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myhobby-CNC - Kunden Supportforum

Neuling mit z-Achsenproblem
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06.01.16 16:15
GastonLagaffe 
Neuling mit z-Achsenproblem

Salut,

ich bin beim Zusammenbau meiner Shapeoko2 und habe bei der Z-Achse ein Problem:

  • die Spindelmutter ist sehr schwergängig. Ich kenne es so, dass eine Mutter auf der Spindel fast reibungsfrei dreht. Das ist bei diesem Bausatz nicht so, d.h. wenn ich die Mutter frei auf die Spindel setze, hab ich Reibung. Ich habe mittels Silikonöl und mehreren Durchläufen die Reibung reduzieren können, aber gut ist das nicht.
  • Der Fräswagen läuft auf dem Alu-Profil nur, wenn ich die Exzenterschrauben ganz öffne. Jedes leichte Zudrehen der Exzenterschrauben blockiert den Wagen
  • Die Spindel selbst hat beim Lauf eine Nutation von etwa einem Millimeter, obwohl ich die Spindel parallel zur Aluschiene ausgerichtet habe


Nach etwa zwei Stunden Justierung habe ich den Fräswagen jetzt so weit, dass er einen Z-Bereich von 100 Schritten fahren kann. Leider kommt es gelegentlich vor, dass der Motor blockiert, ohne dass eine Ursache erkennbar ist.

Ist das der Normalzustand der Z-Achse?
Ist es korrekt, dass bei negativen Werten für Z, der Wagen nach oben fährt?
Der Block welcher das Kugellager der Spindel hält wird mit M5x20 an der Aluschiene fixiert. Durch die "Shim Plate" greifen diese M5 Schrauben nur noch 3-4 mm in die Schiene. Ist das so korrekt?

Ich bin für jeden Tipp dankbar. Diese Z-Achse hat mich schon recht frustriert ... Mit der Reibung kann ich mir nicht vorstellen, dass eine Fräsmaschine noch bewegt wird...

Ciao, Mathias

06.01.16 19:30
Ronald 

Moderator

Re: Neuling mit z-Achsenproblem

Hallo Matthias,

die Z-Achse ist, wie schon öfters angemerkt, sicher nicht die hohe Ingenieurskunst aus USA. Hier gibt es einige Ansätze für Verbesserungen. Dennoch ist sie preiswert und kann funktionsfähig eingestellt werden.

Beim Zusammenbau der Achse ist auf folgende Punkte zu achten:

  • Der Gewindeklotz muss alleine nur auf der M8 Gewindestange leicht laufen. Ist das nicht der Fall, dann muss der Gewindeklotz trocken, also ohne Öl, mit dem Accuschrauber einige Male komplett rauf und runter gefahren werden. So können sich "Poren" in der Gewindestange mit Kunststoffabrieb schließen und das Innengewinde des Klotzes wird etwas leichtgängiger. Danach ölen!
  • Die beiden Schrauben, die die beiden Kunststoffplatten mit dem Kugellager halten dürfen nicht zu fest geschraubt werden. Die Kunststoffplatten können sich verziehen und die Achse wird dann schwergängig.
  • Der Laufwagen muss leicht auf dem MakerSlide laufen. Wenn die Excentermuttern nicht so eingestellt werden können, dass ein leichter Lauf eingestellt werden kann, dann müssen die Schrauben der starren Räder, während der Wagen auf dem MakerSlide sitzt, gelockert werden und dann gleich wieder festgeschraubt werden. Dann lockert sich er Wagen. Nun können die Excentermuttern in der Regel richtig eingestellt werden. Achtung auf die Enden der Schrauben für die Excentermuttern kommen immer M5 Muttern mit Nyloneinsatz (selbstsichernd).
  • Die Obere Halteplatte hat Langlöcher. Die Platte muss so eingestellt werden, dass die Gewindestange möglichst parallel zum MakerSlide läuft. Wenn der Wagen rauf und runter gefahren wird, sollte die Gewindestange immer parallel bleiben.
  • Der Gewindeklotz auf dem Laufwagen verkantet sehr gerne. Bitte die beiden Schrauben des Klotzes noch mal lösen und schauen, ob sich das Gewinde dann leichter drehen lässt. Wenn ja, dann abwechselnd beide Schrauben anziehen. Je Vorgang immer nur weniger als eine 1/4 Umdrehung weiter drehen. So verkantet der Klotz nicht in die Drehrichtung der Schraube.
  • Wir versuchen natürlich alle Teile mit höchster Sorgfalt zu fertigen. Dennoch können leichte Abweichungen vorkommen. Ev. läßt es sich besser einstellen, wenn unter dem Gewindeklotz noch eine (oder mehrere) Lage Papier (ca. 0,1mm) untergelegt wird.
  • Wenn die Gewindestange leicht eiert, dann kann das am Sitz des Kugellagers in den Kunststoffplatten liegen. Bitte sorgfältig darauf achten, dass kein Schmutz oder Kunststoffreste im Kugellagersitz vorhanden sind. Ein leichtes Einern kann auch so behoben werden, in dem man die Gewindestange beim Drehen beobachtet, und dann im eingebauten Zustand, ohne den Laufwagen, leicht in die Gegenrichtung drückt. Dadurch wird die gesamte Einheit (Kugelleger, M8 Muttern, Kugellagersitz, Kunststoffplatten) etwas zentriert. Aber keine Gewalt anwenden!


