| Passwort vergessen?
Sie sind nicht angemeldet.  Anmelden

Sprache auswählen:

myhobby-CNC - Kunden Supportforum

Shapeoko-T mit Raspberry Pi und LinuxCNC
 1 2
10.04.22 18:59
Claus 
Shapeoko-T mit Raspberry Pi und LinuxCNC

Hallo liebe CNC-ler,

nach einigen Rechergen in Sachen CNC-Fräsen habe ich mich vor ca. einer Woche dazu entschieden mir eine Fräse auf Basis der von Roland im Shop angebotenen Shapeoko-T zu bauen.
Vorrangig werde ich diese nutzen um Bleche (Messing) und kleinere Formteile (Alu) für meine Roboter zu fertigen. Eventuell kommt in einem weiteren Schritt noch eine 4. Achse dazu um Zahnräder fräsen zu können.
Da ich keine Werstatt habe werde ich die Fräse in einem Gehäuse aus Plexiglas auf einem rollbaren "Werksideboard" aufbauen. Rollbar bedeutet hierbei das Rollen ausgeklappt werden können. Im Betrieb denke ich sind Rollen keine optimale Standbasis ;-)
Unterhalb der Fräse werden Kühlmittelbehälter und Pumpen so wei ein kleiner Kompressor platz finden. Neben der Fräse kommt dann noch ein ordendlicher Schraubstock auf das Ganze - und schon hab ich alles was ich jetzt vermisse.

Wie im Titel geschrieben werde ich die Steuerung auf LinuxCMC umsetzen da ich zum einen mit Hilfe einer Raspberry Pi ein schönes kleines Vollintegriertes System haben möchte (ohne Labtop o.ä.) und zudem die Möglichkeit haben möchte später eine 4. Achse hinzuzufügen.

Den Bau der Fräse werde ich unter meine Webpage https://deMaus.de dokumentieren und hier bei jedem erfolgreichen Schritt eine kurze Zusammenfassung davon geben.
Ich hoffe Ihr findet Spaß daran

11.04.22 20:16
Claus 
der erste Tag: Shapeoko-T mit Raspberry Pi und LinuxCNC

Das Paket von myhobby-cnc ist heute angekommen - und ich hab gleich losgelegt.

Mein Kumpel Roberry wollte unbedingt mitmachen - hat aber zur Zeit nur eine Hand. Die andere bekommt ein Update.

Also hab ich ihn kurzerhand zum Kameramann gemacht ...



Gelernt hab ich:



Aber immerhin: die Schlitten für die Y-Achse haben zumindest schon mal ihre Laufräder.


Ich bin gespannt was der morgige Tag so bringt
Eine Dokudes Zusammenbau (mit Bildern und Videos) wird auf meiner Homepage folgen. Roberry hat ja fleißig gefilmt.

Zuletzt bearbeitet am 11.04.22 20:20

12.04.22 21:04
Claus 
der zweite Tag: Shapeoko-T mit Raspberry Pi und LinuxCNC

Heute habe ich zum Teil doch ein wenig den Kopf geschüttelt ...

Irgendwo hier im Forum hatte ich etwas gelesen das extra eine Schraube im Set ist, die man vor den richtigen Schrauben in die Makerprofile prügeln kann.
Da gibt es eine ganz tolle Erfindung. Nennt sicht Gewindeschneider und ist in jedem Baummarkt für wenig Geld zu bekommen. Oft auch als praktisches Set:


Gekämpft habe ich ein wenig mit den Trapezstangen. Irgenwie hab ich nichts im Bausatz gefunden womit man die Stange in der Hülse fest bekommt.
Ich hab kurzerhand zu meinem Drehmel gegriffen, ein 2mm Loch durch Hülse und Stange gebohrt (gleichzeitig damit auch alles passt).


Dann einen 2mm Spannstift durch


Und schon hält es ohne Spiel bombenfest.


Apropos Spiel: Die zwei U-Scheiben und der Federring reichten nicht um das Kugellager ohne deutliches Spiel festzuklemmen. Hier habe ich aus eigenen Beständen eine dritte U-Scheibe rein gesetzt und schon funktioniert es. Wenn das Lager schon gut 0,5mm Spiel hat kann man sicher nur schwer auf 0,1mm genau arbeiten

Und dann war da noch das Befestigen des Kugellagers im Blech.

... Sowas mag ich ja garnicht gerne.

Gut das ich einen 3D-Drucker habe, Damit hab ich kurzerhand einen Halterring gemacht:


Schwup die wup übers Kugellager damit ...

