Die CNC-Portalfräse - allgemeiner Austauschthread

Hallo DexM,

eine berechtigte Frage, die wie folgt beantwortet werden kann.

Die Angaben Schrittmotor, beziehen sich immer auf einen bestromten Stepper im Ruhezustand, somit gelten 100% rein ohmsche Bedingungen. Was bedeutet, die Angaben 5,6A und z.B. 3,2V wäre die effektive elektrische Verlustleistung von 5,6Ax3,2V= 17,92W, die der Stepper max. ab kann.

Die Endstufen werden wie hier, mit PEAK 5,66A angegeben, somit würde die Endstufe ungechopped reine 4A effektiv Leisten können. Nich schlimm, aber nicht das Max was der Stepper könnte. Somit zu deiner Frage um effektiv 5,6A erreichen zu können, braucht es eine Endstufe die einen Peak von 5,6A x Wurzel2 kann, nämlich ca. 8A.

Im bewegten Zustand sehen die Werte völlig anders aus, weil hauptsächlich die induktiven Komponenten nun den möglichen Stromfluss beinflussen und die sind nicht statisch, sondern dynamisch, je nach Signalform Endstufenausgabe, in Abhängigkeit der Schrittfrequenz, wird das Ganze von den Gegeninduktionen des magnetischen Feldes beinflusst.

Diese Angaben gelten für einen typischen Bipolaren Stepper mit einer Spule je Phase, an einer Konstantstrom-Endstufe.
Sie sehen bei Hybriden völlig anders aus, die entsprechenden Infos hierzu, kann man dem Datenblatt des Hersteller entnehmen. Sie beinhalten Angaben von 70% bis zu 191% des Stepper-Stroms für die Strompeak Einstellung Endstufe.

Grüße Jörg
 
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DexM

Neuer Benutzer
Hallo Jörg,

vielen Dank für deine Antwort. Verständlich und gut auf den Punkt gebracht.
Dann werden auf jeden Fall die größeren bestellt werden.

Grüße Sascha
 

TimH

Erfahrener Benutzer
Hallo zusammen,

ich bin mittlerweile auch stolzer Besitzer einer Portalfräse eher gesagt eine Shapeoko 2 auch wenn Sie hier und da ziemlich verpönt ist. Für den Anfang reicht es mir von der Genauigkeit, da ich teils nur Dekosachen und Dinge fräse bei der ich keine Genauigkeit von unter 2/10mm benötige.

Aufgebaut ist die Standard Variante mit NEMA17 Motoren, Arduino uno, Pololu A4988 Treiber und Protoneer GRBL-Shield.

Aufbau war eigentlich umkomplizert und konnte nach 2 Tagen schon sehr viel mit der Fräse spielen(zu mindestens hin und herfahren).

Nachdem ich das GRBL eingestellt habe kam auch der erste Frästest.
Ein Ausschnitt mit 20x20mm war noch nicht so genau(0,2 mm mehr) also korrigieren.
Als ich bei fast genau 20x20mm angekommen bin (+-0,08 mm) und dann mal den Test gemacht habe und ein Teil mit genau 20x20mm gefräst habe merkte ich, das das Teil keine 20x20mm hat sondern nur ca. 18,8x18,8mm, also mehr als 1 mm Abweichung. Habe das Teil dann noch mehrmals gefräst und komme immer wieder auf das gleiche Ergebnis, das teil ist über 1mm zu klein.

Habe dann nochmal den GCode durch OpenScam laufen lassen und da bekomme ich laut Koordinaten genau meine 20x20mm(also mit Fräserkorrektur)

Kurz darauf das Teil und Ausschnitt nochmal im gleichen Zug gemacht und wieder 20x20mm der Ausschnitt und die Differenz von ca. 1mm beim Teil(also ca. 19x19mm).

Die Zeichnungen erstelle ich mit AutoCAD und als CAM verwende ich ESTLCAM(noch als DEMO,aber wenn die sich bewährt kommt hier bald Vollversion) und für die Übermittlung des GCodes den GRBL-Controller.

Hatte schon mal jemand solch ein Problem bzw. woran könnte es liegen?
 
Hallo Tim,

Herzlich willkommen bei den Hobbyfräsern!

