_fraesstrategieparalleleinstellungen

Distance between toolpaths: Der Abstand zwischen zwei nebeneinanderliegenden Fräspfaden. Sollte immer kleiner wie der Fräserdurchmesser sein.

Folgende Bilder zeigen einmal 3mm Abstand und 6mm Abstand

blendercam_fraesstrategieparallel1

blendercam_fraesstrategieparallel1

blendercam_fraesstrategieparallel6mm

blendercam_fraesstrategieparallel6mm

Distance along toolpaths: Verstehe ich als Auflösung, d.h. wie nah die Punkte im G-Code beieinander liegen. 10mm gerader Verfahrweg würden dann bei 0,2mm bedeuten, dass 50 Punkte angefahren werden. Und entsprechend viele Zeilen Code produziert werden….

Angle of paths: Winkel der bevorzugten Fräsrichtung

Folgende Bilder zeigen 0° und 45°

blendercam_fraesstrategieparallel6mm

blendercam_fraesstrategieparallel6mm

blendercam_fraesstrategieparallel6mm45grad

blendercam_fraesstrategieparallel6mm45grad

14) CAM optimisation –reduction path points – Zeitersparnis bei der Berechnung

Im Menu CAM optimisation habe ich bisher nur das Häkchen bei „reduction path points“ entfernt, weil so die aufwendigen Berechnungen schneller gehen- In einem Beispiel 28 Sekunden statt 47 Sekunden.

Weitere Funktionen in diesem Menüpunkt habe ich nicht ausprobiert.

blendercam-CAMoptimisation2

blendercam-CAMoptimisation2

15) Schichtweise abfräsen-CAM Operation area

Da man meistens nicht die Leistung zur Verfügung hat die volle Materialtiefe auszufräsen und auch, weil die Schneiden der Fräser oft zu kurz sind, muss man sich beim Fräsen in die Tiefe in Schichten vorarbeiten.

Das geht im Menupunkt „CAM Operation area“ mit dem Häkchen bei „Use Layers“

blendercam-CAMopterationarea1

blendercam-CAMopterationarea1

Wenn das Häkchen bei „Use Layers“ gesetzt ist. Wird die Tiefe entsprechend den im folgenden Feld eingegebenen Schritten ausgefräst.

Die folgenden Bilder zeigen 10mm vs 20mm.

blendercam_layers10mm

blendercam_layers10mm

blendercam_layers20mm

blendercam_layers20mm

16) Außenrum ausfräsen (ohne extra Operation) – CAM Operation area – Ambient

Wenn man die vorherigen Bilder anschaut sieht man, dass das Modell gar nicht komplett ausgefräst werden würde. Blendercam nimmt als Werkstück nur einen quaderförmigen Körper an, in den das Modell gerade rein passt.

Die Einstellung Ambient in CAM Operation area „all“ oder „around“(+ entsprechenden Radius) sollten dies möglich machen – tun sie aber nicht. Zumindest nicht in parallel.  Funktionieren tut es aber bei der Frässtrategie „waterline“

Folgende Bilder zeigen den Unterschied zw. „all“ und „around“ bei  der Frässtrategie  parallel (bzw. großen Unterschied)

blendercam_layers20mmambientall

blendercam_layers20mmambientall

blendercam_layers20mmambientaround1cm

blendercam_layers20mmambientaround1cm

Frässtrategie „waterline“ Folgende Bilder zeigen den Unterschied zw. all und around.

blendercam_layers20mmambientallwaterline

blendercam_layers20mmambientallwaterline

blendercam_layers20mmambientaround1cm-waterline

blendercam_layers20mmambientaround1cm-waterline

Hier sieht man auch, dass die Frässtrategie „waterline“ für mein Modell wesentlich besser geeignet ist.

17) CAM Operation area – Operation depth start

Vom Name her könnte man von dem Menüpunkt „Operation depth start“ im Punkt „CAM Operation Area“ denken, dass es bedeutet, dass ab dieser Tiefe das Fräsen gestartet wird.

Leider hat es bei mir nicht funktioniert…… Das schichtweise Abtragen hat immer bei Null begonnen…..

blendercam_operationdepthstart

blendercam_operationdepthstart

18) CAM Movement

bledndercam-CAM movement-movementtype

bledndercam-CAM movement-movementtype

Im Menüpunkt CAM Movement kann man einstellen, wie sich der Fräser bewegen soll.

Maender: Schlangenlinien (Ist zwar schnell hat aber den Nachteil, dass einmal mit und gegen die Drehrichtung des Fräsers gearbeitet wird)

Climb: immer wieder hoch zu z=0 dann wieder auf die andere Seite – dauert lange, besonders bei langen Z-Achsen und Gewindespindeln.

Conventional: wie climb?- muss noch genauer untersucht werden

 

blendercam-cammovement-maender

blendercam-cammovement-maender

blendercam-cammovement-climb

blendercam-cammovement-climb

blendercam-cammovement-conventional

blendercam-cammovement-conventional

 

Free Movement height: Höhe über dem Modell die der Fräser zum Bewegen nutzt.