... und schon sieht es vernünftig aus und die Schrauben werden nicht krumm gezogen


Ok, morgen denke ich wird das Ganze dann zusammen kommen. Zumindest bis auf die Z-Achse.

Zuletzt bearbeitet am 12.04.22 21:06

13.04.22 18:05
Ronald 

Moderator

Re: Shapeoko-T mit Raspberry Pi und LinuxCNC

Hallo Claus,

ja, ich weiss, eine Anleitung wäre natürlich sehr hilfreich. Gerade bei der Shapeoko-T, die nicht so oft verkauft wird ist der Aufwand-Nutzen einer Anleitung nicht ganz so hoch. Aber egal, mir fehlt dafür leider die Zeit. Vielleicht habe ich mal mehr Zeit, wenn andere Projekte/Aufgaben bei mir wegfallen. Ich sage aber immer allen meinen Kunden, dass wenn Sie Fragen haben, dann sollen Sie mich bitte "sofort" anrufen.

Zu Deinen Anmerkungen:

  • Die Gewindehülsen sollen eigentlich mit 2-Komponenten Kleber eingeklebt werden. Dass haben wir hier im Forum so auch schon mal besprochen. Und zwar so, dass sie zum Kleben auch schon mal eingebaut werden um in der Flucht zu sein.
  • Daher wurde auch das Kugelager, das gegenüber der Hülse ist geändert. Früher waren hier auch Hülsen die 3D-gedruckt waren. Damit man aber besser die Gewindestange einfach nur durchschieben muss, wurden die Kugellager mit einem Innendurchmesser von 12mm nun verwendet. Das heißt, die Festlager-Hülsen werden auf der einen Seite im Kugellager befestigt, und dann die Gewindestange von der gegenüber liegenden Seite reingeschoben. Dann noch etwas Kleber dran und in die Hülse schieben. Dann aushärten lassen. Dass sollte so dann passen.
  • Die Anzahl an Unterlegscheiben und Federringen ist richtig so. Wenn es nicht passt. ist entweder etwas falsch zusammen gebaut, ev. das falsche Kugellager genommen? Oder der Einstich für die Sicherungsscheibe ist vom Hersteller falsch gesetzt worden? Dass wäre dann ein Herstellungsmangel, und die Hülse würde ich dann natürlich ersetzen. Bitte mal alle Hülsen und Einstiche miteinander vergleichen. Und auch nochmal die Kugelllager genau anschauen. Die mit 12mm Innendurchmesser sind etwas schmaler als die mir 8mm Innendurchmesser!!
  • Gewindebohrer: Ich selber hatte sehr viel Probleme mit den Gewindebohrern. Gerade noch die 5mm Bohrer brechen wirklich sehr gerne ab. In eloxiertem Aluminium sind geschnittene Gewinde sogar nicht so gut, da die eloxalschicht 5x härter ist als das reine Aluminium. Aus all diesen Gründen haben wir uns für das "Gewindeformen", ja, das gibt es tatsächlich, entschieden. Durch die spezielle Innensternform der Löcher in den Profilen kann eine normale M5 Schraube (die liegt einzeln im Beutel mit den Laufrollen; M5x20) verwendet werden, um die inneren Stege zu quetschen und so die Eloxalschicht nicht zu verletzen um ein geeignetes Gewinde zu formen! Das klappt, wenn man es einmal versucht, wirklich sehr gut. Das Gewinde behält seine außerordentliche Stabilität. Sollte mal ein Gewinde abreißen, kann dieses durch einschrauben einer längeren Schraube einfach wieder verlängert werden.
  • Deine Halterung, die Du 3D-gedruckt hast, sieht natürlich viel eleganter aus. Übrigens in den Blechen an denen das 12mm Kugellager ist, könntest Du Deinen M5 Gewindebohrer sehr gut verwenden. Da habe ich die Löcher so geplant, dass hier tatsächlich ein Gewindebohrer verwendet werden muss, was ich eigentlich später nicht mehr wollte. Die Löcher habe ich vergessen vor dem Lasern größer zu machen!


So. jetzt bin ich mal gespannt auf den restlichen Aufbau und die Steuerung mit einem Rasberry Pi. Ich freue mich auf weitere Posts.

