Shapeoko 2

Aus RaumZeitLabor Wiki
 
Shapeoko 2

Release status: experimental [box doku]

Beschreibung CNC-Fräse
Verantwortliche(r)  Alle die es Nutzen

Nach Abstimmung im Septemberplenum 2014 hat das RaumzeitLabor eine CNC Fräse vom Typ "Shapeoko 2" von Inventables gekauft.

Doku & Links

Ausstattung

Wir haben:

Durch den TinyG Controller können wir die 300W Spindel im G-Code Speed controllen und an/ab-schalten!

Der Arbeitsbereich sind ungefähr 30*30*6cm

Toolchains

Es gibt Toolchains wie Sand am Meer sowohl Freeware und/oder OpenSource als auch im hochpreisigen Bezahlsegment. Ein noch zu haltender und hier zu verlinkender Vortrag im RZL soll einen Überblick geben. (--TabascoEye (Diskussion) 12:01, 16. Sep. 2014 (CEST))

2.5D vs. 3D

Man spricht bei einer CNC Fräse von 2.5D, wenn man eine 2D Vektordatei fräst und sich der dreidimensionale Teil auf die Tiefe beschränkt. D.h. Die 2D Vektorlinien werden "extrudiert" zu einem 3D Modell ==> 2.5D In diesem Fall muss der Fräser nur die vektoren abfahren und sich auf der Z-Achse nur schrittweise nach unten bewegen, um nach und nach Material abzutragen.

Bei einem echten 3D Job dagegen wird das Werkstück in verschiedenen Richtungen überfahren und der Fräskopf muss dabei die Konturen auf der Z-Achse nachfahren. D.h. er hebt und senkt sich (je nach Modell) während er eine Fläche abträgt.

Bei 2.5D benötigt man kein 3D Modell und kein Tool zum bearbeiten von 3D Modellen (CAD tools wie OpenSCAD oder blender). Es genügt ein 2D Vektor Programm wie Illustrator oder Inkscape oder MakerCAM

CAD -> CAM -> G-Code sender -> Controller

Ähnlich wie beim 3D Druck ist der Weg zum Fräsen in folgende Schritte eingeteilt:

  • Modell erstellen
  • Modell in Schichten zerlegen (G-Code)
  • G-Code an Controller senden
  • Controller steuert Fräse bzw. 3D Drucker nach G-Code instruktionen

Für jeden dieser Schritte gibt es eigene, meist unabhängige Tools. Eine Ausnahme ist Easel, ein Webbasiertes Tool von Inventables (der Hersteller der Shapeoko) das gerade in entwicklung ist und alle Schritte in einem Tool vereinen will. Durch den Kauf der Shapeoko2 haben wir einen Beta Zugang zu Easel.

CAD

  • Inkscape
  • OpenSCAD
  • SketchUp
  • SolidWorks
  • Blender

==> SVG oder STL

t.b.d.

CAM

  • MeshCAM (http://shop.shapeoko.com/products/meshcam-3d-cam-software)
  • FreeMill
  • MakerCAM
    • Hinweise MakerCAM:
    • bei SVG import auf dpi achten! Inkscape: 90dpi, Illustrator: 72dpi
    • im Metric mode (mm statt inch) erstellt es sehr viele Nachkommastellen im GCode => bereinigen mit Tools oder per Hand (awk/sed). Evtl. kann TinyG auch mit dem G-Code umgehen und/oder MakerCAM bekommt bugfix siehe auch hier
  • pycam

G-Code Sender

  • tgFX ist die plattformunabhängige (Java) Software für den TinyG Controller siehe auch deren Wiki Wird nicht mehr weiter entwickelt.
  • Chilipeppr ist eine WebGL basierte Software zum G-code senden und live visualisieren siehe demo Wird noch aktiv weiter entwickelt

Controller

  • Arduino + G-shield
  • TinyG
  • Rechner/Pi mit LinuxCNC

Simulation

Vor dem Fräsen sollte man den erzeugten G-Code und somit den Fräsvorgang zu simulieren. Hierzu gibt es zahlreiche Software, unter anderem auch OpenSCAM.

Fräsbare Materialien

PE-HD

Polyethylen High-Density, siehe Verarbeitungsbeispiel. Bezugsquelle

Verkabelungsinformationen

Die Schleppkettenkabel vom Typ ÖLFLEX® CHAIN 808 CP 5 G 0.75 mm² sind für die Schrittmotoren folgendermaßen verkabelt (Adernnummern sind auf die einzelnen Litzen aufgedruckt):

1 Rot B1 / B+
2 Blau B2 / B-
3 Grün A1 / A-
4 Schwarz A2 / A+

Ausnahme: Der X-Stepper ist folgendermaßen belegt (Verpeilung?)

1 Grün A1
2 Rot B1
3 Schwarz A2
4 Blau B2

Achtung: Bei dem linken Stepper der Y-Achse ist Grün und Schwarz vertauscht, siehe die Shapeoko2-Dokumentation.

Der Sensorstecker ist wie folgt belegt:

Nummer auf Stecker Signal Kabelfarbe Bild
1 GND braun Buchse Rückansicht
2 X Endstop Min weiß
3 X Endstop Max schwarz
4 Y Endstop Min gelb
5 Y Endstop Max grün
6 Z Endstop Max rosa
7 frei rot
8 frei blau

Aktuell verbauter Controller: TinyG

Der TinyG Controller stellt ein serielles Interface zur Verfügung. Prinzipiell ist das Protokoll frei wählbar. Per default laufen 115200 Baud 8N1 mit Hardware-Flow-Control. Verbindet man sich auf dieses Interface z.B. mit minicom -d /dev/ttyUSB0 -c on erhält man mit $h das help menue. Grundsätzlich spricht der TinyG entweder ascii oder json. Der Parser kann explizit oder implizit (Command beginnt mit geschweifter Klammer) zwischen den Modi hin und her switchen.

Firmware & Config

Unter https://synthetos.github.io/ gibt es aktuelle Firmware und eine flash-Anleitung für den TinyG. Am 05.12.2015 wurde die Version 440.20 aus dem master-branch installiert. Die Firmware selbst wird ist zunächst über eine Reihe von Variablen konfiguriert. Auf der seriellen Konsole erhält man mittels $$ alle definierten Variablen.

Auf der Unterseite Shapeoko_2/tinyg_settings ist eine aktuelle Config inklusive der konfigurierten Endstops dokumentiert.

Z-Achse

Weil unsere Maschine bereits das ACME-Z-Achsen-Upgrade eingebaut hat passt die standard-config von tinyG nicht. Auf dieser Seite im shapeoko-wiki wird gezeigt wie die Steppings berechnet werden.

Aktuell (05.12.2015) ist ein normales x/y/z-Koordinatensystem konfiguriert, d. h. 0/0/0 ist links unten und die Spindel ist komplett am Anschlag ausgefahren. Von hier aus kann nun in positiver x/y-Richtung und negativer z-Richtung gearbeitet werden.

Mögliche weitere Modifikationen

Abgerufen von „https://wiki.raumzeitlabor.de/index.php?title=Shapeoko_2&oldid=13463“