Mini CNC Fräse

Geschichte

Die kleine CNC Fräse des Turmlabors wurde hauptsächlich von Sven Kung im Jahre 2015 gebaut. Sie besteht, der Turmlabor Philosphie entsprechend größtenteils aus alten, zweckentfremdeten bzw. gesponsorten Teilen.

Software

Viele CNC-Systeme werden über den heute veralteten LPT-Port gesteuert. Da unsere Mitglieder und Besucher meist mit ihrem Laptop zu uns kommen, welche idR. keinen LPT-Port mehr haben, war uns eine Steuerung mittels USB-Port wichtig. Daher befindet sich in der Steuerung ein Arduino mit der GRBL-Firmware. Über USB werden dann nur noch die G-Code Befehle geschickt, der Arduino interpretiert diese dann selbstständig und steuert das ganze System. Zusätzlich gibt es eine Zahl Parameter, mit welchen sich das System konfigurieren lässt. Diese sind bereits angepasst worden und sollten nicht mehr verändert werden.

Um den Arduino ansprechen zu können ist es empfehlenswert sich das Java-Programm "Universal G-Code Sender" herunterzuladen. Damit lässt sich die Maschine manuell verfahren, Einstellungen können vorgenommen werden und die G-Code-Dateien können an die Maschine gesendet werden. Git

Alternativ kann auch grblControl verwendet werden, das Programm scheint noch ein paar weitere interessante Funktionen zu haben und wird wohl in naher Zukunft mal getestet werden: Git

G-Codes lassen sich entweder normal in einem Texteditor schreiben (entsprechende Kenntnisse vorrausgesetzt) oder in einem CAM-Programm anhand von 2D-Zeichnungen oder 3D-Modellen erstellen. Näheres dazu im Unterbereich "CAM-Programme".

Features

• Arbeitsbereich: ca. 95x95x55mm
• Werkzeug: Kress 1050FME-1 Spindel, Schnellspannaufnahme f. andere Spindeln mit Eurohals
• Materialien: Holz, Kunststoff, Pertinax, Platinen, Aluminium, eventuell Buntmetalle (noch nicht getestet)

Parameter

Begriffserklärung

• Jog-Geschwindigkeit - Geschwindigkeit, mit der sich der Fräser außerhalb des Materials bewegt (maximal 1000mm/min)
• Vorschub - Geschwindigkeit mit der sich der Fräser durch das zu bearbeitende Material bewegt
• Eintauchgeschwindigkeit - Geschwindigkeit mit der die eingestellte Zustellung erreicht wird
• Zustellung - die Schnitttiefe beim Fräsen

Diese Parameter sind aber von verschiedenen Dingen abhängig, wie z.B. vom Material, vom verwendeten Fräser usw. usf.

Materialien

Parameter für das Fräsen von Konturen und Taschen

Diese Parameter sind nur vorläufig gültig, wurden also noch nicht hinreichend erprobt und sind nicht so richtig allgemeingültig. Im Zweifel lieber etwas weniger von allem.

Name	Vorschub (mm/min)	Eintauchgeschw. (mm/min)	Zustellung(mm)	Drehzahl (U/min)	Werkzeugurchmesser (mm)
Holz	400	300	0,4	20000	-
Alu	200	100	0,1	20000	-
Alu	300	100	0,2	9000	1.5
Pertinax	300	200	0,4	20000	-
PCB	300	200	0,4	20000	-
Kunststoffe	400	300	0,4	20000	-

Parameter für das Bohren von Löchern

Löcher lassen sich mittels der Methode "Spiralfräsen" erzeugen, wodurch der Fräser entlang der Innenkontur des Loches spiralartig nach unten fährt. Da die Fräse dabei durchaus ziemlich kleine Kreise fährt (beispielsweise bei einem 4mm Loch mit einem 3,175mm-Fräser muss die Fräse in einem 0,825mm-Kreis fahren), sollte der Vorschub verringert werden, da es durch die schnell wechselnde Bewegung sonst die Fräse in Schwingungen versetzt wird und die Löcher ungenau werden oder gar der Fräser beschädigt wird.

Kommandos

setze Spindel Drehzahl: S1000

schalte Spindel ein: M3

schalte Spindel aus: M5

Die Spindeldrehzahl muss erst gesetzt werden, sonst lässt sich die Spindel nicht manuell aktivieren.

Nützliche Links

GRBL

Die Software des Arduinos, welcher in unserer Fräse die G-Code-Befehle annimmt und entsprechend die Schrittmotoren und den Fräsmotor steuert, die Endschalter auswertet und alles, was dazu gehört. Spätestens, wenn man neue Parameter einstellen will, muss man hier mal reingucken: Git Wiki

Universal G-COde Sender

Sehr brauchbares Programm, um die Maschine manuell zu verfahren, Einstellungen vorzunehmen, Parameter zu ändern und eben auch den erzeugten G-Code an die Fräse zu senden. Sollte man unbedingt haben, um mit der Fräse überhaupt arbeiten zu können: Git

Sammlung von verschiedenen mehr oder weniger kostenlosen CAD/CAM-Programmen (einige Lins sind leider tot) [1]

Online-Tool zum Berechnen von Bearbeitungsparametern (Englisch) [2]

Anleitung zur Auswahl von Fräsern und Einstellung der richtigen Parameter (Englisch) [3]