 

Hier muss man auch aufpassen, dass man nicht in die Endschalter fährt.(Falls dort der Nullpunkt liegt) – Ich habe es deshalb nie benutzt.

 

cam-movement-freemovementheight10mm

cam-movement-freemovementheight10mm

cam-movement-freemovementheight0mm

cam-movement-freemovementheight0mm

Weitere Optionen

Ramp in: Habe ich noch nicht getestet – verstehe ich aber so, dass der Fräser beim Eintauchen eine Rampe fährt – Falls ja, gute Idee , da meine Fräser in der Mitte nicht geschliffen sind und derzeit das Material einfach weg gedrückt wird.

Staylow if possible: Beim Testen habe ich keine Effekte bemerkt…..

Protect vertical: nicht getestet – immer aktiviert gelassen.

 19) CAM feedrate

Hier können die Geschwindigkeiten eingestellt werden.

blendercam-menue CAMFeedrate

blendercam-menue CAMFeedrate

feedrate/minute: Vorschub bei Holz und schnell drehenden Fräsern einige m/minute….

plunge speed: relativ zum Vorschub die Geschwindigkeit zum Fräsen in Z-Richtung. Wichtig bei der Verwendung von Gewindespindeln an der Z-Achse und Zahnriemen an x und y. So kann die notwendige Dynamik an die Z-Achse angepasst werden.

plunge angle: keine Ahnung

spindle rpm: Spindeldrehzahl

20) Fräser definieren-  CAM Cutters

Im Menüpunkt CAM Cutters können die Fräser definiert werden.

Einige sind schon angelegt (Radien-, Zylinder- und Fasenfräser)

Definiert kann unter anderem auch die Anzahl der Schneiden, Winkel und der Durchmesser.

blendercam-CAM-Cutter

blendercam-CAM-Cutter

 21) CAM Machine

In diesem Menüpunkt können alle notwendigen Parameter für die Fräse eingegeben werden.

Machine presets: Hier kann mann seine eigene Fräsmaschine abspeichern

Post processor: Hier kann man das Ausgabeformat anpassen. (Bei Marlin passt fast das Format von Mach3 – fast deshalb, weil ich noch die Zeilennummern entfernen muss bevor es keine Fehler mehr gibt.

Split files: teilt die G-code-Dateien sobald sie den in „Operations per file“ eingegeben Wert überschreiten. – War bei uns nie notwendig.

Unit system: metrisch oder zoll

Work Area: Fräsbereich: der Bereich, der mit dem Fräser erreicht wird.

Feedrate minimum/min: Vorschub minimum

Feedrate maximum/min: Vorschub maximum

Spindlespeed maximum/min: Maximale Fräserdrehzahl

blendercam-CAMmachinemain

blendercam-CAMmachinemain

22) CAM Material Size and position

Hier kann man das zu fräsende Objekt automatisch positionieren lassen. Habe ich erst gerade entdeckt und deshalb kaum getestet. Funktionieren tuts….

blendercam- CAM-material size and position

blendercam- CAM-material size and position

23) CAM Chains

Leider habe ich diese Funktion noch nie getestet und kann nichts dazu sagen.

blendercam-camchains

blendercam-camchains

24) Pack curves on sheet

Funktion um verschieden Modelle ideal auf einer Fläche zu positionieren, sodass wenig Abfall entsteht.

Noch nie gestet – ich habe bisher immer nur ein Teil gefräst.

blendercam-packcurvesonsheet

blendercam-packcurvesonsheet

25) Slice Model to plywoodsheets

blendercam-slicemodeltoplywoodsheets

blendercam-slicemodeltoplywoodsheets

Mit dieser Funktion kann man ein 3 D-Modell in Schichten zerlegen, diese einzeln – mit einem Lasercutter oder Fräse ausschneiden und dann aufeinander stapeln um wieder ein 3D-Modell zu erhalten.

-Habe ich noch nie gestest.

 

Workflow von der Idee zum gefrästen Modell mit blendercam (CAD-CAM) Teil 1

Teil 2

Teil 3

Teil 4

1) CAD Modell erstellen

Zum Beispiel eine solche tolle Schale für – ähhh – ach da wird sich schon was finden, was da reinpasst….

CAD-Programme 1

CAD-Programm 2

nierenschale

nierenschale

2) stl-export

Für die Bearbeitung mit Blendercam wird das Modell im stl-Format benötigt. Deshalb als stl-Datei exportieren

3) Wechsel in Blendercam

blendercam runterladen. (bei mir läuft die ausführbare Windowsversion unter Windows 7 0.8.0 ohne Probleme)

4) stl-file importieren

importstl-blendercam

importstl-blendercam

5) Modellgröße anpassen

Das Modell wird in Blender leider um den Faktor 1000 zu groß importiert. Deshalb muss die Skalierung angepasst werden. Dazu ist es am einfachsten, wenn man einfach in den x-,y- und z-Werten anstatt m mm reinschreibt.

