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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik CNC Fräse Steuerung


Autor: Jan K. (--modder--)
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Hallo

Ich möchte mir eine CNC Fräße bauen. Das enzigste problem ist bis jetzt 
noch die Steurung für die x,y,z achsen, weil ich eine möglichst einfache 
und günstige steurung haben will die ich auch selber bauen kann. Hab 
lange gesucht und wollte euch fragen was ihr zu dieser steurung sagt:

Hier der Schaltplan für eine Achse:
http://www.instructables.com/id/SKIQ5CUFROAAGT7/

Hier das Layout mit allen 3 Achsen:
http://www.instructables.com/id/SXAPGZWFROAAVPW/

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Jan K. schrieb:
> Hallo
>
> Ich möchte mir eine CNC Fräße bauen. Das enzigste problem ist bis jetzt
> noch die Steurung für die x,y,z achsen, weil ich eine möglichst einfache
> und günstige steurung haben will die ich auch selber bauen kann. Hab
> lange gesucht und wollte euch fragen was ihr zu dieser steurung sagt:
>
> Hier der Schaltplan für eine Achse:
> http://www.instructables.com/id/SKIQ5CUFROAAGT7/
>
> Hier das Layout mit allen 3 Achsen:
> http://www.instructables.com/id/SXAPGZWFROAAVPW/


Nicht viel.
Ausser das du mit einem Betriebssystem wie Windows Vista oder neuer 
Schwierigkeiten haben wirst den Parallelport so zu benutzen. Plane auch 
noch ein paar Rückleitungen ein. Denn woher weiß denn der Rechner, wo 
deine Fräse gerade steht, wenn du sie einschaltest. Der einfachste Weg 
ist, jede Achse so lange in eine Richtung zu verfahren, bis ein 
Endschalter sagt: Nun ist gut, du bist auf 0

Ein abgesetzter µC der seine Kommandos über eine normale serielle 
Schnittstelle bekommt, ist da universeller.

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Jan K. schrieb:
> ... Hab
> lange gesucht und wollte euch fragen was ihr zu dieser steurung sagt:

Steuerung??? Das ist nur ein Ausgangsverstärker für 
Schrittmotor-Wicklungen. Von da bis zu einer Kreisinterpolation mit 
gegebener Geschwindigkeit (also einer Bahnsteuerung) sind es noch 
Lichtjahre.

Ich würde mir mit so einer Hardware nur eine Punkt-zu-Punkt-Steuerung 
zutrauen, aber mit der kannst du nicht fräsen.

Gruss Reinhard

Autor: Winfried (Gast)
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Ein bisschen mehr Aufwand musst du schon betreiben, um eine Fräse 
sinnvoll bewegen zu können. Am besten Controller mit Takt/Richtung als 
Eingangssignal verwenden. Dann kannst du mit MACH3 oder EMC deine Fräse 
steuern. Die verstehen G-Code und machen das ganze Timing für 
Takt/Richtung (Bahnsteuerung).

Schau dir mal den TA8435H von Toshiba an, dafür solltest du auch 
Schaltplan und Leiterplattenlayouts im Netz finden, falls du es nicht 
selber machen willst.

Ansonsten: cncecke.de

Autor: Karl Zeilhofer (griffin27)
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www.burger-web.com/ProductDescription/AKKON_CONTROLLER_BOARD/en_AKKON_US 
B_Controller_Board.htm  diese steuertmg gibts fuer eur 94 zum 
sdlberbauen mit der ansteuer-sw gratis!

Autor: Michael_ (Gast)
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Es kommt darauf an für welchen Zweck und wieviel Geld zur Verfügung 
steht.
Für Hobby und bis 1,5A-Motoren geht sowas- SMC1500:
http://www.emisgmbh.de/steuerkarten.htm
Diese habe ich selbst. Takt/Richtung  geht mit der SMC1500z.
Als bessere Software evtl. FILOU.

Autor: Winfried (Gast)
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Auch die Step3D ist recht beliebt:

http://nc-step.de/step3d.html

Sehr edel sind die Leadshine Endstufen, einfach mal nach [Leadshine 
ND556] googlen.

Autor: Jan K. (--modder--)
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Hi

78 Euro für die Step3D ist gut.

Autor: Jan K. (--modder--)
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Hi

Ich hab noch etwas gesucht. was haltet ihr von dieser steuerung:
http://www.roehrenkramladen.de/Schrittmotor/Schrit...


Jan

Autor: Nick Müller (muellernick)
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Die Endstufen mit den L398 werden nie sonderlich schnell sein, denn sie 
vertragen nicht viel Versorgungsspannung.
Aber es weiß ja keiner (ausser dir) was das für eine Fräse werden 
soll...


