CNC Foam cutter

PapaHotel · 8 okt 2016

Ik ben de aansturing voor een CNC foam cutter in elkaar aan het zetten. Daarbij kan ik de verticale assen niet sneller laten bewegen dan 250 mm/minuut. Ik vraag me af of het voldoende is. Wat is de gebruikelijke snelheid voor een schuimsnijder?

Edit: Ik heb de antwoorden elders op de forum gevonden:
http://www.modelbouwforum.nl/threads/snijwaarden-draad-cnc-schuimsnijder.191058/
Hier wordt door Dirk Schipper 3 mm/s als maximum aangehouden. Aangezien ik zijn geweldige resultaten heb gezien, ga ik hem zonder twijfel achterna.
3mm/sec = 180mm/minuut, het zit dus goed met de snelheid.

Groeten, Sinan

PapaHotel · 9 okt 2016

Voor de aansturing wil ik een goedkoop maar compleet setje voor de 3d-printers gebruiken.

Het is dus een standard arduino bordje met de bekende RAMPS add-on kaartje. De mijne komt uit HK maar ze zijn overal te koop.

Er kunnen hiermee de 4 stappenmotoren van de schuimsnijder aangestuurd worden. Ik heb daarvoor de Merlin firmware voor de 3d-printers moeten aanpassen zodat de 4de as direct aangestuurd kan worden. Normaal is de 4de stappenmotor voor de extruder bedoeld en wordt daarom anders behandeld. Verder hoop ik straks de draadtemperatuur te kunnen regelen via de mosfet's die voor de heaters bedoeld zijn. Later kan er ook een sd-kaart en een display op aangesloten worden voor een deluxe versie. Niet slecht toch voor een stuk elektronica van 22 euro's.

Het is bedoeld voor een enorm zware schuim snijmachine die we hebben overgenomen. Het heeft 4 flinke (ik denk Nema 23) motoren en weegt in totaal meer dan 40 kilo. Het idee was/is om er tzt ook een portaalfrees van te maken.

WP_20161009_21_17_48_Pro

PapaHotel
9 okt 2016

Schuimsnijder

WP_20161009_21_15_48_Pro

PapaHotel
9 okt 2016

Schuimsnijder

Na het instellen van de voltages, stuurt het ramps bordje het met gemak aan zonder warm te worden.
Er is nog wat werk te doen maar uiteindelijk wordt het een leuke oplossing voor de schuimsnijders hoop ik.

Groeten, Sinan

PapaHotel · 11 okt 2016

Nog een vraag:

Ik ben van plan de draadtemperatuur te regelen met het RAMPS kaartje. De pinnen voor de hotbed kunnen in principe tot ong. 100W leveren. Met PWM (snel aan/uit schakelen) kan dan het vermogen verder geregeld worden, is mijn idee.

Intussen is hier de discussie ontstaan of het niet beter is om een stabiele externe voeding te gebruiken. Met mijn handsnijbeugel heb ik tot nu toe een lab-voeding gebruikt die perfect werkte. Aan de andere kant vind ik het een leuker idee om alles in één compact kastje te kunnen stoppen en via eigen software te kunnen regelen.

Mijn vraag nu is of het regelen door middel van PWM net zo goed zal werken als een goede, geregelde voeding?

Ik heb begrepen dat bijvoorbeeld de GMFC systemen ook iets met de snijdraad doen via eigen hardware. Is het echt de vermogenregeling wat ze doen of is het een aan/uit schakelaar die op commando werkt? En als het echt regelend is, hoe goed werkt het?

Sinan

DirkSchipper · 12 okt 2016

PapaHotel zei:
Ik ben de aansturing voor een CNC foam cutter in elkaar aan het zetten. Daarbij kan ik de verticale assen niet sneller laten bewegen dan 250 mm/minuut. Ik vraag me af of het voldoende is. Wat is de gebruikelijke snelheid voor een schuimsnijder?