Tipp für Blenderbedienung:

  1. Mittlere Maustaste zum Drehen der Ansicht verwenden
  2. Mausrad zum Zoomen verwenden
  3. Ansicht auf Modell fixieren

 

blendercam-ansichtaufobjektfixieren

blendercam-ansichtaufobjektfixieren

Hier die Einheit von m auf mm ändern.

blendercam-modellzugross2.png

blendercam-modellzugross2.png

So sieht es dann passend aus:

blendercam-modellangepasst

blendercam-modellangepasst

6) Platzierung im Raum

Update: Arno hat mich darauf hingewiesen -dass es auch einfacher geht, da es eine Autopositionierung gibt. – siehe Punkt 22) und 24) im Teil 2.

In Blendercam war es mir trotz einigem Testen nicht möglich, das Modell im positiven z-Bereich zu fräsen bzw. den G-code erstellen zu lassen. Daher habe ich das Modell immer in den positiven Bereich von x und y verschoben und dann soweit runter, dass die Oberkante des Modells auf(oder kurz unter) z=0. Das Modell muss nach meinen Erfahrungen immer im negativen z-Bereich liegen…

Weiter habe ich das Modell auch nicht dorthin gelegt wo es später auf die Fräse aufgespannt wurde, sondern möglicht nahe am Koordinatenursprung. Dazu weiter unten mehr.

Wie im Bild unten zu sehen habe ich mein Modell um 33mm nach unten verschoben. Standardeingabeeinheit ist m. Deshalb immer mm oder cm dazu angeben bzw. nicht wundern wenn das Modell in den Weiten von Blender verschwindet.

blendercam-platzierung

blendercam-platzierung

7)  Modell drehen

Falls nötig kann das Model auch um jede beliebige Raumrichtung gedreht werden. Ich drehe um z 90°.

blendercam-modelldrehen

blendercam-modelldrehen

8) Fräsbearbeitungsoperation hinzufügen

Mit einem Klick auf das Plus wird dann eine Fräsbearbeitungsoperation hinzugefügt.

blendercam-bearbeitungsoperationhinzu

blendercam-bearbeitungsoperationhinzu

9) Operation umbenennen

Die Operationen können einfach umbenannt werden – macht m.M. nach Sinn, da man vielleicht verschiedene Vorgänge aneinander reiht. (Schruppen(Grob), Schlichten(Fein) und ausschneiden….)

CAM operations – Operation Name und File name

blendercam_operationumbennen

blendercam_operationumbennen

10) Fräsobjekt auswählen

Als nächstes muss das zu fräsende Objekt ausgewählt werden, damit die Software weiß um was es geht.

CAM-Operations-Object-Nierenschale

blendercam-fraesobjektauswählen

blendercam-fraesobjektauswählen

11) Frässtrategie auswählen

Es gibt verschiedene Frässtrategien um ein Objekt zu fräsen, diese muss unter CAM-operations Setup ausgewählt werden

blendercam-fraesstrategieauswaehlen

blendercam-fraesstrategieauswaehlen

Am besten probiert man einfach mal durch und schaut sich die Strategien ob, es Sinn macht bzw. ob es überhaupt funktioniert.

Testen kann man die Strategie dann mit „Calculate Path“ und man sieht gleich was der gcode bedeutet. („Calculate path in Background“ kann ich nicht empfehlen.)

Tipp:

1) Vor dem Starten von: „Calculate Path“ Projekt speichern (Blender stürzt vvlt. ab)

2) In der Konsole kann man schauen, ob blender abgeschmiert ist. – („keine Rückmeldung“ heißt manchmal nur, dass es noch dauert)

3) Mit „Control+C“ kann man in der Konsole die Berechnung abbrechen – besonders gut wenn man nicht gespeichert hat(-;

 

12) Beispiel Frässtrategie: Parallel

So sieht dann das Ergebnis aus.

Zu den Details dann im Teil 2 mehr.

blendercam_fraesstrategieparallel1

blendercam_fraesstrategieparallel1

3D-Drucker für Optiken

Man kann inzwischen schon Optiken mit dem 3D-Drucker produzieren!

Vor einem Jahr hat mir ein Bekannter davon erzählt und ich hätte gewettet, dass es nichts taugt… aber scheinbar geht das inzwischen.

Ein Bekannter bestellt bei LUXeXceL bald einmal etwas beruflich – ich bin gespannt was er dann sagt.

Schrittmotore für die CNC-Fräse

wpid-dsc_0103.jpg

Schrittmotoren:

Ich habe eine kleine Aufstellung (Google Docs Liste) der zur Wahl stehenden Schrittmotoren gemacht, da ich zuerst keine Ahnung hatte welchen ich nehmen sollte.

Kriterien waren für mich:

  • Nema17 ist zu klein
  • 2 Wellenenden wären toll
  • Drehmoment sollte ausreichend sein
  • 24V liefert das Netzteil
  • 4,5A  kann der Treiber (TB6600) liefern

Die technischen Werte der Schrittmotore konnte ich nicht wirklich einschätzen.

Ich wusste nur, dass die Induktivität mit der Dynamik zusammenhängt und der Spulenwiderstand mit der Kraft.

Letztlich habe ich einen Motor von HANGZHOU ACT MOTOR ausgewählt. Die anderen haben entweder eine höhere Induktivität, dafür aber einen niedrigeren Spulenwiderstand bzw. umgekehrt. – Meine Wahl ist also eher ein Mittelding.

Datenblatt:


HANGZHOU ACT MOTOR CO.,LTD

http://www.act-motor.com.cn

Technical Specifications
Part No.:                                                  23HS2430B
Frame Size:                                             NEMA23
Step Angle:                                              1.8 degree
Voltage:                                                   4.8V
Current:                                                   3.0A/phase
Resistance:                                             1.6Ohm/phase
Inductance:                                              6.8mH/phase
Holding torque:                                        280N.cm
Rotor inertia:                                           800g-cm2
Detent torque:                                         12N-cm
Number of wire leads:                          4
Weight:                                                    1.5 kg
Length:                                                    112mm

Weitere Links die ich angeschaut habe:

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Elektronik-Hardware der CNC-Fräse

Steuerung Mikrocontrollerseite

Steuerung Mikrocontrollerseite

Für unsere CNC-Fräse haben wir folgende Elektronik Hardware verwendet:

  1. Arduino Mega 2560
  2. Ramps 1.4
  3. 3x Steppertreiber Toshiba TB6600 – Breakoutboard von Ebay
  4. Netzteile von Pollin 2x 24V 6,5A und 1x 12V 5A
  5. Steppermotore Nema 23
  6. diverse Lüfter, Schalter usw von Ebay, Pollin und Conrad

Arduino Mega 2560 und Ramps hört sich bei einer CNC-Fräse vielleicht etwas großkalibrig an. Da wir uns aber genau mit dieser Kombination auskennen und im Fall der Fälle auch mal zwischen unseren Druckern und der Fräse Ersatzteile tauschen könnten, habe ich mich dafür entschieden.

Oft wird auch empfohlen eine komplette CNC-Steuerung mit Treibern zu kaufen. Dagegen hat m. E. nach folgendes gesprochen:

  1. Leistung: mit dem Vorgängertreiber des TB6600 sind nur max 3A Strom verfügbar. (TB6600 = 4,5A)
  2. eingelötete Treiber d.h. eingeschränkte Auswechselbarkeit.
  3. Arduino ist sehr weit verbreitet und es gibt diverse Firmwares.

Natürlich sind die Kosten relativ höher, 65€ gegenüber 30€. In der Summe sind es dann aber nur 30€.

Nachteil ist der höhere Verkabelungsaufwand… )-:

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Frästests in Styrodur mit dem Kossel

Da die Fräse jetzt fertig ist – aber leider bei meinen Eltern steht- habe ich hier in München den Kossel umgebaut und die ersten Frästests in Styrodur gemacht! Damit ich wenn ich bei meinen Eltern bin gleich ins Material(Holz) gehen kann. Die Soft- und Hardware von unserer Fräse und dem Kossel ist nämlich fast gleich. Somit lassen sich die Dateien auch einfach übertragen.

Die Idee die biegsame Welle in den Kossel einzubauen habe ich von Thomas.

Gefräst habe ich einmal ein Schriftzug in 2,5D und dann noch eine Wellenform in 3D. Bin begeistert wie es funktioniert! Ich weiß – es könnte besser aussehen, aber es waren echt die ersten Teile!!!!

So sah das Fräsen aus:

Leider ist meine Biegewelle nicht von Dremel (und Workzone hat schlecht kopiert – bzw. was will man für 25€-Nachbau-Dremelset erwarten…) und das ganze schlackert ziemlich übel! Wobei natürlich auch Spiel aus der Mechanik vom Kossel kommt. Fürs Fräsen ist er einfach nicht geeignet. Förderlich war dabei sicherlich auch nicht, dass ich gleich die ganze Tiefe gefräst habe. Nächstes Mal muss ich da noch ein paar Zwischenebenen rein legen.

Logo und Wellen

Logo und Wellen – 2,5D und 3D

 

Logo und Wellen-CAD

Logo und Wellen-CAD

 

 

Vorbereitungen

Heute kamen die letzten Teile. Ein Satz Schrauben und ein Streichmaß. Alles von www.eisenmannteam.de, einem wirklich gutem Schraubenhändler mit großem Sortiment und fairen Preisen.
Zusätzlich habe ich heute ein Motorhalter gedruckt. Durchweg mit 100mm/s. Das Ergebnis ist trotzdem ganz ordentlich….

image

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Projekt 2014: CNC-Fräse

Der Artikel in der CT-Hacks 1/2014 für eine CNC-Fräse aus Sperrholz hat uns dazu inspiriert dieses Jahr ein weiteres Projekt zu starten.

 

CNC-Fräse

CNC-Fräse

 

Der Start  ist auf nach den Weihnachtsfeiertagen terminiert. Aktuell laufen die Vorbereitungen und ich bin kräftig am Bestellen.

