Um die einzelnen Achsen Ihrer Maschine zu bewegen, sendet der CncPlayer elektrische Impulse an Ihre Schrittmotor-Elektronik (Ausnahme: Elektroniken, die seriell angeschlossen sind, werden anders angesteuert). Jeder elektrische Impuls bewegt Ihren Schrittmotor einen Schritt weiter. Also führen zum Beispiel 100 Impulse auch zu 100 Motor-Schritten. Wieviele mm Verfahrweg an der Maschine das aber bewirkt, hängt von 4 Faktoren ab:

1. Motor-Grundauflösung (z. B. 100 Schritte / Umdrehung, 200 Schritte / Umdrehung usw.)

2. Ansteuer-Elektronik (z. B. 1/1 Vollschritt, 1/2 Halbschritt, 1/4 Viertelschritt usw.)

3. Getriebe (falls vorhanden z. B. Zahnriemen / Zahnriemenscheiben, Seilrollen usw.)

4. Spindelsteigung (z. B. 1,25 mm, 2,5 mm, 5 mm usw)

Damit ergeben sich eine Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten, die man aber zum Glück in einem einzigen Wert zusammenfassen kann, nämlich in

steps / mm (= Schritte / mm). Zum Beispiel hat meine Maschine 80 steps / mm. Wenn also der CncPlayer 80 elektrische Impulse an die Elektronik der X Achse schickt, dann bewegt sich diese Achse genau 1,0 mm weiter.

mm / step (= mm / Schritt). Das ist nur der Kehrwert des vorher genannten steps / mm Wertes. Wenn man 1 / 80 rechnet ergibt das 0.0125 mm / step. Rechnet man 1 / 0.0125 dann ist man wieder bei 80 steps / mm.

Den steps / mm Wert (und den Kehrwert mm / step) Ihrer Maschine muß der CncPlayer kennen. Bei falschen Werten werden sonst zum Beispiel Fräsbahnen länger oder kürzer als in Ihrer Zeichnung gezeichnet.

Der steps / mm Wert wird im CncPlayer als Resolution (= Auflösung) bezeichnet. Das Menü Install / Resolution ist für die Auflösung zuständig.

Abb.: Menü Install / Resolution

Hier sehen Sie die Werte für meine Maschine. Sie werden wahrscheinlich andere Werte haben. Sie können in die Felder keine Werte direkt eingeben. Die Eingabe ist nur indirekt möglich. Ich zeige Ihnen am Beispiel der X Achse, wie das funktioniert. Klicken Sie dazu auf den <X> Button in der Config Spalte.

Abb.: Menü Install / Resolution - Resolution - <x>

X axis is (= X Achse ist): Ihre X Achse ist vermutlich eine Linearachse, also eine längliche Achse (und keine Circular Achse (= Drehachse, z. B. Tangentialmesser / Rundschalttisch / Teilkopf etc.)). Markieren Sie also den Punkt [X] 1. A linear axis falls er noch nicht markiert ist.

Mot.Res. (= Motor Resolution = Motor Auflösung). Jeder Schrittmotor hat eine mechanische Grundauflösung. Typische Werte sind zum Beispiel 36, 100, 200, 400 Schritte / Umdrehung. Viele andere Werte sind möglich. Ihren Wert finden Sie auf dem Typenschild Ihres Motors. Ein Aufdruck von 100 / Rev. würde zum Beispiel 100 Schritte / Umdrehung bedeuten. Rev. = Revolution = Umdrehung.

StepMode (= Schritt Modus = Ansteuerart). Ihre Elektronik kann den Schrittmotor in verschiedenen Betriebsarten betreiben. 1/1 = Vollschritt, 1/2 = Halbschritt, 1/4 = Viertelschritt und 1/8 = Achtelschritt sind die bekanntesten. Die Einstellung wird per Jumper oder DIP Switches auf der Platine vorgenommen (siehe Anleitung Ihrer Schrittmotor-Elektronik). Teilen Sie hier dem CncPlayer mit, in welcher Betriebsart Ihre Elektronik arbeitet. Ein Schrittmotor, der zum Beispiel eine mechanische Grundauflösung von 200 Schritten / Umdrehung hat und von der Elektronik im Halbschritt Betrieb angesteuert wird, hat dann 400 Schritte / Umdrehung. Würde man den gleichen Motor im Achtelschritt ansteuern, dann hätte er 1600 Schritte / Umdrehung. Hinweis: In seltenen Fällen brauchen Sie einen anderen Wert als die StepMode Werte, die zur Auswahl stehen. Eine Lösung wird weiter unten beschrieben.