Gruß,
Nick

Autor: Winfried (Gast)
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Genau, kommt sehr drauf an, was du für eine Fräse ansteuern willst und 
welche Schrittmotoren du verwendest. L297/L298 reicht für kleinere 
Hobbyfräsen mit 1-2A Motoren und vielleicht 10mm/s 
Verfahrgeschwindigkeit aus.

Autor: MaWin (Gast)
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> wollte euch fragen was ihr zu dieser steurung sagt

Nun, WIR haben schon viel gesagt, du hast bisher nichts gesagt.

Wie viel Strom brauchen denn deine Motoren, um die Fräse zu bewegen ?
Wie schnell müssen die Motoren ihre Schritte machen, damit du die Fräse 
mit dem nötigen Tempo durchs Material schieben kannst ?
Durch welches Material eigentlich, Edelstahl ist zäher als Holz und 
braucht viel stbiliere (uns schwerere) Maschinen.

Das musst du erst mal ermitteln. Sind die Motoren nicht stark genug, 
verlierst du schritte, und wenn du keine elektronischen Messschieber 
(bzw. Galsmasstäbe doer Incrementalgeber) dran hast, wirst du das nie 
erfahren, nur deine Frase fräst sich selbst ins Knie. Hast du 
Messeinrichtung, brauchst du aber keine Schrittmotore mehr, sondern 
kannst viel stärkere Gleichstrommotore nehmen.

Ich weiss ncht, welches deine Basis für die Fräse ist,
aber für eine Proxxon MF70 reichen die 500mA des ULN2003 nicht aus.

Die braucht L298, und der kann dann auch die Motoren mit DEUTLICHER 
Überspannung fahren (man nimmt oft 2V Motoren an 24V Betriebsspannung) 
damit sie schnell genug werden, der Strom wird vom L298 auf 1-2A 
begrenzt. Besser aber den schon erwähnten TA8435H, denn der kann 
Mikroschritte, läuft also viel weicher, das minimiert das Risiko, 
Schritte zu verlieren, gerade in der Beschleunigungsphase.

Rüstest du eine Optimum BF20 oder Wabeco F1200 um, reicht der L298 
nicht, da sind es eher 3-4A Strom für die Motoren, also ein TB6560.

Das gibt es, wie die anderen geschrieben haben, schon fertig, und selbst 
wenn du es selbst baust, solltest du die fertigen als Vorlage nehmen, 
denn dann kann man die fertigen Programme wie MACH3 (als Demo) benutzen 
und muss nicht erst die ganbze Software selbst schreiben.

Du kannst ja hinterher immer noch die Software selber schreiben, wenn 
dir die nicht gefällt. Es ist noch ein weiter Weg bis zur CNC, aber wenn 
du die Fräse schon hast, eine durchaus nette Beschäftigung. Bau es 
einfach so, wie es schon hunderte vor dir gebaut haben :-) dann machst 
du nicht mehr dieselben Fehler.

Aber zuerst musst du ausrechnen, wie viel Leistung und Drehmoment und 
Drehzahl du brauchst. Ein Fräser MUSS eine bstimmte Menge Material 
abfräsen damit er sauber arbetet, zu langsam geht also auch nicht gut, 
schneller ist jedoch wenn man nur zum neuen Ansatzpunkt muss immer 
nützlich.

Autor: Jan K. (--modder--)
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Hallo

Ich bau meine Proxxon BFW 40/E um. Und die Steuerung kann man bis 2,4A 
und 46 Volt belasten. Denke das sollte reichen. Ich will eigendlich nur 
plastick vielleicht auch metall fräsen aber hauptsächlich plastick.

Autor: Nick Müller (muellernick)
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Gute Negativ-Beispiele gibt es übrigens unter http://www.kaesefraese.com
:-))

Gruß,
Nick

Autor: Willi Lich (wilials)
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So habe ich auch mal angefangen. Dabei habe ich einiges gelernt aber 
auch dabei Zeit und Geld verjuxt. Letztendlich bin ich bei Torsten 
Ostermann (Elektronik und Mechanik) und Burkhart Lewetz (Software) 
gelandet und damit arbeite ich jetzt schon einige Jahre und bin sehr 
zufrieden damit.

Ich denke, dass Du mehr auf eine stabile und präzise Mechanik achten 
solltest, als auf eine selbstgestrickte Schrittmotorenkarte, die dazu 
auch noch in 3 Achsen steuern und überwachen muss. Man muss das Rad 
nicht nochmal erfinden. Beim Fräsen brauchst Du keine schnellen 
Vorschübe, jedoch eine Frässpindel, die nicht rattert, wenn Du 0,1 mm 
Alu fährst und eine sehr grosse Wiederholungsgenauigkeit. Lineare 
Kugelantriebe sind notwendige Pflicht.

