Solhagas plasma-CNC, Mk II

Berätta om dina pågående projekt.
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Jag har tidigare byggt en plasma-CNC baserat på MPCNC.
Se dessa trådar här och här.

Den har fungerat väl men jag upplever följande nackdelar:
  • Maxhastigheten är 7500 mm/min vilket inte räcker för plåt tunnare än 1,5 mm.
  • Hörn mm blir utbrända och producerar mycket dross.
  • Brännarmunstycket tar ibland i plåten som resulterar i ofärdiga skärningar.
  • Cirklar och komplicerade vindlingar måste köras med stor steglängd, vid mindre hinner inte systemet med att beräkna/styra vilket leder till att hastigheten sänks vilket innebär mer dross.
  • THC är ej implementerat. (elektroniken finns men jag har inte lyckats få in styrningen i programmet)
Grundorsakerna till ovanstående är:
  • För stor massa (relativt den klena MPCNC) att accelerera och deaccelerera; hela fem stegmotorer skall förflyttas.
  • För dålig processorkraft.
  • Opålitlig nolldetektering i Z-led. Detektorn är inte temperaturkompenserad och ger fel då starthöjd.
  • Klurigt att få in THC-styringen i interrupthanteringen (Marlin 2.0)
Mk II kommer att:
  • Bygga på en CoreXY-konfiguration där endast en stegmotor och brännare behöver förflyttas.
    Förhoppningsvis kan stegmotorn vara en pannkaksmotor.
    Se här och här vad en CoreXY-maskin kan se ut som.
  • Ha THC implementerat. Kräver kanske ett annat styrprogram än Marlin 2.0, SmoothieWare är föreslagit.
  • Ha stegmotordrivare TMC2209 som har återkoppling som eliminerar behovet av endstop/nolldetektering.
Det skall fortfarande vara en enkel maskin för hobbybruk och således ingen fullfjädrad CNC-maskin; maskinen skall bara ta gcode.

Ovanstående forum är inte de bästa för att få feedback för dylika byggen; det blir mest hurrarop.
Hoppas på mer respons här.

Stegmotorer, NEMA23HS9430B för X och Y samt en liten NEMA11 för Z redan införskaffade.
Kontrollerkort mm på väg in.
Material för ramkonstruktionen (20x20x2.0 stålrör) också på väg in.
Jag tänkte använda 10 mm remmar för X och Y och en direktdriven kuggstång för Z.

Min första fråga om någon har koll om SmoothieWare skulle vara enklare att implementera THC i.
Eller ännu hellre förslag och insikter hur man skulle få in det i Marlin 2.0 interrupt- och köhantering.

BOM:

Stegmotorer:
2 st NEMA23HS9430B
1 st NEMA11

GT2:
10 meter 10 mm tandad rem.
8 st 20-tandade 10 mm idlers
2 st 20-tandade remskiver (pulleys)

Ram:
6 m 20x20x2,0 stålrör
2 m 20x20x1,5 mm stålrör

Kontroller:
1 st BIGTREETECH SKR V1.4 BTT SKR V1.4 Turbo 32 Bit Board
1 st TFT35 E3 V3.0
3 st TMC2209
Senast redigerad av solhaga 16 september 2020, 00:01:39, redigerad totalt 2 gånger.
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Lite om arbetsgången så att ni förstår ambitionsnivån:

Först caddas det i Fusion360.
  • I Fusion360/Manufacture lägger jag upp skärningarna och genererar sedan gcoden genom att en preprocessor körs som inkluderar gcoderna M106 och M107 såsom styrkoder för plasman.
    M106 och M107 är tillagda i Marlin 2.0 för att styra plasmanbrännaren.
  • Gcoden läggs på ett SD-kort som pluggas in i CNC:en.
  • Jag placerar brännaren manuellt.
  • Gcoden exekveras i CNC:en.
På hobbynivå alltså; vill jag ha fler av samma sak så får jag gå tillbaka till Fusion360 och duplicera där eller helt enkelt flytta brännaren till en ny position och skära ut en ny.
Zhorts
Inlägg: 217
Blev medlem: 15 augusti 2011, 14:42:03

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av Zhorts »

Av mig får du inte mycket mer än ett hurrarop, tyvärr, då jag inte haft nöjet (behovet och/eller utrymmet) att leka med en plasma-cnc.

Dum fråga kanske, men det går inte att modulera brännareffekten på något sätt?