So dass waren im Wesentlichen die Maßnahmen, die bei den mir eingeschickten Achsen zum Erfolg geführt haben. Was dann noch zu überprüfen ist, ob der Schrittmotor auch genügend Strom bekommt, um kraftvoll drehen zu können. Auch ein vorübergehendes Umstellen auf Vollschritt (mehr Kraft des Motors) ist für Testzwecke möglich.

Ich hoffe das Hilft.

Ich würde mich über eine Kurze Info hier freuen, ob oder was zum Erfolg geführt hat!

LG
Ronald

06.01.16 20:50
GastonLagaffe 
Re: Neuling mit z-Achsenproblem

Salut Ronald,

ein Grund dafür, dass ich mir die Shapeoko bei Dir gekauft habe war der, dass ich hier im Forum gesehen habe, dass die Antworten/Lösungen recht schnell kamen. Diese Einschätzung wurde erfreulich schnell bestätigt.
In der Wartezeit auf Deine Antwort habe ich den mechanischen Aufbau abgeschlossen, es fehlen nur noch die Zahnriemen, aber das sollte kein Problem darstellen. Der sehr positive Gesamteindruck der Fräse hat meinen Frust dann hinreichend kompensiert.

Ich habe nun an der z-Achse die Schrauben der starren V-Lager gelöst und der Wagen hat nun einen hinreichenden Leichtlauf.
Danach habe ich die Schrauben des Gewindeklotzes gelöst sowie die beiden Schrauben, welche die Halteplatte mit dem Kugellager der Gewindestange halten. Dann habe ich den Motor vorsichtig auf und ab bewegt und so die optimale Kombination/Position der Bauteile ermittelt. Am Ende läuft nun die Gewindestange mit einer geringen Nutation, die aber im Bereich des akademischen liegt. Die Schrauben für den Gewindeklotz habe ich fast nicht angezogen, da dann sofort der Motor sperrt.

Als letzten Test habe ich die Fräsmaschine aufgeschraubt und der Wagen bewegt sich problemlos auf und ab.
Hier nochmal die Frage, ob es richtig ist, dass z- den Wagen nach oben und z+ den Wagen nach unten fährt.

Ich habe übrigens die Motorkabel an einen Satz Jumperwire (weiblich) angelötet. Damit kann man die Motorkabel sehr einfach an das Treibershield anschliessen.

Da heute mein Urlaub endet, werde ich den Aufbau erst am Wochenende abschliessen. Dann folgt auch eine Beschreibung der Fräse hier im Forum mit allen Tipps, die ich beim Aufbau gefunden habe

Herzlichen Dank nochmals für die schnelle Hilfe!!
Ciao und ein gutes Neues Jahr
Mathias

06.01.16 21:13
Ronald 

Moderator

Re: Neuling mit z-Achsenproblem

Hallo Mathias,

freut mich, dass das Meiste doch noch geklappt hat.

