StepFour Basic-540 (CNC-Fräse)

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Gerätekarte
Name StepFour Basic-540
Cnc-maschine.jpg
Eigentum Oliver Q (Dauerleihgabe)
Ansprechpartner habo, Kurt
Sicherheitshinweise
Device-level-red.png
Warnstufe rot
Arbeitssicherheit

Schutzbrille, Einweisung

Organisatorisches
QR-Code für 705
Standort Holzwerkstatt
Positionsangabe
StepFour Basic-540 ist hier zu finden.
Dingfabrik Lageplan
Gerätestatus Bitte Status angeben


Inhaltsverzeichnis

Eckdaten

Hardware
Portalfräse Werte
  • maximale Fräsmaße: 510×308×70 mm
  • Außenmaße: 850×580×350 mm (ohne Motoren und Stecker)
  • Innenmaße mit Schienen: 804x397x???mm
Elektronik
  • externes Elektronikgehäuse mit 3-Achsen Schrittmotor-Karte 3D-Step von T. Ostermann
  • Ansteuerung über Parallelport
  • DOS oder Realtime-CNC-Linux Software möglich (wir nutzen LinuxCNC mit EMC2 2.5.0 auf Basis von Ubuntu)
Aufsätze (Multihead)
  • Kress 900 Watt (Typ FM 6990 E) mit 8 mm Fräsern
  • Proxxon 1-3 mm Fräser
Software

TODOs

  • Staubschutzgehäuse bauen incl. Gehäusesicherung
  • Endschalter für X, Y und Z dokumentieren
  • 3D Modelle Fräsen aus Blender dokumentieren (Blender Kurs nötig)
  • Platinenfräsen dokumentieren (Stichwort PCBGCODE)
  • Anleitung Maschinenwechsel mit Z-Nullschalter
  • Messing oder Aluminium fräsen
  • Murmelbahn Elemente bauen
Erledigt


Software Toolchain

Sachdienliche Hinweise für freie Software sind willkommen, Infos dazu sollen auf Seite CNC-Software (FIXME Link zum WP) zusammengefasst werden.

Beispiele zum Fräsen

Zahnrad Fräsen

Ausfräsen eines Zahnrades aus Holz. Das Fräsen soll in mehreren Ebenen geschehen, um den dünnen 0.8 mm Fräser nicht zu zerstören. Generell gilt, maximal die 3-fache des Fräser-Durchmessers als Tiefe arbeiten.

Beispielwerte
  • Zahnrad mit 10 Zähnen und 30 px Kreisteilung
  • 3 mm Achse
Material
  • Pappelsperrholz 4 mm stark
Fräser
  • CNC Maschine Basic 540 mit Zylinder Fräskopf 0,8 mm, Drehzahl 2000/m
Vorteile dieses Verfahrens
  • Reihenfolge der Frässchritte ist korrekt (Erst Innenkanten, dann Aussenkanten)
  • Drehrichtung des Fräskopfes stimmt zum Werkstück
  • Abmessungen stimmen mit der Zeichnung überein
  • Reproduzierbare Ergebnisse
  • Einfach auf verschiedene Materialien, Fräser und andere Vorlagen anzuwenden
  • Mit dem infeed 1mm kann mit kleinen Fräsern gearbeitet werden
Nachteile
  • dauert lange
  • keine komplexen Bauteile möglich
Schritte
  • Inkscape
    1. ein einzelnes Zahnrad o.Ä. erstellen z.b. 20 Zähne, 30 px
    2. Gruppierung des Zahnrades aufheben
    3. 3 mm Loch erstellen, zentriert im Zahnrad
    4. beides Markieren und Differenz erstellen
    5. Füllen mit 100 % Schwarz, solid
    6. Kontur des gefüllten Bereiches entfernen
    7. speichern als SVG


  • PyCam
    1. SVG öffnen
    2. neues Tool, Name "cyl", einstellen: spherical cutter, diameter 0.8, feedrate 80mm/min
    3. neuen Prozess, Name "g" machen: Engraving, max step 1, engrave offset 0.4
    4. neuen Task erstellen: neues Tool "cyl", neuen Prozess "g" und 10 % margin bounds
    5. generate Toolpath
    6. Model: move model: z = -1, dann SHIFT-Button drücken
    7. schritt 5+6 ohne Änderungen einfach wiederholen
    8. wenn die Dicke des Materials (z.B. 4 mm) erreicht sind, ergo Schritt 7 damit 4x wiederholt wurde, dann "file > Export toolpathes" abspeichern als NGC


  • emc2-Axis
    1. gnc öffnen
    2. x,y,z nullpunkt einstellen (z0 = oberfläche)
    3. run


Beispiel

http://dingfabrik.de/wp-content/uploads/2011/11/Inkscape-Zahnräder-per-CNC.jpg

Bild Fräsen

Das Bild mit dem Programm "image-to-gcode" laden oder mit dieser Webseite erstellen.

