Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik CNC Fräsmaschine mit AVR 8Bit realisierbar?


von Kern S. (kernspalt)


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Wie der Titel schon sagt habe ich darüber nachgedacht eine kleine 
Fräsmaschine zu bauen, mit der man Holz und Kunststoff fräsen kann. Ein 
wenig habe ich mich mit 8Bit AVR beschäftigt, aber ob es damit möglich 
ist eine CNC Fräsmaschinensteuerung zu realisieren weis ich nicht. Lohnt 
sich mein vorhaben oder sind die 8Bitter dafür zu schwach auf der Brust? 
Man sollte in 3 Achsen gleichzeitig geregelt verfahren können.

von Lars B. (larsb)


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Geht, suchbegriff ist grbl

von Felix (Gast)


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Es gibt da ein günstiges CAM-Programm zum Fräsen, ESTLCAM genannt. Die 
neueren Versionen können auch einen Arduino MEGA ansteuern, der einige 
Funktionen wie etwa Handradunterstützung bietet (siehe Bild Anhang).

Die Software steuert dann deine Fräse.

Wenn dir ca. 80 Euro nicht zuviel sind, käme das infrage?

von Kern S. (kernspalt)


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Felix schrieb:
> Wenn dir ca. 80 Euro nicht zuviel sind, käme das infrage?

Das ist absolut im Rahmen, ich schaue mal rein.

Lars B. schrieb:
> Geht, suchbegriff ist grbl

Danke werd ich gleich nach suchen.

: Bearbeitet durch User
von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Was meinst du mit "geregelt verfahren"? So richtig mit Servomotoren und 
Encodern? Oder doch eigentlich nur ne rel. simple Schrittmotorsteuerung?
Das teure ist eh die Mechanik -  weiss nicht, ob man die Software nun in 
einen AVR quetschen sollte. Wahrscheinlich gehts.

von Kern S. (kernspalt)


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H.Joachim S. schrieb:
> Was meinst du mit "geregelt verfahren"? So richtig mit Servomotoren und
> Encodern? Oder doch eigentlich nur ne rel. simple Schrittmotorsteuerung?

Ich habe gelesen, dass Schrittmotoren bei Belastung die Position nicht 
halten können und sich verstellen. Deshalb habe ich an Servomotoren 
gedacht mit Encodern. Ich will nicht Zehntelweise im Holz zustellen, 
sondern bis 5mm auf einmal.

Kannst du mir Servomotoren (u. ggfs.auch Encoder) empfehlen?

: Bearbeitet durch User
von Markus B. (Firma: Home) (sukramb)


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Benutze selber eine HBM BF28 mit Nema 34 und Estlcam mit Arduino, läuft 
Prima

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Sollte gehen, ich hatte mal eine ähnliche Idee, das mit einem kleinen 
AVR pro Achse zu probieren und einem "großen" für die Kommunikation und 
Spindelindexierung. Wenn die kleinen AVRs ihre Achse nur der 
Spindelindexierung nachführen müssen, schaffen die das problemlos und es 
werden auch komplexere Formen wie Kurven oder konstante/selbst 
angepasste Schnittgeschwindigkeit möglich.

von Markus B. (Firma: Home) (sukramb)


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Kern S. schrieb:
> H.Joachim S. schrieb:
>> Was meinst du mit "geregelt verfahren"? So richtig mit Servomotoren und
>> Encodern? Oder doch eigentlich nur ne rel. simple Schrittmotorsteuerung?
>
> Ich habe gelesen, dass Schrittmotoren bei Belastung die Position nicht
> halten können und sich verstellen. Deshalb habe ich an Servomotoren
> gedacht mit Encodern. Ich will nicht Zehntelweise im Holz zustellen,
> sondern bis 5mm auf einmal.
>
> Kannst du mir Servomotoren (u. ggfs.auch Encoder) empfehlen?


Die Zustellung ist völlig irrelevant, wenn der Fräser das nicht 
mitmacht, Völlig unsinnige Idee , Dicke Motoren... aber der Rest ist 
nicht durchdacht.
Beschäftige dich erst einmal mit der Materie CNC und 
Schnittgeschwindigkeiten

PS: 5mm Holz ist ein Witz, das schafft jede anständige CNC Maschine

von Egon D. (Gast)


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Ben B. schrieb:

> Sollte gehen, ich hatte mal eine ähnliche Idee, das mit
> einem kleinen AVR pro Achse zu probieren und einem
> "großen" für die Kommunikation und Spindelindexierung.