Die Steuerung bestehend aus Arduino, Spannungsversorgung (24V 13A und 12V 5A) und Steppertreiber(3x 4,5A), habe ich schon zusammen gebastelt und ist schon fast fertig. Wir haben nach Weihnachten nicht soviel Zeit und deshalb arbeite ich hier schon vor. Luxeriöserweise gibt es einen ordentlichen An-Aus-Schalter und sogar einen Not-Aus-Schalter! Es fehlt noch die Verkabelung der Endschalter. Blau sind alle Teile aus unserem Drucker.

Steuerungsbox

Steuerungsbox

Steuerungsbox hinten

Steuerungsbox hinten

Steuerung Mikrocontrollerseite

Steuerung Mikrocontrollerseite

Steuerung Seite mit Netzteile, Relais

Steuerung Seite mit Netzteile, Relais

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3D-Drucker bei Tchibo!

Krass, es gibt jetzt sogar bei Tchibo 3D-Drucker……

2014-12-08 21_12_33-3D-Drucker Up! Mini PP3DP online bestellen bei Tchibo 315196

Slic3r ist sehr langsam beim Slicen

Falls Slic3r bei euch mal ewig zum Slicen braucht, schaut mal ob die Funktion „Avoid crossing perimeter“ aktiviert ist. Das könnte der Grund dafür sein.

Der Unterschied ist riesig, für die zwei Lüfterabdeckungen hat Slic3r mit der Funktion 15 min gebraucht und ohne 10s….

slic3r/repetierhost

slic3r/repetierhost

Neuer Lüfterhalter und Kossel Autoleveling ohne Taster mit einem Arduino Uno

Habe heute mal wieder am Kosel rumgebastelt. Für unseren einen Kossel 1 habe ich eine Lüfterhalter konstruiert um Kühlluft an das Hotend und die Druckobjekte zu bringen. Das Ziel bestand darin, dass das Retract kürzer wird und schnelleres Drucken möglich ist, weil die flüssige Phase kürzer ist und weniger zurückgezogen werden muss.

Und zweitens, dass bei Teilen mit kleinem Querschnitt keine Probleme mit Überhitzung auftreten, da diese dann auch einen Luftstrom vom Lüfter abbekommen. Die Kunst war es nur gleichzeitig die Luft nicht aufs Hotend zu lenken, da dieses sonst zu schnell auskühlt…

Optisch habe ich mich an dem Entwurf von Dieter aus dem Fablab München orientiert.

Aktuell wird der Lüfter noch hartverdrahtet mit 12 V versorgt, was aber den Nachteil hat dass die Kühlluft auf das Heizbett trifft und das Hochheizen noch länger dauert…. Bei Gelegenheit muss ich mal den FAN-Pin testen.

Gleichzeitig wird mit dem Halter das Hotend geklemmt.

Die Lösung sieht so aus:

Lüfterhalter

 

Desweiteren habe ich heute noch mal die Autokalibrierung mit den Kraftsensoren an unserem Kossel 2 getestet. Da die Verschaltung am Thermistoreingang nicht so toll funktioniert bin ich kurzerhand dazu übergegangen meinen Arduino Uno zu verwenden um das Signal aufzubereiten und an den Eingang für den Taster zu schicken. Ich weiß, ich weiß, das ist mit Kanonen auf Spatzen geschossen…… aber ich hatte ein Arduino da und wollte es einfach mal Testen. Es funzt auch und wenn ich mal wieder Zeit habe werde ich es weiter optimieren und testen.

Schrittverluste – gelöst

Bei meinen letzten Drucksachen (Türgriff für die Terrasse, Stechpaddelgriff, Kleiderhaken für die Badheizung usw.) hatte ich mehrmals das Problem, dass nach ca 15 min der Drucker Schritte verlor und nur Schrott produzierte.

Ursache des Problems war wahrscheinlich die unzureichende Kühlung der Steppertreiber. Inzwischen habe ich einen 10cm Lüfter Provisorisch unter dem Drucker platziert und jetzt läuft er wieder rund!

Nachteil ist jetzt, das der eigentlich so schön kompakte Drucker wieder erhöht steht. Aber die Elektronik passt halt so schön unter das Druckbett.

Kossel zu verkaufen

Wir verkaufen unseren Kossel.

Wer Interesse hat einfach bei Ebay schauen oder direkt melden.

Kossel

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Autoleveling ohne bewegliche Teile mit Kraftsensoren

Unser neuer Kossel hat jetzt eine neue Autokalibrierung ohne bewegliche Teile. Es sind jetzt 3 Kraftsensoren unter dem Heizbett, die auf den Druck der Hotendspitze reagieren und damit den Z-Taster ersetzen. Die Realisierung war relativ einfach, da die Firmware die Funktion schon integriert hat.