GearRatio (= Getriebeübersetzung). Wenn Sie kein Getriebe haben, dann die Voreinstellung 1.0 lassen. Wenn Sie ein Getriebe haben (z. B. Zahnriemen / Zahnriemenscheiben), dann hier die Übersetzung eingeben. Meist wird es sich um eine Untersetzung handeln, weil man mit einem schwachen Motor eine schwere Achse bewegen möchte. Statt Untersetzung wäre ein stärkerer Motor plus stärkere Elektronik meist besser, aber das Budget des Anwenders setzt da oft finanzielle Grenzen.

ScrewPitch (= Spndelsteigung). Geben Sie hier die Steigung Ihrer Spindel (= Antriebswelle = Gewindestange = Kugelrollspindel = Trapezgewindespindel usw.) an. Werte sind z. B. 1,25 mm, 5,0 mm usw. Je nachdem, was eben bei Ihnen verbaut wurde.

Wenn Sie nun auf <Ok> klicken, dann wird Ihr Resolution Wert neu berechnet und Sie sehen ihn im Install / Resolution Fenster. Wiederholen Sie dieses Spiel für die Y und Z Achsen. Achsen, die Sie nicht besitzen, ignorieren Sie am besten. Beispiel: Da die meisten Anwender keine C Achse haben, lassen Sie für die C Achse einfach die voreingestellten Werte stehen.

Gehen Sie nun auf die Seite Dimension (= Dimension, Ausdehnung, Abmessung).

Abb.: Menü Install / Resolution

Axis length (Achslänge). Tragen Sie hier die Länge Ihrer Achsen ein und runden Sie dabei großzügig auf. Mit Länge ist der maximale Verfahrweg einer Achse gemeint, also praktisch von Anschlag zu Anschlag. Angenommen das gibt einen Weg von 320 mm. Geben Sie noch circa 10 mm dazu und tragen Sie 330 mm ein. Derzeit wird dieser Wert nur verwendet, wenn der CncPlayer ein Homing (= Referenzfahrt) macht. Homing ist bei Lieferung deaktiviert, also wäre die Achslänge nicht wirklich wichtig, aber besser Sie tragen sie ein, dann ist es erledigt. Achsen, die Sie nicht besitzen, ignorieren Sie am besten. Beispiel: Da die meisten Anwender keine C Achse haben, lassen Sie für die C Achse einfach den voreingestellten Wert stehen.

Schließen Sie das Fenster mit <Ok>. Fertig. Der CncPlayer kennt nun Auflösung und Länge jede Ihrer Achsen.

Auswahlwerte im Feld StepMode (1/1, 1/2, 1/4 ... 1/128) reichen nicht

In seltenen Fällen kommt es vor, daß eine Schrittmotor Elektronik in einer anderen Betriebsart arbeitet, als der CncPlayer in seiner StepMode Liste zur Auswahl anbietet. Zum Beispiel können Sie keinen 1/6 Step auswählen. Als nächstliegende Werte werden nur 1/4 und 1/8 angeboten. Bis ich eine bessere Lösung habe, machen Sie bitte Folgendes:

1. Rechnen Sie sich mit Papier und Bleistift die Auflösung Ihrer Achse aus, das heißt errechnen Sie Ihren richtigen steps / mm Wert.

2. Wählen Sie den nächstliegende StepMode aus. In unserem Beispiel von 1/6 bietet der CncPlayer nur 1/4 und 1/8 an. Nehmen Sie einen davon, egal welchen.

3. Verändern Sie den Wert im Feld GearRatio und / oder im Feld ScrewPitch. Verändern Sie den Wert so, daß bei einem Klick auf <Ok> der richtige steps / mm Wert erzielt wird.

Erklärung: Der CncPlayer interessiert sich nur für den steps / mm Wert. Wie der zustande kommt, ist völlig egal. Wie eben geschildert müssen Sie einzelne Werte nur so ändern, daß Ihr gewünschter steps / mm Wert herauskommt. Falls Sie mit der Berechnung nicht hinkommen, dann setzen Sie sich bitte mit mir in Verbindung.

Hilfe! Ich kenne meine Werte nicht!

