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Shapeoko: vCarving nochmals ausprobiert (2017 – 2020)

Es ist nun schon geraume Zeit her, dass ich das „vCarving“ (aka 3D Fräsen) auf meiner Shapeoko ausprobiert habe.
“3D Fräsen” mit Shapeoko 2 und Inventabels Easel Pro (Video) – November 2017

Naja, damals hat das mehr so recht als schlecht funktioniert und vielleicht was damals die Zeit auch noch nicht reif für mich. Jetzt – gute zwei Jahre später – hab ich mich dem Thema nochmals angenommen und wollte hier nun kurz festhalten, was es darüber Neues zu berichten gibt.

Wie damals auch schon, kann man als Privat-Anwender „Easel Pro“ für vier Tage im Monate kostenlos „dazu buchen“ und bekommt damit die 3D-Fräsfunktion jeweils für 24 Stunden freigeschaltet.

Mittlerweile kenne ich mich mit dem Thema CNC-Fräsen und insbesondere mit meiner Shapeoko2-Fräse sehr gut aus und wollte unter diesen neuen Gesichtspunkten mir dieses Thema nochmals anschauen.
Um gut vorbereitet zu sein, habe ich mir einen 60 Grad- und einen 30 Grad-Fräser mit einem Durchmesser von 1/8″ (=3,1 mm) besorgt. Hier, in diesem Artikel, gehe ich nur mal auf meine neuen Erfahrungen mit dem 60-Grad-Fräser ein.

Als Vorlage zum Fräsen habe ich meinen Schriftzug gewählt und hab diesen als Bild-Datei ins Easel importiert und „tracen“ lassen. Zuvor hatte ich auch schon versucht das gleiche Motiv als SVG Datei zu verwenden, aber damit hatte ich das Problem, dass ich „Innen- und Aussenkante“ eines Buchstabens als jeweils eigener Pfad erkannt wurde und ich damit somit nur den „Umriss“ gefräst hätte. Und ich hab es mit Affinity Photo auf die Schnell nicht hin bekommen, dass ich „Pfade in Flächen“ umwandle.
Somit hab ich eine Bilddatei verwendet und mit etwas Ausprobieren an den Einstellungen war ich mit dem Import-Ergebnis recht zufrieden.

Was mir beim vCarving ehrlich gesagt immer noch nicht 100%ig klar ist, ob die eingestellte Frästiefe eine wirkliche Rolle überhaupt noch spielt? Denn im Grunde ergibt sich die Tief durch die Breite des Motivs, das gefräst werden soll. Vielleicht muss ich das bei nächster Gelegenheit nochmals testen?!!?

Das eigentliche Fräsen verlief dann wirklich sehr unspektakulär. Die Spitze des V-Fräsers mittels eines Blattes Papier auf die richtige Höhe eingestellt und ich bin dann noch zwei Zehntel tiefer gegangen.
Was mir immer wieder gefällt, ist dass der Fräsvorgang beim 3D-Fräsen im Verhältnis sehr schnell geht, weil tiefere Bereiche ja nicht in einem weiteren „Durchlauf“ gefräst werden, sondern die Maschine gleich schon tiefer fährt. Und so konnte ich meinen Schriftzug (inkl. eines dazu gesetzten Textes / Wortes) innerhalb von 6 Minuten fräsen.

Das Ergebnis hat mich durchaus beeindruckt und gerade das Wort, welches ich mit serifen Schrift dazu gebaut habe, ist richtig gut geworden.

Ich möchte jetzt nicht sagen, dass vCarving meine neue Allerwelts-Lösung ist, aber wenn ich mal den Fall habe, dass ich mehr Text sehr filigran Fräsen möchte, dann ist diese Spezialvariante doch eine sehr gute Alternative. 😉

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Shapeoko: Umbau der Steuerplatine

Als ich nach einiger Pause neulich mal wieder meine Shapeoko in Betrieb genommen habe, ist mir auch gefallen, dass die x-Achse nicht angesteuert werden konnte. Wenn ich vom Laptop aus einen Befehl dazu gab, hörte ich zwar, dass der Motor einen „Impuls“ bekam, sich aber dann nicht bewegt.

Die Lösung des Problems war dann eigentlich relativ einfach, denn ich stellte fest, dass einer der Stecke, der auf die Platine ging (und genau diese Achse ansteuerte), locker geworden ist und nach hinten gerutscht war. Dadurch hatte wohl einer der vier Pins keinen richtigen Kontakt mehr und die Ansteuerung des dazugehörigen Motors funktionierte nicht mehr richtig.

Wie gesagt, das Problem war schnell behoben, aber bei der Gelegenheit habe ich mir auch gleich überlegt, ob ich die Platine nicht um 180 Grad drehe.

