Optimum Drehmaschine 320x920, Meine erste "richtige" Hobbydrehe

So, kommen wir mal von der konventionellen Mechanik weg zum Programmieren.

Um die Nut in das Rohr zu setzen, gibt es mit CNC-Maschine zwei Möglichkeiten:

Entweder, man läßt den Rundteller laufen und legt den Vorschub in a (Winkelschritte Rundtische) und x.

Oder, man läßt den Support laufen bei feststehendem Rohr und legt den Vorschub in y(konstanter Vorschub) und x.

Wenn wir y bzw. a als konstante Bewegung nehmen, kommt die Progression in beiden Fällen ausschließlich aus der Zustellung in x.

Hierzu müßte man eine abgeleitete e-Funktion verwenden, die also im Anfang wenig Progression hat, aber nach hinten hin zunimmt.

Der Hobby-Mensch hat das natürlich nicht an seiner Steuerung abrufbar, also fangen wir mal ein bißchen an mit Programmierung.

Dazu nehmen wir ein Freeware-Programm, nämlich DevCPP++, einen kostenlosen Compiler. Und errechnen mit dem die Koordinaten, erzeugen damit den passenden ISO-Code, lassen den von der Steuerung fressen und sehen uns auf dem Display von der steuerung mal an, wie das grafisch aussieht.

Hierzu habe ich mal ein Bild angefügt, wie es NICHT aussehen soll. Die Fräsung ist blau, die rote Linie bezeichnet den Eilgang auf den Startpunkt:

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 27.05.2010, 16:25 Uhr

Wir haben da zwar eine e-Funktion, aber sozuagen "mit voller Wucht", erstmal kommt fast gar nichts, dann alles auf einmal.

Wenn wir solche Kurven diskutieren, müssen wir die passende Dämpfung erreichen. Dazu muß man aus der e-Funktion einen definierten Bereich auswählen und darf die nicht ins Uferlose wachsen lassen. Wie die Kurve nun im Detail aussieht, ist auch Geschmacksache.

Mir gefällt für den vorgesehenen Zweck diese hier zum Beispiel ganz gut (Bild im Anhang):

Sie entspricht der Absicht wie oben geschildert, daß man im Anfang kleine Steigung =großer Hebelarm hat, und ist der Magnet gelöst, den mit großer Steigung schnell nach unten wegdrehen kann.

Dabei ist es für den Grafen völlig gleichgültig, ob die y-Koordinate im Bild auf tatsächlich y oder a (Drehbewegung) abbildet, es ergibt dieselbe Funktion.

Der mechanische Unterschied ist der, daß im falle der Rundtisch dreht, die Nut in allen Flächen rechtwinklig zur Rohroberfläche liegt. Während man bei feststehendem Rundtisch in x gefräst an den Enden der Nut Winkel hätte, die kleiner als 90 Grad sind (sozusagen nach innen hin eine Fase). Die Unterschiede scheinen mir aber nicht bedeutend.

Wie gesagt: rote Linie=Eilgang. Die Fräsung erfolgt von rechts unten nach x-negativ, also die Oberkante der Nut befindet sich im Bild rechts, das entspricht dem größten Hebel, nach links (x negativ) gewinnt man von dem Magneten Abstand und kann den Hebel verkleinern. Y btw. A läuft hier einfach konstant durch.

Die letzte Gerade oben in y bei konstantem x ist eine "Sicherheitsrast", da kann man den Hebel parallel zum Maschinensupport "einrasten", damit der Magnet nicht plötzlich nach oben schnappt, wenn da ein größerer Metallkörper draufgesetzt wird.


Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 27.05.2010, 17:01 Uhr

Wie programmiert man nun sowas?

Nun, ich programmiere sowas in C, weil ich finde, daß C von der Logik her die beste Programmiersprache ist.

Sie ist zwar veraltet, was die Features angeht, und der devc++ Compiler ist "old and buggy", aber die Programme laufen hervorragend. Man hat nur keine grafische Ausgabe. Das erreicht man, indem man den errechneten Code in ISO-Code umformt und der Maschinensteuerung vorsetzt. Dann hat man den ISO-Code in 3D auf dem Bildschirm.

So, jetzt mal zur Programmierung, c-Programm in Auszügen:

// Fräsung einer Steigung in ein Außenrohr zur Bewegung des Magnetkolbens
char buffer[80];
std::ofstream out ("2010_magnet.tap"); // Datei anlegen und zum Schreiben öffnen
for (int i=0;i<anz_schritte;i++)
{
schlepp_y=schlepp_y+strecke_y/anz_schritte*1.0; // y = lineare Bewegung
x1=exp(i); // falsch
// richtig x1=exp(1+i*steilheit); // Der Faktor Steilheit dämpft die E-Funktion wie gewünscht
x1=1/x1; // Kehrwert bilden
// x Reihenfolge umkehren:
xy_data[anz_schritte-i-1].x=x1; xy_data[i].y=schlepp_y;// Werte ablegen
} //Zählschleife 1
korrekturwert=steigung_x/xy_data[anz_schritte-1].x;

Wir sehen den Kommentar //falsch. Das ist die ungehemmte e-Funktion, aus dem ersten Bild. Die können wir nicht benötigen, wir müssen die Funktion überlagern, also dämpfen. Dazu gibt es mathematisch unendlich viele Möglichkeiten, ich habe hier eine sehr einfache Variante gewählt, um von Bild1 auf Bild 2 zu gelangen, nämlich

// richtig x1=exp(1+i*steilheit); // Der Faktor entspricht der Steigung

Wir erhöhen also den exponenten zur Eulerschen Zahl (=E-Funktion) nicht mit der Zählschleife jeweils um 1, sondern nur um einen Bruchteil von 1. Das drücken wir aus mit dem Produkt aus den 1*Steilheit. Die Steilheit hat in dem zweiten Bild, was schon der Absicht sehr nahe kommt, den Wert 0.02, also zwei Hunderstel. Man kann damit experimentieren, bis man den richtigen Wert gefunden hat.

Ich habe in Bild 2 nur 300 Programmschritte gewählt. Man kann natürlich auch 500.000 g1-Befehle schreiben, indem man einfach die Konstante anz_schritte von 300 auf 500.000 setzt. Die Mach3 Steuerung frißt auch ohne weiteres soviele Programmzeilen. Es ist natürlich unsinnig, die G1-Befehle von der Schrittweite her kleiner zu legen als die mechanische Auflösung der Maschine zuläßt. Bzw. sieht man es ja am fertige Werkstück, ob die Auflösung "paßt".

Wir erhalten die Progression als Kehrwert des Exponenten, nur die Reihenfolge ist verkehrt, daher weisen wir die Werte für die x-Koordinate in umgekehrter Reihenfolge ein nach dem bekannten Spruch aus der Bibel: die Ersten werden die Letzten sein.

Wir müssen nun die Progression noch mit einem Korrekturwert beschicken, damit wir in x am Ende die gewünschte Gesamtsteigung von 30 mm haben. Der Korrekturwert errechnet sich aus der Division der Gesamtsteigung absolut durch den letzten ermittelten Wert in x, also:

korrekturwert=steigung_x/xy_data[anz_schritte-1].x;

Hier werden die Werte damit beschickt:

for (int i=0;i<anz_schritte;i++)
{
xy_data[i].x=xy_data[i].x*korrekturwert*(-1);
} // Zählschleife 2

Wie erzeugen wir nun den ISO-Code?

Das sieht man hier (das Programm ist wirklich ganz winzig, dauert wenige Minuten, sowas zu programmieren, zeitaufwendig ist die Modellation des Grafen, bis er paßt):

Wir schreiben quasi mit der Hand die ersten beiden Befehle:
1. Z-Sicherheitshöhe
2. Gehe Nullpunkt aber bleibe in y etwas weg, damit bei der ersten Zustellung in x kein Querversatz entsteht.

// Datei schreiben
sprintf(buffer,"G0 Z20 \n");out<<buffer; // 1. datensatz der ISO-Datei
sprintf(buffer,"G0 X0 Y-6 \n");out<<buffer; // in y Abstand lassen vom Startpunkt
for (int i=0;i<anz_schritte;i++)
{
//die Koordinaten in ISO-Code umformen:
sprintf(buffer,"N%4i G1 X%8.4f Y%8.4f \n",i+1, xy_data[i].x,xy_data[i].y);
out<<buffer; // in datei ablegen
} // Zählschleife 3
sprintf(buffer,"G1 Y%8.4f \n",strecke_y+6);out<<buffer; // Die "Sicherheitsrast 6mm"
sprintf(buffer,"M30 \n");out<<buffer; //eigentlich letzter datensatz der ISO-Datei
sprintf(buffer,"(Ende der Datei) \n"); out<<buffer; //nur zur Lese-Sicherheit noch drangehängt
}; // Funktion


Dann folgt die Umformung der Koordinaten in G1-Befehlen. Diese sind wie folgt deklariert:
{ double x, y; };
xy_koordinaten xy_data[anz_schritte];
Es wird also Speicherplatz bereitgestellt abhängig von der gewünschten Anzahl der Datensätze = anz_schritte.

Die Programmierung der Z-Werte erspare ich hier dem geneigten Leser, kann sie bei Interesse aber nachreichen.

Zum Schluß schreiben wir mit der Hand die M30 rein und eine letzte Textzeile (Ende der Datei), damit der Mach-3Kontroller nicht vergißt, den letzten Datensatz auch zu fressen.

Wie sieht die Datei dann aus?

Dateianfang:

G0 Z20
G0 X0 Y-6
N 1 G1 X -0.0759 Y 0.1333
N 2 G1 X -0.0774 Y 0.2667
N 3 G1 X -0.0790 Y 0.4000
N 4 G1 X -0.0806 Y 0.5333
N 5 G1 X -0.0822 Y 0.6667
N 6 G1 X -0.0838 Y 0.8000
N 7 G1 X -0.0855 Y 0.9333
N 8 G1 X -0.0873 Y 1.0667
N 9 G1 X -0.0890 Y 1.2000
N 10 G1 X -0.0908 Y 1.3333
N 11 G1 X -0.0927 Y 1.4667
N 12 G1 X -0.0945 Y 1.6000

...

Dateiende:
N 292 G1 X-25.5643 Y 38.9333
N 293 G1 X-26.0807 Y 39.0667
N 294 G1 X-26.6076 Y 39.2000
N 295 G1 X-27.1451 Y 39.3333
N 296 G1 X-27.6935 Y 39.4667
N 297 G1 X-28.2529 Y 39.6000
N 298 G1 X-28.8237 Y 39.7333
N 299 G1 X-29.4060 Y 39.8667
N 300 G1 X-30.0000 Y 40.0000
G1 Y 46.0000
M30
(Ende der Datei)

Wie gesagt, um hier keine Verwirrung zu stiften, hab ich die Programmierung der Z-Werte (wenn der Fräser um das feststehende Rohr herumläuft) zunächst mal weggelassen. Im Prinzip geht das auch mit gleichmäßiger Absenkung in Z, sieht allerdings nicht so elegant aus.

Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 27.05.2010, 17:26 Uhr

Soweit so klar....Prinzipiell kannst du jede progressive oder degressive Steigung über Einzelsätze Anfahren....
Dafür muss ich mich aber nicht mit Expokurven rumärgern..je mehr Sätze ich eingebe,je schöner wird das "Gewinde"..
Eine Expofunktion bräuchte man wohl,wenn man mit wenig Sätze Programmiert und dazwischen Interpolieren möchte..
Meine alte Siemens 3T mit Monochrom Bernsteinmonitor kann das wohl nicht...aber aktuellere Steuerungen mit Farbmonitor dürften das
schon können..

Oder ich hab da was falsch Verstanden...??
Ich werd am WE mal meine alte Drehe mit antiker Steuerung quälen ob ich ein progressives Gewinde mit entsprechend vielen Koordinaten
hinbekomme..Ausprobiert hab ich,s noch nicht.Von "C" hab ich auch keine Ahnung und die Mach 3 kenn ich nur vom Hörensagen.Da klink ich mich erstmal aus.

Konventionell würd das auch gehen,wär aber nur bei grösseren Stückzahlen rentabel wenn man dafür eine Vorrichtung bauen würde
bzw eine entsprechende Kopierfräsvorrichtung beschaffen müsste.

Micha

Ja, man bräuchte konventionell so etwas wie eine Kurvensteuerung, damit zwei Vorschübe just in time zusammengehen. An der Drehe gibt es sowas. Ob es das an der Fräsmaschine gibt, weiß ich nicht. Ich weiß aber, daß die Spezialisten, die heute noch Kurvensteuerungen anfertigen, dafür richtig Geld nehmen. Daher: für Einzelanfertigungen völlig unwirtschaftlich.

Da ist es schon kostengünstiger in CNC zu programmieren.

Aber erzähl mal, wenn du das geschafft hast, wie genau du konventionell eine progressive Gewindesteigung hinkriegst. Die müßte ja dann im Anfang eine Steigung von nahezu Null haben, und am Ende von 60. Ich kann mir nicht vorstellen, wie das ohne CNC gehen soll.

Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 27.05.2010, 17:38 Uhr

Da hast du jetzt was falsch verstanden....es gibt wohl für die konventionelle Fräse so eine Kopiervorrichtung mit Masterwelle,womit auch progressive Wendelnuten Gefräst werden können...sowas habe ich aber nicht.....ich wollts an meiner alten "Praktikus" machen,da ich am WE den Spindelstock wieder montiere....sozusagen als Übung.....die Praktikus ist ne alte CNC Drehe.... nur kann ich mit meiner alten Steuerung keine Expofunktion o.ä zur Interpolation zwischen 2 Koordinaten eingeben....ich hab ja nichtmal einen "Farbfernseher" da drin... aber ich kann eine Art "Kassettenrekorder" dran anschliessen... Bin halt Arm und die Maschine war billig...

Micha

Tja, wir sind beide arm und sind auf billige Maschinen angewiesen.

Das verbindet.

Aber genau dafür gibt es ja den DevCpp++ Compiler.

Der Kostet gar nichts, kann man im Internet als Freeware herunterladen.

Und der Bildschirm hat ja nichts mit der Steuerung der Maschine zu tun. Der Bildschirm ist ja nur eine Orientierung, was die Maschine genau macht, ist das, was sie an ISO-Befehlen frißt.

Wenn du jetzt ein ISO-Programm auflegst, was die Progression beinhaltet (bei Interesse kann ich die ISO-Datei mal als Anhang zum Downloaden bereitstellen, in der gewünschten Auflösung=Schrittweite, mußt du allerdings wohl an deine Steuerung (Postprozessor) adaptieren)

dann wird deine Maschine genau das fräsen, was ICH programmiert habe.

Das ist ja das schöne an dem von mir hier oftmals geschmähten ISO-Code, daß er eine breite Kommunikationsbasis darstellt.


Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 27.05.2010, 18:22 Uhr

Tja....für deine Opti hätt ich 3 von meinen Weiler bekommen...Tauschen würd ich trotzdem nicht gerne mit dir.
Die gammelige Iso Geschichte hat mir nach meiner konventionellen Ausbildung damals ne Menge Bauchschmerzen verursacht
weil ich danach für das CNC Gedöns n halbes Jahr an einer ISO Steuerung zum Fenster rausgeschmissen habe.
Meine damalige CNC "Karriere" begann mit Lernen durch Schmerz an diversen Sinumerik und Fanuc..Heidenhain Steuerungen.

Da ich leider in meiner Steuerung nichts reinladen kann....ausser mit irgendeinem "Datasette" Verschnitt aus C64 Zeiten
muss ich eh die Koordinaten von Hand eingeben und die Auflösung wird eben durch die Anzahl der Koordinatensätze bestimmt.
Ich werd wohl für ein sauberes "Gewinde" dieser Art nicht um deine besagten "500.000" Sätze rumkommen....
Mein Speicherplatz liegt übrigens im niedrigen Kb Bereich...wird dann übrigens das erste Werkstück auf dieser Maschine seit 1989.


Micha

Mach3 ist weltweit im Kommen. Vor allem im Bereich USA-Kanada. Es gibt einige 100.000 Anwender.

Eine PC-Steuerung für einige 100 Euro.

Du solltest dir überlegen, ob du deine Maschine nicht umrüstest auf PC-Steuerung und Mach3.

Dann hast du weltweit Anschluß an Software und andere Features.

Und immer den Postprozessor Mach3.

Dann könntest nur mal so zum Spaß jeden beliebigen, z. B. auch den von mir programmierten Code 1:1 auch fräsen.

Gruß Sharky

Ich hab die Programmierung einmal richtig gesäubert und die Z-Werte dazugenommen. Komplettes Listing des Programms (läuft so wie es ist fehlerfrei) im Anhang als Textdatei. Kann man auf jedem Compiler laufen lassen.

Frässtrategie auf instabilen Fräsmaschinen


zur Z-Wert-Programmierung.

Meinem CNC-Rundteller traue ich nicht genügend Stabilität zu (gibt wahrscheinlich Rattermarken). Daher Konzept, das Rohr auf einem anderen Rundteller oder mit Gegenhalter parallel zu x fest einzuspannen. Vorschub erfolgt dann in x/y. Aber wie?

Legt man die Fräsbahnen so, daß die Mitte ungefähr in Rohrmitte liegt, fräst er auf dem Hinweg mit der vorderen Kante, auf dem Rückweg absteigend mit der hinteren Kante. Das sind keine konstanten Zerspanungsbedingungen. Die Fräsung insgesamt hat in y einen Weg von 40+10=50 mm. Bei D=120 haben wir ca. 370 mm Umfang, auf den Viertelkreis ca. 95 mm. Also kann man jede dieser Fräsungen (vorgesehen sind insgesamt 3) auf dem Viertelkreis locker unterbringen, und zwar auf dem Viertel, wo man vor der Fräse stehend draufblickt.

Der Endpunkt der Fräsbahnen in x und y ist dann exakt die höchste Stelle vom Zylinder, und da kann man auch Z0 hinlegen. Der Fräser fängt also bei negativem Z auf dem Zylinderumfang an und fräst sich gleichförmig ansteigend um das Rohr herum bis zur Mitte. So haben wir immer konstante Schnittbedingungen. Der Rückweg erfolgt im Eilgang, weil er, wenn er auf dem Rückweg fräst, auf der hinteren Kante hängen würde.

Das erscheint mir eine Strategie, die an die Instabilität der Maschine am besten angepaßt ist. Wäre noch hinzuzufügen: IMMER NUR GEGENLAUF!

Wie man sieht, ich hab im Programm einiges geändert in Bezug auf die e-Funktion. Die e-Funktion kann man sich so vorstellen: es geht unten langsam los, nach oben wird das sehr schnell immer rasanter, bereits ab dem Exponenten 2 wird die Kurve ziemlich extrem. Wenn man also eine "moderate" E-Funktion programmieren will, muß man im unteren Wertebereich bleiben, bei unterhalb Exponent 2.

Es ist jetzt so gelöst, daß der Wertebereich der Eulerschen Zahl durch Grenzwerte für den Exponenten streng abgegrenzt ist:

min_e=0.0; max_e=exp(1.55); step=(max_e-min_e)/aufloesung;

Das heißt, die Progression liegt exakt zwischen e_hoch0=1 und e_hoch1.55.

Setzt man den oberen Grenzwert herauf, z. B. auf 1.9 oder 2.5, wird die Kurve schon extrem exponentiell, was hier nicht gewünscht ist. Im Anhang das Bild entspricht exakt e_hoch1.55, und das reicht schon.

Um den Wertebereich an die Vorgabe anzupassen, ist x(1) immer Null, x(max) entspricht der Steigung in x mit 30mm auf den Halbkreis. Der erste Wert ist also 0.0, der letzte 30.0. Das erreicht man, indem man die Steigung durch den höchsten Wert multipliziert und die Koordinaten mit dem faktor beschickt:

korrekturwert=steigung_x/data[anz_schritte-1].x *(-1);
for (int i=0;i<anz_schritte;i++) // Wertebereich anpassen
{
data[i].x=data[i].x*korrekturwert; // Wertebereich der Spreizung anpassen
}


Die Z-Berechnung:

Der Fräser muß ja gleichförmig der Wölbung des Rohrs folgen. Er setzt also an am untersten Punkt und fährt bogenförmig bis zur Mitte hoch. Das errechnet sich folgendermaßen:


int berechne_z()
{
// Errechnung der Bogenlaenge auf dem Zylinder
// bogenlaenge=radius*pi*winkel/180
// winkel=bogenlaenge*180/(pi*radius); ACHTUNG KLAMMERN SETZEN!
double winkel=0.0; double radius=60; double bogenlaenge = strecke_y+si_rast;
winkel=(180*bogenlaenge)/(radius*pi);
// zu dem Winkel nun den Startpunkt in Z errechnen, zNull ist Oberkante Rohr = radius:
double start_z=0.0;
// sin(winkel) = start_z / radius
start_z=sin_grad(winkel)*radius;
// von dem Punkt an, entspricht x=0,y=0, um das Rohr herumlaufen bis Winkel = 0
double winkelversatz=(90-winkel)/(aufloesung-1);

for (int i=0;i<anz_schritte;i++)
{
data[i].z=sin_grad(winkel+winkelversatz*i)*radius-radius;
} // das war´s :-)
}

Wir errechnen also den Startpunkt, indem wir den Bogenumfang der Fräsung von 50 mm von der Mitte abziehen, und erhalten dann irgendeinen Winkel so um 45 Grad herum. Dann bildet man die Differenz aus dem gefundenen Winkel und 90 Grad =höchste Stelle Rohr = z0, teilt die Winkeldifferenz durch die Schrittauflösung und weist die z-Koordinaten zu.

Die Grenzwerte für X sind im Anfang 0, am Ende 30.
Für y im Anfang 0.x und am Ende 50.
Für z im Anfang ein negativer Wert, am Ende muß 0 stehen (=höchste Position Rohr).
Natürlich wird dann stufenweise in Z abgesenkt, und der Endwert für z Ist Anfangswert-Rohrdicke.

Die Datei mit 5000 Datensätzen sieht dann so aus:

(Zylindermantelfräsung Mai 2010)
G17
G40
G49 (Längenoffset aus)
G50
G61 (exakte Stops wg. Umkehrkorrektur, G64 untersagt)
G80
G90
G91.1 (91.1=i/j inkremental on)
G0 Z100
T99 M6 (6 oder 8 oder 10 mm Fräser)
M3 s1200 G49
G0 X0 Y0
N 1 G1 X 0.00000 Y 0.00000 Z-15.58939
N 2 G1 X-0.00026 Y 0.00800 Z-15.58344
N 3 G1 X-0.00051 Y 0.01600 Z-15.57749
N 4 G1 X-0.00077 Y 0.02400 Z-15.57154
N 5 G1 X-0.00103 Y 0.03201 Z-15.56559
N 6 G1 X-0.00129 Y 0.04001 Z-15.55964
N 7 G1 X-0.00154 Y 0.04801 Z-15.55370
N 8 G1 X-0.00180 Y 0.05601 Z-15.54775
N 9 G1 X-0.00206 Y 0.06401 Z-15.54181
N 10 G1 X-0.00232 Y 0.07201 Z-15.53586
N 11 G1 X-0.00258 Y 0.08002 Z-15.52992


...

N4981 G1 X-29.46284 Y39.84797 Z-0.00024
N4982 G1 X-29.49087 Y39.85597 Z-0.00021
N4983 G1 X-29.51893 Y39.86397 Z-0.00019
N4984 G1 X-29.54701 Y39.87197 Z-0.00017
N4985 G1 X-29.57513 Y39.87998 Z-0.00015
N4986 G1 X-29.60326 Y39.88798 Z-0.00013
N4987 G1 X-29.63143 Y39.89598 Z-0.00011
N4988 G1 X-29.65962 Y39.90398 Z-0.00009
N4989 G1 X-29.68784 Y39.91198 Z-0.00008
N4990 G1 X-29.71608 Y39.91998 Z-0.00007
N4991 G1 X-29.74436 Y39.92799 Z-0.00005
N4992 G1 X-29.77265 Y39.93599 Z-0.00004
N4993 G1 X-29.80098 Y39.94399 Z-0.00003
N4994 G1 X-29.82933 Y39.95199 Z-0.00002
N4995 G1 X-29.85771 Y39.95999 Z-0.00002
N4996 G1 X-29.88611 Y39.96799 Z-0.00001
N4997 G1 X-29.91454 Y39.97600 Z-0.00001
N4998 G1 X-29.94300 Y39.98400 Z-0.00000
N4999 G1 X-29.97149 Y39.99200 Z-0.00000
N5000 G1 X-30.00000 Y40.00000 Z 0.00000
G1 Y50.00000
M30
(Sharky)


Ob meine Minifräse die Werte im Zehntausendstelbereich fahren könnte, hab ich noch nicht nachgesehen. Wohl eher nicht.

Die Berechnung ist im Bereich Hundertausendstel Millimeter. Daher sind die 5000 Datensätze wohl etwas übertrieben. Genauer als sie kann schadet aber nicht, sie nimmt es sich dann so, wie sie es liest.

Im Prinzip arbeiten diese Steuerungen ja folgendermaßen: sie füllen sich den Buffer mit einer Teilmenge des Codes, arbeiten den ab, und bevor der Buffer leer ist, laden sie nach. Daher ist es piepegal, wie groß die ISO-Datei ist. Die Steuerungen müssen ja nicht die gesamte ISO-Datei im Speicher halten, sie schaufeln sich da durch. Daher sind auch 5 Mio. Datensätze keine Sensation. Zumal wenn die Steuerung den Großteil, wegen zu großer Auflösung, schlicht ignoriert.

Man sieht im Anhang das komplette C-Programm. Es ist vergleichsweise winzig, aber extrem leistungsfähig. Die eigentlich Berechnung der Koordinaten ist mit ca. 20 Zeilen komplett erledigt, da nimmt der Header für die ISO-Datei schon fast mehr Platz weg als das Programm.

Um darauf einen kompletten ISO-Code abgestimmt auf die gewünschten Werkzeuge zu machen, muß man eben den Code für jede Absenkung in Z nochmal dublieren.

Das ist, wenn die Kontur fertig errechnet ist, Minutensache.


Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 28.05.2010, 18:24 Uhr

Jetzt hab ich erstmal verstanden was du immer mit der Expofunktion wolltest.

Ich dachte die ganze Zeit an einer kontinuierlichen Steigung über eine bestimmte Länge die dann schrittweise ansteigen würde.
Da hab ich falsch gedacht.

Diese Klamotte "zu Fuß" berechnen wäre zwar möglich gewesen aber dann doch sehr umständlich.

Ich überleg ja gerade ob ich sowas nicht auch mal brauchen könnte...

Micha

Ja was will man schon damit?

Ich sag´s dir: Fräsen.

Bild: Das Rohr liegt jetzt mal lose auf zum Testen auf der CNC Fräse. Ergebnis: der Stift fährt genau wie programmiert drauf herum. Der streichelt das Rohr exakt wie programmiert.

ABER:

Die Mini-CNC hat dauernd Ausfälle. Sie läuft einige Sekunden, dann ist Ende. Fehlermeldung: externes Notaus. Das ist Quatsch, auch wenn man das überbrückt, hilft es nicht.

Ich habe das mehrfach reklamiert, es kamen einige Konfigurationsdateien zum Austausch, geholfen hat es nichts. Da ich aber auch nicht immer Zeit habe, ist da auch Monate gar nichts passiert.

Da die Garantie allmählich ihrem Ende zuläuft, neigt sich allerdings auch meine Geduld dem Ende zu, ich werde da etwas einleiten, um dem abzuhelfen. Für heute abend hilft es nichts.

Also, unter normalen Umständen wären die Fräsungen schon längst erledigt.

Jetzt muß ich es solange zurücksstellen, bis diese Dinge geklärt sind.



Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 28.05.2010, 21:14 Uhr

Nun, der Heimwerker weiß sich zu helfen, wenn die CNC streikt (auf so´n neumodisches Zeugs ist eh kein Verlaß).

Wir berechnen mal, wieviel wir uns konventionell leisten können.

Ich habe mir im Laufe der Zeit angewöhnt:

Bevor ich irgendeinen Handschlag an der Maschine mache (und womöglich ein Stück versaue), ERSTMAL EINE ZEICHUNG. Ohne Zeichnung geht bei mir nix. .

Die findet sich im Anhang als .dxf Datei.

Wir haben einen Zylinder von 98*108*65 mm.

Aus edler Bronze.

Bevor man da mit der Fräse rangeht, erstmal sehen wie.

Das kann man natürlich mit dem C-Compiler in Minuten erledigen, hier aber eine grafische L.ösung für das Problem mit der CAD.

Im Bild ganz oben:

Der Zylinder, darunter die abgetragenen Projektion auf die Seitansicht. Wenn man die Fräsung unterteilt in 150 Grad mit Steigung, sowie 30 Grad als Rast (ohne Steigung), ergeben sich geometrisch für den Winkel der Steigung von 17.15 Grad.

Damit würden wir die edle Bronze aber völlig ruinieren, denn dieser Winkel stimmt so nicht. Was er nicht berücksichtigt, ist die Zylindermantelprojektion.

Diese erhalten wir durch Umrechnung der Kreisbogenlänge, genau das hat der Mathematiker Mercator schon vor einigen Jahren, genauer im 16. Jahrhundert, erkannt, daher heißen solche Zylindermantelprojektionen Mercator-Projektionen.

Dem Winkel darf man jetzt trauen, er beträgt wie man sieht 12.54 Grad, was genügend HEbelarm darstellen sollte, um den Powermagneten nach unten zu drehen. Diese 12.54 Grad auf 150 Grad Kreisbogen entsprechen, da wir damit 30 mm Höhe gewinnen, einer Steigung von 30*360/150=72 mm auf den Vollkreis.

Jetzt bleibt noch das Problem, daß man um den Kolben zu führen mindestens 3 von diesen Fräsungen benötigt.

Passen die nebeneinander oder überschneiden die sich?

Die Fräsungen machen deshalb 180 Grad im Kreisbogen, weil man nämlich mit 180 Grad erstens die Bewegung mit einer Hand ohne abzusetzen ausführen kann, zweitens, weil man mit 180 Grad einen wesentlich besseren Hebelarm hat als mit 120 Grad. Theoretisch wären im Kreisbogen für 3 Fräsungen zwar nur 120 Grad verfügbar, sie sind aber nicht höhengleich, man könnte sie ineinander verschachteln.

Die Antwort findet sich geometrisch unten im Bild.

Wir kopieren die Fräsung in x um den Betrag, den die Länge der Mercator-Projektion ausmacht, nämlich 161,8 mm, setzen die ins Verhältnis von 180, die die Projektion abbildet, und 120 Grad, die wir nur haben, macht dann Verschiebung in X von 161,8*120/180=107.86 mm.

Man sieht, man kann diese 3 Fräsungen mit 180 Grad durchaus im Kreisbogen unterbringen.

Nächste Frage: mit welchem Werkzeug darf man da maximal rangehen?

Um den zulässigen Fräserdurchmesser zu ermitteln, fällen wir das Lot auf die Fräsung in dem Bereich des kleinsten Abstandes (Bild unten ganz rechts) und ermitteln 17.57 mm.

Wenn man 3 mm Material als Minimum festlegt, die stehenbleiben müssen, ergeben sich 7.285 mm für den radius des Fräsers.

Das heißt, die Fräsungen können mit Fräsern bis 14 mm problemlos durchgeführt werden, ein 16mm Fräser wäre schon im gelb-roten Bereich.


Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 30.05.2010, 13:38 Uhr

Tja, die CNC-Menschen wissen gar nicht, wie gut sie es haben!

Wenn man konventionell drangeht, ist das doch mehr Aufwand als gedacht.

Zunächst mal: für die 150 Grad Schrägfräsung im Kreisumfang hat man keine Zustellung. Man sollte das anstatt zu fräsen besser sägen.

Also wir machen es konventionell (als abschreckendes Beispiel sozusagen):

Bild 1:

Rundtisch wird aufgespannt, und die Welle zur Einstellung des Winkels auf Rundlauf der Einspannung geprüft, indem man den Rundteller dreht, und die Einspannung entsprechend korrigiert. Das ist soweit korrekt.

Bild2:

Rundtisch wird im Winkel ausgerichtet. Zu den einzustellenden 12.54 Grad in x passen rechnerisch auf 100 mm ein Versatz von 22.24 mm. Damit kann man den Winkel einstellen, daß man den Haimer in Y 22.24 rausfährt, in x die 100mm zustellt und prüft, wie man sich wieder trifft. . Man sieht im Hintergrund an der Anzeige 22.4, was ziemlich im Ziel ist.

Das ist aber, WERKSBESCHREIBUNG HAIMER, nicht korrekt. Wir müßten nämlich die Kante rechtwinklig anfahren, das können wir aber nicht, denn die Welle steht ja im Winkel, und für solche Fälle sagt Haimer: Fehlmessung möglich, ist ja auch klar, ist ja ein 3-D Taster, lenkt zu jeder Seite aus. Sowas sollte man besser mit dem normalen Taster rotierend anfahren. Man könnte sich trösten: da der Winkelfehler bei beiden messungen gleich ist, hebt sich der Fehler möglicherweise auf. Korrekt ist es aber nicht, nur weil es hier praktisch keine Toleranz festgeschrieben ist, bleibt es so. Der Haimer ist tatsächlich bequemer als das rotierende Teil.

Bild3:

Nullpunkt hinlegen.

Aber wohin? WO ist bei einem schräg stehenden Rohr die Mitte und wo der Punkt, der 15 mm von der Oberkante wegsteht? Geometrisch ist es so, daß es hier egal ist, welchen Punkt in X man antastet, ABER: man muß sich an diesen gefundenen Punkt auch halten. Da wo X angefahren wurde, ist und bleibt bei Y Null, und nur in dieser festgelegten Y Null weggefahren kriegen wir die 15 mm in X. Genau genommen müßten wir die Hypothenuse noch umrechnen, sei hier aber bei 12 Grad Winkel geschenkt.

Bild 4:

Die Fräsung.

Man kriegt die 150 Grad Gewindefräsung nicht in einer Zustellung, sonst müßte ja bei einem 120 mm Rohr der Fräser 60 mm tief schneiden.

Dazu kommt, wie bei Hobby-Menschen üblich: das Ganze ist an der absoluten Grenze der Stabilität. Da muß man mit Samthandschuhen arbeiten.

Nun, wir kriegen mit einem Durchgang bis gemessene Y Null vielleicht 60-70 Grad Umfangsfräsung hin (abhängig von der Länge des Fräsers).

Wie kriegt man die fehlenden Grad zu 150?

Ganz einfach: man muß in X verfahren.

Spätestens hier stellen sich einem eingefleischten CNC-Fräser die Fußnägel hoch , ja, es ist furchtbar, 3 Zustellungen für eine einzige Fräsung, immerhin aber kann man das im Kopf rechnen:

Wir wollen 150 Grad Schrägfräsung im Umfang, wir schaffen in einem Durchgang 60 Grad, müssen also 3mal zustellen.

Wir teilen die Zustellung in 3mal 50 Grad Umfangsfräsung. Wir fahren mit der ersten bis y=Null.

Dann verfahren wir in X ein DRITTEL VON DER STEIGUNG 30 mm= 10 mm, und drehen den Teller ebenfalls EIN DRITTEL VON DER STEIGUNG, = 150/3=50 Grad.

Wenn die Aufspannung stabil ist, kommt man dann an derselben Kante wieder heraus.

Meine ist nicht so stabil, ich werde das nachschlichten müssen.

Da die vorgegebene Toleranz für den Hebel, um den Magneten runterzuwuchten, bestenfalls im Zehntelbereich liegt, wird das schon passen.


Gruß Sharky


Apropos: Bronze fräsen trocken mit VHM hohe Drehzahl (Fräse schafft max 1800 U/min) ist das korrekt oder gibt es da was besseres?

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 30.05.2010, 16:45 Uhr

Für einen normalen CNC-Fräs-Menschen ist das Problem nicht leicht zu begreifen:

Ein normaler CNC-Mensch würde die Zustellung natürlich in x vermuten, genau so, wie ich programmiert hatte. Nur, programmiert ist ja schön, konventionell ist eben anders.

Konventionell haben wir in X keine Zustellung mehr. Die Zustellung liegt allein in Y.

Und dafür muß man den Kreisbogen in Segmente zerlegen und mehrmals neu anfahren, je nachdem, wieviel Kreisbogen man haben will.

Gefällt mir auch nicht, die Geometrie läßt sich aber nicht betrügen.


Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 30.05.2010, 19:57 Uhr

Es ist ein seltsames Phänomen aufgetreten, daß ich mir nicht wirklich erklären kann.

Mangels 3-D-Software, wahrscheinlich, die mir von anderer Seite nahegelegt wurde.

Der Hobby-Mensch ist aber Praktiker genug, um seine Augen zu benutzen.

Und meine Augen sagen mir: es geht so nicht, die Bronze ist nicht zu retten, sie ist geschrottet.

Warum?

Geplant war eine Gewindefräsung, welche bei schräg eingespanntem Rohr mit einem Vorschub allein in Y erfolgen sollte.

Gewindesteigung 30 mm auf 150 Grad.

Wenn diese Fräsung mit einer Zustellung nicht zu haben ist (ist sie nicht, aufgrund des 150 Grad Winkels), dann soll die Fräsung so erfolgen:

Erste Fräsung bei 0 Grad

Zweite Fräsung bei 50 Grad, mit einem Versatz in x von 1/3 der Steigung= 50 mm.

Dritte Fräsung bei 100 Grad, mit einem Versatz in x von 2/3 der Steigung = 100 mm.

Letzte Fräsung bei 150 Grad, mit einem Versatz in x von der vollen Steigung =150 mm.

Wenn wir uns das mal plastisch vorstellen wollen, was an der Drehbank beim Gewindeschneiden passiert, daß also die z-Achse (der Drehbank) mit der Rotation (bei der Fräse die A-Achse) gekoppelt ist, so entspricht jeder Winkel in A einem Versatz in Z.

Und genau das haben wir, wenn wir auf der fräsmaschine zu jedem Winkel in A einen Versatz in X einrichten.

ES GEHT ABER NICHT!

Das Bronzerohr wurde leider geschrottet.

Weil nämlich ein seltsamer Winkelversatz eintritt, wie ich ihn hier mal in Fotos einzufangen versucht habe.

Woher der genau kommt, ist mir bis jetzt nicht klar.

Für mein Hobby-Metaller-Auge sieht es so aus, als würde sich der Winkel, den die Achse des Rundtisches mit der x-Achse des Supports einschließt (ca. 12.24 Grad), genau dort jedesmal erneut abbilden, wo die Nahtstellen von dem Versatz in A liegen. Man findet zwar die Linie der Kontur, aber man hat diesen Winkel. Woher kommt der?

Vielleicht kann das ja mal jemand erklären, ich kann nur feststellen, daß der Fehler systematisch ist, also grundlegender Denkfehler.

Das Rohr wurde in der Höhe abgefahren, Ergebnis ca. 5/100 auf eine Strecke von 60 mm. Daher kommt es nicht.

Meine Spindel steht gewöhnlich auf 300 mm gemessen mit 2/100 vertikal, ich unterstelle mal, daß das hier auch der fall ist.

Woher der Winkel kommt, großes Rätsel.

Was man machen kann: alles was mit einer Zustellung geht, das geht.

Sobald man anfängt anzustückeln, wie oben beschrieben, geht es nicht.

Ja, die Hobby-Mechanik ist schon eine interessante Sache.

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 07.06.2010, 19:42 Uhr

Nachdem man gesehen hat, daß du das gespannte Werkstück samt Futter aus der Achse verschoben hast war klar, daß die Bronze in die ewigen Jagdgründe eingeht. Da braucht man kein 3D-Programm, sondern eine gesteuerte Drehachse.
Ich glaube auch nicht, daß sich dein Magnet so bewegen läßt. Vielleicht könntest du das Schrotteil als Anlaß zu einer konstruktiven Neuorientierung nehmen.

Die "gesteuerte Drehachse" wäre auch aus anderen gründen sinnvoll gewesen...dafür hättest du z.B einen angetriebenen Teilkopf mit Rädersatz benötigt.

Eine "Pseudosteigung" mit X geraden hättest du aber auch hinbekommen können ohne diese Absätze die wohl dadurch entstanden sind das du zwar am Werkstückanfang mit passender Z- Einstellung eingetaucht bist aber dann wohl ohne die nötige Z- Korrektur aus dem Werkstück rausgefahren bist.Das ergibt beim Rausfahren eben diese schönen Absätze...man könnte auch sagen,du hast den Wiedereinstiegspunkt zum nächsten Winkel verpasst.
Im Prinzip war deine Denkweise schon richtig und es hätte geklappt wen du z.B nicht bei jeder Steigungs bzw Winkeländerung aus dem Werkstück gefahren wärst oder die nötige Z- Korrektur gemacht hättest..oder..es gäbe da noch einige Möglichkeiten.Jedenfalls...wenn der Fräser immer mit der nötigen Tiefe im Werkstück geblieben wäre,hättest du die Absätze nicht.

Micha

Hallo
Na das ist ja ne Erklärung
Der Fehler resultiert ganz einfach daraus das das Schneidwerkzeug aus der Mitte geschoben wurde .
Notwendig ist jedoch eine ständige Orientierung zur Mitte auf jedem Winkelgrad .
Mit den vorhandenen Mitteln ist das nur bedingt möglich .
Die Vorgehensweise müßte dann so aussehen :
Stechfräsen ... auf Startpunkt orientiert zur Werkstückmitte .
Raus aus dem Werkstück .
Neuen Drehwinkel , neuen Startpunkt in der Längsachse anfahren .
Wieder Einstechen .
Alles so lange wiederholen bis der Endwinkel erreicht ist .
Übergänge mit der Feile auf die Altdeutsche egalisieren .

Gruß
Oldmartin

Genau da, beim RAUSFAHREN, vermute ich auch den Knackpunkt.

Gruß Sharky

Du liegst wahrscheinlich genau drin. Immer in der Mitte und dann auf altdeutsche Art mit der Feile.

Das ist aber nicht wirklich ein Bearbeitungsvorgang, sondern ein Krampf.

Ich dreh das jetzt neu aus Alu, und mache alle Fräsungen in EINER ZUSTELLUNG.

Dann sind das saubere Fräsungen, und dieses seltsame Problem hat sich erledigt.

Man muß das unter der Rubrik "Erfahrungsschatz" verbuchen. So gesehen hat dann der Untergang der Bronze auch einen Sinn gehabt.

Gruß Sharky

Der Beitrag wurde von sharky bearbeitet: 08.06.2010, 19:45 Uhr

Also wenn Du die Vorgehensweise nicht änderst hast Du auch bei jedem Winkelgrad einen anderen Flankenwinkel ...
Und ja , manchmal ist Metaller sein auch echte Maloche ...
Mach lieber 1 Grad-Schritte und alles wird gut .
Lernst auch gleich ein wenig feilen :-)

Gruß
Oldmartin

Ah ja ...
Full 3D CAD gibts hier für lau

http://www.delcam.com/intlresp/powershape_dl.asp?from=PSHAPE

Oldmartin

1.Winkel Einstellen...Eintauchen,möglichst etwas über dem halben Werkstückdurchmesser...Fräsen bis vor der Werkstückinnenwandung...und nicht aus dem Werkstück rausfahren...dann Spindel aus....Winkeleinstellung vom Teilapparat für den nächsten Winkel Korrigieren und den Teilapparat wieder am Tisch festziehen....der Fräser bleibt bei der Prozedur im Werkstück und dient als Ausrichthilfe...nächster Winkel Fräsen....Spindel aus usw...So hat man immer schön im Blick wohin und wie der Fräser im Material steht und für die Funktion dieser Hebevorrichtung wäre die Genauigkeit allemal ausreichend.

So ähnlich hab ich vor Urzeiten an einer konventionellen Uralt "Roscher und Eichler" Fräse einfache Bajonettverschlüsse für Traktorenwellen gefräst.Mit selbstgebastelten Blechanschlägen zum schnellen Einrichten der geforderten Winkel.

Wenn man schön vorsichtig rangeht,kann man auch Teilapparate ohne Antrieb um einen bestimmten Winkel drehen indem man die Klemmung löst und mit einem Hebel irgendwo das Futter gegen die Schnittkraft des Fräsers dreht. Geht aber auf eigenes Risiko..nix für ängstliche Zerspaner.

Kleiner Tip....den ich damals auch bekommen hab..."Vergiss bei konventioneller Fertigung alles was du an CNC Maschinen gelernt hast"..und dazu den Spruch "Geht nicht,gibt nicht"....

Viel zu Wissen ist zwar immer gut..vernebelt aber oft den Blick für einfache zielorientierte Lösungswege.
Persönlich sehe ich meine "Zerspanungsvorbilder"..ja,sowas hab ich...in der konventionellen Zerspanung bis Wk2. Da hab ich schon Werkstücke gesehen die konventionell in Serie hergestellt wurden wo die allermeisten CNC Zerspaner (mich inbegriffen) auf modernsten CNC Maschinen die Fertigung nicht hinbekommen...im konventionellen Bereich scheint viel Wissen durch die CNC Technik den Bach runtergegangen zu sein.

Micha

Der Beitrag wurde von Micha466 bearbeitet: 09.06.2010, 09:17 Uhr

Hallo

Was ist Wk2?

Gruß Baconpep