Viele Anwender von gekauften Maschinen kennen die verbauten Teile nicht. Sie wissen weder, in welcher Betriebsart die Schrittmotor-Elektronik arbeitet (1/2 Schritt oder was?), kennen die Grundauflösung der Motoren nicht (100, 200 oder was?) und von der Spindelsteigung haben Sie auch keine Ahnung. Wie soll man da den CncPlayer richtig konfigurieren? Es gibt 2 Möglichkeiten:

1. Sie machen sich sachkundig. Bei der Spindelsteigung können Sie zum Beispiel 10 Gänge abzählen, die Entfernung messen und durch 10 teilen. Das liefert ein genaueres Ergebnis als wenn Sie nur einen einzelnen Gewindegang messen. Bei der Betriebsart die Schrittmotor-Elektronik können Sie Ihr Handbuch zurate ziehen. Vielleicht rufen Sie auch einfach den Hersteller der Maschine an und lassen sich die Werte geben.

2. Eine Methode die immer funktioniert besteht im Ausmessen. Im einfachsten Fall legen Sie ein Lineal auf den Maschinentisch und befestigen an der Achse einen Nagel als Zeiger. Der Zeiger sollte auf 0 mm beim Lineal zeigen.

Abb.: Menü Action / Jog

Mit der Handsteuerung Action / Jog fahren Sie nun die Achse, die Sie vermessen wollen z. B. 50 mm weiter. Pro Klick auf einen Pfeil Button fährt die Maschine nun 50,0 mm (klicken Sie kein zweites Mal, während die Maschine noch fährt). Im Idealfall zeigt Ihr Nagel nun auf 50 mm (= Sollwert) am Lineal. Vermutlich steht er aber woanders (= Istwert). Der Unterschied zwischen Sollwert und Istwert läßt sich in % ausdrücken. Dieser Prozentwert sagt Ihnen, um wieviel Sie den aktuellen steps / mm Wert ändern müssen. Mit ein bisschen Versuch & Irrtum finden Sie Ihren richtigen steps / mm Wert.

Wer einen Meßschieber (Schieblehre) oder gar eine Messuhr hat, für den wirds noch einfacher. Schalten Sie in den Einzelschritt Betrieb.

Abb.: Menü Action / Jog

Jeder Mausklick (Sie können auch die Tastatur nehmen) bewegt die Maschinenachse nun einen Schritt. Fahren Sie nun die Achse gegen die Messuhr, bis der Zeiger etwas weiter geht (jetzt wissen wir, daß ein evtl. vorhandenes Achsspiel überwunden ist). Merken Sie sich die aktuelle Zeigerposition. Jetzt bewegen Sie die Maschine Schritt für Schritt und zählen jeden Schritt mit. 1, 2, 3, 4, 5, 6 ... Irgendwann wird Ihre Messuhr 1 mm weiter sein. Nun kennen Sie Ihren richtigen steps / mm Wert. Testen Sie so jede Achse (eine könnte ja verschieden sein).

Tipp: Wenn Sie den blauen Button mit der Maus klicken, können Sie einen von drei Werten auswählen. Wenn Sie den blauen Button mit der rechten Maus klicken, können Sie einen anderen Wert zuweisen.

Tipp: Befestigen Sie vorübergehend an den Achsen Ihre Maschine ein Klebeband oder eine Wäscheklammer als Zeiger. Nur so werden Sie die feine Drehung im Einzelschritt-Betrieb sehen.

Darf ich Achsen mit unterschiedlicher Auflösung verbauen?

Ja. Bei kommerziellen Cnc Maschinen sind die Achsen einer typischen XYZ Maschine meist gleich übersetzt. Das heißt der steps / mm Wert ist bei allen drei Achsen gleich. Manchmal muß man eine oder mehrere Achsen unterschiedlich übersetzten, zum Beispiel weil man verschiedene Motoren, Spindeln oder Getriebe verbaut hat. Das führt dann zu unterschiedlichen steps / mm Werten. Der CncPlayer kann auch Maschinen mit unterschiedlichen Achsauflösungen ansteuern (deshalb können Sie auch die Auflösung für jede Achse getrennt angeben). Wenn Sie eine Maschine selbst bauen, sollte es aber Ihr Konstruktionsziel sein, möglichst identische Achsauflösungen zu bekommen. Unterschiedliche Auflösungen sind die Ausnahme. Die Regel sind identische Auflösungen.

