MPCNC

MPCNC ist eine Selbstbau CNC-Fräse die im wesentlichen aus gedruckten Kunststoffteilen und Edelstahlrohren besteht.

Diese Maschine steht nicht im /dev/tal. Ich (sneu) habe mir zuhause eine gebaut und bringe diese mit zum Camp2019. Diese Seite soll primär dazu dienen Information zu verbreiten die ich mir durch viel ausprobieren mit der Maschine erarbeiten musste. Da auf dem Camp die Zeit begrenzt ist sollte es mit diesen Informationen recht schnell möglich sein schnell zu einem Ergebnis zu kommen.

Projektseite des Erfinders

Zunächst einige wichtige Punkte:

• Das Gerät niemals unbeaufsichtigt laufen lassen.
• Schutzbrille tragen
• Alle beweglichen Teile am Körper (Haare, Ketten, Schnüro vom Pullover, Halstücher etc. abmontieren oder zusammenbinden.
• Die Kräfte der X- Y- und Z-Achse sind zwar nicht viel grösser als bei einem 3D-Drucker, allerdings ist die Frässpindel mit 800W alles andere als Kinderspielzeug.
• Vor Arbeiten an der Spindel oder dem Werkstück den Netzstecker ziehen (nicht nur Ausschalten)
• Nicht während des Fräsens mit dem Staubsauger Späne absaugen. Ein 8mm Spiralnutfräser beispielsweise zerlegt bei Berührung mit dem Handstück dieses recht schnell und führt zu umherfliegenden Teilen

Abmessungen/Verfahrwege

Achse	Maximaler Verfahrweg
X	916 mm
Y	459 mm
Z	80 mm (abhängig von Werkzeuglänge)

Werkzeuge

Fräser

Folgende Fräser stehen zur Verfügung

Durchmesser	Typ	Werkstückmaterial	Spannzange	Vorschub	Kommentar	Hersteller/Lieferant	Artikelnummer	Link	Preis
4 mm	Spiralnutfräser (2 Schneiden)	Holz	4mm	300mm/min		Sorotec	FSH042.0400.16H30	[1]	28,50€
8 mm	Spiralnutfräser (2 Schneiden)	Holz	4mm	300mm/min	für OSB-Platte oder weiches Sperrholz OK, Hartholz eher nicht.	Klein Sistemi	362425	[2]	31,50€
1,2 mm	VHM Spiralverzahnt	Holz, Kunststoff, GFK, CFK, Carbon	3,175mm	250mm/min	Vorsicht bei hohen Drehzahlen und MDF. Späne setzen bei schmalen Linien schnell den Fräser zu	AS-Toolstore	2100 0120 0700 03175 3800	[3]	3,10€
2 mm	VHM Spiralverzahnt	Holz, Kunststoff, GFK, CFK, Carbon	3,175mm	250mm/min		AS-Toolstore	2100 0200 0900 03175 3800	[4]	3,10€
3 mm	VHM Spiralverzahnt	Holz, Kunststoff, GFK, CFK, Carbon	3,175mm	250mm/min		Sorotec	LSV.0300-2	[5]	2,04€
0,1 mm, 36°	Gravierstichel	Kunststoff, Leiterplatten	3,175mm	???		Sorotec	LGS.3175.36.01	[6]	8,00€

Controller

RAMPS 1.4 mit Marlin FW: [7]

G-Code Referenz: [8]

Zugriff

In der Maschine ist ein Raspberry Pi mit V1Pi-Image [9] eingebaut, welcher dazu verwendet werden kann den G-Code an den Controller zu senden. Die IP-Adresse des Netzwerkports ist auf 192.168.5.47 gesetzt. Bitte nicht mit öffentlichen Netzen verbinden. Es gibt weder auf dem Octoprint noch auf dem CNCjs eine Authentifizierung.

G-Code erzeugen

Fusion 360

Preprozessor: [10]

Leiterplatten

Da die breite der Isolierfräsung von der Eintauchtiefe des Stichels abhängig ist, muss die Unterlage absolut eben sein. Es sollte vor dem fräsen eine MDF-Platte aufgespannt und einmal komplett plan gefräst werden. Auf dieser Fläche wird dann das Rohmaterial der Leiterplatte montiert.

Flatcam

Projektseite: [11] In Flatcam muss in den Grundeinstellungen die Einheit auf Millimeter geändert werden. Beim Erzeugen der Gerberdaten aus der Layoutsoftware muss die Einheit ebenfalls auf Millimeter gesetzt sein. Der Nullpunkt der Z-Achse lässt sich am besten mit dem Werkzeuglängensensor bestimmen. Dazu den WZL auf die Kupferschicht halten und dann mit dem Stichel auf die Kupferschicht des Leiterplattenmaterials tasten.

[Video]

G-Code ausführen

Es gibt 2 Möglichkeiten G-Code zur Maschine zu schicken. Zum einen kann die SD-Karte verwendet werden, die andere Möglichkeit ist Octoprint welches auf dem Raspberry Pi installiert ist. Bevor der Vorgang gestartet wird muss das Rohteil auf der Maschine befestigt werden und der Anfangspunkt gesetzt werden. Da durch die Bauweise keine Synchronisation der Antriebe der X- und Y-Achse vorhanden muss unbedingt eine Referenzfahrt vor dem Ausführen des G-Codes ausgeführt werden. Wird dieser Schritt ausgelassen steht die X-Achse evtl. nicht im rechten Winkel zur Y-Achse. Aus einem gewollten Rechteck wird dann ein Parallelogramm oder aus einem Kreis eine Ellipse.

Aus Sicherheitsgründen gibt es keine Steuerung der Spindel. Diese muss vor dem Starten des G-Codes manuell eingeschaltet werden.

Der Ablauf sollte immer der folgende sein:

1. 1. Werkzeug in Spindel einspannen
   2. Werkstück an der Maschine befestigen
   3. Fräser oberhalb des Werkstücks manuell positionieren
   4. Referenzfahrt der X- und Y-Achse durchführen
   5. Fräser über das Display oder Octoprint an den Nullpunkt des Werkstückkoordinatensystems fahren
   6. Referenzfahrt der Z-Achse mit Hilfe des Werkzeuglängensensors durchführen
   7. Fräser um die Dicke des Werkzeuglängensensors absenken (G0 Z-6)
   8. Spindel einschalten
   9. Programm ausführen
   10. Spindel ausschalten

Spindel

Datenblatt

Spannzangen

Durchmesser	Link
8 mm	[12]
4 mm	[13]
3,175 mm (1/8")	[14]