Shapeoko
Shapeoko: Artikel-Sammlung zum Kress Fräsmotor
Bei einer eigenen Recherche bin ich drüber gestolpert, dass ich schon einige Artikel zum Thema „Neue Frässpindel“ für meine Shapeoko-Fräse verfasst habe. Mir ist die Idee gekommen, dass es für jemanden, der sich mit einer Shapeoko und einem passenden Fräsemotor dafür beschäftigt, recht hilfreichen sein könnte, wenn diese „an einer Stelle“ zusammen gefasst und zu finden wäre.
Diese probiere ich jetzt mal mit folgender Artikel-Liste:
- Neuer Fräsmotor für meine Shapeoko 2
- Halterung für Kress FME 800 für meine Shapeoko 2
- Shapeoko 2: Lautstärken-Vergleich zwischen dem Standard-Fräsmotor und der Kress FME 800
- Shapeoko 2: neue Spannzange für Kress FME800 (CNC-Plus.de)
- Shapeoko 2: Spannfutter und Überwurfmutter – die Erleuchtung!
- Shapeoko 2: Umbau der Frässpindel-Halterung für die Kress FME 800
- Shapekoko 2: Umbau Halterung für Kress-Fräsmotor (Teil 2)
Shapeoko: Fräsmotor automatisch ein- und ausschalten
Nun habe ich meine Shapeoko-Fräse schon fast 2 Jahre und es gibt immer wieder Punkte an denen man „rumoptimieren“ kann. Je mehr und besser man sich mit der Fräse auskennt, desto umfangreichen (und somit länger) werden dann unter Umständen auch die Fräsjobs.
So hat es mich in der letzten Zeit doch immer wieder gestört, dass die Kress Spindel einfach weiterläuft, auch wenn der eigentlich Fräsjob bereits schon festig und erledigt ist. Ich hab deswegen mal mit einem Bekannten gesprochen und er meinte er könnte mir da was basteln, da das GRBL-Controller-Board ja einen extra Anschluss hat (12 oder 24 Volt), der eigentlich dafür vorgesehen ist, dass man dort eine Spindel mit der entsprechenden Spannung anschliesst. Diese würde dann über die Software und das Board angesteuert.
Nun ist es bei mir so, dass ich ja mit der kleinen Spindel angefangen habe, die beim Bausatz mit dabei war. Die geht aber eher in die Richtung von einem schwachbrüstigen Dremel und war mir recht schnell zu schwach und auch nicht robust genug. Daher die Anschaffung des KRESS Fräsmotors. Da dieser mit 230 VOlt läuft und 800 Watt hat, kann dieser nicht mehr (direkt) über das BRGL-Board gesteuert werden.
Mein Bekannter nutzt aber nun die Spannung, die vom Board kommt, und steuert damit eine „schaltbare Steckdose“, an der wiederum die Kress-Spindel angesteckt ist.
Ich musste dann nur noch alles „verkabeln“ und in der EASEL Software (im Maschinen-Setup) umstellen, dass diese meint ich hätte eine 12/24Volt Spindel „direkt“ angeschlossen.
Nachfolgend noch ein paar Fotos, auf denen ihr sehen könnt, wie das nun bei mir aussieht:
In der Inventable´s Easel App ändert sich dann, nach der Umstellung des Fräsmotors, der Vorgang eines Fräsjobs ein klein wenig und man muss einmal mehr bestätigen, dass die Fräse läuft. Aber dafür wird der Fräsmotor jetzt automatisch ein- und auch wieder ausgeschaltet.
Bei meinen ersten Tests hat das wunderbar funktioniert und es ist recht angenehm, dass ich erst wieder in die Werkstatt gehe, wenn das Motorengeräusch des Fräsmotors verstummt ist. Dann weiß ich, dass der Fräsjob abgeschlossen ist. 😉
Shapeoko: Easel Box Generator getestet
Von einem Bekannten wurde ich gefragt, ob ich ihm nicht aus Speerholz kleine (Sperr)Holz „Boxen“ bauen könnte, damit er dort seine „Bierdeckel“ aufbewahren könnte. Nachdem er davon dann ca. 15 Stück bräuchte, dachte ich mir, es wäre doch ganz praktisch, wenn ich diese mit meiner Shapeoko Fräse machen könnte. Und dabei ist mir dann wieder eingefallen, dass es in Inventable´s Easel sogenannte „Apps“ gibt und eine davon ist der „Box Generator“.