Bild vom ursprünglichen Zusammenbau meiner Fräse. Februar 2017 😉

Auf dem Bild gut zu erkennen – wenn man weiß, wo man schauen muss:
Im unteren Bereich der Platine links, das silberne Gehäuse des USB Anschluss und daneben die vier Stecker zur Ansteuerung der Motoren.

Durch diese Bauweise konnte ich den USB Anschluss bislang nie verwenden, weil der Platz darunter nicht reichte, um einen USB Stecker anzustecken. Auch kommt man an die vier Stecker nur recht schwerlich hin – wie ich feststellen musste.

Darum habe ich jetzt die Platine um 180 Grad gedreht, so dass der USB-Anschluss jetzt „oben rechts“ sich befindet und gut zu erreichen ist.
Ich musste dann nur kontrollieren, ob die Kabel von der Länge her noch reichen und ob nach dem Umbau der Schlitten mit dem Fräsmotor auch noch genügend Kabellänge hat, um über die komplette Breite sich zu bewegen, Dies war nämlich bei mir beim ersten Test nicht der Fall und „Schuld“ war ein mit Kabelbinder fixiertes Kabel, welches um ca. 1,5 cm verhinderte, dass die Spindel die komplette Breite abfahren konnte. Aber auch dies war schnell gefixt, aber ich wollte hier nur den Hinweis dazu geben, nicht dass dann euer nächster Fräsjob in die Hose geht. 😉

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Neues aus der Werkstatt: Gefräste Holzschilder und die Erfahrung mit verschiedenen Sprühlacken

Am vergangenen Wochenende hatte ich Zeit und habe mich als wieder etwas in meiner Werkstatt „rumtreiben“ können. Dabei habe ich zwei Holzschilder mit meiner Shapeoko CNC-Fräse erstellt und die Schrift wollte ich dabei wieder farbig hervorheben.

Ich verwende dafür in letzter Zeit immer die „Belton Rost-Effekt“-Farbe * (in Sprühdosen), da mir zum einen der Farbton gut gefällt und weil die Farbe von der Konsistenz gut zu verarbeiten ist. Ausserdem trocknet die aufgetragene Farbe sehr schnell, so dass man die Werkstücke bereits nach kurzer Zeit (ca. 1-2 Stunden) getrost weiterverarbeiten kann.

Belton Rost-Effekt Farbe: Kauf ich zum Beispiel im lokalen Hagebaumarkt.

Nun ging mir aber leider nach dem ersten Holzschild die „Rost-Farbe“ aus und ich hab mich kurzerhand dazu entschlossen, das zweite Holzschild mit einer „normalen schwarzen Sprühdose“ zu lackieren.
Dabei musste ich feststellen, dass die schwarze Farbe glänzend war und dies wirkt immer etwas „speckig“ und gefällt mir nicht so gut. Aber egal.
Mir ist aber auch aufgefallen, dass der normale Lack auch viel länger zum Trocknen braucht und ich konnte dieses Schild dann erst am nächsten Tag schleifen. Allerdings ist mir dabei aufgefallen, dass der schwarze Sprühlack scheinbar „flüssiger“ zu sein scheint. Denn während des Schleifvorgangs ist mir bereits aufgefallen, dass dort die Farbe in die Holzporen gezogen wurde und ich dadurch keine „scharfen Kanten“ bekam.

Schwarzer (normaler) Sprühdosen-Lack auf Fichten/Kieferleimholz. Farbe „verläuft“ in die Holzporen.Ebenso sieht man hier den Glanzeffekt dieser Farbe, was etwas „speckig“ wirken kann.
Im Vergleich dazu die Belton Rost-Farbe, die von der Konsistenz her etwas anders ist und eben nicht in die Holzporen eindringt. Dadurch erhält man nach dem Schleifvorgang (80er, 120er und 240er Körnung) wirklich sehr schön scharfe Kanten. Auch sieht man hier sehr schön, dass die Rostfarbe matt ist und ich finde dies passt sehr gut zu einem gefrästen Holzschild.

Auf jeden Fall habe ich wieder einmal etwas gelernt und werden bei der Belton Rost-Farbe erst einmal bleiben, Wobei das nicht heissen soll, dass man nicht auf mal was anderes ausprobieren kann. So habe ich zum Beispiel beim (Nach)Kauf der Rost-Farbe im „Lackregal“ einen (neuen) PU-Wasserlack, ebenfalls von Belton, entdeckt und diesen werde ich bei nächster Gelegenheit einfach auch mal ausprobieren, weil es davon eine größere Farbauswahl gäbe. Ich in meinem Fall habe die „Testdose“ in „schokobraun“ genommen, da ich mir vorstellen könnte, dass dieser Farbton einen recht schönen Kontrast zum hellen Holz haben könnte. Und idealerweise gibt es den „Wasserlack“ auch in matt. 😉

Belton PU-Wasserlack in schokobraun matt zum testen.

