GRBL probing with Proxon MF70

Ich hab mir von Proxon eine die kleine Fräse MF 70 (PROXXON) mit Schritmotorantrieb besorgt um zukünftig Platinen per Isolationsfräsen herstellen zu können. Geliefert wurde die Fräse wie die meisten dieser Größe mit einer Motortreiberplatine für den Parallel Port. Mein Laptop hat keinen Parallel Port mehr und nach dem Studium verschiedener Internetseiten bin ich zu dem Entschluss gekommen, dass ein USB – Parallel Adapter keine Alternative ist. 

Nach einer weiteren Suche bin ich dann auf ein Arduino (ARDUINO / Genuino) Projekt gestoßen, das die Ansteuerung von Fräsen mit bis zu 4 Achsen über G-Code ermöglicht. Das Projekt GRBL (Grbl) bietet in der Version 0.9 über die reine Ansteuerung hinaus auch die Möglichkeit Endlagenschalter zu integrieren und den Werkzeug Nullpunkt mit einem Taster oder direkt über die zu bearbeitenden Platine und das Werkzeug anzufahren. 

Elektronisch ist das Werkzeug einmessen über den IOpin D5 realisiert. Der Port ist über den internen pullup Widerstand High und wird über den Probetaster auf GND gezogen. Vom Verständnis her, würde ich das Werkzeug (den Fräser) auf High Potential (+5 V) legen und die Platine mit GND kontaktieren. Leider wurde der IOpin beim Kontakt mit dem Werkzeug bereits geschaltet, sodass ich High auf die Platine geben musste. Die Platine bildet scheinbar mit dem Kreuztisch einen Kondensator, sodass der Arduino auf dem IOpin bereits das Feld und somit einen “angeblichen” Kontakt erkennt. 

Da ich nach den Erfahrungen der Kontaktmeldung des Arduino nicht mehr vertraute suchte ich nach eine Möglichkeit diesen Kontakt zu visualisieren. Die einfachste und effektivste eMethode ist eine optische Rückmeldung über eine LED1. Nach verschiedenen vergeblichen Versuchen mit dem Kleinsignal Transistor BC 547 als Schalttransistor, bin ich dann auf eine Lösung mit einem DDR Optpkoppler MB 1042 gekommen. Die Grundschaltung habe ich bei (Forum von http://www.ledstyles.de/) gefunden und lediglich um eine grüne LED erweitert.

Die kleine Schaltung funktionierte dann auf Anhieb und ich konnte sogar ein Höhenprofil mit “GRBL Hight Map 2” (GrblHeightProbe2) erstellen. Die im folgenden gezeigte Platine wurde mit KiCad (KiCad EDA) geroutet und als Gerber Daten ausgegeben, mit FlatCam (FlatCAM: Free and Open-source PCB CAM) in G-code für die  Fräse umgewandelt und mit GRBL Controller (Grbl Controller 3.0) auf den Arduino gestreamt. Nach drei Versuchen die Programme in den Griff zu bekommen konnte ich die erste Version erfolgreich fertigen, doch leider hatte ich bei dieser einen Pin vergessen, sodass erst die V2 auch bestückt und in den Einsatz gebracht wurde. 

Zur Isolierten Anbringung der Schaltung mit LED an der Fräse habe ich noch mit dem 3D Drucker eine Isolierscheibe mit Aufhängung erstellt. Alle Datein zu dem Projekt findet Ihr  hier zum Download.

  1. Ich habe mich für grün entschieden. []
  2. Vergleichstyp CNY17 []
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