CNC3-3018Pro

CNC3-3018Pro er en liten CNC-fres kjøpt som byggesett fra AliExpress^[1]. Maskinen skal kun brukes til å frese PCB kretskort. For andre CNC operasjoner, bruk Hattori eller Shopbot.

Undersider: bygging, testing,

Bruk

Festing av verktøy i collet

Maskinen har en vanlig ER-11 collet som klemmer verktøy fast, strammes og låses med en låsemutter / hylse.

Sjekk at verktøyet er sentrert etter at du har montert det (hvis spissen av verktøyet tegner en sirkel så er det ikke sentrert). Hvis verktøyet ikke er sentrert, løsne låsemutteren, skru den ut og skru den inn igjen. Deretter sjekker du på nytt at verktøyet er sentrert.

PCB design parametere

Følgende er *kjente velfungerende* parametere. Det mulig at man kan bruke lavere verdier, men det gjøres på egen risiko. Minste gap med 0.1 mm V-bit er antagelig 0.2 mm.

Track size: 0.4 mm
Gap size: 0.4 mm

Følgende pakker har blitt testet:

1208. Også med en bane under. Kan bruke 0ohm mostand for å erstatte viaer
0805.
0603.
SOT-23.
SOT-23-6. Pitch justert fra 0.95mm til 1.0mm
SOIC 1.27 mm pitch
DIP 2.54 mm pitch

SMD ICer med ned til 1.0 mm pitch fungerer grei. 0.8 mm kan kanskje også fungere. 0.5 mm pitch blir antagelig for lite.

I KiCAD settes dette under Setup -> Design Rules. Tilsvarende finnes i Eagle osv.

KiCAD gerber eksport

Sett track size: Setup>Design Rules Editor

track width: 0,4
clearance: 0,4
diff pair width: 0,4
diff pair gap: 0,4

Auxilliary origin Auxilliary origin/Layer alignment target setter origin

Sett origin Place> Drill and place offset>sett origin

Plot Plot format>gerber Use auxilliry axis as origin

Generate drill files Drill origin> auxilliary axis

Sette opp jobb med FlatCAM

Sjekk om flatCAM bruker inches eller centimeter som måleenhet

Edit>Preferences>General>Units>mm og Edit>Preferences>Excellon>Default units>mm Save preferences

Frese baner

File>open gerber>velg dine baner og edge cuts etc Dobbelklikk banen og gå til Selected fanen:

Oppsett for 10 graders 0.1 bit:

Tool dia: 0.2
Passes: 2
Overlap: 0.1
Combine passes: valgt (om man ikke har det så får man et "geometry object" per pass)

Tryck Generate Geometry så skaper den med banerne i ett "geometri-object" på Projektfanen

Gå till Projektfanen, dobbeklick på det nya geometriobjectet så opner den sig i Selected-fanen. Der setter vi CNC inställningar:

Cut Z: -0.2 (Hur dypt den freser)
Travel Z: 1 (Hur høyt den jogger)
Feed rate: 150 (mm/minut i frese hastighet)
Tool dia: 0.15
Spindle speed: 10000 (VIKTIGT)

Tryck Generate så skapas ett CNC objekt i Projektfanen.

Dobbeklicka på den så opner den i Selected fanen, redo før Gcode export.

Velg GRBL 1.1 och exportera Gcode, ange ett filnavn som ger mening.

Borre hull

File>open excellon>velg din drillfil

Cut Z: -1.9 (passer til kretskortene som selges i Bitmart. Du bør måle tykkelsen på kretskortet og sette dybde slik at borret akkurat kommer gjennom kretskortet)
Travel Z: 1
Feed rate: 300 (mm/min)
Spindle speed: 10000 RPM

Frese ut kortet

Det enkleste hvis kortet ditt har en annen form enn rektangulær er å bruke "isolation routing" på "edge cuts" gerber fila fra KiCad. Velg "External" (kun i 8.9beta) så blir det baner kun på utsiden.

Cut Z: -1.9 (passer til kretskortene som selges i Bitmart. Du bør måle tykkelsen på kretskortet og sette dybde slik at borret akkurat kommer gjennom kretskortet)
Travel Z: 1
Feed rate: 300 (mm/min)
Spindle speed: 10000 RPM

Det er lurt å dele opp jobben i flere pass.

Multi-Depth: valgt
Depth/pass: 0.7 mm (deler opp så jobben blir 3 pass)

Feeds and speeds

PCB isolation routing. 0.1mm: 150 mm/min
PCB isolation routing. 0.2mm: 300 mm/min
PCB drill. 300 mm/min

Forberede jobb på maskinen

Kretskortet må festes på offerplata. Bruk gjerne dobbeltsidig tape av god kvalitet, Clas Ohlson har noe de kaller teppeteip^[2] som fungerer bra til dette formålet. Det er lurt at tapen går omtrent en centimter utfør kortet på begge sider, da er det lettere å få tak på den når du skal ha kortet av igjen.

Hus også på alignment - kortet bør festes slik at kantene på det er alignet i forhold til X og Y aksen, da får du mest ut av kortet hvis du ikke bruker alt på første forsøk.

Kjøre jobb med UGS

Last ned UGS platform https://winder.github.io/ugs_website/download/
Installêr JAVAplus
Start UGS på maskin
Klikk Connect for å koble til
Vent på GRBL 1.1
Klikk Common actions>unlock for å unlocke

Macros

Merk: det kan se ut til at noen versjoner av UGS blir forvirret dersom det finnes makroer uten navn eller innhold i listen over makroer; sørg derfor for at alle makroer har et navn (ikke bare "0", "1", osv) og innhold før du bruker en makro. Hvis ikke kan du risikere at UGS sender en annen makro enn den du trykket på.

Legg till dessa under Tools > Options > UGS > Macros

Macro Name	Gcode	Beskrivelse
Probe	G38.2 F30 Z-3; G10 P0 L20 Z0; G0 Z2;	Probe-sekvens, Z angir maks probelengde
ZeroXY	G10 P0 L20 X0 Y0;	Setter nåværende posisjon til home for X og Y

Eller last ned och importera denna fil på samme sted (høyerklick save target as før å spare.)

Andre nyttige makroer

Macro Name	Gcode	Beskrivelse
HomeXY	G90 G0 X0 Y0;	Flytter X og Y til home-posisjon

Rett før fres

Jog controller

Step size XY: 5mm
Step size Z: 1mm
Feed rate: 1000

Kjør fres til ønsket probe-punkt, typisk midt på Legg kontakt på kretskort Sjekk kontakt med en ledning fra kretskort til bit

Kjør probe makro Kjør fresen til ønsket origin Kjør zero XY makro

Programvare

Du trenger et program for å lage verktøybaner, og et program til styring av maskinen (jogging, laste inn jobber).

Verktøybaner

Eksempler: VCarve^[3], FlatCAM^[4]

Styring

Candle^[5] eller UGS - Universal G-code Sender^[6].

Firmware

Det er GRBL^[7] versjon 1.1 som kjører på kontrollerkortet. Kommandoen '$I' (informasjon on versjon og build) melder

[VER:1.1f.20170801:]
[OPT:V,15,128]
ok

det er nyeste release per dags dato.

Z probing

 G38.2 F30 Z-3; G10 P0 L20 Z0; G0 Z2;

G38.2 tar Z som maks lengde proben vil flytte seg. TODO: home Z til endstop i topp først

Innstillinger

Innstillinger og parametre satt i firmware. Se Grbl v1.1 Configuration for mer info.

Settings ('$$'). De som avviker fra GRBl standardverdi er merket med det.