Es muss nicht alles auf das 1/1000stel genau sein, auch wenn ich da meine Ansprüche habe.
Zu deinem Problem, wie straff ist der Riemen und hat er Schlupf beim Richtungswechsel?
Mal ein anderer Ansatz, kreiere das Quadrat mal um 45° gedreht und schickes dann nochmal durch die Cam/Fräse.
Hintergrund ist, das für eine Gerade nun zwei Achsen bewegt werden.
Poste mal das Ergebnis hier.

Grüße Jörg
 

TimH

Erfahrener Benutzer
Hi,

also den Riemen habe ich eigentlich schon gut gespannt. Schlupf beim Richtungswechsel habe ich so gut wie nicht.
Wenn es die Heeresleitung zulässt werde ich später mal die 45° Variante fräsen.
 
Hi Tim,

ok, kannst du dann auch mal die Zahnweite Riemen (Abstand Zahn/Zahn) und die verwendeten Zahnräder (Anzahl Zähne) für X/Y-Achse durchgeben. Ich denke du hast die Korrektur mit Anpassung Steps je Millimeter versucht zu optimieren. Möchte gerne mal den Maßstab berechnen, sprich Auflösung.

Grüße Jörg
 

TimH

Erfahrener Benutzer
Hallo,
so ich konnte einen Test machen.
Es sollte ein Ausschnitt mit Kantenlänge 20x20mm werden. Betonung sollte.
Karo.jpg

Irgendwo passt da was für mich nicht. Vor allem bei der Seite mit den 21,29 mm.
Mit der Annahme Steps per Millimeter liegst du schon richtig.
Das verwendete Pully ist mit 16 Zähne für einen HTD9 Zahnriemen. Zahnabstand hat der Riemen 3mm.
Berechnet habe ich mir eine Auflösung von 33.333 Steps/mm für X- & Y-Achse.
Momentan bin ich bei X bei 33.32 Steps/mm und bei Y 33.45 Steps/mm.
 
Zuletzt bearbeitet:
Ok, laß mich raten, Y-Achse ist die lange Seite und X=Potal, richtig?
Stell mal bitte deine Werte wieder auf 33,33 je Achse. Hier spielen dann doch Schlupf und Dehnung des Riemens eine Rolle.
Um Schlupf zu minimieren, hilft es am Zahnrad eine Führung von zwei Kugelagerführungen oben/unten am Stepermotor/Zahnrad zu montieren, somit kann der Riemen nicht Hoch/Runter wandern und die Kraft direkt auf den Antriebspunkt/Zugpunkt geben.

Hier eine Lösung bei unserem 3d Drucker mit Stahlseilen verstärkten Riemen, damit er nicht zu sehr Bauch beim Richtungswechsel aufbauen kann, das sind die letzten 50µm Genauigkeit. Ist auch ein 16er aber 2,5mm.

Riemenführung.jpg

Dein Ziel sollte es sein, den Genauigkeitstest von hier so gleichmäßig wie möglich bei 90° Drehung zu bekommen, damit das Ganze für dich brauchbare Ergebnisse liefert. Ganz werden wir sicherlich nicht die Toleranz Innen zu Aussen gefräste Teile weg bekommen.

Grüße Jörg
 

TimH

Erfahrener Benutzer
HI,
vielen Dank für den Tipp.
X-Achse ist mein Portal mit der montierten Z-Achse und Y-Achse ist entsprechend vor-zurück wenn man das mal so ausdrücken darf.

Werde die Werte jetzt mal zurückstellen. Dann dein Test machen und dann entsprechend mal schauen wie ich so eine Führung angebaut bekomme und danach nochmal testen.

Ich hatte heute auch nochmal die Y-Achse etwas straffer gemacht von der Riemenspannung. Konnte dann aber nicht mehr testen.
Werde wie gesagt den Test erstmal machen und wenn ich dadurch besser bin, dann poste ich hier nochmal.

Gruß
Tim
 
Ok, das Teil kannst du dir von der Kontur Zeichnen und den Schlitz für die zwei Kugelager auf der Kreissäge in den z.B. 12mm Klotz entsprechend deiner Kugelagerstärke schneiden. Kommt ja nicht so drauf an, in der Breite, wichtig der Riemen umschlingt den Schrittmotor und arbeitet nicht um das Zahnrad herum. Das bekommt man bei so langen Riemen nicht weggespannt.

Ich warte mal auf deine Ergebnisse.
 