LG Ronald

Zuletzt bearbeitet am 13.04.22 18:14

14.04.22 08:39
Claus 
Re: Shapeoko-T mit Raspberry Pi und LinuxCNC

Hallo Ronald,

danke für die Anmerkungen.
Zu der Hüles der Gewindestange: Ich hab da schon das richtige Kugellager verwendet. Wenn ich an der Hülse das 12mm-Kugellager verwendet hätte wäre ja auch in beide Richtungen Spiel gewesen.
Von der Oberkante des Kugellagers bis zum Einstich für die Sicherungsscheibe hab ich gerade 5,3mm gemessen. Die Scheiben sind je 1,5mm dick. Bleibt 2,3mm für den Federring - was wohl zu viel war. Ich hab meine Konstruktion jetzt nicht nochmal auseinender gebaut da der Federring jetzt vermutlich nicht mehr die Biegung wie bei Auslieferung hat.

Gestern bin ich wegen eines anderen Projekts nur wenig weiter gekommen. Aber immer hin: Das Basis-Gerüst ist fertig zusammen gebaut. Mein kleiner Kumpel Tobi guckt sich das Ganze noch ein wenig skeptisch an


Die 20x20-Querstreben unten habe ich mit Nutsteinen aus eigenem Bestand befestigt. Fande ich einfacher als zu hoffen das der Schraubenkopf sich im Profil nicht mitdreht.


Leider waren im Bausazu auch keine 3mm-Schrauben um die Schrittmotoren zu befestigen. Auch die hab ich aus eigenem Bestand genommen. Das sind ja zum Glück nicht die ersten Schrittmotoren die ich befestige

Heute ist wohl Pause. Ich hab ja leider auch noch ein bissel anderes zu tun als die schöne neue Fräse zusammen zu bauen

Zuletzt bearbeitet am 14.04.22 08:50

15.04.22 20:37
Claus 
der dritte Tag: Shapeoko-T mit Raspberry Pi und LinuxCNC

Juchhuuuu, der Aufbau der Basis ist geschafft

Der Zusammenbau der Z-Achse hat super gut geklappt:


Ok, die Endtaster und Energieketten fehlen noch - aber ich hatte jetzt erst mal mehr Lust ein wenig nach der Raspberry Pi zu gucken.
Beim Leser über LinuxCNC bin ich die letzten Tage schon darüber gestolpert, dass man die Stepper nicht direkt über GPIO (= Ein- und Ausgänge auf der der Raspberry Pi) steuern sollte, sondern über eine SPI-Erweiterung.
Zum Glück habe ich sowas von meinen Roboterbasteleien noch vorrätig
Da musste ich nur noch die Anschlussleisten auflöten und fertig ist die PI IO Plus (https://www.abelectronics.co.uk/p/54/io-pi-plus) zum Start.


Das Image von LinuxCNC ist auch schon installiert und das Programm LinuxCNC starten auch auf der Raspberry Pi.
Also sieht alles gut aus das ich morgen die Treiber für die PI IO Plus einrichten kann - und mich dann an die Konfiguration von LinuxCNC geben kann.

... Für die, die noch nie eine Raspberry Pi gesehen haben: Unten links auf dem Bild liegt die Raspberry Pi 4 die ich verbauen werde.
Das ist ein kompletter Computer mit 4 USB-Anschlüssen und 2 HDMI-Anschlüssen. Die Stiftleiste links stellt zusätzliche Anschlüsse bereit, mit denen man zum Beispiel Leuchtdioden ansteuern kann oder Schalter anschließen kann - und auf die man eine Erweiterung wie die o.g. PI IO Plus stecken kann

Zuletzt bearbeitet am 15.04.22 20:41

16.04.22 20:03
Claus 
der 4. Tag: Shapeoko-T mit Raspberry Pi und LinuxCNC

Puh, was für ein Tag. Es ist doch immer wieder schön am Computer richtig in den Flow zu kommen

Also erst mal: Das was ich gestern über die SPI-Erweiterung und die PI IO Plus-Platine geschrieben hab ist grober Unfug.
... Die PI IO Plus-Platine ist nicht über SPI, sondern über I2C anzusteuern. Also für LinuxCNC unbrauchbar.
... Es gibt inzwischen einen HAL-Treiber in LinuxCNC, mit dem man direkt die GPIO-Pins einer Raspberry Pi ansteuern kann.

