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--- wercc:cnc-fraese_c-nancy [2023/02/26 09:56] – ijon
+++ wercc:cnc-fraese_c-nancy [2025/12/16 12:55] (current) – [Welches Dateiformat muss ich mitbringen wenn ich was fräsen will?] ijon
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 c-nancy ist unsere CNC-Fräse. Diese CNC-Fräse wurde von vielen Crewmembern gebaut, insbesondere spooxe, uk, coon und ihmis-suski haben sich beim Bau besonders engagiert. Gezeichnet und geplant wurde c-nancy von ijon, herzmut war der Projektbuchhalter beim Bau.
-Finanziert wurde c-nancy über die Plattform yeahletsdothat sowie durch den circle.
+Finanziert wurde c-nancy über die Plattform yeahletsdothat sowie durch den circle. Beim Neubau der Elektronik ca 2023/2024 war hrmny maßgeblich und hat den Schaltschrank vollständig selbst konzeptioniert und umgesetzt
 ===== mögliche Materialien =====
-Derzeit können wir nur Holz fräsen. Weitere Materialien werden in der Zukunft dazu kommen.
+Derzeit können wir Holz, Kunststoffe, Schaumstoffe und Aluminium fräsen.
-===== weitere Ausbaustufen =====
+===== Welches Dateiformat muss ich mitbringen wenn ich was fräsen will? =====
-c-nancy soll eine neue Frässpindel bekommen, deren Drehzahl regelbar ist, und die variable Spannbacken hat, damit man Fräser beliebigen Durchmessers einspannen kann.
+**Warum CNC-Fräsen komplizierter ist, als die meisten denken**
+Wenn jemand fragt "welches Dateiformat brauchst du zum CNC-Fräsen?", wird ein grundlegendes Missverständnis über den gesamten Prozess deutlich. Die Vorstellung, man könne einfach eine Datei schicken und die Maschine erledigt den Rest, entspricht nicht der Realität. Die Antwort auf die Dateiformatfrage lautet zwar, dass CAD-Software wie Fusion 360 nahezu alle gängigen 2D-Formate wie DXF, DWG und SVG sowie 3D-Formate wie STEP oder IGES importieren kann, doch diese Geometriedaten sind nur der Ausgangspunkt eines weitaus komplexeren Ablaufs.
+Nach dem die CAD-Konstruktion, der computergestützten Erstellung der dreidimensionalen Geometrie, abgeschlossen ist, steht eine Datei bereit die ein Format wie im Absatz zuvor beschrieben, hat. Die CNC-Fräse kann mit dieser abstrakten Form jedoch nichts anfangen. Die Maschine arbeitet mit G-Code, einer Programmiersprache, die präzise Bewegungsbefehle enthält. Dieser G-Code beschreibt den Maschinenpfad und wird in der CAM-Phase generiert, der computergestützten Fertigung. Hier entsteht die konkrete Abfolge von Anweisungen, die dem Fräser exakt vorgeben, wohin er sich bewegen, wie schnell er fahren und wie tief er ins Material eindringen soll.
+Die Maschinenpfadgenerierung setzt jedoch die Kenntnis der Schnittparameter voraus. Diese Parameter bestimmen die Spandicke, also wie viel Material der Fräser mit jedem Zahn abträgt, den Vorschub, der die Bewegungsgeschwindigkeit des Fräsers durch das Material definiert, die Zustelltiefe für jeden Durchgang, die Schnittbreite und die Schnittgeschwindigkeit, die mit der Spindeldrehzahl zusammenhängt. All diese Werte stehen in komplexen Wechselwirkungen zueinander und hängen entscheidend von der Fräsergeometrie ab. Ein zweischneidiger Fräser verhält sich völlig anders als ein vierschneidiger. Durchmesser, Länge, Beschichtung und Werkstoff des Fräsers bestimmen, welche Parameter überhaupt möglich sind. Falsche Werte führen zu Fräserbruch, verbranntem Material, schlechter Oberflächenqualität oder Maschinenschwingungen.
+Für jede neue Material- und Fräserkombination müssen Berechnungen angestellt und Versuche durchgeführt werden. Diese Versuchsphase erfordert konkrete Ressourcen: mindestens zwei, besser drei identische Fräser, weil einer während der Experimente unweigerlich abbricht, wenn die Parametergrenze ausgelotet wird. Der zweite dient dem eigentlichen Werkstück, der dritte liegt für unvorhergesehene Probleme bereit. Ohne drei Fräser lohnt der Start meist nicht. Zusätzlich werden mehrere Materialstücke benötigt, deutlich mehr als für das finale Werkstück, da am teuren Endprodukt nicht experimentiert werden kann.
+Eine Versuchsreihe benötigt mindestens zwei bis drei Abende à mindestens drei Stunden in der Werkstatt. Verschiedene Kombinationen von Vorschub, Drehzahl, Zustelltiefe und Schnittbreite müssen systematisch getestet werden. Parameter aus dem Internet zu übernehmen funktioniert nicht, da die spezifische Materialzusammensetzung, die verwendete Maschine, die verfügbaren Werkzeuge und die gewünschte Oberflächenqualität individuelle Anpassungen erfordern. Erst nach abgeschlossener Versuchsreihe können die vorläufigen Schnittparameter festgelegt werden.