Edit: Ik heb de antwoorden elders op de forum gevonden:
http://www.modelbouwforum.nl/threads/snijwaarden-draad-cnc-schuimsnijder.191058/
Hier wordt door Dirk Schipper 3 mm/s als maximum aangehouden. Aangezien ik zijn geweldige resultaten heb gezien, ga ik hem zonder twijfel achterna.
3mm/sec = 180mm/minuut, het zit dus goed met de snelheid.

Groeten, Sinan

Ik snij tegenwoordig eigenlijk standaard langzamer.
Maar wat ik vooral doe is de snelheid aanpassen aan wat ik snij.

hoe tapser, hoe langzamer:
Ik snij nooit een panel waarvan de tip kleiner of gelijk aan 50% van de wortel is. Liever blijf ik nog boven de 60%.
Probleem bij tapsheid is dat de draad aan de tip veel langzamer beweegt. Er wordt dus ook meer weggesneden. Maar dat is niet alles: de hoeveelheid warmte die dan in het schuim wordt afgevoerd is groter bij hogere snijsnelheid (=hetere draad). Dat zie je terug in misvorming van de achterlijst en profielneus (er smelt meer (teveel) weg).
Tip:
Tapsheid te groot: snij het paneel in 2 helften (tapsheid halveert dan, reken maar na).
Hoe dunner, hoe langzamer:
Je snijdt normaliter eerst bovenlangs, en daarna onderlangs. Als je onderlangs snijdt, heeft het schuim geen contact meer met het bovenliggende schuin, en kan de warmte dus niet afvoeren. Gevolg: er smelt meer weg.

Taps of dun: dan snij ik met 1,5 tot 1,0 mm/s
Taps en dun: dan ga ik wel naar 0,5 mm/s

Nog een effect: de draad koelt sterker af duur het snijden door het schuim, dan aan de lucht. Daarom is de kerf (hoeveel er weg smelt) aan de rand van een blok groter. Daarom snij ik tegenwoordig een panel 1 cm aan elke kant te groot, die ik er na afloop vanaf snij.

En dan nog mislukt de profiel neus wel eens. M.n. bij de tip van een DLG-vleugel (taps en dun).

DirkSchipper · 12 okt 2016

PapaHotel zei:
Mijn vraag nu is of het regelen door middel van PWM net zo goed zal werken als een goede, geregelde voeding?

Ik heb begrepen dat bijvoorbeeld de GMFC systemen ook iets met de snijdraad doen via eigen hardware. Is het echt de vermogenregeling wat ze doen of is het een aan/uit schakelaar die op commando werkt? En als het echt regelend is, hoe goed werkt het?

GMFC werkt als een oude regelaar voor een borstelmotor: de stroom wordt gepulsd geschakeld (aan/uit gezet) met een frequentie van een (paar) kHz (idd. PWM). De duur van de uit-periode wordt geregeld (uitgedrukt in %).
De voeding is gewoon een constante voeding. Er hoeft niets aan geregeld te kunnen worden (liever niet, dan kan hij ook niet ontregeld worden. Labvoeding is niet nodig, er wordt zelfs met niet-gelijkgerichte trafo's gewerkt (de traagheid van de draadwarmte is vele malen trager).
Via de schakelingen van GMFC heb je een buitengewoon precieze regeling. 1% verschil is merkbaar!

Ik denk dat het met een labvoeding wel kan, maar dan MOET die digitaal zijn, en erg precies. En dan worden die dingen erg prijzig ...
En je moet natuurlijk een tabel bijhouden met de stroomsterktes bij div. snij-snelheden en schuimsoorten ...

DirkSchipper · 12 okt 2016

PapaHotel zei:
Ik ben van plan de draadtemperatuur te regelen met het RAMPS kaartje. De pinnen voor de hotbed kunnen in principe tot ong. 100W leveren.

