[FAQ] CNC bouwen (elektrisch deel)

Op een kleinere freesbank zie ik het nut er ook wel van in om veilig de grootst mogelijke lengtes te kunnen frezen.

Maar ik heb 1300 lengte en gebruik maar 1200 (grote vakuumtafel)
En van de Y-as gebruik ik ook 600 van de mogelijke 700

En ik frees alleen maar hout en depron met sterke motoren.
Stappen verliezen doen mijn motoren altijd iets maar dat is in lengte niet meetbaar .

Mvg Johan

 

Jij hebt dan ook een portaalfrees met een heel mooi groot freesbereik.
( wou dat ik ook zoiets had )
Mijn freesbank is geen portaalfrees maar een gewone freesbank voor voornamelijk metaal te frezen.

Mvg Christiaan

 

Hallo,

Ik ben me ook al een tijdje aan het verdiepen in het cnc gebeuren maar begrijp het traject van pc naar microstepdrivers naar cnc machine nog niet helemaal.
Ik snap dat je in je software moet zetten hoeveel stappen een stappenmotor moet doen om een weg van 1 mm af te leggen.
Maar dan,je kan een microstepdriver op bv 1/8 zetten wat betekent dat je de stappen motor 8x200=1600 stappen per omwenteling aan moet sturen. (van uit gaande dat stappenmotor 200 stappen per omwenteling heeft)
Ik berijp niet hoe je normaal iets met 200 pulsen aanstuurt ineens met 1600 pulsen aan kan sturen.
En hoe ziet het signaal uit je pc naar de microstepdriver eruit is dit een blokpuls (0 of 1)

Mvg,

Daniël.

 

Hoi Daniel,

Het signaal vanaf PC naar drive is een blokpuls inderdaad, dit noemen we digitaal I/O (input/output). Dit is trouwens alleen het geval als je de paralelle poort gebruikt van je PC. Usb en seriele poort bijvoorbeeld werken anders, dan moet je zelf iets maken+ een driver voor je hardware, wat eigenlijk voor hobbyisten niet te doen is.

Zoals je zegt moet je in de software aangeven hoeveel stapjes er nodig zijn voor 1 mm. Reken even mee:

- Je gebruikt een stappenmotor van 200 stapjes/rotatie.
- Je hebt je drive op 1/8e microstepping ingesteld.
- Je spindels hebben een spoed van 4 mm (in geval van kogelomloop bijvoorbeeld).

Je hebt dan dus 200x8 = 1600 stapjes/rotatie, 1 rotatie is 4mm, dus 1600/4mm = 400 staps/mm. Je moet ook de eventuele vertraging van je tandriemen meenemen, als deze niet 1:1 is. Bij 1:2 moeten er dus 2 x zoveel stapjes gegeven worden. Je komt dan op 800 staps/mm. De software regelt dit zelf.

Hoop dat het zo duidelijker is.

Groeten,

Rik

 

Maar uiteindelijk komt er dan wel een pulsvorm naar je driver toe neem ik aan??

Voor zover snap ik het wel. Maar mijn vraag is eigenlijk hoe kun je een stappenmotor die je normaal met 200 stappen per omwenteling aanstuurt ineens met 1600 stappen aansturen.
Een stappenmotor is toch niet meer als een borsteloze motor. Je kunt een spoel magnetisch maken en dan zal die de magneet aantrekken maar je kan toch geen 1/8 spoel magnetisch maken. Misschien denk ik wel te moeilijk!!

Mvg,

Daniël.

 

Hoi Daniel,

Nu snap ik wat je vraag is. Een stappenmotor heeft inderdaad 200 vaste posities. Door een spanning op de spoelen te zetten (of beter gezegd een stroom erdoorheen te jagen) gaat de rotor (de permanente magneet die draait) in een bepaalde positie. Tussen de stapjes is de rotor instabiel en schiet meteen naar een positie. Maar, door de stroom te regelen tussen opeenvolgende posities kun je rotor dus tussen de stapjes balanceren. met 1/8 microstepping wordt dus bedoeld dat er 7 posities bijkomen, dus totaal 8.