Das Video ist vom ersten Probelauf ohne nachfolgendes Drucken. Aktuell habe ich noch das Problem, dass ich die Sensoren an den Eingang des Heizbetts ( TEMP_SENSOR_BED (PIN 15) ) legen muss, damit es funktioniert. So kann ich aber keine Temperatur vom Heizbett mehr sensieren. Die Pins in der pins.h zu tauschen habe ich schon getestet, aber leider hat das nicht funktioniert. Das Auslesen der Kraftsensoren reagiert nur auf den PIN 14….

In der Firmware habe ich den Code nicht gefunden, der für die Kraftsensoren zuständig ist und wo ich es dann ändern könnte.

Kostenloses CAD-Programm No 3

Auf der Seite der ct Hacks gibt es Artikel zu einem kostenlosen 3D-CAD. Dieses wird von RS zum Downloaden zur Verfügung gestellt.

Es handelt sich um eine Abwandlung von Spaceclaim. Die weiteren Details stehen auf der ct Hacks Seite….

Bei Gelegenheit werde ich es testen, da meine Autodesk Inventor Testversion (von www.autodesk.de) bald ausläuft.

Spaceclaim

Spaceclaim

Alternativen 1 und 2:

https://6brueder.wordpress.com/2012/01/04/software-fur-3d-drucker-um-3d-modelle-zu-erstellen/

https://6brueder.wordpress.com/2012/08/30/3d-software-fur-programmierer/

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Umfrage: Delta vs. kartesische Drucker – Was bevorzugt ihr?


Gerne können die Antworten in den Kommentaren genauer definiert werden.

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Neue Möglichkeit zu kalibrieren – ohne Taster

Johann hat in einer schlaflosen Nacht wieder was Neues entwickelt…
Damit ist der Z-Taster obsolet.

https://groups.google.com/forum/m/#!msg/deltabot/6fxnM20nYKc/eOGyps79iFQJ

Ich habe es mir noch nicht angeschaut. Aber es hört sich vielversprechend an.

Update:

Den Sensor den Johann empfiehlt gibt es auch so ähnlich beim Conrad. zumindest sieht es auf den ersten Blick so aus. Datenblatt mit guter Erklärung zur Sensortechnologie gibts ebenfalls beim Conrad.

Die Bilder gibts auch bei Flickr

Besuch im Fablab München

Heute war Open Fablab im Fablab in München. Zusehen waren einige 3D-Drucker, ein Lasercutter, eine Fräse und vieles mehr….
Die Ultimaker hatten ne echt krasse DruckQualität…. Respekt. Mal sehen ob ich das auch noch näherungsweise so hinbekomme.
www.fablab-muenchen.de
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Extruder speziell für das MK8-Drive Gear und 1,75mm Filament

Habe die letzten Tage meinen eigenen Extruder konstruiert und gedruckt. Wollte einen Extruder haben der einfach zu drucken und einzustellen ist.

Bin ganz zufrieden damit und werde ihn bald mal testen….

Extruder_f_Mk8

Extruder_f_Mk8

Extruder_f_Mk8-CAD

Neues Mk8 Extruder Drive Gear

Heute kam das neue Extruder Drive gear.

Kein Plan wie das Teil auf deutsch heißt.
Testen kann ich es erst in 1-2 Wochen, da ich morgen um 7 in Urlaub fliege. Leider hat unser Kossel auch keine IATA Abmessungen, sodass ich ihn hier lassen muss. (-;
Sobald ich da bin gibt’s dann ein Test.

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Kossel 2013 – Review

So langsam sind die letzten Details unseres neuen Kossels bearbeitet. Am Anfang bin ich noch davon ausgegangen, dass wir relativ schnell fertig werden, aber es hat sich dann doch alles etwas gezogen. Natürlich auch weil wir nicht immer am Druckerbasteln waren.

Der neue Kossel hat im Gegensatz zur Version von reprap.org einen Airtripper-Extruder, Igus-Führungen, kein Open-Beam-Aluprofil und ein beheiztes Druckbett. Wir arbeiten mit ABS und wollten deshalb auch ein Heizbett haben. Das Heizbett ist ein MK-Heizbett weshalb der Drucker auch aus 250mm Profil aufgebaut ist, anstatt der 240mm Profile. So passt das Standard-Heizbett gut zwischen die Zahnriemen.

Beim Extruder haben wir uns für den Airtripper entschieden, weil wir sonst noch extra das Zahnrad bestellen hätten müssen, genauso wie den Stepper mit dem Getriebe.

