CNC

Hier finden sich unsere zwei CNCs. Beide sind über das CNCJS Webinterface steuerbar. Die Nutzung ist für Mitglieder nach Einweisung kostenfrei möglich. Verantwortliche Person für die CNCs: Luca

Die CNC hat einen effektiven Verfahrweg von 286x388x58mm.

Mit der starken Spindel (s.u.) lässt sich fast alles sinnvoll in den Bauraum passende bearbeiten. Bei Bedarf wird versucht die Bühne für einen größeren Z-Verfahrweg zu optimieren.

Die Steuerungselektronik für die CNC befindet sich im Kontrollkasten zusammen mit dem Pi. Auf dem Controller läuft grbl 1.1h mit folgenden Optionen:

Kompilation

#define FORCE_INITIALIZATION_ALARM
#undef VARIABLE_SPINDLE
#define HARD_LIMIT_FORCE_STATE_CHECK
#define PARKING_TARGET -1.0
#define DEFAULT_X_STEPS_PER_MM 800.0
#define DEFAULT_Y_STEPS_PER_MM 800.0
#define DEFAULT_Z_STEPS_PER_MM 800.0
#define DEFAULT_X_MAX_RATE 2000.0
#define DEFAULT_Y_MAX_RATE 2000.0
#define DEFAULT_X_ACCELERATION (50.0*60*60)
#define DEFAULT_Y_ACCELERATION (50.0*60*60)
#define DEFAULT_X_MAX_TRAVEL 286.0
#define DEFAULT_Y_MAX_TRAVEL 388.0
#define DEFAULT_Y_MAX_TRAVEL 57.5
#define DEFAULT_DIRECTION_INVERT_MASK 6
#define DEFAULT_SOFT_LIMIT_ENABLE 1
#define DEFAULT_HARD_LIMIT_ENABLE 1
#define DEFAULT_HOMING_ENABLE 1
#define DEFAULT_HOMING_DIR_MASK 3

grbl $$

$0=10
$1=25
$2=0
$3=6
$4=0
$5=0
$6=0
$10=1
$11=0.010
$12=0.002
$13=0
$20=1
$21=0
$22=1
$23=3
$24=25.000
$25=500.000
$26=250
$27=1.000
$30=1000
$31=0
$32=0
$100=800.000
$101=800.000
$102=800.000
$110=2000.000
$111=1000.000
$112=500.000
$120=50.000
$121=50.8000
$122=10.000
$130=286.000
$131=388.000
$132=57.500

Die Spindel an der MDLCNC ist eine Kress (jetzt AMB) FME 1050-1 mit 5000-25000 RPM (manuell einstellbar) Spannzangen (keine ER16!):

1/8in
6mm
8mm

Die Spindel an dem Alfawise C10 ist ein 12V DC Motor mit 5mm Schaft. Spannzangen (ER11):

1/8in

Einsätze (Angaben in Schaftdurchmesser, Werkzeugdurchmesser×[nutzbare Werkzeuglänge]×Gesamtlänge, [Schneidenwinkel] Schneidentyp, Material):