Dit zou je vraag moeten beantwoorden.

Gr. Rik

 

Ben ook geen expert, maar volgens mij zit het zo:

bij 200staps aansturing, stuur je de spoelen 1 voor 1 'vol' aan. De andere windingen zijn uit.

Naarmate je fijner gaat stappen, gebeuren er de volgende zaken (weet niet precies waneer)

- andere spoelen worden 'vol' aangestuurd maar omgekeerd.
- andere spoelen worden 'deels' aangestuurd en daarbij ook als nodig met omgekeerde polariteit

Niet te lang over nadenken, gewoon in 1 keer goede stepdrivers kopen en klaar.

Je computer moet inderdaad wel bij een 1600 staps aansturning die frequentie kunnen maken, maar dat moet met de huidige hardware geen probleem zijn in combi met b.v. Mach3

En zoals ik eerder geschreven heb is er anders een goed werkende oplossing in de vorm van USBCNC

Suc6
Winfried

 

Oke even een samenvating van mijn kant:
overbrenging 1:2
stappendriver op 1/8
stappenmotor 200 stappen/omwentelingen
spindel 5 mm spoed
Dan moet je dus in je software 640 stapjes/mm instellen
Berekening:
hoeveelheid stapjes per omwenteling= 2x8x200=3200 (overbrenging x instelling stappendriver x stappen/omwenteling van stappenmotor
Spoed 5 mm is dus 1 mm is 1/5 omwenteling
Voor de software word dat dan 1/5 x 3200 = 640 stapjes/mm

En door de spoelen van de stappenmotor op een bepaalde manier aan te sturen is het dus mogelijk om de stappenmotor met een 1/2, 1/4 of 1/8 aan te sturen.

Oke dit is nu wel duidelijk.

Maar natuurlijk roept dit weer vragen op
Als ik dus 640 stapjes/mm heb betekent dit dus 64 stapjes per 0,1 mm is dit dan wel nauwkeurig genoeg.
Je moet dus blijkbaar een verhouding vinden tussen snelheid en nauwkeurigheid.

Mvg,

 

Hoi Daniel,

640 stapjes/mm geeft een resolutie van 0.0016mm/stap wat in principe meer dan voldoende is, omdat de meeste CNC machines 1/100e nauwkeurigheid niet eens halen. Er is niet echt een vuistregel voor ofso, gewoon doen wat jou het makkelijkst is, zolang je maar met je resolutie onder de nauwkeurigheid van de machine blijft.

Vergeet ook de acceleratie niet, dit is erg bepalend voor je procestijd. Je CNC assen zijn namelijk meer bezig met versnellen dan op snelheid blijven.

Gr. Rik

 

Dit versnellen zit hem toch in de eigenschappen/kwaliteit van de stappenmotor. Ik heb het idee dat je de stappenmotor beter iets groter kan kiezen dan je eigenlijk nodig bent. Dit dus ook met het oog op eventuele stappenverlies.

Mvg,

Daniël.

 

Grotere motor betekend ook een duurdere driver. Tenslotte heeft een grotere motor ook een grotere inertia (rotatiekracht) , dus een klein motortje kun je sneller accelereren dan een grotere. Wat Wvr ook al zei, gewoon goede drivers kopen, en je om de rest geen zorgen maken. Nema23 motors zijn in principe gewoon prima.

acceleratie zit m eigenlijk vooral in de driver denk ik. Combinatie van spanning en stroom bij de motor is het vermogen. De sturingen "choppen" de stroom als het ware, en niet de spanning. Op de drives zitten vaak switches waarmee je de stroom kunt instellen voor je motoren.