Ändstopp och höjdmätare kan vara bra att ha som backup om inte annat. Stegmotorer kan ju missa steg, och att ha något som i alla fall nödstoppar i ändlägen är bra "hängslen och livrem".
Användarvisningsbild
PeterH
Inlägg: 8612
Blev medlem: 15 mars 2006, 15:57:10
Ort: Gävle/Valbo

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av PeterH »

Den här tråden ska jag följa, har också funderat på att bygga styrning till min plasma 8) :tumupp: (kommer du dela med dig av stl-filer och inköpslistor?)
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Zhorts skrev: 15 september 2020, 14:36:53 Av mig får du inte mycket mer än ett hurrarop, tyvärr, då jag inte haft nöjet (behovet och/eller utrymmet) att leka med en plasma-cnc.

Dum fråga kanske, men det går inte att modulera brännareffekten på något sätt?

Ändstopp och höjdmätare kan vara bra att ha som backup om inte annat. Stegmotorer kan ju missa steg, och att ha något som i alla fall nödstoppar i ändlägen är bra "hängslen och livrem".
Nej, det går inte att modulera brännareffekten via den CPC-port jag har på brännaren (Hyperthem Powermax 45 XP).
I CPC-porten finns Start, Transfer och bågspänningen.
Om jag hade haft en serieport (RS485 med ModBus ASCII protocol) så hade det gått; då fjärrstyr man hela brännaren.
Men då får man ha en CNC-styrning som kan prata med brännaren. Inget som ingår i Marlin tyvärr.
RS485-kittet kostar en del också:

Bild

Ändstoppkretsar behövs inte eftersom TMC2209-drivern känner av när stegmotorn går emot ändlägena.
Jämför med Prusas Mk3-printrar.
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

PeterH skrev: 15 september 2020, 15:42:08 Den här tråden ska jag följa, har också funderat på att bygga styrning till min plasma 8) :tumupp: (kommer du dela med dig av stl-filer och inköpslistor?)
Jag skall försöka dokumentera så mycket som möjligt, detta blir ju min minneslista också. Jag lägger en BOM i första posten.
Om du har Fusion360, så kan jag dela med mig projektet.
Användarvisningsbild
tecno
Inlägg: 27022
Blev medlem: 6 september 2004, 17:34:45
Skype: tecnobs
Ort: Sparreholm, Södermanland N 59° 4.134', E 16° 49.743'
Kontakt:

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av tecno »

Vill inte kasta grus i maskineriet men ta en titt på LinuxCNC där plasmaC ingår + MESA 7i96 och deras THC kort. Kombination som fungerar för många.

Har du några referenser på detta kortet du tänkt dig som fungerar med plasma?
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

tecno skrev: 15 september 2020, 23:37:03 Vill inte kasta grus i maskineriet men ta en titt på LinuxCNC där plasmaC ingår + MESA 7i96 och deras THC kort. Kombination som fungerar för många.

Har du några referenser på detta kortet du tänkt dig som fungerar med plasma?
Jo, den titten har jag tagit mig många gånger.
Men nu var ju det här med att jag brukar vilja bygga saker själv.

Min nuvarande plasma-CNC är baserad på en Arduino Mega med RAMPS 1.4 shield.
Jag ser ingen anledning till varför inte BTT SKR V1.4 Turbo skulle fungera.
Användarvisningsbild
hawkan
Inlägg: 2585
Blev medlem: 14 augusti 2011, 10:27:40

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av hawkan »

Fundera på om du verkligen ska ha core-xy. Det har fördelar men också nackdelar som långa remmar som flexar och att ramen och mekaniken måste vara mycket starkare för att hantera de interna krafter som blir i konstruktionen. Jag har testat på en lasergraverare och fick gå ifrån det.

Jag har använt marlin 32-bitar för en laserskärare och det fungerade bra så om det handlar om att positionera och sätta på/stänga så är det inga problem. Jag har ingen egen plasmaskärare så har inte gått igenom allt vad det innebär. Men jag noterar att det skrivs sida upp och sida ner på linuxcnc-forumet om plasmaskärare och dess styrning. Nått är det väl som gör att det är så intressant. Linuxcnc kan också modbus åtminstone rtu och tror också ascii om det skulle komma till det. Kör på rpi4.
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Jo, jag är väl medveten om de starkare krafter som uppstår med CoreXY.
De två remmarna är nästan 5 meter långa, så det blir en GT2 10 mm rem.
Ramen håller jag just på och funderar ut, mer om det senare.
Jämfört med nuvarande MPCNC så behöver den ju vara mycket stabilare
Om CoreXY inte skulle fungera så får det bli en MkIII :jimmyhacker: .

