[Buildlog] uCNC - PCB Plotter/Laser Engraver
geschrieben von ianmcmill
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[Buildlog] uCNC - PCB Plotter/Laser Engraver 18. August 2015 09:25 |
Als ich letztens durch Youtube gezappt habe, bin ich auf diese kleine Arduino CNC gestoßen. Eigentlich ein kleiner Plotter, gedacht um PCB Layouts auf eine Platine zubekommen. Die Konstruktion mit Heißkleber und Nylonfaden hat mich aber fasziniert. Das ganze kann auch sehr einfach mit einem Laser aufgerüstet werden. Als ich dann ein bischen weiter gegraben habe, stieß ich auf eine wahre Goldgrube an Youtubevideos, Dokumentationen, und ein Github Repository des Entwicklers.
Hier hat er sogar den ganzen Plotter zum 3D drucken hochgestellt. Und der Clou an der Sache: Die CNC läuft in der "neuen" Version mit diesen super billigen 28YBJ-48 Schrittmotoren, die man auf Ebay samt Treiber schon für 2.50€ bekommt.
Hier ein Video des Plotters in action mit closeups der einzelnen Bauteile [www.youtube.com]
Dies ist das Objekt meiner Begierde, welches in diesem Buildlog beschrieben werden soll.
Der Nachteil dieser kleinen Motoren ist allerdings, dass sie unipolar sind und mit einem Darlington Array angesteuert werden müssen. Daher ist (soweit ich das jetzt geblickt habe) es nicht möglich diese mit GRBL zusteuern. Es gibt zwar eine Methode den unipolaren Motor in einen bipolaren Motor umzubauen (Youtube - Bloglink). Ich glaube (!!!Achtung: gefährliches Halbwissen!!!) man kann dann den Motor auch mit gewöhnlichen A4988 Treibern ansteuern und somit wieder GRBL nutzen. Das Drehmoment, das der Motor aufbringen kann, liegt in der unipolaren Version bei ca. 300-380 g/cm und in der bipolaren Modifizierung bei ca. 800 g/cm laut dem oben geposteten Video.
Nichtsdestotrotz hat es der Herr Herrendörfer, dank seiner schwäbischen Wurzeln, vollbracht und eine Arduino Firmware geschrieben, die eben mit diesem 28YBJ-48 Motor UND dem Darlington (Array UNL2003) angesprochen werden kann. Schwäbische Sparsamkeit und Erfinderreichtum eben.
Ein Glück, dass ich die 5 Motoren, die ich vor Jahren bei eBay aus China bestellt habe, noch nicht weggeschmissen habe.
Also hab ich mal heute Nacht die ganzen Bauteil ausgedruckt. Drucken verlief ohne Probleme und war nach ca. 3h40min fertig.
Nylonfaden müsste ich auch noch irgendwo rumfahren haben. Kugellager in allen Größen, Formen und Farben sowieso.
Die Stahlstangen und Messingrohre müsste man im Baumarkt bekommen. Da keine große Belastung auf den Stangen anliegt, könnte man auch diese eloxierten Alustangen nehmen, die es im Hornbach zu Hauf gibt.
Hier die ersten Bilder von den gedruckten Bauteilen
Blog: Capotexl
Filament Factory - How to build your own cheap filament extruder
Frankenstein Laser Engraver
Make the world a better place
Hier hat er sogar den ganzen Plotter zum 3D drucken hochgestellt. Und der Clou an der Sache: Die CNC läuft in der "neuen" Version mit diesen super billigen 28YBJ-48 Schrittmotoren, die man auf Ebay samt Treiber schon für 2.50€ bekommt.
Hier ein Video des Plotters in action mit closeups der einzelnen Bauteile [www.youtube.com]
Dies ist das Objekt meiner Begierde, welches in diesem Buildlog beschrieben werden soll.
Der Nachteil dieser kleinen Motoren ist allerdings, dass sie unipolar sind und mit einem Darlington Array angesteuert werden müssen. Daher ist (soweit ich das jetzt geblickt habe) es nicht möglich diese mit GRBL zusteuern. Es gibt zwar eine Methode den unipolaren Motor in einen bipolaren Motor umzubauen (Youtube - Bloglink). Ich glaube (!!!Achtung: gefährliches Halbwissen!!!) man kann dann den Motor auch mit gewöhnlichen A4988 Treibern ansteuern und somit wieder GRBL nutzen. Das Drehmoment, das der Motor aufbringen kann, liegt in der unipolaren Version bei ca. 300-380 g/cm und in der bipolaren Modifizierung bei ca. 800 g/cm laut dem oben geposteten Video.
Quote
Exzerpt: Unipolar vs. Bipolar
Bipolar hat hier nichts mit der psychischen Krankheit zutun sondern vielmehr damit wie die Spulen eines Schrittmotors angesteuert werden. Auch hier ein Spitzenvideo, das ganz einfach den technischen Unterschied erklärt (Youtube).
Zudem können bipolare Schrittmotoren mehr Drehmoment aufbringen als unipolare Schrittmotoren. Heutzutage werden hauptsächlich nur noch bipolare Schrittmotoren (in 3D Druckern) eingesetzt.
Nichtsdestotrotz hat es der Herr Herrendörfer, dank seiner schwäbischen Wurzeln, vollbracht und eine Arduino Firmware geschrieben, die eben mit diesem 28YBJ-48 Motor UND dem Darlington (Array UNL2003) angesprochen werden kann. Schwäbische Sparsamkeit und Erfinderreichtum eben.
Ein Glück, dass ich die 5 Motoren, die ich vor Jahren bei eBay aus China bestellt habe, noch nicht weggeschmissen habe.
Also hab ich mal heute Nacht die ganzen Bauteil ausgedruckt. Drucken verlief ohne Probleme und war nach ca. 3h40min fertig.
Nylonfaden müsste ich auch noch irgendwo rumfahren haben. Kugellager in allen Größen, Formen und Farben sowieso.
Die Stahlstangen und Messingrohre müsste man im Baumarkt bekommen. Da keine große Belastung auf den Stangen anliegt, könnte man auch diese eloxierten Alustangen nehmen, die es im Hornbach zu Hauf gibt.
Hier die ersten Bilder von den gedruckten Bauteilen
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Re: [Buildlog] uCNC - PCB Plotter/Laser Engraver 20. August 2015 01:21 |
Sehr schön, mal wieder etwas anderes 
Ich hab das Teil vor ein paar Monaten auch schonmal gesehen.
Ich bin gespannt auf deine Erfahrung.
Ich hab das Teil vor ein paar Monaten auch schonmal gesehen.
Ich bin gespannt auf deine Erfahrung.
| Triffid Hunter's Calibration Guide | --> X <-- Drill for new Monitor | Most important Gcode. |
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Re: [Buildlog] uCNC - PCB Plotter/Laser Engraver 22. August 2015 06:00 |
Also...Ich war jetzt beim Baumarkt meines Vertrauens und hab Material besorgt. Es gab leider nur 5mm Aluminium Rundstangen, dafür aber ein passendes Messing Rundrohr mit 6mm OD und 0.5mm Wandstärke. Stahlrundstangen gab es leider nur ab 6mm, 8mm, 10mm. Trotzdem war ich erstaunt das der Hornbach schon Edelstahlrundstangen hat. Die könnte man sogar für einen richtigen 3D Drucker nutzen wenn mal Not am Mann ist und man nicht auf die Lieferung vom Präszisionsstahl warten kann.
Die Aluminiumstangen hab ich kurzerhand auf 21cm gesägt. Baubereich ist mir erstmal egal. Der Y-Tisch bestimmt ja immer wieviel von den 20cm (21cm - 1cm /2) "Fahrweg" für die CNC nutzbar sind.
Bei den ersten Steckversuchen hab ich dann gemerkt, dass meine Drucke wohl doch nicht so gut kalibriert sind wie ich dachte, denn die Alustange hat nicht in die dafür vorgesehenen Halterungslöcher gepasst. Bitte entschuldigt meine schlechte Fachtermini. Wo es mir da fehlt, mach ich durch Worterfindungen wieder gut
. Hab eine neues graues Filament und beim Kalibrationsdruck eines Hochwürfels mit nur einem Perimeter war der zwar schon gut passend. Ich drucke mit einer 0.4mm Düse und die Wände des Würfels hatten 0.39-0.40mm. Die vorgesehen Löcher sind mit 5.1mm doch etwas zu eng gewählt. Feilen und bohren ist hier angesagt.
Da lag dann aber auch das Problem. Alle Bauteile wurden in 0.3mm Layeern gedruckt. Druckgeschwindigkeit der Perimeter lag bei 40-50mm/min. 40mm/min für die Äußeren; 50mm/min für die Inneren. Ingesamt 2 Perimeter.
Drucktemperatur lag bei 210°C. Das ist die untereste Grenze für das neue graue Filament welches einen angegebenen Druckbereich von 210-230°C hat. Deutlich höher als alle PLA Kunststoffe die ich bisher verarbeitet habe.
Beim (nicht so ganz vorstichtigen) Bohren sind mir dann die Layer ausgefranst. Zudem haben die Bohrungen der Bauteile eine extrem dünne Wandung. Dass diese ausbrechen wenn man mal ein bischen bohrt ist selbstverständlich.
Im ganzen kann man sagen, dass die uCNC Bauteile ziemlich dünn und fragil konstruiert wurden. Dafür brauchen sie beim Drucken auch nur ca. 10m Filament.
Hier mal ein Beispielfoto der Bohrungswandungen.
Bauteile erneut gedruckt
Also hab ich mich entschlossen, alles nochmal neu auszudrucken aber mit feineren Einstellungen.
Layer = 0.2mm
Speed = Perimerter 40; Äußere Perimeter 30
Temperatur = 225°C
Die Temperatur habe ich deshalb so hoch gewählt, damit die Layer richtig schön zusammen backen können. Durch die verringerte Druckgeschwindigkeit ist dann eine viel stärkerer Verschweisung der Layer möglich. Denk ich zumindest.
Sieht jetzt schon besser aus. Die Bohrungen habe ich vorher mit einer feinen Rundfeile vergrößert und dann mit einem 5mm Bohrer durchbohrt.
Die Bohrungen für den Y-Schlitten haben eine 6.1mm Bohrung um die Messungrohre aufzunehmen, die als Gleitlager dienen sollen. Die Aluminiumstangen passen perfekt in die Messinglager. Stahl wäre zwar schöner als diese eloxierte Alu aber man nimmt was man kriegen kann.
Aluminiumstangen - Bohrungen - Gewinde
Die Bohrungen für die Alustangen müssen auch noch vergrößert werden. Nach langem hin und her mit einem 5er Bohrer und Feile kam mir dann die Idee doch einfach ein Gewinde in die Alustangen zuschneiden. Dadruch kann man die dann ganz einfach in die Bohrungen hereindrehen und erspart sich das ganze Herumgebohre und Herumgefeile.
Und immer schön einen weichen Schutz über die Backen der Schraubzwinge legen wenn man Alu einspannt. Wenn nicht, sieht das dann aus wie auf dem Foto
Ich melde mich dann wieder wenn alle Aluminiumstangen Gewinde haben und ein grober Aufbau der ganzen uCNC steht.
2-mal bearbeitet. Zuletzt am 22.08.15 06:05.
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Die Aluminiumstangen hab ich kurzerhand auf 21cm gesägt. Baubereich ist mir erstmal egal. Der Y-Tisch bestimmt ja immer wieviel von den 20cm (21cm - 1cm /2) "Fahrweg" für die CNC nutzbar sind.
Bei den ersten Steckversuchen hab ich dann gemerkt, dass meine Drucke wohl doch nicht so gut kalibriert sind wie ich dachte, denn die Alustange hat nicht in die dafür vorgesehenen Halterungslöcher gepasst. Bitte entschuldigt meine schlechte Fachtermini. Wo es mir da fehlt, mach ich durch Worterfindungen wieder gut
. Hab eine neues graues Filament und beim Kalibrationsdruck eines Hochwürfels mit nur einem Perimeter war der zwar schon gut passend. Ich drucke mit einer 0.4mm Düse und die Wände des Würfels hatten 0.39-0.40mm. Die vorgesehen Löcher sind mit 5.1mm doch etwas zu eng gewählt. Feilen und bohren ist hier angesagt.
Da lag dann aber auch das Problem. Alle Bauteile wurden in 0.3mm Layeern gedruckt. Druckgeschwindigkeit der Perimeter lag bei 40-50mm/min. 40mm/min für die Äußeren; 50mm/min für die Inneren. Ingesamt 2 Perimeter.
Drucktemperatur lag bei 210°C. Das ist die untereste Grenze für das neue graue Filament welches einen angegebenen Druckbereich von 210-230°C hat. Deutlich höher als alle PLA Kunststoffe die ich bisher verarbeitet habe.
Beim (nicht so ganz vorstichtigen) Bohren sind mir dann die Layer ausgefranst. Zudem haben die Bohrungen der Bauteile eine extrem dünne Wandung. Dass diese ausbrechen wenn man mal ein bischen bohrt ist selbstverständlich.
Im ganzen kann man sagen, dass die uCNC Bauteile ziemlich dünn und fragil konstruiert wurden. Dafür brauchen sie beim Drucken auch nur ca. 10m Filament.
Hier mal ein Beispielfoto der Bohrungswandungen.
Bauteile erneut gedruckt
Also hab ich mich entschlossen, alles nochmal neu auszudrucken aber mit feineren Einstellungen.
Layer = 0.2mm
Speed = Perimerter 40; Äußere Perimeter 30
Temperatur = 225°C
Die Temperatur habe ich deshalb so hoch gewählt, damit die Layer richtig schön zusammen backen können. Durch die verringerte Druckgeschwindigkeit ist dann eine viel stärkerer Verschweisung der Layer möglich. Denk ich zumindest.
Sieht jetzt schon besser aus. Die Bohrungen habe ich vorher mit einer feinen Rundfeile vergrößert und dann mit einem 5mm Bohrer durchbohrt.
Die Bohrungen für den Y-Schlitten haben eine 6.1mm Bohrung um die Messungrohre aufzunehmen, die als Gleitlager dienen sollen. Die Aluminiumstangen passen perfekt in die Messinglager. Stahl wäre zwar schöner als diese eloxierte Alu aber man nimmt was man kriegen kann.
Aluminiumstangen - Bohrungen - Gewinde
Die Bohrungen für die Alustangen müssen auch noch vergrößert werden. Nach langem hin und her mit einem 5er Bohrer und Feile kam mir dann die Idee doch einfach ein Gewinde in die Alustangen zuschneiden. Dadruch kann man die dann ganz einfach in die Bohrungen hereindrehen und erspart sich das ganze Herumgebohre und Herumgefeile.
Und immer schön einen weichen Schutz über die Backen der Schraubzwinge legen wenn man Alu einspannt. Wenn nicht, sieht das dann aus wie auf dem Foto
Ich melde mich dann wieder wenn alle Aluminiumstangen Gewinde haben und ein grober Aufbau der ganzen uCNC steht.
2-mal bearbeitet. Zuletzt am 22.08.15 06:05.
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