Baubericht Stepcraft 420

Motivation

Lange hab ich gezögert (ist ja keine kleine Investition), letztendlich aber doch zugeschlagen: Eine Stepcraft 420 soll in Zukunft mein Modellbauen um CNC erweitern.

Ausschlaggebend für die Stepcraft waren zum einen sicher der Preis (alle anderen CNC Systeme, die ich bis dato gesehen habe, waren einfach preislich jenseits dessen, was man sich als Hobby-Modellbauer leisten kann/mag), zum anderen wollte ich keinen "China-Bausatz" erwerben, weil deren Qualität ja durchaus durchwachsen ist und es mir an Maschinenbau-Kenntnissen so grundsätzlich mangelt, dass auch ein "Eigenbau" nicht in Frage kam. 

Mechanischer Aufbau

Am Samstag war es endlich soweit, mit Hilfe des schon mehrfach erwähnten besten Schwiegervaters der Welt wurde der Aufbau in Angriff genommen.

10.15 Uhr

Erst mal alle Teile ausgepackt und auf den Tisch gelegt:

Ganz schön viele Teile, wobei mir ein paar Dinge gleich aufgefallen sind:

• Die Bauanleitung ist echt gut gemacht, mit Farben, einheitlichen Symbolen, etc.
• "Made in Germany" ist offenbar ernst gemeint, selbst das Netzteil der Stepcraft stammt aus .de 
• Bei den Kleinteilen empfiehlt es sich alles vor dem Bau zu sortieren, U-Scheiben für M4 / M5 unterscheiden sich nur so minimal voneinander, dass man sonst leicht etwas verwechseln könnte.

Gleich zu Beginn hatten wir unsere liebe Not, die Spindelmuttern in die vorgesehenen Aussparungen zu stecken, hier ist wohl ein wenig zu viel Pulverbeschichtung zu liegen gekommen. Wie in der Anleitung erwähnt, muss man hier ein wenig abtragen, damit man zum Ziel kommt.

Dann gab es noch Verständnisprobleme, warum man denn die Spindelmuttern am Anfang nicht ganz reinsteckt und die Laufrollen nicht gleich mit ihrer Mutter fixiert. Es hat aber schon alles seinen Sinn, denn wenn alles gleich "fest" montiert, bekommt man nachher die Teile nicht mehr rein, weil die schon feststehenden den Weg versperren ;-).

Bei der Schaltermontage mussten dann noch die Kabel ein wenig gefummelt und gebogen werden, aber schliesslich ging alles ganz gut rein.

Bis zu Schritt 1.10, da wollten die beiden Kabelsammler einfach nicht ineinander gehen. Wir haben die Ursache sehr lang bei den Schalterkabeln (die ja schon da durchlaufen) gesucht, der eigentliche Grund war aber, dass ich den Kabelsammlerring nicht fest genug in den Kabelsammler-X gedrückt hatte und daher schob dieser Ring immer das jeweilige Gegenstück wieder raus.

12.40 Uhr

Aber schliesslich waren wir soweit:

Das Anbringen von Linearschiene und Motorhaltern war dann wiederum ebenso problemlos, wie das Ausrichten der Z-Spindel.
Bei der Vorbereitung des Z-Motors hatte ich Angst, dass beim Verkleben des Axiallagers der Superkleber an die falschen Stellen gerät, es klappte dann aber ganz gut. 

13:49 Uhr

Damit war dann der X-Z-Verbinder eigentlich fertig:

 Mit dem rechten Seitenteil ging es zunächst auch flugs weiter, bei Schritt 3.3 war dann aber großes Rätselraten angesagt. "Spindel von Hand mittig ausrichten" ist da zu lesen. Die Spindel in die Spindelmutter reindrehend habe ich gleich gesehen, dass die Spindel nicht mittig ist, sie war wesentlich zu tief, um das Loslager beim Seitenteil zu "treffen". 
Allein die Spindelmutter ist natürlich bereits im X-Z-Verbinder verbaut und festgeschraubt, ergo lässt sich da nichts mehr "ausrichten". 

Also nochmal den X-Z-Verbinder soweit zerlegt (Z-Achse raus, Aluprofil runter, etc.) bis die Schraube, mit der die X-Spindelmutter befestigt ist, erreichbar ist. Diese gelöst, die Spindel nun ausgerichtet, die Schraube wieder festgezogen und alles wieder aufgebaut. Ziemlich mühsame Angelegenheit, die Spindel manuell rein/rauszuschrauben, aber ohne Fleiß kein Preis.

Bei der Gelegenheit ist dann gleich noch eine kleine Unsauberheit zu Tage getreten: Das Ende des Spindel war ein wenig zu dick. Es ging nur mit Mühe in das Loslager und steckte dort (auch mit Öl) einfach fest. Also griff Schwiegervater zum Schleifpapier und verjüngte das Spindelende ein wenig.

Der Rest (linkes Portalseitenteil) war dann flugs fertig:

16:25 Uhr

Der Maschinentisch war ohne nennenswerte Probleme zu montieren, ein wenig knifflig war zunächst das Einziehen aller Kabel in den großen Kabelschlauch (Schritt 4.14), da habe ich einfach das (noch unverbaute) Kabel für den Notausschalter als "Kabelziehfeder" verwendet und die jeweils 4 dünnen Kabel von X und Z an das Ende geklebt, damit man sie durchziehen kann. Hier ist natürlich sehr sehr wichtig, dass die Kabel der Schrittmoteren zusammengehalten werden und beschriftet sind, sonst weiss man später nicht mehr, welche rote Litze zu welchem Schrittmotor gehört.

Eine letzte mechanische Korrektur war noch beim Einfügen der Loslager (Schritt H.2) notwendig; eine Aussparung war mit zuviel Farbe voll, sodass hier nochmal das Schleifpapier seine Arbeit verrichten musste.