Styrningen har jag redan implementerat i min nuvarande plasmaskärare.

I CPC-porten, den cylindriska plastkontakten, finns tre signaler:
  • Start (starta plasma). Ingång som innebär jag drar i ett relä som kortar pin 3 och 4.
  • Transfer (påbörja maskinrörelse). Utgång som är ett relä på pin 12 och 14. Pin 12 är är uppullad och pin 14 läses av
  • Bågspänningen (Spänningsdelad bågspänning, 50:1). Utgång pin 5 och 6 som är kopplad via en optokopplarförstärkare.
Bågspänningen används för THC:n.
Den spänningsdelade bågspänningen kan som mest ge 7 V, men det är utanför vad jag behöver känna av.
Råbågspänningen är som högst 200 V i mina driftfall vilket innebär 4 V spänningsdelat.
För galvanisk isolation för denna signal använder jag en ACPL-790A med en efterföljande opamp som förstärker upp utsignalen från optokopplaren.
Jag får då diffsignal som är kopplad till två AD-ingångar.
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

hawkan skrev: 16 september 2020, 01:21:29 Fundera på om du verkligen ska ha core-xy. Det har fördelar men också nackdelar som långa remmar som flexar och att ramen och mekaniken måste vara mycket starkare för att hantera de interna krafter som blir i konstruktionen. Jag har testat på en lasergraverare och fick gå ifrån det.
Bild

Bra med lite feedback på detta!

Lite frågor:
Hade du tandade idlers? Om inte, tror du att det hade hjälpt?
Hur bred var din rem?
Hur tung var din Z-led?
Något annat att tänka på?
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

En första fundering på ram:

Bild

Sidorna, 90x25 cm, är i 4 eller 5 mm stål.
Rören, 140 cm långa, har dimensionen 20x20x2.0 mm
De tre nedersta rören till vänster och de två nedersta rören till höger svetsas i sidorna, det är urtag i plåten för genomföring av rören.
De två övre rören svetsas inte i sidorna utan i beslag som skruvas fast på insidan av sidorna så att jag kan höjdjustera.

Öppningen till höger, cirka 10 cm, är till för att kunna skjuta in plåten på rastret. Rastret ligger i ett vattenfyllt kar innanför, 120x80 cm och 7 cm högt.
Eventuellt kan det behövas stagas mellan de två nedre rören. Även de lägre rören till vänster kan stagas sinsemellan.

De två övre rören utgör X-axeln på vilken en Y-travers skall åka på V-skålade kullager.
Jag vill göra traversen så bred som möjligt för stabilitetens skull samt för att kunna montera Z-axeln mellan Y-axelns rör.

Urtagen i överkanterna är för idlers, i bakrunden, eller pulleys i förgrunden där det också skall finnas motorfästen.
Idlers och pulleys är på utsidan av sidorna.

Eftersom arbetsbredden är som mest 100x50 cm kan ovanstånde mått på sidornas bredd och rörens längd komma att minskas; det beror på hur stort Z-axelns överhäng blir.
Dock begränsar karet, som jag inte vill bygga om.

Fick förresten kontrollerkortet och grafikortet igår:
Bild
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Vad det gäller THC i Marlin och Ramps, så har jag i nuvarande CNC en fungerade maskinvara för THC och inläsning till Marlin så att spänningen presenteras i realtid på displayen.
Problemet är att få styrningen i Z-led att fungera ihop med övrig gcode för Z-riktningen.
Det är köhanteringen för stegmotorn som jag inte kan få till eftersom det ligger i en intrikat avbrottshantering.
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Projektet har puttrat lite i bakgrunden, främst har jag ägnat mig åt X-vagnen.

Jag bygger en mockup/prototyp med hjälp av enbart 3d-utskrivna detaljer; alla tunna detaljer blir i plasmautskurna plåtar.

Fjäderbelastad nedre kullager:

Bild

Bild

X-vagn med tandade stödrullar:

Bild

X-travers:

Bild

X-skenans och stegmotorns infästning i sidoplattan (skall vara 4 mm plåt):

Bild

Tanken är att få till alla mått innan jag skär sidoplåtarna mm.
Användarvisningsbild
hawkan
Inlägg: 2585
Blev medlem: 14 augusti 2011, 10:27:40

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av hawkan »

Såhär ser min lilla lasergraverare ut nu
Namnlös.png
Det är en vanlig GT2 rem 6mm bred. Jag hade små lager med fläns i hörnena.
Som synes är det inte längre en core-xy.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Skriv svar