Sieh mal nach bei:
www.ostermann-net.de und www.lewetz.de, es rentiert sich.

Gruss
wilials

Autor: Nick Müller (muellernick)
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> Beim Fräsen brauchst Du keine schnellen Vorschübe, jedoch

Das ist so eine Theorie die leider nicht stimmt!
Beim Zerspanen (nicht beim Zerstäuben wie es viele Selbstbau-Fräsen 
machen) gibt es zwei grundlegende Parameter:
Schnittgeschwindigkeit: Abhängig vom Material und dem Fräserwerkstoff. 
Das kann von 5m/min bis 400 m/min gehen. Das ist die 
Umfangsgeschwindigkeit. Bei einem 2mm Fräser kommt man da schnell auf 
absurde Drehzahlen.
Vorschub pro Zahn: Auch Materialahängig, Fräserwerkstoff und Drm des 
Fräsers.

Wer sich jetzt eine Kress an die Fräse spaxt und die mit 40000 läufen 
lässt, **muss** den zugehörigen Vorschub laufen lassen. Denn sonst wird 
der Fräser schnell stumpf oder bricht wegen der Wechselbelastung (Fräser 
kann nicht schneiden, darum verbiegt er sich so lange bis er schneiden 
kann; Schnittdruck). Lösung: Einzahnfräser (und nicht wie üblich 2/3/4 
Zähne) und runter mit der Drehzahl. Und HSS und nicht 
HM-Schneidwerkstoff.

Moderne CNC-Fräsen können nicht aus Versehen 20++ m/min fahren, sonst 
könnten sie den nötigen Vorschub pro Zahn nicht erreichen.
Alles andere ist Abtragen im molekularen Bereich der die Fräser schnell 
kaputt macht.

Man kann sich bei Hoffmann (www.hoffmann-gruppe.de) das "Handbuch 
Zerspanen" als PDF runterladen. Da stehen die ganzen Parameter.


Gruß,
Nick

Autor: Willi Lich (wilials)
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Hallo Nick,
leider muss ich hier einiges relativieren. Ich arbeite mit einer sehr 
stabilen Maschine (umgebaute Deckel G1U) ausschließlich mit 
Hartmetallfräser von Bungard, 3mm, fahre Spindeldrehzahlen von 2500 bis 
7500/min und sehr kleinem Vorschub. So kann ich meine Teile (Ofentüren 
und Beschläge von Modellöfen, M 1:12, unvermessen aus der Maschine 
nehmen, es ist ein Teil wie das Andere (reproduzierbare Genauigkeit 
2/100 mm). Eine CNC-Fräse, wie sie heute oft angeboten werden, ist mit 
ihren Al-Profilen für z.B. Isolierfräsen geeignet, aber nicht für 
"ordentliche Fräsarbeiten" im 2,5 D-Bereich. Die eigentlichen Probleme 
bei diesen "Maschinen" sind das Bremsverhalten bei schnellen Vorschüben 
und Werkstoffkühlung und -schmierung. HSS-Fräser müssen nun mal mehr 
gekühlt werden, sonst werden sie sehr schnell blau und wieder sind 20 - 
30 Euro verpufft. Versuche mit hohen Drehzahlen und schnellen Vorschüben 
habe ich hinter mir. Wenn ich eine gerade Frässpur programmiert habe, 
kann ich keine Kurve gebrauchen, nur weil der dünne Fräser ausweicht. 
Übrigens bei Einschneidern schlimmer, als bei Mehrschneidern.

Aber vielen Dank für den Tipp mit dem Zerspanungshandbuch, ich seh mir 
es mal an.