Voltage moet je op letten!
Met een dunne draad snijden (ik gebruik 0,13 mm) geeft mooier resultaat, maar vraagt meer Volt.
100 W is ruim voldoende. Ik snij met 34 V (max toelaatbaar voor de elektronica) en zit rond de 1,5 A (zo uit mijn hoofd).
Vroeger sneed ik met de hand net boven de 2,0 A. Dikke draad, lekker snel ...

PapaHotel · 12 okt 2016

Dirk, bedankt voor de uitgebreide reactie. Precies wat ik nodig had, alle relevante info bij elkaar.

DirkSchipper zei:
Ik snij tegenwoordig eigenlijk standaard langzamer.
Maar wat ik vooral doe is de snelheid aanpassen aan wat ik snij.
...
Taps of dun: dan snij ik met 1,5 tot 1,0 mm/s
Taps en dun: dan ga ik wel naar 0,5 mm/s

Goed om te weten. ~3 mm/s die ik met mijn testopstelling haalde, zag er zo tergend langzaam uit dat ik begon te twijfelen. Het is dus tijdens het snijden meer dan genoeg. Het zal wel een broon van ergernis zijn bij het zoeken naar de home posities, etc. maar het is te overzien.

DirkSchipper zei:
Nog een effect: de draad koelt sterker af duur het snijden door het schuim, dan aan de lucht. Daarom is de kerf (hoeveel er weg smelt) aan de rand van een blok groter. Daarom snij ik tegenwoordig een panel 1 cm aan elke kant te groot, die ik er na afloop vanaf snij.

En dan nog mislukt de profiel neus wel eens. M.n. bij de tip van een DLG-vleugel (taps en dun).

Voor het testen gebruik ik nu de GCode bestanden uit Profili. Het werkt wel maar het is jammer ze de snelheid bij de torens regelen (eigenlijk één vaste snelheid) en niet daar waar gesneden wordt. Daarnaast een grotere kerfdikte instellen bij de tippen is niet voldoende. De kerfdikte zou snelheidsafhankelijk moeten zijn. Ik zal tzt. zelf iets schrijven om het theoretisch correct uit te voeren.

DirkSchipper zei:
Via de schakelingen van GMFC heb je een buitengewoon precieze regeling. 1% verschil is merkbaar!

Goed te lezen dat het gewoon werkt. Dat ga ik ook maar implementeren.

DirkSchipper zei:
Voltage moet je op letten!
Met een dunne draad snijden (ik gebruik 0,13 mm) geeft mooier resultaat, maar vraagt meer Volt.
100 W is ruim voldoende. Ik snij met 34 V (max toelaatbaar voor de elektronica) en zit rond de 1,5 A (zo uit mijn hoofd).
Vroeger sneed ik met de hand net boven de 2,0 A. Dikke draad, lekker snel ...

Hmm, dat kan een probleem worden. Het RAMPS boordje werkt alleen met 12v. Ik zal het eerst proberen zoals het nu is. Anders zijn er hacks beschikbaar om het 24 volts te maken door het vervangen van een aantal componenten. Ik kan ook altijd naar een ander bordje overstappen dat met hogere voltages werkt en compatible is met de Marlin firmware. Er zijn genoeg alternatieven beschikbaar.

Sinan

DirkSchipper · 12 okt 2016

PapaHotel zei:
De kerfdikte zou snelheidsafhankelijk moeten zijn. Ik zal tzt. zelf iets schrijven om het theoretisch correct uit te voeren.

Ik denk niet dat dat kan. Het valt ALLEEN maar te regelen door de kerf. De draad is nl. per definitie overal even warm. De snelheid aan de (kleine) tip is lager, dus is daar de kerf groter. Dat is gewoon een fysisch gegeven waar je niet omheen kunt.