Nachtrag vom 31. Oktober 2019:
Ich wollte euch nicht die Ergebnisse meiner Tests vorenthalten und möchte diesem Post noch etwas hinzufügen.

Der „neue Lack“ (PU Wasserlack in schokoladenbraun matt) ist am fertigen Produkt sehr schön. Auch trocknet dieser sehr schnell und verläuft auf dem Holz nicht. Allerdings hatte ich vielleicht bei meinem ersten Test eine „schlechte Sprühdose“ erwischt, da der Lack dort nicht fein verstäubt, sondern teilweise mit „Glumpen“ raus kam. Dies war jetzt für meinen Anwendungsfall nicht so tragisch, aber wenn man damit eine Fläche lackieren wollte, so hätte man dort dann doch immer wieder Stellen, wo erkennbare Tropfen sichtbar gewesen wäre. Also ein gleichmässiges Lackieren wäre damit nicht möglich gewesen.

Aber man sieht auf dem Foto recht gut, dass der PU Wasserlack nicht in die Holzporen eingelaufen ist und sich so schöne „scharfe Kanten“ ergeben.

Und bei dem anderen Holzschild, welches ich mit dem normalen schwarzen (glänzenden) Sprühlack gemacht habe, hab ich mir kurzerhand damit beholfen, dass ich das Fichten Leimholz mit einer „Eiche dunkel Rustikalbeize“ eingelassen habe. Meine Hoffnung war, dass man dann die „Verläufe“ nicht mehr so stark sehen würde und das ist sich auch so ausgegangen. 😉

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Shapeoko: Video Vergleich von verschiedenen Fräsertypen

In diesem Video sehr ihr einen Vergleich von verschiedenen Fräsertypen und welche Ergebnisse sie bei Multiplex erzielen. Verglichen werden:

  1. Straight Cut Fräser
  2. UpCut Fräser
  3. DownCut Fräser
  4. Up/Down Cut Fräser

Letzterer ist mir persönlich komplett unbekannt. Ich bin bei Holz mittlerweile bei DownCut Fräsern gelandet, weil die Fräskante hier deutlich sauberer ist.
StraightCut verwende ich derzeit nur, wenn ich Kunststoff fräse.

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Shapeoko: Bauteile für 3D Drucker gefräst

Ein Bekannter von mir hat sich einen 3D Drucker zugelegt und ist gerade dabei, dass er diesen optimiert bzw. vergrößert. Dazu benötigte er aber zwei Bauteile, die ich ihm mit meiner Fräse machen sollte.
Die beiden Bauteile sind nicht furchtbar groß (ca. 25 x 25cm und 37 x 26cm) und sind damit optimal passend für meine Shapeoko. Die Pläne dafür fand mein Bekannter im Internet und hat mir diese DFX-Datei geschickt, die ich dann in SVG umgewandelt habe.
Als Material habe ich 5 bzw. 8mm dickes Buchen-Sperrholz verwendet, weil diese eines der stabilsten Varianten im Sperrholz-Bereich ist. Als Fräse habe ich einen 3 mm DownCut-Fräser verwendet.

Das Buchen-Sperrholz war zum fräsen unkritisch, ist aber doch deutlich stabiler als normales „Bastel-Sperrholz“. Und bei der Größe der Platten, dich brauchte, absolut bezahlbar.
Die Sperrholzplatten habe ich dann im Baumarkt etwas größer her schneiden lassen als die fertigen Bauteile. Dennoch wären sie etwas größer praktischer gewesen, weil ich dann mehr Platz zum Festspannen gehabt hätte. So konnte ich nur die Platten an den vier Ecken mit kleinen Nägeln an meiner Opferplatte befestigen. Hat aber auch gut funktioniert. 
Das ist der größere der beiden Bauteile für den 3D Drucker. Auch die Bohrungen habe ich gleich mit dem 3mm-Fräser gemacht. Es waren 4 und 5 mm Bohrungen zu machen – und das hat wirklich wunderprächtig funktioniert.  
So sehen die fertigen Bauteile dann aus und es hat sich wieder einmal gezeigt, dass die DownCut-Fräser ein viel besseres „Kanten-Ergebnis“ liefern.
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Shapeoko: Einschneider Sorotec ALU beschichtet

Neulich hab ich mal wieder einen Newsletter von Sorotec erhalten und darin war u.a. auch der Hinweis auf neue Fräser für Alu. Irgendwie hat mich dieses Thema schon länger interessiert und somit bin ich da etwas hellhörig (sagt man das so?) geworden. Ich hatte bislang noch kein Projekt, bei dem ich Alu mit meiner Shapeoko 2 fräsen hätte müssen, aber immer wieder kreisen da so Ideen, dass ich das schon mal machen wollen würde. Gut zu wissen, dass es da jetzt auch passende Fräser dafür gäbe.

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Schnellspann-Schiene für Shapeoko Fräse (für Namensschilder)

Wie neulich in einem Artikel bereits beschrieben (Bastelprojekt: Namensschilder fräsen), bin ich momentan schwer am Fräsen von solchen Namensschildern oder generell Schilder aus Holz. 
Dabei ist mir aufgefallen, dass das Ausrichten der Holzlisten und das Festspannen relativ viel Zeit (im Verhältnis zur Fräszeit) in Anspruch nimmt. Daher war ich am Überlegen, wie ich diese Arbeitsschritte optimieren könnte. Mir ist dann die Idee gekommen, dass ich eine Schiene mit "Schnellspannern" bauen könnte und hier möchte ich auch kurz schildern, wie ich dies gemacht habe.

Ich habe mir beim Sauter-Shop ein paar dieser Waagrechtspanner / Schnellspanner für ca. 28 EUR bestellt, da ich der Meinung war, dass diese für meine Zwecke gut passen sollten und für den Preis auch noch völlig ok sind.
https://www.sautershop.de/set-sauter-waagrechtspanner-mit-waagrechter-grundplatte-set-2x-gh-201-b

Ich habe mir damals bei Aufbau der Fräse in die Grund- bzw. Opferplatten INCRA Schienen eingelassen, damit ich mir dort Sachen fest spannen kann. Und genau diese Schienen wollte ich jetzt auch für meine Schnellspann-Schiene verwenden.
(Shapeoko 2: Aufbau Arbeits- und Opferplatte)

Damit ich meine Schnellspann-Schiene in die INCRA-Schienen einschieben kann, habe ich mir aus zwei Leisten eine Art "T-Profil" gebaut, welches recht stramm in die Aluschienen eingeschoben werden kann. Ich hätte dieses T-Profil auch aus einem Stückholz fräsen können, doch das ist mir leider erst etwas später eingefallen. 😉
Auf das T-Profil (links im Bild) habe ich dann einen ca. 5 cm breiten Sperrholzstreifen (8mm) erst aufgeleimt und anschliessend aufgeschraubt.
So sieht dann die "fertige" Leiste, die eingeschoben werden kann, aus.
Wie ihr sehen könnt, passt diese selbstgebaute Holzleiste ausreichend gut und stramm. Achtet vielleicht beim Anbringen des Sperrholzes nur darauf, dass ihr dieses möglichst parallel zur Maschienenachse anbringt, da dort später die zu fräsenden Holzlisten angelegt werden. 
Dann habe ich ich mir angezeichnet, wo der Fräsbereich ist und ausserhalb davon die Waagrechtspanner mit Senkkopfschrauben (M4 x 15 mm) angebracht.
So sieht dann die fertige Leiste aus, wenn sie in meine Shapeoko Fräse eingeschoben ist. Rechts an der Leiste habe ich mir noch einen Anschlag hingebaut, damit die Leiste erstens nicht verrutscht und zweitens die Schnellspanner nicht aus Versehen in den Fräsbereich kommen können.
Dann noch die "Höhe" und die "Spannkraft" der Waagrechtspanner eingestellt und mit den von mir verwendeten Holzleisten getestet. Dabei musste ich dann aber leider feststellen, dass das Gewinde der Schnellspanner soweit noch oben geht (im geschlossenen, also festgespannten Zustand), dass ich meine Schnellspannleiste nicht mehr unter den Aluprofilen der Shapeoko rausziehen konnte. Zum Glück waren das neu 1-2 Gewindewendungen, die ich dann einfach mit einer Eisensäge entfernt haben und jetzt kann ich die Schiene problemlos ein- und ausschieben.

Mit dieser Schnellspann-Schiene erhoffe ich mir, dass das Positionieren und Festspannen der Holzleisten deutlich schneller geht. Der erste "große" Test steht aber noch aus, aber die ersten Eindrücke sind schon mal sehr viel versprechend. 🙂

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Inventabels Easel (Pro) wird „kostenpflichtig“

Inventables (https://www.inventables.com/)hat ja vor einiger Zeit (vor ca. 3 Monaten) ihre Pro-Version zur Easel-Web-Anwendung vorgestellt. Wer diese „Erweiterung“ (noch) nicht kennt, der kann sich ein Video über die Zusatzfeatures auf folgender Webseite anschauen.
Auszug aus der Webseite:
What is it? Easel is a web-based software platform that allows you to design and carve from a single, simple program.
– Who is it for? Everyone. Easel is incredibly easy-to-use, and makers of all skill levels utilize it every day.
What does it cost? Nothing. Easel is completely free. *

