Rapid Prototyping mit dem ZX81

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Joachim
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Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von Joachim » 03.09.2016, 19:29

Zugegeben, die Überschrift ist etwas übertrieben, aber dennoch: Ich kann mit dem ZX81, einer Z80-PIO, einer Treiberstufe und einer Konsolenfräse kleine Platinen im Isolationsfräsverfahren herstellen. Dazu habe ich einen kleinen Film gedreht, der hier betrachtet werden kann: https://www.youtube.com/watch?v=KjH7j0i ... tube_gdata

Die Schaltung ist sicher nicht sehr anspruchsvoll, zeigt aber, was machbar ist. Die Turboanzeige hat übrigens Peter im ZX-TEAM-MAGAZIN 1993/6, Seite 17, vorgestellt.

Was die Programme für den ZX81 dafür können müssen, habe ich in einen kleinen Handbuch und im kommentierten MC-Listing beschrieben.

In Vorbereitung habe ich einen Film, der zeigt, wie ich mit ZXCNC meine Frontplatten selber herstelle.
ZXCNC.zip
(307.46 KiB) 188-mal heruntergeladen
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von tokabln » 03.09.2016, 20:28

Tolle Sache das...

ist immer wieder toll diesen kleinen Maschinen zuzusehen. Auch Deine Idee mit der "Platinenaufnahme" finde ich toll. Ich frage mich nur ob Du diese Aufnahme immer wieder fräsen musst, wenn Du z.B. die Aufnahme mal entnommen hast oder wie stellst Du sicher, das der Referenzpunkt und damit ja letztlich die Position Deiner Aufnahme immer gleich ist?

Da ich im Moment am MFA Computer rumbastel und mir eine Karte herstellen möchte, werde ich wohl meine Käsefräse wieder aktivieren.

Meine Fräse läuft mit einem IBM PC Portable XT... ist allerdings erheblich aufwendiger gebaut worden. Holt sich selber seine Werkzeuge und spannt Platinen oder Frontplattenmaterial automatisch. Dazu gibt es eine Bohrlehre, mit der das Material vorab an bestimmten Stellen eine Bohrung erhält. Diese stimmt mit Passstiften auf der Fräse überein, damit immer die gleiche Position auch beim umdrehen einer Platine (2 lagig) machbar ist. Wurde damals in einer Berufsausbildung entwickelt und gebaut. Allerdings habe ich es noch nicht geschafft, oder besser mich nicht beigemacht, das aktuelle Gerberformat zu implementieren. Daher muss ich ein damals geschriebenes Programm zu Platinenerstellung (CAD) nutzen, wo alle Informationen bezüglich Layout eingegeben, bzw. gezeichnet werden. Das erstellt dann eine Datei die die Fräse (CAM) lesen kann.

Ob ich das jemals ändern werde, steht in den Sternen, denn eigentlich funktioniert alles prima.

Naja... ich finde es trotzdem beeindruckend was mit dem ZX81 möglich ist. Einfach immer wieder toll. Viel Spaß noch mit Deiner kleinen Fräse.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von msch » 04.09.2016, 10:51

Sehr schönes Projekt, welches sehr anschaulich zeigt, zu was der (aufgemotzte) Zeddy in der Lage ist.
Die beiden ZX81-gesteuerten Fräsen gehören für mich immer weder zu den absoluten Highlights der Team-Treffen.

@tokabln: mach doch mal ein Video ;-)
manche meinen lechts und rinks kann man nicht velwechsern.
werch ein illtum! (lichtung, Ernst Jandl)

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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von tokabln » 04.09.2016, 21:15

Ich bin nicht so der Videografierer... und schon garnicht Youtube affin, daher mach ich mal ein paar Fotos wenn ich etwas Zeit finde und lade die dann hier hoch.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von PokeMon » 08.09.2016, 18:56

Super Video. Der Zeddy, der kann was. 8)
Wer seinen Computer ehrt, lebt nicht verkehrt.

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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von tokabln » 14.09.2016, 11:23

[Teil #1 - Fräskiste]

So...

wie versprochen hier ein paar Bilder. Gesteuert wird das Ganze (noch) von einem alten IBM Portable PC 5155. Ich habe aber angefangen die bisherige Steuerung im Zuge eines Umbaus auf einen etwas aktuelleren Stand zu bringen.
Dann soll die Anlage wahrscheinlich von einem Arduino gesteuert werden. Ich habe mich hier aber noch nicht festgelegt. Zur Zeit überarbeite ich die Anlage indem bisher eingesetzte Steckkarten modernisiert werden und das Ganze
wird dann inklusive der Pneumatik in zwei neue Schroff Gehäuse einziehen. Im Moment baue ich allerdings erstmal eine Proxxon MF70 Fräsmaschine auf CNC Steuerung (dann unter Nutzung von SerialComCNC) um. Nichtdestotrotz
hier die Bilder der Platinen-/Frontplatten Fräsmaschine. Ich selber habe im Laufe der Zeit einige Änderungen daran vorgenommen. Gebaut wurde sie aber mal in einer Berufsausbildung im Zuge von einigen Diplomarbeiten.

Erstes Bild ist der Frästisch in Gänze
Frästisch
Frästisch
Fräsmaschine 640x480.jpg (314.71 KiB) 7855 mal betrachtet
Zweites Bild das Werkzeugmagazin
Werkzeugmagazin
Werkzeugmagazin
Werkzeugmagazin 640x480.jpg (287.88 KiB) 7855 mal betrachtet
Drittes Bild die pneumatische Spannvorrichtung zum Festhalten des Platinen- oder Frontplattenmaterials
Platinenspannvorrichtung
Platinenspannvorrichtung
Platinenhalter 640x480.jpg (293.21 KiB) 7855 mal betrachtet
Lieben Gruß Torsten
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von tokabln » 14.09.2016, 11:29

[Teil #2 - Fräskiste]

Weitere Bilder

Z-Achse mit Hochfrequenzspindel
Z-Achse mit HF Spindel von KAVO
Z-Achse mit HF Spindel von KAVO
Z-Achse mit HF Spindel 640x480.jpg (310.12 KiB) 7855 mal betrachtet
Steuerung (Gesamtansicht)
(Alte) Steuerung
(Alte) Steuerung
Steuerung alt 640x480.jpg (306.78 KiB) 7855 mal betrachtet
Werkzeug Detektorplatine und Pneumatikplatine
Werkzeugdetektor- / Pneumatik-Karte
Werkzeugdetektor- / Pneumatik-Karte
Werkzeug Detektor und Pneumatik 640x480.jpg (269.99 KiB) 7855 mal betrachtet
Lieben Gruß Torsten
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von tokabln » 14.09.2016, 11:32

[Teil #3 - Fräskiste]

... und die letzten 2 Bilder

Schrittmotorkarten / Interpolationskarte
Schrittmotor- und Interpolationskarte
Schrittmotor- und Interpolationskarte
Schrittmotorkarten 640x480.jpg (266.25 KiB) 7855 mal betrachtet
Neue Steuerung (im Aufbau)
Steuerung (neu im Aufbau)
Steuerung (neu im Aufbau)
Steuerung neu im Aufbau 640x480.jpg (302.18 KiB) 7855 mal betrachtet
So... das ist es... have fun.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von msch » 14.09.2016, 21:12

Starke Sache! Ich vermute, die Frontplatten sind auch von der Fräse graviert worden :-)
manche meinen lechts und rinks kann man nicht velwechsern.
werch ein illtum! (lichtung, Ernst Jandl)

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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von tokabln » 14.09.2016, 21:41

Ja... sind sie.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von Joachim » 29.09.2016, 18:35

Naja, dann kann ich natürlich nicht mithalten. Aber ein bißchen sehen lassen kann sich meine Frontplatte für den ZX81NU schon. Siehe hier: https://www.youtube.com/watch?v=YivImFd ... tube_gdata
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von tokabln » 29.09.2016, 20:20

Hallo Joachim,

keine Frage... die beiden Frontplatten sehen Klasse aus. Auch die Idee mit den notwendigen Arbeitsschritten zum auslegen der Gravierungen finde ich Klasse.

Eine Empfehlung habe ich aber für Dich. Bei mir wird Frässtaub sofort abgesaugt. Das heisst ich muß nicht manuell mit der Staubsaugerdüse aushelfen, sondern die Düse ist wenn Du so willst durch einem Klarsichtschlauch mit dem Staubsauger (bei mir ein Kärcher mit Staubfilter) an der Maschine (in meinem Fall um die Frässpindel) verbunden. Damit fällt kein Staub an und das Frästeil bleibt zwar nicht 100% aber sicher zu 90% staubfrei. Somit auch die Ausfräsungen. Ich würde Dir empfehlen, eine kleine Düse etwas oberhalb der Oberfläche der zu bearbeitenden Platinen an der Z-Achse zu befestigen, welche nah genug am Fräser endet und damit den Staub gleich aufsaugt.

Nur eine kleine Idee... ansonsten bin ich total von Deinem ZX81 CNC Maschinchen begeistert.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von Joachim » 29.09.2016, 20:22

Hallo Torsten,
freut mich, dass es dir gefällt. Der Sauger ist schon in Planung.
Viele Grüße!
Joachim


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Proxxon MF70 - CNC Controller in Planung

Beitrag von tokabln » 29.09.2016, 21:25

Ich hatte ja in diesem Thread schon geschrieben, dass ich mich mit den Umbau meiner Proxxon MF70 Maschine hin zur CNC Maschine beschäftige. Da Du Joachim ein BOPLA Gehäuse für den ZXNU einsetzt, dachte ich ist das eine gute Idee mein geplantes Bopla Gehäuse vorzustellen.

Die geplante CNC Steuerung soll später mit im Internet verfügbaren CNC Tools arbeiten können. Dazu zählen:

- grbl auf einem Arduino MEGA 2560 zur Steuerung
- TB6560 Stepper Treiber
- NEMA 17 Motoren
- End-/Referenzschalter
- Werkzeughöhenmessung
- Kühlmittelsteuerung oder Staubsauger

SerialCNCCom soll dann über meinen Laptop den Arduino mit den notwendigen Daten (G-Code) füttern.

Zur Zeit bin ich in der Entwurfsphase und greife viele Ideen aus dem Internet auf, um mein eigenes Design zu erstellen. Anbei mal die ersten Designideen zum CNC Controller als Bilder. Hier fehlt noch eine geplante Strombegrenzungsschaltung die zusätzlich aus 24V über eine galvanische Trennung +5V für den Arduino zur Verfügung stellt, sowie eine Lüftersteuerung (PWM) für einen 24V Papst Lüfter. Die DC/DC Entkopplung soll möglichen USB Spannungsversorgungsausfällen des Arduino vorbeugen.

So hier mal Bilder der geplanten Steuerung, die Front- und Rückwand habe ich bei Schaeffer AG in Berlin geordert. Kostet zwar richtig Geld aber ich wollte nicht erst meine Maschine am Laufen haben um die Frontplatten herzustellen. Darüber hinaus wäre die Grösse auf der MF70 Maschine nicht machbar.
Frontplattenidee
Frontplattenidee
Frontplatte_Idee_#2.jpg (217.44 KiB) 7738 mal betrachtet
Gehäuse geschlossen mit Frontplattenidee
Gehäuse geschlossen mit Frontplattenidee
Gehäuse_geschlossen_mit_Frontplatte_#2.jpg (245.88 KiB) 7738 mal betrachtet
Frontplattenidee mit LED Layout
Frontplattenidee mit LED Layout
Frontplatte_Idee_mit_LED_Design.jpg (294.16 KiB) 7738 mal betrachtet
Zuletzt geändert von tokabln am 29.09.2016, 22:14, insgesamt 2-mal geändert.
Lieben Gruß Torsten
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Proxxon MF70 - CNC Controller in Planung

Beitrag von tokabln » 29.09.2016, 21:33

Weitere Bilder:
Rückwand geplant
Rückwand geplant
Rückwand_Idee_#2.jpg (298.63 KiB) 7738 mal betrachtet
Innenaufbau (geplant) mit fehlender erwähnter Spannungsbegrenzung
Innenaufbau (geplant) mit fehlender erwähnter Spannungsbegrenzung
Innenaufbau_Idee_#1.jpg (329.05 KiB) 7738 mal betrachtet
Arduino MEGA mit einem Steppertreiber TB6560
Arduino MEGA mit einem Steppertreiber TB6560
Arduino_MEGA_und_TB6560.jpg (336.6 KiB) 7738 mal betrachtet
So... mal bis hierhin. Sind noch einige Planungen und kleine Tests vorab notwendig... bis ich dann anfange alles zusammen zu bauen
inklusive gebundenem Kabelbaum ;-)

Nachtrag: Der geplante Controller lässt sich natürlich auch für andere Einsätze mit NEMA 17 Steppermotoren (nicht Proxxon MF70) einsetzen. Die Endschalter bzw. die Werkzeuglängenmessung und das Kühlmittel / Sauger sind mehr oder weniger optional und brauchen nicht angeschlossen werden, wenn nicht vorhanden. Muss dann ggf. definiert werden. Wenn die Doku mal fertig ist stelle ich die gerne hier ein. Das wird aber sicher noch etwas dauern.

Have fun...
Lieben Gruß Torsten
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von Joachim » 30.09.2016, 13:04

Respekt. Ein Superprojekt. Wenn ich nicht irre, könntest du dann mit Estlcam arbeiten. Der hat tolle features.
Frontplatten von Schäffer habe ich auch schon anfertigen lassen. Sehr gute Qualität, geht aber ins Geld. Super auch deren Software, die immer anzeigt, was es gerade kostet.
Mit meinem System kann ich nun selber meine Frontplatten fertigen. Demnächst schreibe ich mir ein Programm, mit dem ich mir die Teile für Gehäuse aus kupferkaschierten Pertinaxplatten fräsen lassen kann. Die kann man so schön zusammenlöten und das Material gibt es oft als Kiloware. Auch habe ich ein Programm, mit dem ich sägen (fräsen) kann. Die MrZ-Platinen habe ich so zersägt. Man kann über Tastensteuerung den Anfangs- und Endpunkt anfahren und muss dann nur noch die Tiefe eingeben. Mit den gemerkten Parametern und den errechneten Umläufen sägt das Teil dann von selbst. Wenn Anfangs- und Endpunkt die gleichen Vektoren haben, ist es eine Ständerbohrmaschine (why not?). Das Programm möchte ich noch erweitern, so dass es quasi eine teachbox wird.
Viele Grüße!
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von tokabln » 30.09.2016, 13:27

Hallo Joachim,

ja Estlcam kann dann auch verwendet werden, habe eine Demoversion hier, werde mir aber die Vollversion zulegen. Ist ja nicht teuer. Ich bin auch am überlegen eine Art Remote Control zu bauen, damit man dann eine Handsteuerung hat. Das wird aber wenn dann wohl eher etwas für meine Platinenfräsanlage.

Deine Idee mit dem Ausschneiden über Angabe des Anfang-/Endpunktes finde ich auch toll. Aber eins nach dem anderen, jetzt erstmal den CNC Controller zur Funktion bringen, dann sehe ich weiter.

LG
Lieben Gruß Torsten
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von Joachim » 22.09.2019, 00:33

Für meine Fräse habe ich mir einen 3D-Taster gebaut (Anleitung https://www.youtube.com/watch?v=KOew0RzdaYE) und mein Treiberprogramm erweitert. Was man damit alles machen kann, wird in diesem Filmchen gezeigt: https://youtu.be/UX-uS6PtHBE
Fortsetzung folgt.

Bauanleitung 3D-Taster:
Touchprobe_drawings.pdf
(964.31 KiB) 23-mal heruntergeladen
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von tokabln » 22.09.2019, 09:31

Du bist ja da wirklich eifrig bei der Sache... schöne Idee...
Lieben Gruß Torsten
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von Joachim » 09.10.2019, 18:47

Hier die Fortsetzung https://youtu.be/XrWF4NJRqG8
Vielen Dank an dieser Stelle an Ulrich, der mir die neue Tastnadel vermacht hat. Es ist ein 1 mm starker Stahlstift, auf den eine 2,5 mm-Stahlkugel gelasert ist.
Viele Grüße!
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von tokabln » 09.10.2019, 19:07

Hallo Joachim,

ich würde mir das ja gerne ansehen, aber Youtube verlangt von mir eine Anmeldung... dazu bin ich nicht bereit. Gibt es da eine andere Möglichkeit sich Dein Video anzusehen... oder kannst Du das auf Youtube beeinflussen wer Deine Videos sehen darf?

Gruß Torsten
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von Joachim » 09.10.2019, 19:08

Probiere es bitte nochmal. Es kann sein, dass Youtube noch nicht fertig war.
Viele Grüße!
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von tokabln » 09.10.2019, 19:46

Jupp, sehr schön.

Beim Thema Tiefe... wenn Du einen Fräser einsetzt, so muß der ja nicht die gleiche Länge wie Dein Tools haben.
Das variiert ja durchaus je nachdem wie tief du den Fräser in die Spannzange einsetzt. Wie kompensiert Du das?
Lieben Gruß Torsten
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von Joachim » 10.10.2019, 09:51

Die Tiefenmessung habe ich aus Spaß an der Programmiererei eingebaut. Mit einer Schieblehre geht das viel schneller. Aber wenn man's machen kann, warum nicht. Tatsächlich wäre es aber mit dem Fräser möglich, wenn das Werkstück und der Boden leitend sind. Ich habe noch eine Kontaktanzeige, die aus Platte und Krokoklemme besteht. Selbige setze ich eigentlich am häufigsten ein; vor allem zum Isolationsfräsen oder zur Frontplattengestaltung. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass man den 3D-Taster in der Höhe verstellen kann. Das müßte ich mal ausprobieren. Ich könnte dann den 3D-Taster so positionieren, wie vorher die Spindel mit Fräser drin montiert war. Die 3D-Taster-Geschichte verwende ich hauptsächlich zur Seitenmessung bei Plastikgehäusen. Damit kann ich leicht den Werkstücknullpunkt feststellen.
Über allem steht natürlich der Ergeiz zu zeigen, was mit dem Zeddy so machbar ist ;)
Viele Grüße!
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Re: Rapid Prototyping mit dem ZX81

Beitrag von Ulrich » 11.10.2019, 17:37

Joachims CNC-Software für den ZX81 bietet die perfekte Möglichkeit Platinen herzustellen, besonders in SMD-Technik. Kleine Nachrüstungen, der nachträgliche Einbau einer LED-Anzeige, eines akustischen Signalgebers oder auch Gravuren, all dieses ist mit einer kleinen CNC-Fräse (Eigenbau, Sonderheft 2015, Seite 18) realisierbar. Voraussetzung ist aber eine Software, die praxisorientiert die vergleichsweise bescheidenen Möglichkeiten eines ZX81 optimal nutzen kann. Joachim überrascht immer wieder mit Ideen, die sich in Speicherplatz optimierten MC-Programmen wiederspiegeln. So hätte ich nie gedacht, dass sogar eine Vorschau der Fräsbahnen oder der Gravuren im Zeddyfräsprogramm noch Platz findet!
Ein fantastisches Tool, ebenso die Tastersoftware, bei mir allerdings nur für die Z-Achsen-Nullpunktfindung. Meine Begeisterung für dieses hilfreiche Feature inspirierte mich sogleich zusätzlich ein akustisches Signal zu generieren, sobald der Fräser eine leitende Werkstückoberfläche kontaktiert. Das Anheben der Z-Achse geht so fix, dass zusätzlich für eine akustische Wahrnehmung nun ein Mono für eine längere Tondauer sorgt. Auch diese kleine Zusatzelektronik wurde zum Einbau in die Portalsäule der Fräse passend, mal eben (zeitgemäß :D ) im Rapid Prototyping hergestellt.
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