Das Open-Beam-Aluprofil wollten wir von Misumi kaufen, aber das es direkt aus Japan kommt ist der Liefertermin erst Mitte Januar. Deshalb haben wir uns für ein Rechteckrohr aus dem Baumarkt entschieden. Das funktionierte sehr gut, hatte aber einen 15,5mm – Querschnitt und deshalb musste ich die Openscad-Dateien vom Johann etwas anpassen. Zur Befestigung der einzelnen Bauteile haben wir einfach M3-Gewinde geschnitten. Das geht auch ganz gut, man muss aber beim Festziehen der Schrauben aufpassen, dass die Materialstärke ausreichend ist. Unser Rechteckrohr hatte 1,5mm Wandstärke. Das heißt bei M3 haben wir nur 3 Gewindegänge, was bei dem eher Lowtech-Aluminium aus dem Baumarkt hart an der Grenze ist.  Trotzdem ging alles gut und das reinfummeln der M3-Muttern entfällt auch.  Vorteil ist unter anderem auch, dass man die Kabel der Endstops sauber innen in den Profilen verlegen kann. Bei der Schraube oben zum Spannen der Riemen muss man einen kleinen Schlitz sägen, was aber auch gut funktionierte. Zusätzlich haben wir noch Endkappen für die Rechteck-Profile oben und unten gedruckt. Zum einen um die Kabel der Endstops gut durchzuführen und zum Anderen damit die Spannschraube oben gut sitzt.

Die Igus-Schienen haben mich auf der ganzen Breite enttäuscht. Das Spiel war so hoch, dass die Plattform gewackelt hat. Wir haben dann von Igus ein Muster eines Wagens bekommen, der ein einstellbares Spiel hat. Das ist aber auch nicht so prickelnd. Das Problem mit dem Spiel ist, dass beim Antasten(Autoleveling) die etwas Plattform verkippt (In Abängigkeit der Position). Dieses Verkippen führt zu einem Fehler, sodass der Druck nicht parallel zum Druckbett startet. Wir haben versucht das Spiel in den Igus-Führungen durch M3-Gewindeschrauben, die wir seitlich reingebohrt haben zu reduzieren und damit das Spiel zu reduzieren, leider hat das aber nicht viel gebracht….. Wohl oder übel müssen wir die teuren Kugelumlaufführungen kaufen….

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Alle Teile da….

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Inzwischen sind alle Teile angekommen. Nur auf die Misumi-Profile aus Japan warten wir noch. Und wir müssen die Ramps  Platine leider selber löten… Ich habe noch nie erfolgreich SMD Bauteile gelötet….Vorübergehend werden wir wahrscheinlich Aluprofile aus dem Baumarkt anstatt der Misumi-Profile verwenden.

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6Brüder-Projekt Weihnachten 2013

Dieses Jahr haben wir lange überlegt, was wir dieses Jahr als Brüder zusammen basteln könnten. Die Ideen gingen von einem Lasercutter ähnlich dem Lasersaur, über ein SUP-Board bis zu einem Lastenfahrrad.  Jetzt kurz vor Weihnachten sind wir schlussendlich wieder bei einem Drucker gelandet. Da wir alle zeitlich eingeschränkt sind bietet sich da einfach an. Wir haben damit schon etwas Erfahrung und können deshalb flexibel unsere Zeit zwischen den Familienfeiern einteilen und wissen was auf uns zukommt.

Die ersten Vorbereitungen werden in den Tagen vor Weihnachten starten. (Profile sägen usw….) Heute habe ich ein Großteil der Teile schon bestellt.

Es wird wieder ein Kossel (Mini) werden, der sich selber kalibriert. Abweichend vom Reprap-Standard wird er etwas größer, sodass wir ein 200x200mm(210x210mm) Heizbett einbauen können.

 

Kossel Mini

Reprap-Standard von http://reprap.org/wiki/Kossel

Rostockrahmen zu verschenken

Wir verschenken unseren Rostockrahmen. Er ist gebraucht und montiert.
Nicht dabei ist jegliche Elektronik. Auch kein Extruder.
Am liebsten mit Abholung in München, da das Teil echt groß ist.

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Heatbed Kossel

Heute habe ich mein MK-Heizbett in den Kossel eingebaut. Bisher ging das nicht, das Heizbett mit 214×214 mm eigentlich zu groß ist und mit den Zahnriemen kollidiert. Als erstes wollte ich den Rahmen etwas größer machen, was ich aber dann gelassen habe, da ich sonst die Streben länger hätte machen müssen ohne ein kleineren Druckbereich zu bekommen.
Mit etwas feilen am Heizbett und verschieben der Riemenscheiben geht es gerade so.
Am Wochenende werd ich dann einen Testdruck machen-mit ABS.

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Autokalibrierung: Klapptaster anstatt Taster mit Imbus

Wie auf meinen Bildern/Video in den anderen Beiträgen zu sehen verwende ich einen anderen Z-Taster wie den für den Kossel entwickelten Taster, Ich habe versucht den vom Johann entwickelten Taster zu verwenden und habe ihn auch gebaut, Aber ich bin irgendwie nicht damit zurecht gekommen. Ein Problem war, dass ich die Feder zum Einrasten nicht hatte, bzw. keine 5 Euro dafür ausgeben wollte. Zusätzlich war das Spiel in der Bohrung für den Imbus so hoch, dass ich nicht sicherstellen konnte, dass dadurch Fehler entstehen. Entweder war das Spiel in der Bohrung zu groß, sodass der Imbus schief stand oder es war zu stramm, sodass die Kugelschreiberfeder kaum noch den Imbus bewegen konnte….