PapaHotel · 12 okt 2016

Ik bedoelde dat de instelling voor de kerfdikte moet varieren met de locale snelheid. Dus, zoals je ook aangeeft, de offset voor de kerf moet groter zijn als de draad langzamer beweegt. Nu wordt er één kerfdikte gegeven voor de tip terwijl de snelheden lokaal kunnen varieren.

Bijvoorbeeld,
- als er uitsparingen zijn voor de (niet tapse) liggers, worden deze aan beide kanten met de zelfde snelheid gesneden. Dus is de kerf voor de ligger voor de wortel en de tip blijft hetzelfde. Ik weet overigens nog niet of Profili hier rekening mee houdt.
- als het tipprofiel relatief boller of platter is dan de wortel, zullen er snelheidsverschillen optreden aan de boven/onderkant.

Bovendien lijkt het me handig als de kerfgroote automatisch afgeleid wordt van de kerf bij de maximale snelheid. Het zal enige onderzoek en tweaken vereisen om de relatie tussen de snelheid en de kerfgrootte uit te vogelen. Als het lukt, kan ik voor een gegeven schuimsoort/draag/vermogen/max.snelheid combinatie de verwachte lokale kerf berekenen voor beide uiteinden.

PapaHotel · 12 okt 2016

Output Profili Met Taps Lopende Liggers En 5mm Dekking

PapaHotel
12 okt 2016

Ik heb Profili een beetje zitten te pesten met een vleugel met sterk varierend kerfdikte (1mm wortel, 5mm tip) en niet parallelle liggertjes. Profili hanteert ten onrechte de 5mm kerf ook voor de uitsparingen aan de tippen.

De zwarte lijnen moeten de wortel voorstellen met 1mm kerfdikte en de oranje is de tip met 5 mm kerf. De lijnen geven de banen aan die torens beschrijven aan de van de GCode. Het is gewoon een zijaanzicht, er zit geen perspectief in.
Door de verwachte grote kerfdikte en de afstand naar de torens, wordt de baan van de draad zo 'worsterig' aan de tippen en dat is goed. Wat hier duidelijk niet klopt is dat de uitsparingen aan de onderkant niet even groot zijn. Foutje van Profili.

DirkSchipper · 13 okt 2016

Je maakt het jezelf wel errug moeilijk met liggeruitsparingen die voor wortel en tip op niet gelijke procentuele koorde-positie liggen. Een zekere Anker Berg-Sonne heeft zelf foam-cutting software geschreven. Als ik het mij goed herinner, gaat hij uit van DXF's en hij gebruikt een ijk-tabel voor de kerf. De kerf is nl. niet lineair met de snij-snelheid (waar GMFC wel vanuit gaat). Ik weet niet of je de kerf zelf op de DXF moet aanbrengen (offset spline o.i.d.) of in zijn software apart kunt aangeven. Google maar eens op "Anker Berg Sonne foam cutting".

Ik vermoed dat ook zijn software uitgaat van een constante snelheid voor het snijden, dus ook tijdens het parallel snijden van een ligger-uitsparing. En ik denk ook dat lokaal de kerf aanpassen (offset spline) de eenvoudigste oplossing is voor een goede kerf-compensatie.

Interessant:

PapaHotel · 13 okt 2016

Geweldig werk van Anker Berg-Sonne. Het zou mooi zijn om zijn kwaliteitsniveau te bereiken.

DirkSchipper zei:
Je maakt het jezelf wel errug moeilijk met liggeruitsparingen die voor wortel en tip op niet gelijke procentuele koorde-positie liggen.

Lekker overdrijven is vaak de snelste manier om een systeem te testen. Ik wilde even weten wat het doet met de kerf in de uitsparingen.

Later heb ik ook gezien dat je het resultaat ook in Profili kan simuleren. Hun visualisatie is een stuk verhelderender dan mijn eigen viewertje.

Profili In Simulatie Mode

PapaHotel
13 okt 2016

Kerfdikte foutje Profili bij de uitsparingen.