KCam4 Hobby CNC vezérlő program beállítások, tapasztalatok


KCam4 Hobby CNC Controller

Módosítva: 2006.10.03.

Windows-os felülete és könnyű kezelhetősége véget, valamint azért mert ez megmutatja grafikusan, hogy mit akar csinálni, döntöttem e vezérlő program mellett.
A motorok kissé egyenetlen sebességét a windows okozza! Mivel a windows (NT, 2000, XP) többszálú feldolgozású op.rendszer, a teljes processzor időt nem kaphatja meg teljesen egyik program sem (KCam sem) ezért szoftveresen nem lehet stabil időzítéseket készíteni. Ez nem okoz problémát mert megtorpanás esetén mindegyik tengely megtorpan és nincs szétcsúszás (pl. ferde léptetésnél). DOS-os vezérlőknél (pl: TurboCNC) ilyen jelenség nincs, viszont azok grafikailag igen gyengék és sokszor csak élesbe derül ki, hogy mit is akarnak valójában csinálni.

Tip:

Kicsit javítható a motorok járásának egyenletessége, ha letiltatjuk a program koordináta frissítését (Setup/Table Setup/Disable Position Update-ot kipipáltatni)! Valamint minimalizáltatjuk a háttérben futó alkalmazásokat.
A programmal való ismerkedés alatt ezt nem ajánlom (kezdőknek jó ha látják mit akar csinálni a KCam4).

KCam4:

Az időzítő beállítása:

Mindenféle művelet előtt a program időzítőjét be kell állíttatni (Start és Hszzzzz...)!

Table Setup:

(Hobby Firmware)

(Profi Firmware)

Mint látható, az egyes tengelyek Steps/mm értékei nem teljesen a számított (M8-as menet 1.25mm/fordulat, motor 100 steps/fordulat, Hobby Firmware) 80 steps/mm-re jött ki, hanem mérések alapján ezek az értékek adódtak. A kalibrációt jobb híján úgy végeztem, beállítottam a Kcam4-et menjen előre 200mm-t és egy vonalzót tettem a tol hegye alá és néztem a tényleges elmozdulást. Majd vissza számoltam Steps/mm-re. Jobb mérési módszerrel ezek az értékek még finomodhatnak.

A Backlash kottyanás megszüntetés lenne de mivel nincs kottyanás, nem használom (0).

Ramping, gyorsulás/lassulás a mozgás szélek felé (induláskor és megálláskor). Nagy gépeknél van értelme ahol nagy tömegeket kell mozgatni (lehet, hogy később kikapcsoltatom). Kikapcsolva jelentősen gyorsul a munkavégzés.
Ramp Start, gyorsulás kezdőértéke.
Ramp Rate, gyorsulás sebessége.

Feed Rates:
Traveling, utazó sebesség. Két vágás, fúrás közötti átlépés sebessége.

Cutting, vágási sebesség. Figyelembe kell venni az anyagminőséget, szerszám előtolási sebességét és a fordulatszámot (kísérlet...).

Jogging, kézi mozgatási sebesség. A Nyilakra kattintva így fog mozogni a gép.

Depths:
Travel, utazó magasság. Milyen magasra emelje a szerszámot átlépés közben.

Normal Cut, normál vágási mélység.

Deep Cut, mély vágási mélység. Pl. a Corel Draw-ban lehet elnevezni két réteget és a rétegek hozzárendelése határozza meg melyik réteg ábrája melyik vágási mélységhez tartozzon (DXF export).

Maximum Feed Rates, maximális motor sebességek. Nem tudom mi értelme van mikor a Feed Rates-nél már mindent megadtunk?!

Re Tool Position, szerszámcserénél hova menjen (nagy gépnél ne keljen behasalni a munka asztalra fúró/maró cserénél).

A többi értelemszerű....