Gr. rik

 

CAM vanuit Solid Works

Bij een onderzoekje om 3-assig te kunnen frezen loop ik tegen de kosten van een CAM programma aan. Wens: vanuit Solid Works G-code genereren voor een Mach3 post processor.
Voordat ik de bouw van de machine in ga zetten moet eerst het software gebeuren geklaard worden. Op termijn wil ik negatieve mallen uit MDF frezen. E.e.a. is bedoeld om zweefvliegtuigen te bouwen.
Programma Freemill werkt niet, althans bij mij niet.
Wie heeft een CAM oplossing voor een klein budget?

 

Mooie opsomming van alle mogelijkheden!

Nog een paar toevoegingen:

- Aansturing vanuit windows levert problemen op vanwege het gebrek aan real-time karakter van windows. USB-CNC van Bert Eding is wat dat betreft een uitkomst. Het werkt uitstekend.
- DamenCNC levert ook mechanische onderdelen ( je andere draadje )
- Voor de grotere bereiken is een aandrijving via een tandrad ( rack&pinion ) een hele mooie optie. Een populair freesbank ontwerp op deze basis is mechmate. Je hebt dan wel 2 stappenmotoren nodig voor de X-as maar dat is in USB-CNC eenvoudig te koppelen

 

Mooie Tutorial..

er staat veel nuttige info in.. maar pas wel op.. CNC bewerken is zoooo verslavend..

Ik hoorde van een kennis dat mijn naam hier gevallen is.. dus ik heb me ook maar even aangemeld hier.. wat is het internet toch een klein wereldje..

Wat de "Timings-issues" Betreft.. inderdaad Mach heeft een niet zo mooie timing.. en dat heeft de volgende oorzaak:

Windows moet zijn tijd verdelen tussen alle in-en uitgangen.. dus de pulsen die door Mach worden gegenereerd voor de steppers, die gaan door de LPT als Windhoos em vrijgeeft..

ditzelfde probleem geldt ook voor de USB poort, maar Bert Eding heeft voor USBCNC daarvoor het volgende bedacht.. een vertraging van een paar milliseconden.. , als de USB poort actief is, dan stouwt ie er een zooi pulsen uit in een pakketje, en buffert deze op de USBCNC kaart, vanuit die Buffer gaat de stream pulsen dan geregeld door de "onboard" timer naar de stepperdrives.. hierdoor heb je een veel rustiger loop van je steppers, en je hebt niet het risico dat je stappen verliest..

immers.. als er "even" geen pulsen doorkomen vanuit de LPT staan je steppers stil, en moeten ze daarna weer optrekken.. USBCNC heeft dat probleem niet..

Ik geef ook meteen toe.. ik ben een groot liefhebber van USBCNC, de Gebruikersinterface is veel logischer opgezet, en dat is zeker voor hobbyisten die alle kneepjes van het vak nog moeten leren wel zo fijn.. en er is maar één indeling van de schermen.. dus.. hulp geven is makkelijker.. iedereen die USBCNC gebruikt heeft hetzelfde scherm, en dat is bij Mach met alle screensets wel anders..

Ohja!.. nog even een tipje voor diegenen die 3D werk willen gaan frezen.. zet de acceleratie zo hoog mogelijk.. dan raak je wel iets kwijt aan topsnelheid.. maar door de bank genomen kost het freeswerk minder tijd, omdat de machine zelfs op korte ijlgangbewegingen op VOLLE snelheid komt. mijn eigen machine loopt binnen een kwart seconde VOLGAS ( 3m/min )

 

krijgen je spindels geen klappen met de massa die ze moeten verplaatsen in die acceleratie?

 

Klappen?.. dat hangt natuurlijk helemaal van je machine en zijn massa af, maar 't is niet zo dat de machine "in één klap" volgas loopt..

de machin gaat vanuit stilstand "optrekken", net wat ik al eerder schreef.. bij mijn machine duurt het nog altijd 0.25 sec. voor ie echt op snelheid is..

 

Hallo rikdragonfly.

Allereerst, een leuk stukje dat je geschreven hebt.

Even over je voeding, standaard houd je 1000uF / A aan als vustregel. Je hebt wel een erg grote condensatorbank gemaakt.