+Erst dann beginnt die Maschinenpfadgenerierung, die selbst mindestens eine Stunde oder mehr beansprucht. Mit dem fertigen Maschinenpfad kann anschließend das Work-Holding konzipiert werden, die Werkstückspannung. Man muss genau wissen, wo der Fräser hinfahren wird und welche Kräfte auftreten, um zu verifizieren, dass der generierte Pfad mit der geplanten Spannlösung funktioniert. Die Spannkräfte sind erheblich. Das Werkstück muss allen Kräften standhalten, ohne beschädigt zu werden, darf aber die zu bearbeitenden Bereiche nicht blockieren.
+Der Prozess vom CAD-Modell zum fertigen Teil ist eine Abfolge von Entscheidungen, die fundiertes Wissen über Materialien, Werkzeuge, Maschinenkinematik und Fertigungsprozesse erfordert. Die Frage nach dem Dateiformat ist nur der erste, kleinste Schritt in diesem Ablauf.
+**Zur Beantwortung der ursprünglichen Frage:**
+Fusion 360 kann folgende Formate importieren:
+**2D-Formate**: DXF, DWG, SVG
+**3D-Formate**: STEP, IGES, Inventor-Dateien sowie die Fusion-nativen Formate F3D u.a.
 ===== Einweisung =====
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   * Die CAM-Funktionen von Fusion benutzen zu können
   * Koordinatensysteme und Rohteil-Konfiguration verstanden zu haben
-  * einen eigenen Maschinenpfad erstellen können. Wenn dir dabei PArameter fehlen, versuche die Parameter zu verstehen und nimm die Defaults
+  * einen eigenen Maschinenpfad erstellen können. Wenn dir dabei Parameter fehlen, versuche die Parameter zu verstehen und nimm die Defaults
+Sobald du in der Lage bist alle diese Funktionen zu benutzen, zeigen wir dir gerne die maschinenspezifischen Notwendigkeiten und Paramter für c-nancy. Gehe bitte von einem autodidaktischen Zeitaufwand von mindestens 20h aus, bevor es zweckmäßig ist, die Maschine das erste mal anzufassen. Nach diesen Lernbemühungen, zeigen wir dir gerne maschinenspezifische Details.
+===== Knowledgebase =====
-Sobald du in der Lage bist alle diese Funktionen zu benutzen, zeigen wir dir gerne die maschinenspezifischen Notwendigkeiten und Paramter für c-nancy.
+Damit wir die mühsame Erstellung von Schnittparametern nicht doppelt machen müssen, sammeln wir unsere Erfahrungen kollektiv in diesem Dokument: [[https://md.c-base.org/2d6Ba3Z8Q-uqXXe_DobS5w|https://md.c-base.org/2d6Ba3Z8Q-uqXXe_DobS5w]]
 ===== Komponenten =====
 c-nancy wird angetrieben von Schrittmotoren der Sorte NEMA23.
-Diese Schrittmotoren werden angesteuert von einem Treibermodul "4-Axis TB6560", welches ein eigenes Netzteil hat.
+Diese Schrittmotoren werden angesteuert von einem Schaltschrank links unter der Fräse. Der Schrank wurde von hrmny gebaut.
-Dieses Treibermodul bekommt seine Steuerbefehle von einem Motion Controller, der Motion Controller ist ein UC100 von CNC-Drive.com  http://cncdrive.com/UC100.html
+Die Schrittmotortreiber bekommen die Steuerbefehle von einem Motion Controller, der Motion Controller ist ein UC100 von CNC-Drive.com  http://cncdrive.com/UC100.html
-Der UC100 ist mit einem Mini-USB-Kabel am Rechner hinten angeschlossen. Es ist das einzige schwarze Kabel hinten am Rechner
+Der UC100 ist mit einem USB-Kabel am Rechner hinten angeschlossen. Es ist das einzige schwarze Kabel hinten am Rechner
-Der Rechner ist ein uralter Win7 Rechner der mindestens 10, eher 15 Jahre alt ist.
+Der Rechner ist ein Win10 Rechner der nur ein paar Jahre alt ist und auch für Fusion 360 funktionieren sollte.
 Auf dem Rechner läuft die Software UCCNC, die ähnlich wie Mach3 funktioniert, aber viel viel günstiger ist
 Die Spindel wird vom VFD angesteuert. Der Variable Frequency Drive (VFD) ist vom Hersteller Huanyang. Das Gerät bekommt eine Phase 230V Strom und macht daraus Drehstrom  mit variabler Frequenz.
 Die Spindel ist eine 1.5KW Spindel mit Wasserkühlung und 80mm Durchmesser.
 Unterhalb des VFD sind zwei Schaltelemente montiert - der Gerätehauptschalter, der sowohl das Netzteil der Schrittmotoren, als auch den VFD und die Wasserpumpe mit Strom versorgt, sowie der E-Stop-Schalter, welche eine NC und eine NO Seite hat. Die NC-Seite schaltet Pin13 des Motion Controllers, die NO-Seite schaltet die Pins SPH und DCM des VFD zusammen und aktiviert so den MultiInput D4, welcher in PD0047 auf Wert 13 (E-Stop) konfiguriert ist.

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