Kurze Zeit später wurde dann auch bekannt, dass die Pro-Version etwas kosten soll, aber zum damaligen Zeitpunkt war noch nicht ganz klar, wieviel sie wirklich verlangen wollen. Dies hat sich mittlerweile alles geändert und es herrscht Klarheit.
In einem anderem, neueren Artikel hab ich mal gegenüber gestellt, war die Unterschiede der „normalen“ Version und der „Pro“ sind:

Was jetzt allerdings (mir) neu ist, ist dass der Testzeitraum der „Pro-Version“ ausgelaufen ist und man nun für die Pro-Features bezahlen muss/kann.
Was mich schon mal freut, ist, dass ich in dem letzten Artikel es richtig verstanden habe, dass eine gewisse Menge an „Frei-Frästagen“ enthalten sind – vier an der Zahl.

Mir ist heute das Ausrufezeichen beim „Carve-Button“ aufgefallen und so wurde ich darauf aufmerksam, dass die Pro-Version die kostenlose Beta-Phase verlassen hat.

Folgendes Fenster bekommt man angezeigt, wenn man mit dem Fräsen beginnen / weiter machen möchte.

Darin sieht man recht schön, dass „Maschinen-Eigentümer“ vier Tage zur freien Verfügung haben – was für mich wahrscheinlich in den allermeisten Fällen reichen dürfte. Ich möchte hier auch nochmal erwähnen, dass das nichts mit der Planung der Fräs-Projekte zu tun hat, sondern sich wirklich nur auf die eigentlich Steuerung der Fräse bezieht. Man kann also in aller Ruhe seine Projekte am PC / Mac entwerfen und dann an einem Tag alle auf einmal fräsen.

Natürlich gibt es dann im weiteren Verlauf auch noch die Möglichkeit einzelne oder mehrere Tage zu kaufen bzw. ein Abo für ein Monate bzw. ein Jahr abzuschliessen. Aber darauf gehe ich jetzt mal nicht weiter ein, da ich denke, dass diese Optionen für die „wenigsten von uns“ in Frage kommen werden.

 

* Naja, die normale Version ist kostenlos. Die Pro-Version nicht.

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Shapeoko 2: Grbl 0.9 konfigurieren / Tiefeneinstellunge passt (wieder einmal) nicht

Ich hab schon mal in einem etwas älteren Artikel darüber gejammert, dass meine Tiefeneinstellung (also die Z-Achse) bei meiner Shapeoko 2 irgendwie nicht passt. (Alter Artikel von 14. März 2017: Shapeoko 2: Z-Achse fräst nicht tief genug )
Nun hatte ich wieder den Fall, dass ich meine gewünschte Frästiefe mal 1,5 nehmen musste, damit ich die richtige Tief auch bekommen habe. Da ich mich noch erinnern konnte, dass ich dies schon mal hatte und auch aufgeschrieben hatte, was ich damals gemacht habe, war es dieses Mal nicht mehr so schwierig die nötigen Korrekturen vorzunehmen.

Wie in dem alten Bericht auch schon geschrieben, musste ich damals einen Wert in der Grbl 0.9 Software korrigieren. Und auch dieses Mal war es wieder so, dass ich in der Variable $102 wieder den Standardwert von 188.2 vorfand und er irgendwie bei mir nicht passt.  Ich hab jetzt mal die Gelegenheit genutzt und etwas ausführlicher dokumentiert, wie man zum Umkonfigurieren vorgehen muss.

Als erstes muss man sich seriell mit der Fräse verbinden. Da ich hierfür Bluetooth einsetzte muss ich bei mir COM-Port 4 einstellen. Da ich es immer vergesse und es scheinbar bei mir auch so funktioniert, baue ich die Verbindung mit 9600 Baud auf. In der Anleitung werden 115200 Baud vorgeschlagen (Set the baud rate to 115200 as 8-N-1 (8-bits, no parity, and 1-stop bit.)
Hat die Verbindung geklappt, dann solltet ihr ein solches Fenster vor euch sehen. Hier wird schon angezeigt, dass man mit „$“ die Hilfe angezeigt bekommt. Ich möchte noch erwähnen, dass meine Eingaben von der Tastatur nicht in diesem Fenster angezeigt werden und man sich darauf verlassen muss, dass man alles richtig eintippt. Aber zum Glück ist dies ja nicht so viel und man bekommt es schon hin.
Die Hilfe ist dann recht übersichtlich, gibt einem aber alle Möglichkeiten, die man braucht, um Variable einzusehen und diese zu verändern.