Knapp 8 Stunden nachdem wir die Teile ausgepackt haben war der mechanische Aufbau dann abgeschlossen:

18:57 Uhr

 

Elektrische Anschlüsse

Ein paar Tage später habe ich mich mit dem Anschließen beschäftigt. Das Kabel vom Notaus-Schalter war schnell befestigt, beim Kabel für den Y-Endschalter ist das Loch in der Endplatte reichlich knapp bemessen für die Kabeldicke. Es ging aber dann gerade so durch (Litzen mit Tixo zusammengeklebt, durchgeschoben, mit Spitzzange am anderen Ende rausgezogen).

Das USB-Modul habe ich von der Steuerplatine abgezogen und durch die Parallelport-Version ersetzt (ich will LinuxCNC einsetzen). Die Module sind zunächst etwas wackelig, erst wenn sie dann festgeschraubt werden sitzt alles bombenfest.

Die Kabel für die Schrittmotoren, Endschalter und Notaus gehen gut zu befestigen, die Lusterklemmen machen einen soliden Eindruck.

Gummifüsse und Aufkleber noch angebracht und schon wähnte ich mich am Ziel meiner Träume.

Leider kamen dann zwei Probleme:

• Das Parallelportkabel hat mechanisch nicht im Ausschnitt der Rückwand Platz. Das Kabel hat 1.7 cm, der Ausschnitt nur 1.6 cm. Hier wurde mir im Stepcraft-Forum und auch von Herrn Urban (ein Unternehmen, wo der Geschäftsführer auf Support-Fragen antwortet, das ist mir sympathisch ...) empfohlen, das Kabel einfach ein wenig abzuschleifen.
• Ich wollte (noch ohne Parallelportkabel) eine Prüfung der elektischen Funktion durchführen. Flugs das Netzteil eingesteckt und ... nichts. Eine kurze Messung mit dem Multimeter (0.3 V, manchmal 3 V, angeschrieben sind 19 V) legt die Vermutung nahe, dass das Netzteil defekt ist. Ironie des Schicksals, dass ich weiter oben noch vom Netzteil "Made in Germany" begeistert war ;-) (da wusste ich noch nix vom Defekt).
  Aber auch hier wurde mir von Stepcraft schnellstmöglich geholfen, ein neues Netzteil hat soeben Iserlohn verlassen.

... einige Tage später ...

Der UPS-Mann bringt ein neues Netzteil, das auch gleich 19 V am Multimeter anzeigt und beim Anschliessen an die Fräse ist ein vielversprechendes Brummen zu hören, das Problem war also gelöst.

Dem Parallelportkabel habe ich dann die gesamte Plastikschale weggenommen (mit Schleifen war es einfach nicht klein genug zu bekommen) und mit 2 Mal Schrumpfschlauch isoliert:

und schon stand einem erfolgreichen Start (Fetten und Ölen hab ich natürlich auch noch gemacht ...) nichts mehr im Weg.

Und tatsächlich sind nun alle Achsen ansteuerbar. 

Ein wenig kämpfe ich noch mit den genauen Spindeleinstellungen (Unsicherheit, was da gut/normal ist ...), aber das wird auch noch.

Zubehör

Die Schaltsteckdose kann ich über LinuxCNC nun auch steuern, indem ich in stepcdonf Pin 1 auf "Spindel ein" gelegt habe. Ein kurzer Versuch mit einer Lampe war diesbezüglich bereits erfolgreich.

Den Absaugadapter habe ich auch schon montiert.

Die Opferplatte war leider ein wenig zu dick (1.2 cm), da wird wohl nicht jedes Sperrholz drunter Platz finden, daher habe ich noch eine zweite Platte (mit 0.8 cm) gekauft, die ich statt der HPL reinstecken kann.

Fehlt noch der Werkzeuglängensensor, den muss ich noch anschliessen.

Update #1

Der Werkzeuglängensensor funktioniert mittlerweile auch (zumindest im Testbetrieb) und mit Hilfe der netten Leute von Stepcraft habe ich nun auch die mechanische Komponente (glaub ich) gut in den Griff bekommen. Meine Fehler waren:

• Die verstellbaren Laufrollenhalter nicht bzw. nicht fest genug anzuziehen, dadurch hatte alles ziemlich Spiel und auf einer der Y-Achse hatte eine Rolle nicht mal Kontakt mit der Rollenführung. Der Tip von Stepcraft war, einfach die Portalseitenteile versuchen zu bewegen, es darf sich nichts rühren.
• Die Schraubenlöcher (besonders links) hatten etwas zu viel Pulverbeschichtung, wodurch die Schrauben ein wenig schief geraten und damit die Linearschiene verziehen. Hier habe ich noch ein wenig mehr Pulver weggenommen.

Seit diesen Verbesserungen habe ich keine steckenbleibenden Achsen mehr.

Update #2

Gerade eben habe ich noch dxf2gcode so gepatcht, dass nun die Frässtege korrekt generiert werden sollten (siehe diese Anleitung im Wiki von dxf2gcode).

Und ich habe den Styroporschneider ausprobiert und ein Herz für meine Süße und ein Boot für meinen Kleinen ausgeschnitten. 

Styro schneiden braucht ein paar Änderungen im G-Code:

• keine Z-Achsenbewegungen (einfach ausm G-Code rausgelöscht)
• Spindel-Ein entspricht Draht einschalten, das muss in dem Fall aber vor jeder Bewegung passieren, weil man ja nicht "über" das Werkstück fahren kann sondern immer durchschneidet.

Update #3

Die Fräse ist an ihrem Bestimmungsort im Bastelkeller angekommen (Das Foto ist leider eher weniger gut gelungen ...)