Zuletzt bearbeitet:
Ahh ja, Eckefrei, ne Feile in den Ecken verfälscht den Spalttest nur unnötig.
Und zu ESTLCam, kannst du beruhigt Christian nen Obulus zukommen lassen, das Ding macht seine Arbeit gut.
Würde sagen, 80% der Jungs hier, nutzt es, aber lass dir Zeit, ESTLCam tut dies auch;)!

Ach die Fräsparameter:

X/Y Vorschub 300mm/min, Z 100mm/min
Drehzahl bei 1,6mm Spiralverzahnten so 22-24000 U/min in Sperrholz

...
X-Achse ist mein Portal mit der montierten Z-Achse und Y-Achse ist entsprechend vor-zurück wenn man das mal so ausdrücken darf.
genau so meinte ich das, das geben die Werte auch so wieder.
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich denke du hast einfach zu wenig Spannung auf den Riemen. Meine umgebaute Shapeoko 1 mit 1m auf der langen Achse hat diesen Schlupf nicht: http://der-frickler.net/technik/frickelfraese, die Riemen sind aber auch ziemlich angeknallt.

Was mich wundert ist deine Auflösung von 33.333 Steps/mm. Ich dachte die Verwendet die selben Riemen und Pulleys wie die erste Shapeoko? Da bin ich bei 1/16 Step bei folgenden Werten:
$0=87.489 (x, step/mm)
$1=87.489 (y, step/mm)
$2=320.000 (z, step/mm)
Welche Stepper-Treiber verwendest denn?
 
Hallo Johannes,

das passt schon, ganz einfach, er fährt im 1/8 Schritt. Was hast du denn für Riemen/Zahnräder drauf, GT3 oder T3 mit 12er Zahnrad?

Grüße Jörg
 
Zuletzt bearbeitet:
OK, nur warum 8tel Schritt? Die Polulu Treiber machen ja prima 16tel und Geschwindigkeit ist auch kein Problem.
Daher die Frage welche Treiber er benutzt, mit den TB6560 Platinen am GRBL hatte ich nachvollziehbar probleme mit Schrittverlusten

Ach ja, ich hab bei mir auf der Shapeoko MXL mit 6,35mm Breite drauf.

Der neue Laser mit "Ähnlicher" Mechanik und selben Treibern läuft mit GT2 Riemen.
 
Ja, kommt jetzt auf die Stepper drauf an, wie die Kenndaten sind, aber das hat ja erst einmal nichts mit der Ungenauigkeit zu tun.
Wenn er jetz im 1/2 Step Modus gefahren wäre, dann hätte man sagen können, das hier die Auflösung doch etwas gering pro mm wäre. Deshalb die Frage nach dem Maßstab. Wo könnten im Rahmen noch Hasenfüße versteckt sein, wo Spiel beim Richtungswechsel ins "Spiel" kommen könnte. Du kannst da in der Tat noch mehr zu sagen.

Grüße Jörg
 
Aufgebaut ist die Standard Variante mit NEMA17 Motoren, Arduino uno, Pololu A4988 Treiber und Protoneer GRBL-Shield.
OK, das hatte ich überlesen. Sollte klappen, ist quasi die selbe Konfig wie bei mir auch.
Stepper sind vermutlich die normalen ~2A Typen wie in den 3D Druckern? Trotzdem würde ich warscheinlich auf 1/16 gehen, läuft dann auch alles ruhiger fand ich.

Da der Riemen ja nicht umläuft, sondern an beiden Enden fest ist und der Motor sich am Riemen langzieht kann es fast nur zu niedrige Riemenspannung oder zu viel Spiel an den Führungsrollen auf den Laufschienen sein. Das führt dann dazu das der Fräser + Z-Achse + Portal einfach nachgibt wenn er Druck bekommt.

Also, Riemen Spannen und schauen ob die einzelnen Achsen kippeln auf dem Profil, dann die Laufrollen etwas nachspannen.
Generell ist die ganze Fräse halt recht weich, sprich bei zu viel Vorschub + Tiefe in Hartem Material gibt die Fräse nach und es wird ungenau.
Momentan fräse ich meist bis 1.5mm GFK mit 1.5er Fräser und 300mm/min. Bei dickerem GFK oder dünnerem Fräser gehe ich auf 200 runter. Sperrholz bis 3-4mm mit dem 1.5er Fräser gehen auch mit 300mm/min.
Verfahren hingegen geht prima mit 2000mm/min und mehr.
 
FPV1

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