Was wir hier erst mal brauchen ist das Kommando „$$“, welche die Grbl-Variablen anzeigt. Wie dies aussieht, seht ihr auch dem nächsten Screenshot. 
Anmerkung: Ich habe den Screenshot gemacht, als ich bereits den Wert für 102 verändert hatte. Wenn euer Grbl mit den Default-Werten läuft, dann steht bei 102 = 188.2

Wenn wir nun einen Wert verändern wollen, dann benötigen wir den Befehl: $x=value Wobei ihr anstatt dem „x“ die Nummer der Variable eingebet (in unserem Fall die 102) und statt dem „value“ den Zahlenwert, den ihr benötigt. In meinem Fall musste ich den Defaultwert verdoppel und darum habe ich hier die 372 eingetragen.

Die Original-Webseite zum Konfigurieren des Grbl 0.9 findet ihr unser nachstehender URL in englisch:
https://github.com/grbl/grbl/wiki/Configuring-Grbl-v0.9

Hier noch ein paar Auszüge aus der Beschreibung auf GitHub, die ich für interessant halte:

$$ (view Grbl settings) <zeigt die Grbl Werte an >
$# (view # parameters)
$G (view parser state)
$I (view build info)
$N (view startup blocks)
$x=value (save Grbl setting) < damit verändert ihr einen Wert >
$Nx=line (save startup block)
$C (check gcode mode)
$X (kill alarm lock)
$H (run homing cycle)
~ (cycle start)
! (feed hold)
? (current status)
ctrl-x (reset Grbl) < damit startet ihr euer Grbl neu>

$x=val – Save Grbl setting

The $x=val command saves or alters a Grbl setting, which can be done manually by sending this command when connected to Grbl through a serial terminal program, but most Grbl GUIs will do this for you as a user-friendly feature.

To manually change e.g. the microseconds step pulse option to 10us you would type this, followed by an enter:

$0=10

If everything went well, Grbl will respond with an ‚ok‘ and this setting is stored in EEPROM and will be retained forever or until you change them. You can check if Grbl has received and stored your setting correctly by typing $$ to view the system settings again.

 

$100, $101 and $102 – [X,Y,Z] steps/mm

Grbl needs to know how far each step will take the tool in reality. To calculate steps/mm for an axis of your machine you need to know:

  • The mm traveled per revolution of your stepper motor. This is dependent on your belt drive gears or lead screw pitch.
  • The full steps per revolution of your steppers (typically 200)
  • The microsteps per step of your controller (typically 1, 2, 4, 8, or 16). Tip: Using high microstep values (e.g., 16) can reduce your stepper motor torque, so use the lowest that gives you the desired axis resolution and comfortable running properties.

The steps/mm can then be calculated like this:

steps_per_mm = (steps_per_revolution*microsteps)/mm_per_rev

Compute this value for every axis and write these settings to Grbl.

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Shapeoko 2: Neue Spannelemente

Nachdem ich in letzter Zeit ziemlich viel mit gefrästen Schildern experimentiert habe, ist mir immer wieder aufgefallen, dass ich noch Optimierungsbedarf bei meiner Spannvorrichtung habe. Bislang hatte ich nur zwei Spannelemente aus Sperrholz und diese konnten Holzbretter und Plattenmaterial zwar fixieren und gegen Verrutschen sichern, aber es konnte auch vorkommen, dass das Material in das ich fräsen wollte, nicht überall plan auf der Opferplatte auflag.

Ich werde mir sicher noch so Spannelemente aus Sperrholz machen, doch mir ist in den letzten Tagen die Idee gekommen, dass auch Aluleisten eine gute Alternative sein könnten. Schrauben und Sternmuttern von den Incra-Profilen hatte ich noch, so dass hier keine Problem zu sehen war. Und auch ein passendes Aluprofil lag noch in der Restebox rum.

Das Profil auf die passende Länge gekürzt und ein paar Löcher gebohrt und schon waren die neuen Halterungen fertig. Meine Grundidee war, dass diese Aluleisten das Werkstück dann über die komplette Breite nach unten spannen und so diese eigentlich komplett plan sein müsste. Nachfolgend ein paar Fotos von meiner Vorrichtung:

Das wäre so der Idealfall. Eine (Sperrholz)Platte, die von den beiden Aluleisten über die komplette Breite nach unten gespannt wird.
Die Entscheidung „damals“ das Incra-Schienensystem zu verbauen, war nicht die schlechteste. So konnte ich jetzt mit sehr geringem Aufwand die neuen Spannelemente umsetzen. Anmerkung an mich selbst: Ich sollte mir überlegen, ob ich nicht noch eine paar dieser Schienen nachbestelle, da die jetzt verbauten teilweise etwas zu kurz sind.
Ich hab „damals“ bei Zusammenbau meiner Shapeoko die Incra-Schienen bewusst nicht im gleichen Abstand zu einander montiert, damit ich so auch bei schmäleren Werkstücken „näher dran“ bin. Bei den Aluleisten hab ich jetzt gleich noch eine weitere Bohrung vorgesehen, die (rein zufällig) für den nächsten Schienenabstand passt. So kann ich jetzt ein Leistenpaar für zwei Schienenabstände verwenden. 😉

 

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Shapeoko 2: Warum funktionieren zwei Achsen nicht mehr?