De voeding komt eigenlijk helemaal niet zo precies, een goede driver vreet bijna alles.
Wat eigenlijk veel belangrijker is is het EMC gedeelte, maar daar zie ik weinig over.

Er wordt niet over filtering gesproken, afgeschermde kabels naar de motoren, dat is eigenlijk jammer. Het srtooiveld van je motoren kan behoorlijk roet in het eten gooien.

Nog even over de snelheid van je poorten, je hebt gelijk als je zegt dat je bij microstepping niet zo,n hoog toerental kan halen, maar daar is een oplossing voor.

Je had USBCNC al in je link staan, Bert Eding heeft dit prima opgelost met zijn cnc_controllers. Hij gebruikt de controlers ook als buffer voor het G_Code programma.
Je weet dat windows met interrupts werkt, en die hebben altijd voorrang op de rest dus ook op je frees programma wat je ook gebruikt.

De controller van Bert slaat de gegenereerde code op in een buffer, en als er dan een interrupt is loopt de freesbesturing gewoon door, en je kan daardoor ook een hoge stapsnelheid halen. Eding CNC - PC based CNC control

Maar verder heb je er een leuk stukje van gemaakt, ik hoop dat je dit niet als kritiek ziet want dat is niet de bedoeling.

Heb zelf een standaard freesbank omgebouwd naar CNC, heb ik ook een stukje over geschreven maar niet zo uitgebreid staat ook op de site bij Bert.

 

zelf heb ik mach3 demo voor voorlopig in gebruik met daarnaast een gebufferde parallel uitvoer.
de buffers zijn het probleem ook niet het probleem is de puls voor de sturing.

usbcnc doet dit zelf terwijl mach dit doet via de pc.

als ik al ergens problemen verwacht ligt het in die 15khz puls signaal.

 

Hoi mensen,

ik lees veel over mensen die problemen hebben met MACH3 en windows. Ik moet eerlijk zeggen dat ik daar tot dus ver totaal niets van gemerkt heb. als je het echt wilt weten, zou je een logic analyser aan je paralelle poort kunnen hangen....
ik gebruik een Dell Optiplex GX270.

Harry,

bedankt voor je opmerking. Wat je zegt klopt, ik heb het laatst zelf ondervonden. Zodra ik spanning op de motoren zet begon de radio flink te ruizen, nauwelijks nog signaal. Toen ik eenmaal de kabel uit de driver haalde (XLR plug) was de storing voorbij. Ik moet nog het e.e.a. verbeteren aan mijn cnc bank.

Echter weet ik ook nog natuurlijk niet alles, maar als je wilt mag je een stukje erover schrijven, dan zal ik het toevoegen aan de FAQ.

M.v.g,

Rik

 

Hallo beste mensen,
Over storingen, ruis en en andere ongemakken van besturingen:
Zorg ervoor dat je je hele hardware configuratie, dus draai- en/of freesmachine met drivers, aansturingen en behuizingen op dezelfde fase van het 220V-net hebt aangesloten en ook alles afgeschermd hebt met dezelfde "aarde" voor de "shielded" kabels.

DOE DIT ALLEEN ALS JE VERSTAND/ERVARING VAN/MET ELECTRONICA HEBT: Gebruik je een scope en/of analyser voor storingen: haal altijd de "aarding" los, anders kan je vervelende bruggen in de meetopstelling krijgen, wel eerst opzoeken in de manual of het kan.

"Beware of" plastic kastjes/behuizingen van allerlei units, deze zijn vaak ongewild zenders en deze kan je met een eenvoudige draagbare multiband radio opsporen.
Iets over trafo's : houd altijd een "overhead" van 20% m.b.t. de geleverde stroom aan, dus heb je 45A nominaal nodig, pak dan een 60A versie voor alle componenten. De crux met stappenmotoren zit hem in de piekbelasting , vaak bereikt door hoge acceleraties van de motoren.
M.vr.grt., Max