Nur interessehalber: Wie weit bist Du gekommen? Läuft
das System?

von Kern S. (kernspalt)


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Markus B. schrieb:
> 5mm Holz ist ein Witz, das schafft jede anständige CNC Maschine

Das hängt doch vom Vorschub ab. Außerdem ist die Schnittgeschwindigkeit 
begrenzt durch die Drehzahl des Motors. Wenn mein Motor sagen wir max. 
2000 U/min schafft ich aber zu viel zustelle und zu schnell fahre könnte 
es passieren, dass sich die Schrittmotoren verstellen.  Deshalb habe ich 
an Servomotoren gedacht.
Ich habe etwas über die Schnittkraft beim Fräßen gehört, damit könnte 
man theoretisch das erf. Haltemoment berechnen sehe ich das richtig? 
Muss nur msl eben nach der Formel suchen.

: Bearbeitet durch User
von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Also mir reicht meine Schrittmotorfräse völlig. Schrittverluste sind 
sehr selten und dann auch nur minimal, wahrscheinlich sind das sowieso 
eher Ungenauigkeiten beim Endschalter. Der begrenzende Faktor ist die 
Vorschubgeschwindigkeit die das Werkzeug ermöglicht. Lästig sind die 
Leerfahrten (ich glaub ich komme auf max. 30mm/s), das könnte gerne 
schneller gehen. Aber ich mach eh nur Prototypen/Kleinstserien damit, 
das fällt nicht wirklich ins Gewicht.

von Egon D. (Gast)


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Kern S. schrieb:

> Wenn mein Motor sagen wir max. 2000 U/min schafft
> ich aber zu viel zustelle und zu schnell fahre könnte
> es passieren, dass sich die Schrittmotoren verstellen.

Das ist zwar sachlich richtig, aber ein komisches
Argument: Wenn Du an einer konventionellen Fräse zu schnell
fährst und zuviel zustellst, fliegt Dir das Werkstück durch
die Halle, oder der Fräser bricht, oder irgend ein anderer
Ärger passiert.

Soll heißen: Jede Maschine hat Grenzen, und die muss man
kennen und respektieren. Tut man das, gibt's auch keinen
Stress.


> Deshalb habe ich an Servomotoren gedacht.

Da gab's vor wenigen Tagen eine engagierte Diskussion
zu. :)

Wesentlichster Nachteil für den Amateur: Servos sind
immer Teil eines Regelkreises -- Du benötigst also
zwingend eine Positionsmessung.

Schrittmotoren werden i.d.R. als offene Steuerkette
betrieben, das ist VIEL einfacher.


> Ich habe etwas über die Schnittkraft beim Fräßen
> gehört, damit könnte man theoretisch das erf.
> Haltemoment berechnen sehe ich das richtig?

Die Schnittkraft nützt Dir nicht viel; Du benötigst
für die Auslegung des Vorschubes die Vorschubkraft;
das ist aber nur ein Bruchteil der Schnittkraft.

Soweit ich mitbekommen habe, liegen viele Vorschub-
antriebe von Amateurfräsen irgendwo bei 3Nm...10Nm
Drehmoment; wenn ich das mit meinen Erfahrungen vom
konventionellen Fräsen vergleiche (FUW315, Stahl),
dann kommt das grob hin.

von Alex G. (dragongamer)


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Egon D. schrieb:
> Wesentlichster Nachteil für den Amateur: Servos sind
> immer Teil eines Regelkreises -- Du benötigst also
> zwingend eine Positionsmessung.
Ist ein Servo nicht selbststständig eine Regelkette?
Man sagt dem welcher Winkel er annehmen soll er versucht diesen 
anzufahren.

Egon D. schrieb:
> Schrittmotoren werden i.d.R. als offene Steuerkette
> betrieben, das ist VIEL einfacher.
Das stimmt allerdings. Die meisten 3D Drucker funktionieren so.

@Kern S
Wenn du merkst dass du zu viel Schub gegeben hast und Schritte 
übersprungen werden, startest du eifnach das System neu und der Kopf 
fährt in seine Ausgangsposition wo ein Mikroschalter aktiviert wird. 
Dadurch weis das System wieder wo "Schritt 0" ist.

: Bearbeitet durch User
von Egon D. (Gast)


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Alex G. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Wesentlichster Nachteil für den Amateur: Servos sind
>> immer Teil eines Regelkreises -- Du benötigst also
>> zwingend eine Positionsmessung.
>
> Ist ein Servo nicht selbststständig eine Regelkette?
> Man sagt dem welcher Winkel er annehmen soll er versucht
> diesen anzufahren.

Du redest von Modellbau-Servos. Da ist i.d.R. alles eine
Baueinheit.

Ich bin davon ausgegangen, dass industrielle Servo-Antriebe
gemeint waren. Dort werden Motor, Umrichter, Spindeltrieb,
Messsystem, Regler häufig als separate Komponenten zugekauft -
in der fertigen Maschine ist es dann aber doch wieder ein
Regelkreis.

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