Ich bin gerade dabei, dass ich mir einen kleinen PC * für die Werkstatt zusammen baue, mit dem ich dann die Shapeoko steuern möchte. Da ich mit diesem PC in der Testphase bin, wollte ich auch die Steuerung über einen frisch gekauften Bluetooth-Stick ** testen. Die Installation des Sticks verlief erfreulich einfach, weil die Treiber dafür bereits in Windows 7 enthalten waren. Die Koppelung des Rechners und der Fräse verlief auch problemlos und als ich dann mal mit Easel die Shapeoko von Hand steuern wollte, bemerkte ist, dass eine Achse tadellos funktionierte, und die anderen beiden (X und Z) nur so ein „Anfahrgeräusch“ von sich gaben, aber keine wirklich Bewegung stattfand. Seltsam?!!?

Erst dachte ich, es läge vielleicht daran, da ich gerade erst den BT Stick installiert hatte, dass der PC vielleicht noch einen Reboot bräuchte um vielleicht die Treiber noch richtig zu initialisieren. Aber auch nach einem Reboot veränderte sich das Verhalten nicht.
Ich hab mich dann noch etwas mit dein Einstellungen der Fräse im „Easel“ beschäftigt und auch mit den „Erweiterten Einstellungen“ der Bluetooth-Schnittstelle – doch alles hat nichts geholfen.

Erst als ich einen weiteren Probelauf mit meinen Laptop machte (der bislang anstandslos funktioniert hat) und es mit dem das gleiche Verhalten aufwies, wusste ich, dass es nicht an den neuen PC lag, sondern das die Shapeoko irgendwo ein Problem hat.

Nach etwas Suchen bin ich dann schliesslich fündig geworden und der „Fehler“ war relativ einfach. Es war zwei Stecker auf dem Board locker geworden und hatten keinen richtigen Kontakt mehr. Daher wir die Fräse dann wohl erkannt haben, dass die Achse angesteuert wird, aber kein Signal bekommen hat, wie weit sie fahren soll.

Hier auf dem Foto sieht man recht schön, wie die 3 Kabel für die 3 Achsen auf das Board gehen. Und die beiden Kabel, die direkt unter dem Steppermotor enden, sind locker geworden. Und da ich normalerweise noch eine Abdeckung für dieses Board habe, fiel mir dies auch erst auf, als ich diese demontiert hatte.

Nachdem die Ursache nun gefunden war, war die Lösung auch denkbar einfach. Stecker wieder richtig draufstecken, testen und gut war. Ich frage mich jetzt nur, wie und warum diese Steckverbindungen überhaupt locker werden konnten. Denn eigentlich sie die Kabel gut fixiert und können sich garnicht soweit bewegen. Ich muss das nun mal noch beobachten und sollte das mit den lockeren Steckern noch öfter vorkommen, dann werd ich diese vielleicht mal mit einem Heißkleber-Punkt fixieren müssen.

* Sobald ich mal Zeit habe und der Rechner vorzeigbar ist, kann ich euch mal erläutern, welchen Hardware ich dafür verwendet habe. So viel sei schon erwähnt: Ich wollte eine relativ günstige Lösung und ich denke, dass ist mir nun auch gelungen. 

** Nachstehend noch schnell ein paar Tipps für euch, was ihr nehmen könntet, wenn ihr auch einen Bluetooth-Stick für euren PC braucht. ***

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Shapeoko 2: Aufbau Arbeits- und Opferplatte

Im Bereich der Arbeits- oder Opferplatte bin ich etwas von den Vorgaben und Vorschlägen der Bauanleitungen abgewichen und wollte mir da etwas bauen, das in meinen Augen praktischer ist.

Normalerweise wird ja nur eine MDF-Platte auf die 20×20 mm Alu-Profile geschraubt. Dort kann man dann noch Einschlag-Muffen einbauen, damit man diese als Spannvorrichtung verwenden kann.

Mir war diese vorgeschlagene Lösung aber etwas zu starr und unflexibel, so dass ich mir lieber ein Schienen-System von INCRA montiert habe. Dieses sollte aber so einbaut sein, dass es nicht beim „durchfräsen“ im Weg umgeht und die eigentlichen Opferplatten davon unabhängig sind und auch ohne größere Probleme getauscht werden können.  

Nachfolgend ein paar Fotos, wie ich den Aufbau bei mir realisiert habe.