  • Maximum Depth: 5 mm
  • Retract height: 8 mm
  • Tool Diameter: 1 mm (z.B. Holzfräser)
  • Tool number: 1
  • Feedrate: 100 mm/
  • Output size: Gewünschte Ausgabegröße angeben

Dann die Datei als NGC downloaden und direkt im Axis ausführen.

Beachten: Je kleiner der Fräserdurchmesser und die Feedrate und je größer die Ausgabegröße, desto länger dauert die Bilderstellung. Zeitabschätzung im Bereich von Stunden!

Beispiel

http://dingfabrik.de/wp-content/uploads/2011/11/Dom-Bild-per-CNC.jpg

Fräsen nach Probe

Eine Probe ist ein Tastsensor, der an eine X-Y-Prosition gefahren wird. An diesem Punkt wird mittels des Tastsensors über die Z-Achse die Tiefe bestimmt. So kann kann mittels eines regelmäßigen Musters, ein 3D-Abbild aufgenommen werden. Das EMC2-Beispielprogramm dafür ist "gridprobe.ngc". Das dauert lange und ist nur für feste Materialien geeignet.

http://dingfabrik.de/wp-content/uploads/2011/11/CNC_probe1_kl.jpg

Mehr Informationen dazu gibt es unter CNC-Gridprobe

Pixelburner * CNC mit Brennpeter

Ja die CNC Maschine kann auch in Holz brennen. Hier ein Beispiel:

http://dingfabrik.de/wp-content/uploads/2011/11/IMG_7017.jpg

Hubelino Noppen Fräsen (für Bodenseite) mit G-Code

Ein kleines Beispiel mit Schleifen (0101-0103), Variablen (#1,#2), metrischen Einheiten und Kreisfräsen (G2) für einen 2 mm Holzfräser Das Ergebnis sollte dann eine parametrisierbare Steckform für Hubbelino (Duplo-Klon) und ähnliche Bausteine sein.

G40 (disable tool radius compensation)
G49 (disable_tool_length_compensation)
G80 (cancel_modal_motion)
G54 (select_coordinate_system_1)
G90 (use_absolute_coordinates)
G21 (metric)
G61 (exact path mode)

F200.0000 (Geschwindigkeit vorschub)

(wir haben einen 2mm holzfräser)

;Sicherheitshöhe 10mm
G0 Z10
G0 X0 Y0

#1=0
o101 repeat [4]  (4 Noppen in Y-Achse)

#2=0
o102 repeat [2]  (2 Noppen in X-Achse)

G1 X[16*#2] Y[16*#1]

#3=0
o103 repeat [6]  (6mm Tief)
#3=[#3-1]
G1 Z#3
G2 J3.75
o103 endrepeat
G0 Z10

#2=[#2+1]
o102 endrepeat

#1=[#1+1]
o101 endrepeat

G00 Z10.0000

M2 (end program)

Maschinenschein

Um selbstständig an der Maschine arbeiten zu dürfen, muss ein Ausbildungsstück gefertigt werden und die Arbeit an der Maschine vom Maschinenmeister abgenommen werden. Anschließend dürfen Objekte der Maschinenschein-Art dann alleine gefertigt werden.

Maschinenschein Arten

  • Holz
  • Metall (muss erst durch den "Holz"-Quest freigeschaltet werden)
  • Experimental (Nur in Absprache mit den Maschinenmeistern für Umbauten, Erweiterungen, andere Materialien, Kryptonit Fräsen, etc., Voraussetzung ist "Holz")

Maschinenmeister

Selbsternannter Maschinenmeister ist habo

Grundlagen des Maschinenscheines

  • Erklären der CNC Maschine
  • mit Inkscape oder anderer Software den nötigen G-Code erstellen
  • Erarbeiten eines Objektes, das jeder selbst fertigen muss.
  • Sicherheitsgrundlagen
  • Saubermachen
  • Dokumentation

Dokumentation im Netz

Weitere Links