Nach einigem Suchen hab ich unter https://forum.linuxcnc.org/9-installing-...ng-io-pins-only ein Beispiel hierzu gefunden.
Damit war es dann auch garnicht mehr so schwer LinuxCNC mit GPIO zum Laufen zu bringen:



Ok, morgen werde ich dann mal die notwendigen Signalumsetzer von 3,3V auf 5V zur Ansteuerung der Motortreiber zusammenlöten - und dann werden sich die Schrittmotoren zum ersten Mal drehen

Dann muss ich noch sehen wie ich in der HAL-Konfiguration die Home-Taster konfiguriere (momentan sind nur die Enable-Signale der Motortreiber konfiguriert) und schon ist die Basiskonfiguration von LinuxCNC erst mal da

Zuletzt bearbeitet am 16.04.22 20:05

17.04.22 21:53
Claus 
der 5. Tag: Shapeoko-T mit Raspberry Pi und LinuxCNC

Heute hab ich tasächlich heftig mit diesem $&%§ LinuxCNC gekämpft.
Das Problem: Zur Konfiguration der GPIO-Pins der Raspberry Pi muss in der Treiberkonfiguration (HAL-Konfoguration) folgende Zeile stehen:

loadrt hal_pi_gpio dir=67108860 exclude=0

Die beiden Zahlen geben an welche der GPIO-Pins als Ein- oder Ausgang benutzt werden. Das errechnet sich aus einer Binären Zahl, in der eine 0 für Eingang und eine 1 für Ausgang steht. exclude gibt an welche Pins verwendet (0) oder nicht verwendet (1) werden.

Nach einigem falschen rechnen hab ich mir jetzt ein Excel-File gemacht in dem ich die geplante Konfiguration eingetragen hab:


Damit ging es dann doch recht gut und die Stepper sind das erste Mal gelaufen

Das Einzige Problem für das ich noch keine Lösung hab: Die Treiber für die Stepper brauchen ein Low-Signal zum Aktivieren. Leider ist in LinuxCNC Enable HIGH für aktiv und der gpio-Treiber gibt keine Möglichkeit das Signal zu invertieren. Da muss ich wohl mal weiter gucken und ggf. doch eine elektronische Lösung bauen - oder die Treiber erweitern

Aber ok, wenn's einfach wäre würde das ja jeder so machen ...

21.04.22 09:42
Ronald 

Moderator

Re: Shapeoko-T mit Raspberry Pi und LinuxCNC

Respekt!

Wenn dass so mit dem LinuxCNC auf dem Pi und den GPIOs funktioniert, dann könnte man ja mal eine kleine huckepack Platine entwerfen, die die richtigen Signale liefert und ev. gleich die POLOLU-Treiberbausteine mit drauf hat.

Ich hatte mich bisher immer davor gescheut, weil solche Platinen bisher immer einen eigenen Atmega328 drauf hatten und ich das semioptimal fand. Wenn es jetzt direkt mit den IO-Anschlüssen geht, und es keine Timingprobleme gibt, dann wäre das mal wieder ein Hoffnungsschimmer!

Wäre auch gespannt, ob man dann auch 5-Achsen verwenden könnte?

Ich bin sehr gespannt auf die weiteren Fortschritte!

LG Ronald

22.04.22 10:32
Claus 
Re: Shapeoko-T mit Raspberry Pi und LinuxCNC

Hallo Ronald,
ja, das sieht erst mal ganz gut aus. Timingprobleme hatte ich ganz zu Anfang wo ich die Latenzzeiten der Tasks noch nicht richtig konfiguriert hatte. Aber das scheint jetzt ok zu sein.
Mit 5 Achsen muss man natürlich gucken wie man mit den 27 vorhandenen GPIO hinkommt. Zum Beispiel könnte man da ein zentrales Enable-Signal für alle Stepper verwenden. Oder man unterscheidet nicht mehr zwischen Y und Y2-Achse und schalten die Treiber für Y2 mit denen von Y parallel. Also Möglichkeiten bestehen da

Nach einigen Tagen Pause komme ich heute endlich wieder zum weiterbauen. Ich hoffe das die Fräse heute, spätestens morgen, das erste Mal richtig fährt und ich Feinjustierungen vornehmen kann.

Für die Endtaster hab ich übrigesn wieder etwas "Schönes" gedruckt. Die sitzen bei mir jetzt in kleinen Gehäusen. Auch für die Stepper drucke ich gerade Anschlussdosen in die 4 Lüsterklemmen passen. Fotos folgen ...
Manchmal bin ich eben ein bischen Monk

LG Claus

 1 2
Kühlmittelbehälter   HAL-Konfoguration   Raspberry   außerordentliche   Shapeoko-T-Bausatz   Trapezgewindestange   Herstellungsmangel   Sicherungsscheibe   OpenBuilts-Profile   LinuxCNC   HDMI-Anschlüssen   Schrittmotoren   POLOLU-Treiberbausteine   HAL-Konfiguration   Shapeoko-T   Basiskonfiguration   Treiberkonfiguration   Roboterbasteleien   Innendurchmesser   20x20-Querstreben