Bereits beim ursprünglichen Zusammenbau der Shapeoko 2 Fräse habe ich unten an die 20×20 mm Alu-Profile ca. 10 mm dicke Sperrholzplatten befestigt. Auf diese habe ich nun noch einen „Rahmen“ aus 18 mm dicken Paulownia Platten montiert.
Diese Platten dienen zum einen zur Höhenüberbrückung und zum anderen kann ich dort meine INCRA Profile besser festschrauben.
Ich hab die INCRA Schienen ca. 46 cm lang gemacht und ich denke, dass sollte reichen, weil ich in der Breite ja eh nur einen Netto-Fräsbereich von ca. 30 cm habe. Die Aufteilung der Schienen ist nicht ganz gleichmässig, sondern etwas „einseitig verteilt“, weil ich davon ausgegangen bin, dass ich nur selten ganz große Werkstücke fräsen werden.
Momentan stehen die INCRA Schienen einige Millimeter unter der 18mm Platte zurück, was mir grundsätzlich auch gefallen hätte, da ich dann eigentlich nicht Gefahr laufe, dass ich beim „Durchfräsen“ von Teilen die Aluschienen erwischte. Hab jetzt allerdings festgestellt, dass die mitgelieferten „Zoll-Schrauben“ von INCRA da fast etwas kurz werden, wenn man z.B. in ein 18 mm Leimholz fräsen oder festspannen möchte.
Als dann die INCRA Schienen auf dem „Rahmen“ montiert waren, haben wir einfach zwischen den Schienen die Opferplatten angebracht und ausserhalb des Fräsbereiches mit dem „Rahmen“ verschaubt. So können diese Platten schnell und auch einzeln mal ausgetauscht werden. Auch dort habe ich die Paulownia-Platten verwenden, weil sie zum einen ziemlich leicht, und zum anderen relativ weich sind.
So sieht dann meine fertige Konstruktion aus. Ich muss mir jetzt nur noch was überlegen, wie ich die Spannelemente macht, damit im besten Fall die Schrauben von Incra nicht zu kurz werden.

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Shapeoko 2: Spannen der Zahnriemen

Wie auf der Wiki-Webseiten von myhobby-cnc.de (http://myhobby-cnc.de/wiki/doku.php?id=myhobby-cnc:der_zahnriemen_und_dessen_befestigung) beschrieben, habe ich versucht den Zahnriemen zu spannen und bin daran erst einmal gescheitert. 

Mein Problem war, dass ich die Anleitung falsch verstanden habe und vielleicht kriege ich es hier hin, dass ihr gleich versteht, wie ihr es anstellen müsst, damit ihr den Zahnriemen spannen könnt.

Ich hab das nämlich erst so aufgefasst, dass man ein Ende des Zahnriemens durch die Aussparung steckt, dann die Madenschraube einfädelt und schliesslich das Ende wieder zurück durch die Aussparung fädelt. Anschliessend sollte man den Zahnriemen mit dem losen Ende spannen. Das ist falsch und geht somit nicht.

Richtig ist: Man fädelt eine Schlaufe durch die Aussparung, passt dann die Länge des Zahnriemens durch verschieben der Zähne an und denn dann die Länge passend ist, schieb man die Madenschraube durch die Schlaufen. Dies kann ruhig auch etwas streng gehen, da man so nur noch etwas mehr Spannung auf den Zahnriemen bekommt. 

Auf meinen Bildern seht ihr momentan noch einen Schraubenzieher, der in der Schlaufe steckt. Da ich gerade die Madenschrauben nicht zur Hand hatte. 😉

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Shapeoko 2: Befestigung Grundplatten

Ich hab mich dazu entschlossen, dass ich nicht nur einfach eine Opferplatte montiere, sondern erst einmal eine Grundplatte. An dieser ist die Shapeoko -Fräse befestigt und somit auch fest im Winkel ausgerichtet. Die eigentliche Opferplatte schraube ich dann einfach auf die Grundplatte, die aus 12 mm starken Multiplex ist, auf.

Von dieser Konstruktion erhoffe ich mir, dass das Tauschen der Opferplatte aus MDF zum einen schneller geht und zum anderen die Ausrichtung der Fräse im Winkel unberührt und somit gleich bleibt.

Ich hab etwas überlegt, wie ich die Multiplex-Platten an den 20×20 mm Aluprofilen bestestige, bin aber dann doch einfach dazu übergegangen, dass ich durchs Alu und die Platte ein Loch bohre und beides mit einer M4 (x 30mm) Schraube befestige.

 

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Shapeoko 2 – Lieferungen erhalten – eine kleine Übersicht

So, nun ist also das Komplett-Set meiner bei myhobby-cnc.de bestellen Shapeoko 2 bei mir eingetroffen und ich möchte euch mit den nachfolgenden Fotos kurz zeigen, was man alles bekommt.

Danke für die mitgelieferten Gummibärchen. 👍🏻
Man beachte den vorletzten Punkt auf der Checkliste. 😉