Normal ist natürlich -Z nach unten und +Z nach oben. Wenn Du die GRBL-Controller Software verwendest, dann kannst Du in der Konfiguration die Richtung der Achsen tauschen. Wenn Du das nicht über die Software steuern kannst, dann kannst Du an der 4 pol. Buchse einfach zwei Leitungen ablöten, tauschen und wieder anlöten. Aber immer nur zwei Kabel tauschen, und immer nur Pin 1 mit 2 oder Pin 3 mit 4. Ansonsten bleibt alles beim Alten!

Warum kannst Du den Gewindeklotz nicht festschrauben? Weil der Klotz sich dann verdreht, oder nicht mehr den richtigen Abstand hat?

Viel Erfolg!

Ronald

10.01.16 15:13
GastonLagaffe 
Re: Neuling mit z-Achsenproblem

Salut Ronald,

der Aufbau ist nun soweit fortgeschritten, dass ich die Software ausprobieren kann.
Die Shapeoko läuft nun nach ausgiebiger Justierung ohne sichtbares Spiel aber leichtgängig in allen Achsen. Leider ist die Dokumentation sehr gewöhnungsbedürftig, da zum einen immer zwischen der Originaldoku und den deutschen Kommentaren hin und her gesprungen werden muss und zum anderen einige (gute) Kleinigkeiten dann doch nicht so sind wie beschrieben. So habe ich die Zahnriemen der y-Achse an einer Seite fest am Blech verankert (mit Madenschraube) und am anderen Ende mittels Beltclicp gespannt. Für einen Neuling nicht leicht zu finden ...
Den Gewindeklotz verkantet sich, sobald ich die Halteschrauben etwas fester anziehe. Das ist der Pulverbeschichtung in dem Schraubenlöchern geschuldet, die ich besser hätte entfernen müssen. Im jetzigen Aufbau ist aber alles ok, kein Spiel, so dass ich es so lassen werde.

Aus mechanischer Sicht ist die Shapeoko wirklich gelungen, die z-Achse ist die Achillesferse und hat mich zwei Tage Justierung gekostet, aber das ist bei einem Hobby keine verlorene Zeit. Die Lagerung mit den Makersildes und v-Rollen läuft ausgesprochen gut und die Riemen lassen sich gut spannen.
Bei der neuen Shapeoko-X ist eine neue Halterung für die Gewindestange. Ich hoffe, dass es diese Neuerung als Upgrade für die Shapeoko 2 gibt.

Bei der Software habe ich noch etwas Bauchschmerzen. Da ich seit einigen Jahren mit Arduinos zu Gange bin, habe ich gerne den Sourcecode und die Möglichkeit, diesen auf den Arduino zu flashen. Daher habe ich mir den grbl-Code von github geladen und auf einen freien Arduino geschrieben. (Grbl v0.9j Atmega328p 16mhz 115200baud with generic defaults (2015-12-18))
Dazu passt auch der UniversalGcodeSender in der Version 1.0.9, da bei der grbl Version 0.8 die Reset-Kommandos für die Achsen nicht verstanden werden. Bei den Parametern hat sich aber etwas geändert, so dass der Parametersatz z.B. $7, $8 und $9 nicht kennt und die anderen werte neu interpretiert werden. Hat jemand die Parameter für Grbl 0.9?

Hier die Werte nach dem Compile:


Ciao, Mathias

10.01.16 18:35
Ronald 

Moderator

Re: Neuling mit z-Achsenproblem

Hallo,

wie schon öfters erwähnt, arbeite ich z.Z. noch nicht mit der Version 0.9. Ich bin hauptsächlich mit Pakete packen beschäftigt.

Was nur sicher ist, dass in den Versionen die Parameter für die Kalibrierung der Schritte von $0-$2 auf $100-$102 verschoben wurden. Hier also die richtigen Werte eintragen. Dann sollte ein Start mit den Standardparamentern auch klappen. Für den ersten Versuch $22 (homimg) auf 0 lassen.

Viel Glück
Ronald

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