Én a következő beállításokkal értem el a legjobb eredményt:

Nálam a Port Setup így néz ki:

Az új Kcam4.0.3-ba belevette az általam javasolt módosításokat (Excellon import) a program szerzője, és innen kezdve hibátlanul importálja a Protel Drill file-t. Feltéve, hogy a fenti beállításnak megfelelően van bekonfigolva a program!
A Protel-nél arra kell ügyelni Drill (fúrás) export előtt, hogy az aktuális mértékegység mm legyen, a rajz az abszolút 0 ponthoz legyen húzva (Protel-nél a bal alsó sarok), egyébként nem lesz a KCam-ban a nullához igazítva.

DXF importnál a következőket tapasztaltam: Corel Draw (10)-el megrajzolt 50x50mm-es négyzetet behozva a KCam4.0.3-ba <2x2mm-es négyzetet rajzolt. Felszorozva 25.4-el pont 50x50mm-es lett, tehát valaki zoll-al dolgozik (nem tudom még melyik, de mind kettő mm-re volt állítva). Ezt nem szabad figyelmen kívül hagyni!
A szövegeket nem tudja közvetlenül DXF-kén importálni, ezért előtte a Corel Draw (10)-el át kell alakíttatni vektoros körvonallá (Arrange/Convert To Curves) és AutoCAD 13-ba kell exportáltatni!

Figyelem!
A már behozott file-t a program lefordítja G-kóddá az aktuális beállításoknak megfelelően! Minden setup beállítása befordítódik a G-kódba! Tehát ha utólag (fordítás után) módosítunk a Setup-on, az nem kerül minden esetbe újra bele a G-kódba csak ha újra fordíttatjuk a kódot!!! Ez figyelmetlenség esetén szerszámtöréshez is vezethet (sebesség, vágási mélység, stb.)!!! Az újrafordítási igényt a program az un. Gcode ablak alján lévő status sorban jelzi. Ilyenkor a Compile gombbal fordíttathatjuk újra az egészet.

3D-s megmunkálási lehetőségek és korlátok (KCam4):

3D-s marásoknál problémákba ütköztem a szoftver szerszámhasználata miatt és viszonylag korlátolt, egyszerre feldolgozható G-kód sorok számai miatt is.
Egy jpg (kép) file-ból létrehozva Image To Gcod programmal a 3D-s G-kódot, nagyon könnyen túlléphetjük a KCam4 feldolgozó képességét. Tapasztalatom szerint kb 1~1.5MB-os G-kód még feldolgozható a programmal (bár ez is nagyon sokáig tart), de ettől nagyobb G-kódnál egyszerűen levágja a túl sok utasítást és így az eredmény csonkolt lesz (regisztrált programnál is)!

A Readme.txt-ben erről ez olvasható:

Imports are limited to 100 Polygons for Unregistered users
Imports are limited to 10000 Polygons for Registered users
A polygon is derived from each Line segment or Pad from your Gerber cad program
A 14 pin Dip drawing with 2 straight traces makes 16 polygons

 Kb. 1MB-os G-kód mennyiség létrejöttéhez 640x640 pixeles képet kell feldolgoztatni max 0.3"-os mélységgel és 0.016pixel/soros felbontással (IMG TO GCOD Setup). Ezt a generált G-kod mennyiséget a KCam4-el beolvastatva és felnagyíttatva 25.4 szeresére, kapjuk az eredetileg tervezett méretű 3D-s képet (KCam4 mértékegység zavar).
A megmunkáláshoz domború végű marót érdemes használni, hogy elkerüljük a lépcsőzetességet.
Ez a felbontás a gyakorlatban kb 100x100mm-es képet eredményez 0.5mm-es maró mellett. Keskenyebb maróval csíkos lesz a kép, szélesebbel belemar a szomszédos sávokba is.