Meine Idee war dann einen Klapptaster zu bauen, der eine kugelgelagerte Achse hat und möglichst wenige Bauteile braucht.

Ich sehe darin, den Vorteil, dass der Taster ohne Elemente zwischen Tastkopf und Druckbett auskommt. Damit wäre eine direkte Fehlerquelle(Imbus+Bohrung) für Messfehler ausgeschlossen. Die kugelgelagerte Achse hat zudem den Vorteil, dass sie nahezu spielfrei ist. Der Klapptaster wird in den Endlagen von Magneten gehalten.

Das Ein- und Ausklappen erfolgt wie beim Johann auch durch eine Bewegung der Plattform.

(Die Bohrungen im Mikroschalter habe ich vorsichtig auf 3mm aufgebohrt.  Ich wollte nicht noch mit M2,5 oder M2,3 wie für den Schalter vorgesehen anfangen, wenn der Drucker nur M3 und M4 nutzt….)

Bauteile

  • 1x Taster (Mikroschalter Wechsler )
  • 1x Halter beweglich
  • 1x Halter fest
  • 2x Kugellager (die gleichen wie beim Kossel oben zur Umlenkung)
  • 1x M3x20
  • Schrauben zur Befestigung

Die Dateien sind auf Thingiverse!

Meine Erfahrungen mit dem Klapptaster sind hervorragend. Die ersten Messungen zur Wiederholgenauigkeit sehen auch echt gut aus.

Z-Taster eingeklappt

eingeklapter Zustand

Z-Taster ausgeklappt

ausgeklappter Zustand

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Kossel – meine Erfahrungen

In den letzten sieben Wochen habe ich mich dem Umbau unseres Rostock-3D-Drucker zu einem Kossel gewidmet. Sieben Wochen hat es nicht wegen der langen Bauzeit gedauert, sondern, weil ich einfach nebenher beruflich und privat viel gemacht habe.

Insgesamt war der Bau des Kossel noch einfacher, wie der Bau des Rostock. Ursächlich dafür ist die deutlich reduzierte Anzahl an verschiedenen Bauteilen. Und die Aluprofile vereinfachen es auch, da man so nichts zusägen muss.  Wie beim Rostock auch ist der Zusammenbau durch die Symmetrie deutlich einfacher wie bei einem Drucker mit drei verschiedenen Achsen. Zusätzlich kommt hinzu, dass fast keine manuelle Nacharbeitung der Bauteile notwendig ist. (je nach Druckqualität)
Ein weiterer Vorteil liegt aber in der Autokalibrierung der Druckfläche. Dadurch entfällt ein weiterer Arbeitsaufwand für die 100% exakte Kalibrierung.
Bezüglich der technischen Leistungsfähigkeit sehe ich auch einige Vorteile. Hervorzuheben sind natürlich die Linearführungen, die wesentlich zu besseren Genauigkeit beitragen. In Kombination mit den Aluprofilen ist die Führung der Wagen auch sehr steif, so dass sich auch unter Belastung keine Abweichung ergeben.
Auch die reduzierte bewegte Masse durch die Carbonstreben ist ein Pluspunkt bezüglich der Geschwindigkeit bzw. einer Reduzierung der Motorbelastung. Wobei die Belastung auch durch die Delta-Bauform gut auf alle Achsen verteilt ist. Dadurch werden einzelne Treiber und Motoren nicht so warm, wie bei konventionellen Bauformen, wo wesentlich mehr Massen(z.B. Heizbett/Extruder) bewegt werden müssen.
Die Kugelgelenke von Traxxas sind nach meinem Empfinden ein Schwachpunkt. Ich habe den Eindruck, dass sie etwas Spiel haben.  Das ist etwas schade, da alle anderen Komponenten kaum Spiel haben. Aber im Vergleich zu unserem Rostock ist das Klagen auf hohem Niveau. Für den Preis der Kugelgelenke und deren Leistungsfähigkeit bezüglich Gewicht sind sie auf jeden Fall OK.

Schade ist auf jeden Fall, dass das Heizbett (MK) nicht in den Kossel passt – Es passt schon, aber es ist ein Gefummel. Besser wäre es wenn die Verbinder der Dreiecke oben und unten im Rahmen 260mm lang wären, anstatt der 240mm. Das kann ich auch jedem Empfehlen.

Das Open-Beam-Profil hat mich nicht überzeugt. Da man den Rahmen nur einmal zusammen baut könnte man auch einfach Gewinde schneiden und sich die doch recht hohen Kosten sparen.

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Wiederholgenauigkeit Z-Achse Rostock vs. Kossel

Gerade habe ich an unserem neuen Kossel die Wiederholgenauigkeit gemessen. Dazu habe ich wie bei der letzten Messung  die Autolevel-Funktion genutzt. Der Kossel ist locker 5-Mal besser. Es gibt auch noch Potential nach oben, wenn dann alles noch justiert und sauber eingestellt ist.

Screenshot_Statistik_Taster_01

Rostock

Screenshot_Statistik_Taster_01_Kossel

Kossel

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