$0=10 (step pulse, microseconds)
$1=25 (step idle delay, milliseconds)
$2=0  (step port invert, mask)
$3=5  (direction port invert, mask - grbl standardverdi er 0)
$4=0  (step enable invert, boolean)
$5=0  (limit pins invert, boolean)
$6=0  (probe pin invert, boolean)
$10=1 (status report, mask)
$11=0.010 (junction deviation, mm)
$12=0.002 (arc tolerance, mm)
$13=0     (report inches, boolean)
$20=0     (soft limits, boolean)
$21=0     (hard limits, boolean)
$22=0     (homing cycle, boolean - grbl standardverdi er 1)
$23=0     (homing dir invert, mask)
$24=25.000  (homing feed, mm/min)
$25=500.000 (homing seek, mm/min)
$26=250     (homing debounce, milliseconds)
$27=1.000   (homing pull-off, mm)
$30=1000    (max spindle speed, rpm)
$31=0       (min spindle speed, rpm)
$32=0       (laser mode, boolean)
$100=800.000 (X steps/mm - grbl standardverdi er 250)
$101=800.000 (Y steps/mm - grbl standardverdi er 250)
$102=800.000 (Z steps/mm - grbl standardverdi er 250)
$110=800.000 (X max rate, mm/min - grbl standardverdi er 500)
$111=800.000 (Y max rate, mm/min - grbl standardverdi er 500)
$112=600.000 (Z max rate, mm/min - grbl standardverdi er 500)
$120=50.000  (X acceleration, mm/sec^2 - grbl standardverdi var 10)
$121=50.000  (Y acceleration, mm/sec^2 - grbl standardverdi var 10)
$122=50.000  (Z acceleration, mm/sec^2 - grbl standardverdi var 10)
$130=200.000 (X max travel, mm)
$131=200.000 (Y max travel, mm)
$132=200.000 (Z max travel, mm)
ok

parametre ('$#')

[G54:0.000,0.000,0.000]
[G55:0.000,0.000,0.000]
[G56:0.000,0.000,0.000]
[G57:0.000,0.000,0.000]
[G58:0.000,0.000,0.000]
[G59:0.000,0.000,0.000]
[G28:0.000,0.000,0.000]
[G30:0.000,0.000,0.000]
[G92:0.000,0.000,0.000]
[TLO:0.000]
[PRB:0.000,0.000,0.000:0]
ok

Tekniske spesifikasjoner

fra produktet hos AliExpress

working area : 30x18x4.5cm
Frame size : 33x40x24cm
Mesa : 30x18cm
Spindle : 775 spindle motor (12-36V) 24V: 10000r/min
Spindle Chuck: ER11 or normal chunk
Step motor : Fuselage length 34MM,Current 1.33A, 12v.Torque 0.25N/M
Power supply : 24V 5.6A
Software : GRBL controller (Firmware GRBL v1.1)
clamps: 4 pcs, Hold the thickness of 0-30mm,size: 50 * 20 * 3 (length * width * thick), the inner slot width 6mm
Drill bits: tip 0.1mm ,20 degree , diameter3.175mm.the package include 10pc

vår maskin er uten opsjon for laser.

Strømforsyningen er ekstern ("laptop type"), Lite-On EPS-5, model EADP-75GB A. Inn: 100 - 240 V AC, 50 - 60 Hz, ~ 1.3A. Ut: 24 V DC (center positive), 5A. Strømkabelen er en med liggende-åttetall plugg ("barbermaskin type") i ene enden, og USA-plugg + adapter i andre enden.

Kontrollerkort

Kontrollerkortet kalles "Woodpecker 3.2"(Woodpecker CNC PCB^[8]) og er ganske standard, med A4988E motordrivere.

Verktøyfeste

Maskinen er levert med feste for ER-11 collets, og en collet som passer 3.175 mm verktøy.MariTool har en liste over ER11 collets^[9].

Dokumentasjon

Bilder

kontrollerkort - Woodpecker CNC 3.2

Todo

Ting som må fikses.

montere tilgangskontroll. Jensa har Particle kort med firmware
montere nødstopbryter på PSU (er bestilt)
montere panel USB connector (er bestilt)
lage og montere holder til probe puck - 3dprintet feks
vibrasjonsdemping - gummi eller 3dprintede føtter
skaffe verktøy til collett. Fastnøkkel 13mm og 17mm. (er bestilt)
skaffe flere ER11 collets og nuts (er bestilt av JensD)

Ting som hadde vaert fint

Usermart kits med de viktigste verktøyene (
En dedikert håndholdt batteridrevet støvsuger
En boks som lukker alt inn. Jon har startet å skisse litt

Referanser

[1] AliExpress - CNC 3018 Pro

[2] 34-9787 Teppeteip

[3] Vectric VCarve

[4] FlatCAM

[5] Candle

[6] UGS - Universal G-Code Sender

[7] rbl

[8] Xinrui - GRBL USB port cnc engraving machine control board

[9] MariTool - ER11 collets

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]