1/8in
Stichel
- 1/8in, 0.3mm×30°×38mm, HSS
- 1/8in, 0.1mm×30°×38mm, Zweiseitig, HSS
Bohrer
- 1/8in, 0.4×7.0×38mm, HSS
- 1/8in, 0.5×8.5×38mm, HSS
- 1/8in, 0.6×9.5×38mm, HSS
- 1/8in, 0.7×9.5×38mm, HSS
- 1/8in, 0.9×10.0×38mm, HSS
- 1/8in, 1.1×10.5×38mm, HSS
Schaftfräser
- 1/8in, 1×7×38mm, Kreuzschnitt, HSS
- 1/8in, 1/8in×11.5×38mm, Kreuzschnitt, HSS
- 1/8in, 1/8in×22×38mm, Zweischneidig, Tungsten Carbid
- 1/8in, 1.5×12×38mm, Zweischneidig, Tungsten Carbid
- 1/8in, 2.0×22×38mm, Zweischneidig, Tungsten Carbid
- 1/8in, 2.5×15×38mm, Zweischneidig, Tungsten Carbid
- 4mm, 1×3×50mm, 50° Vierschneidig, Tungsten Carbid TiAlN
- 4mm, 1.5×4×50mm, 50° Vierschneidig, Tungsten Carbid TiAlN
- 4mm, 2×5×50mm, 50° Vierschneidig, Tungsten Carbid TiAlN
- 4mm, 2.5×6×50, 50° Vierschneidig, Tungsten Carbid TiAlN
- 4mm, 3×8×50mm, 50° Vierschneidig, Tungsten Carbid TiAlN
- 4mm, 3.5×9×50mm, 50° Vierschneidig, Tungsten Carbid TiAlN
- 4mm, 4×12×75mm, 50° Vierschneidig, Tungsten Carbid TiAlN
- 4mm, 4×52×80mm, Zweischneidig, Tungsten Carbid
- 6mm, 6×52×80mm, Zweischneidig, Tungsten Carbid
- 8mm, 8×20×60mm, 45° Dreischneidig, Tungsten Carbid TiAlN
- 8mm, 8×20×61mm, 45° Zweischneidig, Tungsten Carbid TiAlN
Kugelfräser
- 4mm, 2×8×75mm, 55° Zweischneidig, Tungsten Carbid TiAlN
- 6mm, 6×52×80mm, Zweischneidig, Tungsten Carbid
- 8mm, 4×16×100mm, 55° Zweischneidig, Tungsten Carbid TiAlN
V-Nutfräser
- 8mm, 8×90°x60mm, 45° Zweischneidig, Tungsten Carbid TiAlN

TiAlN Werkzeuge sind für die Metallbearbeitung geeignet. „Einfache“ Tungsten Carbid Werkzeuge (Zweischneidig) sind für die Holzbearbeitung bevorzugt.

Wechsel von Werkzeugen

Zum Wechseln empfiehlt es sich die Spindel nach ganz oben zu fahren, am einfachsten mit der Home-Taste. Zunächst muss die Spindel mit dem Knopf vorne arretiert werden, dazu Knopf drücken und an der Überwurfmutter oder dem Werkzeug so lange drehen, bis der Knopf die Spindel in eine Rastposition bringt (Knopf ist tastend, also weiterhin halten). Mit einem 17mm Maulschlüssel an der Überwurfmutter ansetzen und von oben guckend im Uhrzeigersinn (Mutter ist ja kopfüber) etwas lose drehen. Eventuell muss man am Werkzeug etwas rütteln, sollte sich zwischen den Backen des Spannfutters Staub abgelagert haben. Werkzeug entnehmen und neues Werkzeug einstecken. Gegen den Uhrzeigersinn wieder die Überwurfmutter fest schrauben.

Wechsel der Spannzange

Falls man eine komplett andere Werkzeuggröße braucht, kommt man eventuell nicht um einen Wechsel der Spannzange umher. Grob ist dabei wie beim Werkzeugwechsel selbst vorzugehen. Allerdings wird die Überwurfmutter komplett abgeschraubt, die Spannzange sollte sich in der Überwurfmutter befinden. Wenn nicht: wieder drauf schrauben, leicht gegen die Mutter klopfen, erneut versuchen. Die Spannzange aus der Überwurfmutter entfernen, neue Spannzange in die Überwurfmutter (nicht in die Spindel!) stecken, bis sie einrastet. Überwurfmutter samt Spannzange in die Spindel einschrauben, Werkzeug einspannen und fest ziehen.

Die Minifräse mit 12V DC-Motor als Spindel und 1/8in Aufnahme lässt sich am sinnvollsten zur Fertigung von Platinen einsetzen.

Soll etwas freigeschnitten werden (Teil löst sich aus Werkstück) so ist immer eine Opferplatte unter zu legen (etwa MDF Reste), da es nicht ausgeschlossen werden kann (bzw. eher sehr wahrscheinlich ist), dass das Werkzeug den Arbeitstisch berührt und damit beschädigt. Für die MDLCNC liegen M6 Vierkantmuttern bereit, die in den Tisch eingeschoben werden können. In diese kann man entweder die Spannpratzen oder direkt das (vorgebohrte) Werkstück schrauben. Für die kleine CNC sind bisher noch keine Vierkantmuttern vorhanden.