Tipp: Wenn Sie eine Achse per Zahnriemengetriebe zum Beispiel 2:1 untersetzen, dann können Sie das ausgleichen, wenn Sie für diese Achse die Elektronik von z. B. 1/4 Schritt auf 1/2 Schritt jumpern. 1:1 bei 1/4 Schritt und 2:1 bei 1/2 Schritt liefern den gleichen steps / mm Wert. Es gibt Cnc Programme, die erwarten zwingend die gleiche Auflösung für alle Achsen. Da kann mein Tipp nützlich sein.

Auflösung testen

Sie sollten auf jeden Fall die Achsen Ihrer Cnc Maschine hinsichtlich richtiger Konfiguration der Auflösung testen. Im einfachsten Fall verfahren Sie einfach mit dem CncPlayer jede Achse um zum Beispiel 50 mm und messen nach (Lineal, Meßschieber etc.) ob sich die Achse auch wirklich 50 mm bewegt hat. Bereits mit einem einfachen Lineal können Sie grobe Fehler erkennen. Feine Fehler werden Sie nur mit Meßschieber bzw. Meßuhr erkennen.

Falsche Fräslänge trotz richtiger Auflösung. Wie das?

Sie haben die Maschine mit Action / Jog getestet und die verfahrenen Wege stimmen. Beim Fräsen werden die Teile aber zu groß oder zu klein. Woran kann das liegen? Es liegt an Ihrer Datei. Dateien (*.plt (= Hpgl), *.dxf, *.cnc (=G Code) usw.) enthalten im Prinzip nur Zahlen. Es steht aber nicht dabei, ob das nun mm, Zoll oder was anderes ist.

*.plt (Hpgl): Importfaktor kann im Menü Config / Options - Plt geändert werden.

*.dxf: Kann Werte in mm oder Zoll (= Inch) enthalten. Kann im Menü Config / Options - Dxf eingestellt werden.

*.cnc (G Code): Kann Werte in mm oder Zoll (= Inch) enthalten. Kann im Menü Config / Options - Cnc eingestellt werden.

Andere Dateiformate auf Anfrage.

So testen: In Ihrem Cad Programm eine z. B. 100 mm lange Linie zeichnen. Abspeichern und Datei im CncPlayer laden. Jetzt die Länge ermitteln, indem Sie die Maus über den Start- und Endpunkt der Linie halten. Die Differenz muß 100 mm ergeben. Messen Sie was anderes, müssen Sie wie eben genannt die Einstellung im Menü Config / Options ändern. Haben Sie schließlich 100 mm, messen Sie Start- und Endpunkt nochmals mit der Maus, diesmal aber bei maximaler Vergrößerung! Jeder Pixel am Bildschirm entspricht dann 0.01 mm und Sie können sehr genau messen ob Ihre Linie auch wirklich 100,00 mm lang ist. Machen Sie diese Messung sehr sorgfältig, denn jeder Fehler würde sich auch beim späteren Fräsen entsprechend bemerkbar machen. Machen Sie diesen Test für X und Y Achse. Z. B. indem Sie statt einer Linie ein + Kreuz zeichnen. Manchmal skalieren Cad Programme in X und Y Richtung unterschiedlich!

Tipp: *.plt (= Hpgl) Dateien, die mit verschiedenen Cad Programmen erzeugt wurden, können verschiedene Faktoren enthalten. Kalibrieren Sie den CncPlayer für die eine Art, kann die andere Art nicht passen. Die Unterschiede sind sehr gering, kann aber z. B. beim Bohren einer Platine dazu führen, daß eine 46 polige Leiste mit 2,54er Raster nicht mehr in die Bohrung paßt, weil sich z. B. ab Loch 30 der Fehler so weit aufaddiert hat, daß es eben nicht mehr paßt.

Zusammenfassung

1. Tragen Sie im Menü Install / Resolution die Auflösung(en) Ihrer Maschine ein. Testen Sie per Menü Action / Jog und einem Lineal, ob die Maschine auch die richtigen Strecken fährt.

2. Zeichnen Sie in Ihren Cad Programm ein + Kreuz mit zum Beispiel 100 mm Länge und überprüfen Sie diese Länge im CncPlayer mit der Maus. Erforderliche Korrekturen können Sie im Menü Config / Options vornehmen.

Nur wenn die Auflösung aller Achsen und der Datei-Import paßt, werden Sie präzise Fräs- Gravier- und Bohr-Arbeiten erstellen können.

Freitag, 2010.07.30 - 04:11:27