Gruss
wilials
Nick Müller schrieb:
>> Beim Fräsen brauchst Du keine schnellen Vorschübe, jedoch
>
> Das ist so eine Theorie die leider nicht stimmt!
> Beim Zerspanen (nicht beim Zerstäuben wie es viele Selbstbau-Fräsen
> machen) gibt es zwei grundlegende Parameter:
> Schnittgeschwindigkeit: Abhängig vom Material und dem Fräserwerkstoff.
> Das kann von 5m/min bis 400 m/min gehen. Das ist die
> Umfangsgeschwindigkeit. Bei einem 2mm Fräser kommt man da schnell auf
> absurde Drehzahlen.
> Vorschub pro Zahn: Auch Materialahängig, Fräserwerkstoff und Drm des
> Fräsers.
>
> Wer sich jetzt eine Kress an die Fräse spaxt und die mit 40000 läufen
> lässt, **muss** den zugehörigen Vorschub laufen lassen. Denn sonst wird
> der Fräser schnell stumpf oder bricht wegen der Wechselbelastung (Fräser
> kann nicht schneiden, darum verbiegt er sich so lange bis er schneiden
> kann; Schnittdruck). Lösung: Einzahnfräser (und nicht wie üblich 2/3/4
> Zähne) und runter mit der Drehzahl. Und HSS und nicht
> HM-Schneidwerkstoff.
>
> Moderne CNC-Fräsen können nicht aus Versehen 20++ m/min fahren, sonst
> könnten sie den nötigen Vorschub pro Zahn nicht erreichen.
> Alles andere ist Abtragen im molekularen Bereich der die Fräser schnell
> kaputt macht.
>
> Man kann sich bei Hoffmann (www.hoffmann-gruppe.de) das "Handbuch
> Zerspanen" als PDF runterladen. Da stehen die ganzen Parameter.
>
>
> Gruß,
> Nick

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Nick Müller schrieb:
> ... Und HSS und nicht
> HM-Schneidwerkstoff.

Da wirst du bei glasfaserverstärktem Epoxid (Leiterplatten) wenig Glück 
haben, egal welche Parameter. Härter als der Werkstoff sollte ein 
Werkzeug schon sein.

Gruss Reinhard

Autor: Nick Müller (muellernick)
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> Da wirst du bei glasfaserverstärktem Epoxid (Leiterplatten) wenig Glück
> haben, egal welche Parameter.

Ach nee! :-)
Der OP schrieb "plastick" und vielleicht Metall.


Gruß,
Nick

Autor: Nick Müller (muellernick)
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> HSS-Fräser müssen nun mal mehr gekühlt werden, sonst werden sie sehr
> schnell blau und wieder sind 20 - 30 Euro verpufft.

Naja, ein 3er Fräser aus HSS kostet aber auch keine 20.- .. 30.-
Und bevor der blau wird, kommen blaue Späne. Aber dann ist es auch schon 
zu spät. Über "gelbe Späne" braucht man bei HSS nicht zu gehen*).
Aber wenn nur dein Fräser blau wird, dann liegt das am zu niedrigen 
Vorschub. Fräser/Drehwerkzeuge brauchen eine Mindest-Spandicke, sonst 
schneiden sie nicht, sondern drücken. Und wenn sie drücken, dann reiben 
sie. Und wenn sie reiben, verbiegen sie sich. Und wenn sie sich biegen, 
brechen sie nach n Millionen Lastwechseln.

Eben bei Bungard nachgesehen: Der hat ja nur Kontur-Fräser. Was willst 
den mit denen bei 2,5D? Mit denen kann man nur Eintauchen und 
Umfangsfräsen (also nur Durchfräsen). Stirnseitig machen die eine 
fürchterliche Oberfläche. Kein Wunder, dass du so wenig Vorschub fährst 
(in Zahlen?), denn der Fischschwanz macht ja nur Kringerl (und die 
Kanten brechen schnell -> Schutzfase fehlt).

*)
OK, es gibt Schruppfräser aus HSS mit Beschichtung die mögen blaue 
Späne. :-)


Gruß,
Nick

Autor: Willi Lich (wilials)
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Ich werde mich jetzt aus der Diskussion ausblenden, ich sehe keinen Sinn 
mehr darin. Wie es oft der Fall ist, Theorie und Praxis sind weit von 
einander entfernt!
wilials

Nick Müller schrieb:
>> HSS-Fräser müssen nun mal mehr gekühlt werden, sonst werden sie sehr
>> schnell blau und wieder sind 20 - 30 Euro verpufft.
>
> Naja, ein 3er Fräser aus HSS kostet aber auch keine 20.- .. 30.-
> Und bevor der blau wird, kommen blaue Späne. Aber dann ist es auch schon
> zu spät. Über "gelbe Späne" braucht man bei HSS nicht zu gehen*).
> Aber wenn nur dein Fräser blau wird, ...>
>
> Gruß,
> Nick

Autor: Basti (Gast)
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Ich hab mir vor zwei jahren den Bausatz SMK-3M-4A und PAO3M von GRUMMES 
geholt. Aufbau war ziemlich einfach, nachdem ich gemerkt hatte, daß ein 
Optokoppler verkehrtrum steckte, lief auch die Endschalterabftage :-)

Die Teile funktionieren astrein, bin zufrieden.

Vielericht ist das ja was für Dich

Autor: Andrzej (Gast)
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Hallo, kann mir wer sagen, wie ihr die Pinbelegung gemacht habt für 
mach3 mit der besagten Pao-3m interface ?

beste grüße

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