Die Oberfläche ist für beide Fräsen gleich.

Oben links im Feld muss zunächst der serielle Port ausgewählt und verbunden werden. Der Notaus kann deaktiviert werden, die Maschine selbst ist im Alert Modus. Um diesen zu beenden, muss man die gelbe Schaltfläche oben rechts für die 🏠 Referenzfahrt betätigen. Sollte sich nichts tun, so oben rechts den ↺ Resetknopf drücken und erneut die 🏠 Referenzfahrt anstoßen. Vorher sollte natürlich nichts im Weg liegen, sodass mit dem ggf. eingespannten Fräser bei einer Fahrt zu den Endstopps nicht kaputt geht!

Nachfolgend kann die generierte G-Code Datei hochgeladen werden. Im rechten Menü „G-Code“ sollte abgeglichen werden, ob die Datei überhaupt von der CNC bearbeitet werden kann (Größe darf oben beschriebene Verfahrwege nicht überschreiten, natürlich abzüglich Werkstücknullpunkt).

Das zu bearbeitende Werkstück kann nun eingespannt werden. In dem Koordinatensystem kann man sehen, wo einem die CAM Software den Nullpunkt gesetzt hat. Die Ansicht stimmt soweit mit der Maschine überein, sodass X+ mit einer Fahrt nach rechts korreliert und Y+ mit einer in die Tiefe (nach hinten). Mittels Jogwheel oder den Tasten rechts kann zu einem geeigneten Punkt gefahren werden. Dabei auf einen geeigneten Vorschub achten (100mm Vorschub sind nicht geeignet, um eine Z-Achse mit 58mm Verfahrweg fein zu justieren).

Hat man seinen gewünschten Punkt erreicht, so kann man mit dem Landkarten-Icon in der rechten Spalte der Koordinaten (Werkstückkoordinaten) die X-, Y- und ggf. auch Z-Achse nullen. Der graue Kreis (Fräser) im Hauptfenster sollte nun auf dem Koordinatenkreuz liegen. Über die Würfel unter dem Ansichtsfenster können unterschiedliche Perspektiven gewählt werden, wodurch man die Pfade (hauptsächlich in Z-Richtung) besser abgleichen kann.

Zur einfacheren Bearbeitung kann man bei Bearbeitung mit unterschiedlichen Werkzeugen (Bohrer, Fräser, Stichel, …) mehrere Dateien generieren. Der zum Einmessen gewählte Punkt sollte sich bei Nutzung von mehreren Werkzeugen nicht in der Höhe verändern (sonst wird der nächste Durchgang eventuell zu tief, wenn an der Messstelle bereits Material abgenommen wurde). Statt des Vorgangs mit der Probe kann auch einfach manuell die Höhe eingestellt werden (vgl. Werkstücknullpunkt einstellen - Z-Achse nullen, wenn Werkzeug gerade so das Werkstück berührt). Die Spindel zunächst ausreichend weit hoch fahren, dann die am Steuerungskasten angeschlossene (prüfen!) Probe-Plattform unter das Werkzeug legen. TODO

Ist man sich sicher, dass jetzt nichts mehr schief gehen kann, so kann der Job gestartet werden. Ist man sich unsicher, sollte man ggf. einen Trockendurchlauf ohne Werkzeug durchführen. Der An-/Ausschalter der Spindel sollte an sein, die richtige Drehzahl gewählt werden. JSCUT generiert keine M3/M5 Befehle zur Steuerung der Spindel, trocken testen wird dringend empfohlen, sofern man mit seiner Toolchain nicht vertraut genug ist. Bedeutet für aus JSCUT erstellte G-Codes schaltet die Spindel nicht automatisch an und fährt sehr wahrscheinlich mit dem Werkzeug stumpf in das Werkstück und bricht irgendetwas kaputt (für euch getestet!). Bevor man also den Job startet, sollte man unten rechts den Button ↻ M3 betätigen, sodass die Spindel anläuft.

Oben gibt es einen kleinen Play Button, der die Maschine ihrem Schicksal überlässt. Sollte ein Fehler erkannt werden: im Notfall den Not-Aus betätigen! Ansonsten mit dem Pause Taster den Feed Hold zum Pausieren drücken.