A második probléma, hogy a szoftver (KCam4) nem kezeli a szerszámadatokat. Ugyan a programban meg lehet adni a szerszám adatait (marózó átmérő és hossz), de sehol sem veszi ezeket figyelembe. Vegyünk egy példát: egy szerszám marózó átmérője pl. 0.5mm és munkahossza 5mm. A 3D-s G-kódban pedig az szerepel az egyik marózandó pálya mélységében, hogy 10mm, a KCam4 nem osztja ezt fel 2x5MM-esre (és akkor még nem is beszéltem az egyes anyagokhoz tartozó különböző fogásmélységekről)! A program egy menetben akar mindent kimaróztatni.
Ez ellen ugyan lehet védekezni úgy, hogy a programmal a "Z" tengelyt felfelé eltolatom annyira, hogy a legmélyebb pontja épp jó legyen a szerszámnak és kimaróztatva egyre lejjebb tolatom majd újra maróztatom és így tovább míg el nem érem a kívánt mélységet, de a program a "Z" tengely 0 pontja felé került pályákat is be fogja járni holott ezek nem fognak anyagot kimarózni! Egy sima marózás eltolás nélkül is kb. 2.5h! Ez csak sokszorozódik minden eltolással, valamint az eltoláshoz tartozó kiszámítási művelettel is. Valamint a program nem ad segítséget a legmélyebb pont meghatározására sem, így kézzel kell a G-kódot böngészve megkeresni a legmélyebb pontot (ami ugye szükséges lenne az eltolás meghatározásához).
Ezek után az a véleményem, hogy a 3D-s megmunkálás (a KCam4-gyel) csak az adott anyaghoz tartozó szerszám fogásmélységéig lehetséges elvégeztetni, ettől mélyebben nagyon nehézkes és időigényes munka lenne. Ez a program inkább 2.5D-re van "optimalizálva". :-(

Az egyszerre marózható fogással (itt ø=0.5mm, max. mélység=2mm) kevés a látványos 3D-s hatáshoz :-(...
A marózott kép második fele azért sötétebb mert a fából valamilyen gyanta szerű anyag kiválva, ráégett a felületre (és a szerszámra is).

A KCam4 Functions/Scale Gcode parancsa (V4.0.4) NEM befolyásolja a "Z" tengely értékét! Ha a programot mm-re állítjuk (alap esete a coll), a más programmal készített G-kódot (pl: Image To Gcode) nem konvertálja át mm-re. Ezt az eltérést a Scale Gcode sem korrigálja! Tehát ilyenkor a másik programnál a "Z" tengely coll értékét mm-nek kell tekinteni és így kell a G-kódot kiszámíttatni vele. A Scale Gcode a többi ("X", "Y") tengelyt jól módosítja. Egyéb 3D megmunkálási infó itt.

Felmerült kérdés a minimális rendszerigényről (PC). A weblapján ez található erről:

MINIMUM REQUIREMENTS

    Processor:                        Pentium II 300Mhz

    Memory:                          64 Meg of Ram

    Hard Drive space:            10 Meg of free space

    Screen Resolution:            800x600 pixels

    Stepper Hardware:           3 axis parallel port step and direction motor drivers

RECOMMENDED REQUIREMENTS

    Processor:                        Pentium 4 1GHz or greater

    Memory:                          128 Meg of Ram

    Hard Drive space:            10 Meg of free space

    Screen Resolution:            800x600 pixels or 1024x768

    Stepper Hardware:           3 axis parallel port step and direction motor drivers

Én két gépen teszteltem, egy 600 MHz-es Celeron-os (128 MB RAM-os) notebook-on és egy 1.4GHz-es AMD-n (384 MB RAM-mal). Mindkettőn tökéletesen futott (vezérelt) XP alatt.

NYÁK gravírozási problémák:

A NYÁK gravírozása a vezetőpályák elszigetelésével oldható meg (isolations). A jelenlegi KCam4 (V4.0.4)-ben a Protel-el (V2.8 és DXP) generált Gerber file-t nem izolálja el!
Hiába be van kapcsolva a Trace Isolation, nem működik az elszigetelés.

Jelenleg egyetlen megoldásként a Corelbe betöltve (EPS inport), grafikusan szigeteltetem el, és mentem DXF-ként (igen macerás).
Megpróbálom rávenni Kelly Ullrich-tet, hogy nézzen utána a problémának...

Néhány Step/Dir rendszerű Hobby CNC vezérlő szoftver link: