Shapeoko 2 / Baby Mobiles für gemeinnützigen Verein
Hallo zusammen,
jetzt finde ich endlich Zeit unser Projekt vorzustellen. In meiner Freizeit bin ich für einen Verein tätig, der sich um leukämie-und krebskranke Kinder bzw. auch deren Familien kümmert.
Meine Idee war, Baby Mobiles aus Holz zu produzieren, die wir dem Verein kostenlos zur Verfügung stellen. Dieser wird dann auf diversen Veranstaltungen die Mobiles verkaufen und Geld für den Verein sammeln. (Evtl. gibt es auch einen Online-Shop). Wenn jemand interessiert was der Verein macht : www.foerderkreis-ulm.org
Den ersten Prototyp haben wir noch mit einer Laubsäge ausgesägt sind dann aber schnell auf die Idee gekommen, eine Portalfräse zu verwenden. Nach einigem hin und her haben wir uns für die Shapeoko 2 von myhobbycnc entschieden.
Den ersten Prototyp haben wir zusammen mit einem Produktdesigner aus der Nähe des Chiemsees erstellt, der uns auch ein Modell mit seiner X-Carve von Inventables gefräst hat. Nachdem alle Teile für den Bausatz der Shapeoko2 da waren hat er uns auch noch ein bisschen im Aufbau unserer Fräse unterstützt. Das ganze haben wir zusammen auf Youtube vorgestellt:
Beim Aufbau hatten wir zunächst das Problem, dass das selber zusammengelötete Board nicht reagiert hat. Hier habe ich uns ein neues, fertiges bestellt, damit wir zunächst mal weiter machen konnten. Ich vermute mir ist beim Zusammenlöten bzw. den Tests irgendwie ein Kurzschluss passiert.
Nachdem das neue fertige Board da war hat an sich erstmal alles funktioniert. Als Arbeitsfläche habe ich zwei MDF Platten aus dem Baumarkt genommen. Eine dünnere als "Opferplatte" die später ggf. immer wieder getauscht wird. In einem Raster hab ich dann Löcher gebohrt und Gewinde zum Einschlagen auf der Rückseite verwendet.
Was wärend des Aufbaus, den ersten Fräsgängen aufgefallen ist:
- Ich hatte auch Probleme mit den Endschaltern. Wenn die Hardlimits aktiviert waren wurden diese sehr häufig unberechtigterweise ausgelöst. Nachdem ich diverse Beiträge gelesen hatte war schnell klar wo das Problem liegt. Dasraufhin habe ich ein CAT 6 Kabel zu den Endschaltern verwendet. Das brachte etwas Besserung aber war leider noch nicht die finale Lösung. Deshalb habe ich auch noch 3 0,47 Kondensatoren parallel zu den Pins geschaltet. Jetzt funktionierts auch mit Hard Limits gut
- Für die Kabel habe ich eine Schleppkette verbaut
- Als Gehäuse habe ich ein typisches "Elektronikgehäuse EURO" verwendet. Darin verbaut habe ich die Buchse fürs Netzteil, einen Ein/Aus Schalter und einen Lüfter verbaut.
Als Software setzte ich aktuell Easel ein. Die Kommunikation mit der Shapeoko funktioniert recht gut. Zukünftig will ich mir hier aber noch alternative Programme anschauen.
Mit den Spindeln sind wir auch noch nicht recht glücklich. Die ganz einfache "Chinaspindel" habe ich durch einen anderen "Dremel" Klon ersetzt der bei mir noch rumlag. Der ist noch etwas stabiler verarbeitet. Trotzdem würde ich mir etwas mehr Leistung wünschen. Zudem wollen wir bessere Fräser einsetzten, die dann aber nicht mehr in das 3mm Futter passen.
Momentan bin ich noch nicht sicher was ich mir da zulegen soll. Frässpindel mit getrennten Netzteil oder bspw. eine kleine Oberfräse von Bosch , Makita etc.
Vieleicht kann mir der ein oder andere einen Tip geben. Wenn wir mehrere von den Mobiles fräsen sollte die Fräse schon etwas Power haben, damit die Fräsgeschwindigkeit etwas steigt.
Insgesamt muss ich sagen dass ich ziemlich fasziniert bin, was der Shapeoko 2 Bausatz bietet. vor ein paar Tagen habe ich ein kleines Aluminium Schild (3mm) mit einem Logo gefräst und ich bin echt begeistert von der Genauigkeit.
Re: Shapeoko 2 / Baby Mobiles für gemeinnützigen Verein
Hi,
schönes Projekt! Zu Spindeln gibt es hier im Forum diverse Threads. Sie sind nicht einfach zu finden, aber es gibt sie. Stichwort Chinaspindel.
Kurz zusammengefasst: Der 300W Fräsmotor passt ganz gut zur Shapeoko, da die Fräse auch nur sehr bedingt die höheren Kräfte aufnehmen kann, die bei schnellerem Vorschub und größerer Zustellung auftreten würden. Wenn man den Aufbau mal mit Semiprofigeräten vergleicht, sieht man schnell dass diese wesentlich stabiler aufgebaut sind und entsprechend teurer sind.
Recht häufig wird noch die Kress Spindel / Oberfräse eingesezt und ich bin mit meiner 400W Brushless Chinaspindel auch ganz zufrieden. Diese hat allerdings 2 Nachteile: Die Spindel ist nicht lang genug um bis nach unten zu reichen, was die Konstruktion einer Spindelaufnahme erfordert und die Drehzahl ist mit 12.0000 recht gering. Dafür ist sie sehr leise. Die Kress dreht höher, ist aber auch deutlich lauter. Wobei bei schnellerem Arbeiten dann irgendwann nicht mehr die Spindel das lauteste ist.
Die Shapeoko ist für Massenproduktion nicht besonders gut geeignet, da der günstige Preis zu einer Konstruktion zwingt die hohe Geschwindigkeiten nicht gut toleriert. Da ist man mit einer Dekupiersäge unter Umständen deutlich schneller wenn man mehrere Bretter übereinander legt und gleichzeitig aussägt. So machen es Bekannte mit Basteleien für den Weihnachtsmarkt. Durch die Handarbeit bekommen die Stücke dann auch einen individellenen Charakter.
Re: Shapeoko 2 / Baby Mobiles für gemeinnützigen Verein
Hallo,
wir sind jetzt schon recht weit gekommen. Ich habe mir jetzt eine Bosch GFK 600 Fräse gekauft und verbaut. Die ist mit 1,4 Kg noch gerade so an de Grenze. Die x-Achse habe ich jetzt auch verschraubt (Die MakerSlide Profile). Insgesamt bin ich sehr zufrieden. ich habe mir noch selbst eine Absaugung gefräst.
Die finale CAD Fassung ist jetzt auch schon fertig. Aktuell experementiere ich noch mit verschiedenen Holzarten.
Nun zu meinem Problem. Zunächst ist mir klar, dass die Shapeoko 2 eine Hobbyfräse ist. Ich bin im Gegenteil sogar sehr beeindruckt, was die Fräse in dem Preissegement alles leistet. Denoch würde ich gern hier und da verbessern. Durch die schwerere Fräse hatte ich zu Beginn immer wieder das Problem, dass die Fräse vom Fräspfad abgekommen ist. Anschließend habe ich auf den Treiberbausteinen die Spannung erhöht. Zusammen mit guten Fräsern habe ich dann recht zuverlässig fräsen können. Totzdem kommt es aktuell immer mal wieder vor (wesentlich seltener als zuvor) das der Fräser in eine Richtung ausbricht.
Deshlab habe ich mir die Frage gestellt ob ich davon profitieren könnte, die bestehenden A4988 Treiber durch DRV8825 Bausteine zu ersetzen. Dann würde ich für die x und y Achse die kleineren Nema23 Montoren verbauen. Weil die Ausreiser bereits duch das nachjustieren der Treiber selten geworden sind könnte ich mir vorstellen, dass die Nema 23 (90 Ncm) Motoren den Fräspfad bei der schwereren Bosch Fräse noch etwas besser halten.
Wie ist da eure Einschätzung ? Kann ich die bestehenden A4988 einfach durch die DRV8825 ersetzen ? Alternativ wäre natürlich noch die Umrüstung auf Spindelantrieb möglich - aber vieleicht reicht ja schon der Einsatz der etwas stärkeren Motoren. Mir ist bewußt, dass die volle Leistungsfähigkeit der Nema 23 Motoren mit dem bestehenden Board nicht ausgenutzt werden kann aber einen kleinen Zugewinn würde ich mir davon schon versprechen
Re: Shapeoko 2 / Baby Mobiles für gemeinnützigen Verein
Für das "Ausbrechen" kommen zwei Ursachen in Frage: 1) Schrittverluste (Die Kraft der Motoren reicht nicht aus um den Widerstand beim Fräsen zu überwinden und der Motor dreht nicht weiter wenn er ein Schrittsignal bekommt. Das führt dann zu einem Versatz der sich auch nicht mehr korrigiert. Hier könnt es theoretisch helfen stärkere Motoren oder stärkere Treiber zu verwenden. Auch eine Höhere Versorgungsspannung kann in so einem Fall hilfreich sein. Eventuell hilft es auch das Microstepping zu verringern, da die Motoren bei geringerem Microstepping mehr Kraft entfalten können. Das geht dann zu Lasten der Präzision, da die Position in größeren Schritten justiert wird.
Die DRV2588 bringen wenig mehr Leistung, da würde ich dann eher direkt auf TB6560 oder TB6600 gehen.
2) Verwindungen der Maschinenkonstuktion. Die beim Fräsen entstehenden Kräfte drücken den Fräser aus seiner Bahn, die Konstruktion der Maschine kann diese Kräfte nur begrenzt auffangen. Hier zeigt sich ein oft richtungsabhängiger Effekt. der zur Mitte der Profile stärker ist. Hier müsste man den Vorschub und die Zustellung verringern oder die Drehzahl der Spindel erhöhen, alternativ die Konstruktion versteifen.
Re: Shapeoko 2 / Baby Mobiles für gemeinnützigen Verein
Hi,
vielen Dank für die schnelle Antwort ! Ich würde eher Richtung Schrittverluste gehen. Weißt du ob die genannten Treiberbausteine auch auf dem Standardboard das im Komplettkit Shapeoko 2 dabei ist verwendet werden können ? Ich vermute auch, dass das Standardnetzteil vieleicht durch ein geregeltes, besseres mit etwas mehr Spannung ausgetauscht werden könnte !?
Das "Standardnetzteil" (vermutlich meinst du das aus dem Shop) ist ein geregeltes. (Schaltregler) Das hat 24V. Du kannst mit der Spannung nur soweit hochgehen, wie die Treiber und alles andere was Du damit betreibst das auch vertragen. Für die TB6560 ist meine ich 24V das Limit. Die DRV8825 gehen auch mit 36V wenn ich mich recht erinnere. Da solltest Du aber vorher noch einen Blick in's Datenblatt werfen ;-)
Beachte dass in dem Du den Motoren mehr Kraft verleihst dann Problem 2 in den Vordergrund treten wird...
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Da können sich interessierte das Ergebnis dann anschauen.