Um ehrlich zu sein, wollt ich mit mit den Boxen nicht viel Arbeit machen und mein Plan wäre, dass ich der Fräse sie Bauteile machen lasse und ich sie nur noch zusammen leimen und schleifen muss. Soweit der Plan.
Fürs Protokoll möchte ich die eingestellten Werte noch schnell festhalten:
- Breite (Width) 106 mm
- Höhe (Height) 50 mm
- Tiefe (Detph) 85 mm
- kein Top, also keinen Deckel – brauch ich ja nicht.
- Und auch den Haken bei „Dogbones“ entfernt.
(Das ist so die Vorlage, wie sie aus dem Box-Generator rauskommt. Ich hab dort nur noch den Schriftzug hinzugefügt.)
Ach ja: Die Haltepunkte für die einzelnen Teile hab ich an „aussenliegende“ Positionen verschoben, damit ich diese leichter durchschneiden und später bündig schleifen kann.
Ich hab dann mal einen Test gemacht und dafür 4mm Pappel-Sperrholz verwendet, weil ich dieses noch „rumliegen“ hatte. In der „Endausbaustufe“ möchte dafür schöneres und stabileres Buchen-Sperrholz verwenden. Aber dies nur als Anmerkung.
(Ich glaube, ich könnte bei Pappel-Sperrholz die Vorschubgeschwindigkeit durchaus noch erhöhen und die Tiefeneinstellung pro Schicht ruhig von 0,7 mm auf 1 mm hoch setzen.)
Wie ihr auf dem obigen Bild vielleicht erkannt habt, habe ich meine Easel-Vorlage noch etwas erweitert und hab mit Hilfe einer Ellipse die beiden Oberseiten der „langen Teile“ noch schnell mit einer Rundung versehen, da ich denke, dass besser aussieht.
Jetzt muss ich etwas warten, weil zum einen die Box trocknen muss und zum anderen habe ich leider in den kommenden Tagen keine Zeit, dass ich damit weiter mache. Aber ich berichte dann weiter.
Nachtrag:
Hier nun noch ein paar Fotos von der fertigen Box:
Für meinen ersten Test ist die Box ganz ok geworden, aber so richtig zufrieden bin ich damit auch nicht. Da ist aber zu einem gewissen Teil auch das „lapprige“ Sperrholz daran schuld und vielleicht hätte ich mir beim Fräsen mehr Mühe gehen sollten?!!?
Ich hab mir dann gedacht, ich mach mal noch einen Versuch mit Buchen-Sperrholz, dass ist deutlich stabiler und läßt sich daher auch besser verarbeiten. Ausserdem habe ich mal versucht, dass ich diese Box ohne die Zinken mache und sie nur stumpf verleime. Das hat eigentlich auch ganz funktioniert, aber ich möchte nun schauen, da ich beim ersten Test 6mm starkes Sperrholz verwendet habe, ob das auch mit nur 4mm Stärke noch klappt.
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:
- Straight Cut Fräser
- UpCut Fräser
- DownCut Fräser
- 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.
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.
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.
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)
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. 🙂
Bastelprojekt: Namensschilder fräsen
Nachdem ich nun schon seit einiger Zeit meine Shapeoko 2 Fräse im Einsatz habe, war ich am überlegen welches Bastelprojekt ich damit relativ schnell und zügig machen könnte und welches nicht zu viel handwerkerische Arbeiten mit sich bringt.
Ich wollte etwas machen, dass ich als "Mitbringsel" verwenden konnte und bei dem die Fräsarbeiten im Vordergrund standen.
Ich bin dann irgendwann auf die Idee gekommen, dass Namesschilder hier ganz passend wären. Und wenn wir für Freunde etwas brauchen, dass fräse ich die Namen der kompletten Familie und baue dann diese so zusammen, dass sie zum Schluss als Familienschild aufgehängt werden kann.
Wie schon erwähnt, sollten diese Namensschilder möglichst wenig Arbeit "aussenrum" verursachen, weshalb ich auch fertige Holzleisten aus dem Baumarkt als Grundlage verwende. Diese haben die Dimensionen 47 x 9 mm und sind ca. 220 cm lang. Aus einer solchen Leiste bekomme ich im Idealfall alle 3-4 Namen raus und so halten sich die Materialkosten mit ca. 5-6 EUR auch im eher niedrigen Bereich.
Als erstes müssen natürlich erst einmal die Namesschilder gefräst werden und wie ich dies mache, sehr ihr im nachstehenden Video.
Sind die Schilder gefräst, müssen diese auf gleiche Länge zugeschnitten werden und die mache ich mit meiner Tischkreissäge.
Damit alle Namesschilder verbunden werden können, fädle ich eine Lederband durch, welches wir dann auch so lang lassen, damit dieses auch später als "Aufhänger" fungiert.
Die Löcher bohre ich an meiner Standbohrmaschine und hier muss man etwas vorsichtig sein, dann in eine 9mm-Leiste ein 3,5 mm Loch gebohrt werden muss. Und wenn man keinen guten Anschlag hat bzw. mal nicht aufpasst, dann kann es schon vorkommen, dass man "hinten oder vorne" raus bohrt und da wäre nicht so gut.
Ist die Bohrerei erledigt, habt ihr eigentlich den schwierigsten Teil des Projektes schon hinter euch. Alles, was jetzt noch kommt ist nicht mehr so tricky.
Nach dem Bohren geht es ans "Kantenbrechen". Ich habe mir in der Vergangenheit angewöhnt, dass ich dies mit der Tischfräse mache, da es mit einem Fräser mit Anlaufring auch an den kurzen Seiten der Holzleisten sehr gut klappt und ich es schön finde, wenn die Fasen an allen vier Seite so schön gleichmässig sind. Solltet ihr keine Tischfräse oder Ähnliches zur Hand haben, dann erledigt diese Aufgabe einfach mit Schleifpapier.
Im Grunde ist jetzt der handwerkliche Teil erledigt und es geht ans zusammen bauen. Dafür verwende ich ein Lederband (Farbton natur), welches einen Durchmesser von 1,5 mm hat. Dieser gibt es zum Beispiel bei Amazon für ca. 5 EUR pro 5 lfd. Meter.
Als "Abstandhalter" habe ich mir Holzkugeln mit einer 3mm Bohrung besorgt, welche einfach beim Zusammenbau mit aufgefädelt werden.
Vielleicht noch eine kleine Anmerkung:
Solltet ihr im Besitz einer solchen (oder ähnlichen Fräse) sein, dann probiert mal sogenannte "Downcut-Fräser" aus. Gerade bei Holz bekommt ihr so sehr scharfe und nicht ausgefranste Fräskanten.
Darunter: Fräsung mit V-Cut-Fräser
Shapeoko: Downcut-Fräser getestet
Vor einiger Zeit habe ich eine Video von Inventabels gesehen, in dem die verschiedenen Arten von Fräsern für die Shapeoko vorgestellt und erklärt wurden.
Den Artikel mit dem Video und noch ein paar weiteren Infos findet ihr hier.
In diesem Video war auch die Reden von sogenannten "Downcut"-Fräsern, die sich von normalen (Upcut-Fräsern) dadurch unterscheiden, dass die Späne nicht nach oben (upcut), sondern nach unten (downcut) befördert werden. Es wurde auch der Hinweis gegeben, dass diese Downcut-Fräser besonders für Sperrholz geeignet wären.
Ich habe mir dann ein paar dieser Downcut-Fräser bestellt (Durchmesser 1,5mm) und möchte euch hier nun ein Video zeigen, in dem ich diese Fräser getestet habe.
Ich möchte aber gleich schon mal erwähnen, dass ich von der Qualität der Fräsung sehr positiv überrascht war. Bei den normalen Fräser, die ich bislang im Einsatz hatte, musste ich immer die Fräskante nach schleifen, damit ich die dortigen Holzflunsen entfernte. Bei den Downcut-Fräsern ergibt sich dieses Problem garnicht, da durch den Spänetransport nach unten, die Späne auch an der Kante "abgebrochen" werden.
Nachstehend noch ein Bild, in dem ihr das Ergebnis der Fräsung mit einem Downcut-Fräser seht. Ich habe dort nur die Späne mit einem Staubsauger entfernt und ansonsten die Fräskanten so belassen, wie so "aus der Fräse gekommen" sind. Und ich denke, dass man über dieses Ergebniss nicht klagen kann. 😉
Shapeoko 2: Routine bei Holzschilder kehrt allmählich ein
Am vergangenen Wochenende habe ich „noch schnell“ mal zwei Holzschilder angefertigt. Und die Betonung liegt hier ganz bewusst auch „mal schnell“. Allmählich stellt sich bei mir eine gewisse Routine bei der Anfertigung solcher Schilder ein und es geht mehr relativ fix von der Hand. 😉
Nachfolgende die Fotos von den Holztaferl, die ich dieses mal mit einem kleinen Holzrahmen versehen habe.
Was ich nochmal ausprobieren möchte:
Derzeit verwende ich zum Fräse der Schriften einen 60 Grad V-Fräser. Ich hab mir aber bei meiner letzten Bestellung auch ein Modell mit 90 Grad mit bestellt. Ich müsste nun mal testen, ob der 90-Grad-Fräse nicht vielleicht die bessere Wahl wäre, da die V-Nut im Verhältnis (bei gleicher Tiefe) weiter auf macht und man sie eine etwas breitere Nut erhält. Diese könnte vielleicht beim Lackieren von Vorteil sein, weil man so dort besser die Farbe reinbekommt. Wie gesagt, muss ich mal testen.
Anmerkung:
Im Vergleich zu einem der letzten Holzschilder (https://ostermeier.net/wordpress/2017/09/shapeoko-2-weiteres-holzschild-gefraest/) wirken die aktuellen Holztaferl schon deutlich filigraner und „edler“. Tja, man lernt einfach immer wieder dazu. 😉
Shapeoko 2: Neue, längere Incra-Schienen eingebaut
Als ich im März 2017 mitten im Zusammenbau meiner Shapeoko war, hat es mich nicht sonderlich gestört, dass die von mir verwendeten Incra-Schienen eigentlich etwas zu kurz waren. Ich glaube, ich hab mit damals die Schienen in einer Länge von ca. 90 cm bestellt und diese dann einfach in der Mitte geteilt.
Zu der Zeit war ich noch der Meinung, dass die Länge der Schienen ja locker reicht…
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.
Jetzt, ein gutes halbes Jahr später, bin ich da etwas schlauer (geworden). In der Praxis stellte ich heraus, dass das Einfädeln der Spannelement* (Shapeoko 2: Neue Spannelemente)etwas arg umständlich ist, wenn die Schienen so kurz sind. Und ausserdem kann es dann gut und leicht sein, dass die Sternmuttern genau unser den Führungsschienen der Fräse sind, was das Aus- oder Zudrehen nicht unbedingt leichter macht.
Darum hab ich mich entschlossen, dass ich mit neue Incra-Schienen bestelle und diese dann auf die Länge anschneide, wie auch meine Opferplatte ist. Diese habe ich nun am Wochenende gemacht und es stellte sich heraus, dass das die richtige Entscheidung war.
* By the way: Die neuen Spannelemente machen einen guten Job, da sie das Werkstück über die komplette Breite nach unten drücken.
Nachtrag 5. November 2017:
Nachdem ich beim Verfassen dieses Posts irgendwie kein passendes Foto von den „passenden“ Incra-Schienen hatte, möchte ich dies nun nachreichen.
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.
Was wir hier erst mal brauchen ist das Kommando „$$“, welche die Grbl-Variablen anzeigt. Wie dies aussieht, seht ihr auch dem nächsten Screenshot.
Anmerkung: Ich habe den Screenshot gemacht, als ich bereits den Wert für 102 verändert hatte. Wenn euer Grbl mit den Default-Werten läuft, dann steht bei 102 = 188.2
Die Original-Webseite zum Konfigurieren des Grbl 0.9 findet ihr unser nachstehender URL in englisch:
https://github.com/grbl/grbl/wiki/Configuring-Grbl-v0.9
Hier noch ein paar Auszüge aus der Beschreibung auf GitHub, die ich für interessant halte:
$$ (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.
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:
