Sundtek Mechanical [
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This is a small blog from Taiwan about some mechanical topics at Sundtek, we're using 3D Printing, CNC/Milling technologies and FreeCAD for design purpose
Dies ist ein Blog aus Taiwan bezüglich kleineren mechanischen Themen bei Sundtek. Wir verwenden 3D Druck sowie eine kleine CNC Fräse für diverse Projekte. Als Design Software verwenden wir FreeCAD
13. August 2024
What happened until now, the CNC machine is fully operational including toolchanger. One amplifier and encoder had to be changed. We fixed the corrupted backup from the manufacturer. The oil sealings for the tool changer had to be changed. At the current stage we recorded the communication between the controller and the servo amplifiers and are working to integrate the protocol in an FPGA system.
18. March 2024
We're still collecting all the information we can around the Manford MCV-1100, so far I have visited the machine 5 times, every time I went there the situation improved a bit. We're able to communicate with the machine via RS232, we received a parameter and PLC file from the manufacturer. Both files were corrupted we tried to reconstruct the parameter files as far as we could.
Tomorrow we'll fix the tool changer, something around the cylinder / compressed air inlet seems to be broke.
We did not attempt to reload the PLC file, our conclusion so far is that the PLC is not erased since the error messages also show up in the PLC file (hex encoded).
Z-AXIS OVER TRAVEL might be a bit difficult to solve, the particular settings from the configuration file are gone it seems - let's see tomorrow
23. February 2024
Today I had a look at a Manford MCV-1100, it's the first time that I have a look at a large machine like that. Powering on the machine did not work, the controller just indicates that there's an IO error. The PC that was used for CAD/CAM did not boot either, after checking that PC the mainboard is defect.
The target is to get that machine back to live, and manufacture some robotics parts. My background is LinuxCNC, hope this will help me to go through that process.
The owner of that CNC told me I can do whatever I want with it, the machine is just sitting there and no one used it for half a decade.
23. February 2022
Since 2 of our patches didn't get into FreeCAD (Spot drilling support and a bugfix for the path adaptive integration) I'm stopping the submittion for patches to that project. FreeCAD still needs a lot changes to become useful but eating developers time is something that should be done. That time can be invested in more useful things. Time is a very valuable thing, don't waste it - and some opensource developers still have to learn that. I'm always open for improvements, but if you suggest them - do them yourself in the opensource area.
Our local FreeCAD version differs with around 3000 lines of code, and the files contain information which cannot be handled by the upstream FreeCAD version; so there we go.
15. June 2021
LinuxCNC
Linuxcnc is a great project, however there are some issues with it. One interesting issue was a misconfiguration of the stepconf value which more or less caused oscillation on the open loop stepper motor configuration (overshooting and retracting). We observed that issue with the oscilloscope. Yes this was our issue. Other issues which were in the linuxcnc codebase, floating point accuracy issues (eg. which messed up the min/max boundaries; a bugfix is already included) or issues with the pendant / the remote control (which is getting solved now)
LinuxCNC
Linuxcnc ist ein gutes Projekt, nichts desto trotz gibts bzw. gab's einige Probleme damit. Das erste Problem war eine fehlerhafte Konfiguration welches eine Oszillation der Stepper Steuerung verursachte (dies war natürlich unsere Fehlkonfiguration; man sah im Oszilloskop wie der Motor erst übersteuert und anschließend urückgefahren wurde), zweitens ein Fehler beim Vergleich von Floating-Point Werten und drittens Probleme mit dem Pendant/der Fernbedienung welches aktuell gerade mit den Entwicklern besprochen und gelöst wird; Erste Lösungsvorschläge von uns gibt es bereits.
3. May 2021
Lathe VFD
This is the step response of the lathe VFD:
Vertical scale is RPM, horizontal scale is the PWM signal
Lathe VFD
Das Stufendiagram des VFD Controllers unserer kleinen Drehmaschine:
13. April 2021
Parting with a small lathe
After damaging 20 insert bits we finally figured out how to part steel with a small lathe. It's all about the sequence, parting like on a big machine will not work with small lathes due to too less power, however they can do the job like with their big brothers
Why is a software / electronic company working with steel suddenly? It's all about integrating our software and electronic circuit into a product. We do not want to outsource our parts to China. But why Taiwan? There's some story behind that and Covid19 made some members of our company move to Taiwan. Taiwan is more or less Covid19 free, and the opportunity to continue our development ourself in Taiwan was given.
Taiwan is a very interesting place, shops which look like something you would never enter in western Europe (a totally run down place) suddenly have all the machining tools required for our product (quality endmills, machining tools, material, etc.)
Nach 20 beschädigten Carbide Inserts haben wir endlich rausgefunden wie man bei einer kleinen Drehmaschine Stahl abstechen kann. Aufgrund der geringeren Leistung funktioniert dies anders als bei deren größeren Drehmaschinen Geschwistern, sie können es aber dennoch.
Warum arbeitet ein Software / Elektronik Unternehmen plötzlich mit Stahl? Es geht hauptsächlich darum unsere Software und Elektronik in ein Produkt zu integrieren. Wir wollen die Teile nicht in China in Auftrag geben sondern eigenständig fertigen.
Warum Taiwan? Ursprünglich wollten ein paar Mitarbeiter nur kurzfristig in Taiwan bleiben, als jedoch Covid19 kam und Taiwan dies erstklassig in den Griff bekommen hat haben wir uns entschieden das jeweilige Produkt direkt in Taiwan zu entwickeln.
Taiwan ist sehr interessant, Geschäfte welche man in West-Europa wohl nie betreten würde (etwas heruntergekommen und verstaubt) haben hier plötzlich alle Tools und sämtliches Material welches wir benötigen - zudem ist alles in Reichweite per Fuß erreichbar.
29. March 2021
VFD Controller v2
since the VFD commands were not linear we had a closer look at the (self built) VFD interface, it seems like the step response is around 50rpm.
We've connected GNU Octave with the controller and measured all possible values and finally put them into a table. So when setting an RPM speed, there's a lookup table behind it which will get the closest setting value. In total the machine has 37 speed settings.
6 speed settings cannot be dialed in, 300, 650, 1000, 1340, 1700, 2040 RPM (the controller will just ignore those settings and jump to the next higher ones). Also the manual potentiometer cannot dial in those RPM speeds.
The small hickups in the graph are an indicator for the missing RPM speeds
VFD Steuerung v2
da die VFD Steuerung nicht ganz linear ist haben wir die Steuerung etwas genauer überprüft. Im Groben gesagt scheint die Schritt-Antwort bei 50 RPM zu liegen.
Wir haben GNU Octave mit der Steuerung verbunden und eine Tabelle der möglichen Werte zusammengestellt, der finale Controller holt sich die Werte dann aus der Lookup-Tabelle. Insgesamt hat die Maschine 37 Geschwindigkeitseinstellungen.
Der Controller ignoriert 6 RPM Einstellungen: 300, 650, 1000, 1340, 1700, 2040RPM, er lässt diese aus und springt erst auf die nächst höhere Einstellung.
Da der Potentiometer hier angesteuert wird kann man dies soweit auch nicht ändern, auch das manuelle Potentiometer kann diese Geschwindigkeiten nicht einstellen.
Die kleinen Ausschläge im Graphen sind ein Indikator für die fehlenden Geschwindigkeiten.
24. March 2021
after the last few months we have a nice small 4 axis CNC machine in our office. Last week we have interfaced the VFD to be able to control the spindle speed via PC and LinuxCNC. Tomorrow a small lathe will also join the workshop, not sure yet if we will convert it to CNC, it depends on our needs. For the mill there was no option, the small manual mill would have been worthless for us because we cannot control it smoothly with the mini handwheels to cut aluminium it needs CNC. All the control circuit is nicely implemented into a metal sheet box
- X/Y/Z/A
- Touch off sensor
- Tool setter
Nach den letzten Monaten haben wir jetzt eine kleine 4 Axen CNC in unserem Büro, letzte Woche haben wir noch den VFD der Fräse angebunden. Die nächsten Tage wird noch eine Drehmaschine angeliefert, es ist noch nicht klar ob wir diese auch auf CNC umbauen werden. Die Elektronik ist ordentlich in eine kleine Box implementiert.
- X/Y/Z/A
- Touch off sensor
- Tool setter
29. November 2020
grbl and STM32F4 are cancelled, the system crashes after a few seconds. In order to move on we went for LinuxCNC
Originally we used grbl with Atmega2560 and it worked fine, but we don't have that board available at the moment.
grbl und STM32F4 wurden von der Liste gestrichen, das System stürzt nach einigen Sekunden ab, als Alternative setzen wir erst mal auf LinuxCNC - und das funktioniert.
Ursprünglich haben wir Grbl mit einem Atmega2560 verwendet, das Board hatten kurzfristig halt nicht zur Verfügung
26. November 2020
Ein paar Zahnräder sind mittlerweile eingetroffen und auch die Juki Nozzle Adapter.
Another quality part.. (original), next step is to prepare GRBL for an STM32F4 board which we have lying around in the lab
Second hole
Cleaned up a bit
second hole cleaned up a bit
Installation:
Nickel plated adapter, magnetic nozzle holder 0.01mm tolerance, the Nema 8 motor is not a regular hollow shaft motor
the quality was not good and we were able to rework all of them
25. November 2020
today we have received some new filament for our 3D printer, PLA+ and the first results were not good. After modifying the initial layer temperature to 225/70 (hotend/heatbed) the initial layer started to stick on the plate. Before we just used PLA and 200/60 were fine in 99% of all cases. Time to move on with learning how to use different filament.
Heute haben wir neues Filament für unseren 3D Drucker erhalten, PLA+. Die ersten Resultate waren nicht besonders gut. PLA haftet normalerweise bei 200/60 Grad (Hotend/Heatbed), für PLA benutzen wir mittlerweile 225/70 für das erste Layer
23. November 2020
Sobald eine Genauigkeit von 0.01mm benötigt wird vergeben wir die Aufträge an extern. Unsere neuen Juki Nozzlehalterungen werden aus Stahl gedreht und anschließend durch Beschichtung gegen Rost geschützt, in Taiwan gibt es eine hohe Luftfeuchtigkeit, viele Materialien korrodieren offensichtlich und sehr schnell (selbst TV Sets in Wohnungen, siehe Bild). 10 Adapter werden morgen im Laufe des Tages verfügbar sein. Wir haben auch diverse Nema 8 Hohlwellen-Motoren getestet - es gibt hierbei große Unterschiede. Es gibt Hersteller welche die Welle nach der Fertigung anbohren, aber auch andere welche die Magneten direkt auf einen Hohlwelln-Shaft pressen. Bei den angebohrten Versionen kommt es sehr häufig zu einem Versatz. Auch die Kugellager können große Unterschiede aufweisen.
As soon as we need an accuracy of 0.01mm we outsource that particular job. Since we are also working on another pick and place machine our Juki Nozzle-Holder is made of steel and receives coating for protection against corrosion (in Taiwan the environment is very aggressive, corrosion can be seen on local TV in various apartments). 10 new Adapter will be available by tomorrow.
The adapters will work with Nema 8 Hollow Shaft motors. There are are also big differences between various Hollow Shaft motors, some manufacturers are drilling the hole from both sides - matching up in the middle of the motor, however there can be a significant runout. Also the bearings of Nema 8 motors can make up a big difference.
22. November 2020
Das Gehäuse des Meanwell Netzteils wurde mittlerweile ausgefräst und durch einen überdimensionierten Lüfter ersetzt.
Der Hotend Lüfter wurde durch einen größeren Lüfter getauscht und mittels gedrucktem Adapter installiert.
We have milled the Meanwell Powersupply and installed an oversized cooling fan
The original hotend cooler got replaced with a bigger cooler which is mounted on an adapter and running at around 75% (super silent).
Entfernte Allegro A4988:
Removed Allegro A4988:
Neue Trinamic Stepper Treiber TMC2208:
New Trinamic TMC2208 Stepper drivers (you can also see that Trinamic seems to test every single chip):
Creality PCB (mit ausgetauschten Trinamic Treibern):
Creality PCB (with replaced Trinamic drivers):
20. November 2020
Die Trinamic Chipsätze sind angekommen und wurden integriert. Während die Schrittmotoren nun leise sind ist das Meanwell Netzteil noch etwas zu laut, nächster Schritt Modifizierung des Netzteils (=> Ausfräßung der Deckplatte und Installation eines größeren Lüfters)
17. November 2020
Da unser 3D Drucker zwar zuverlässig aber sehr laut läuft haben wir jetzt erst mal neue Schrittmotor-Treiber bestellt. TM2208, da wir auch in anderen Produkten kleine Schrittmotoren einsetzen wird der Chipsatz wohl weiter zum Einsatz kommen.
15. November 2020
Langsam wird unsere CNC Fräse betriebsbereit gemacht. Seit Jahren setzen wir darauf alle Arbeiten inhouse erledigen zu können. Mit den neuen Maschinen werden wir nun weitere Schritte gehen können.
