Die STEP-FOUR Frässoftware ist DOS-basiert; man kann also an dem Rechner, der zum Fräsen verwendet wird, während des Fräsvorgangs keine normalen Arbeiten erledigen, da keine grafische Oberfläche und kein Multitasking zur Verfügung stehen.

Die Idee liegt also nahe, zu versuchen die Fräs-Software in einer virtuellen Maschine zu betreiben. Die nachfolgende Diskussion ergibt jedoch, dass dies kaum sinnvoll möglich ist. Eine bessere Alternative ist, die Open Source Software EMC2 zu verwenden, oder deren Distribution in »CoolCNC Linux«. Diese läuft unter Linux in einer grafischen Oberfläche und ermöglicht, während des Fräsvorgangs normal weiter zu arbeiten. Eine Anleitung zur Installation und Konfiguration findet sich im Artikel »How to start using the STEP-FOUR Basic 540 CNC mill with EMC2?«.

Diskussion

Die DOS-basierte STEP-FOUR Frässoftware (hier: STEP-FOUR Frässoftware V4 PRO Rev.8) stellt Echtzeit-Anforderungen an das Betriebssystem. Diese sind bei Betrieb in einer virtuellen Maschine vermutlich prinzipiell nicht erfüllbar, zumindest aber nicht wenn Host- oder Guest-Betriebssystem keine Echtzeit-Betriebssysteme sind.

Die Software ohne Echtzeit-Betriebssystem zu betreiben wird entweder nicht funktionieren oder kann problematisch für Bertrieb und Lebensdauer der CNC-Fräse sein. Kommentare dazu:

  • Jemand, der die Nachfolgesoftware XpertMill unter VMware installiert hat kommentiert: »Auch in einer virtuellen PC Maschine (XpertMill in VMware 5) läufts problemlos […], da natürlich nur zum Zeichnen/Einrichten im Büro und nicht zum Fräsen (USB Dongle funktioniert in VMware) .« [Quelle]
  • STEP-FOUR gibt an, zum Betrieb der Fräse (ohne XpertMill Controller) sei ein Multitasking-Betriebssystem unbrauchbar.
  • CoolCNC, ein Drittanbieter von Software für STEP-FOUR Fräsen, verwendet ebenfalls ein Echtzeit-Betriebsystem zum Betrieb der Fräse: die Lösung in CoolCNC basiert auf EMC2 mit Echtzeiterweiterungen des Linux-Kerns (RTAI-Linux) [Quelle, siehe S.2].
  • Im EMC2-Projekt wird davor gewarnt, Software die für Echtzeit-Betrieb gedacht ist in Emulatoren und virtuellen Maschinen einzusetzen: »EMC runs in real-time, to give smooth motion. This is critical to accuracy and machine life. […] The above also apply to virtual machines (i.e. VMWARE) and emulators. It may be possible to trick EMC to run on a virtual machine but do so at your own risk!« [Quelle].
  • Im Handbuch »CoolCNC Linux First Steps« steht zwar: »At low clock frequencies, control of stepper motors is not possible or only at slow traversing rates.« (S.2). Ausreichende Prozessorgeschwindigkeit wird dabei als “ab 500 MHz” (S.1) angegeben. Man könnte also annehmen, dass ein moderner 2.3 GHz Prozessor auch ohne Echtzeit-Betriebssystem die effektiven Antwortzeiten eines 500 MHz Prozessors erreichen kann und also versuchen, ohne Echtzeit-Erweiterungen zu fräsen, ggf. mit verringerter Geschwindigkeit. Problematisch dabei ist jedoch, dass je nach Treiber- und Hardwarekonfiguration des Systems auf dem Computer Aktionen stattfinden, die effektive Echtzeit-Antwortzeiten eines 500 MHz Prozessors auf einem Nicht-Echtzeit-Betriebssystems völlig unmöglich machen: ohne Echtzeit-Erweiterungen weden diese Aktionen ja nicht unterbrochen. Selbst die nicht-unterbrechbaren Aktionen können je nach Treiber- und Systemkonfiguration bis 150 000 ns dauern (gemessen mit EMC2 Latency-Test auf einem Lenovo ThinkPad T61), was den Betrieb der Fräse selbst mit Echtzeit-Erweiterungen verunmöglicht.

Anleitung (erste Schritte)

Für diejenigen, die die Installation in einer virtuellen Maschine (zumindest zum Zeichnen und Testen) doch probieren wollen, hier die ersten Schritte. Aufgegeben wurde, als die Software ihr Dingle nicht erkannte. (Wer eine Lösung hat, gerne in der Kommentarbox!)

Als Host-Betriebssystem wurde Ubuntu Linux verwendet. Als virtuelle Maschine wird DOSEMU verwendet. Als Gast-Betriebssystem wird FreeDOS verwendet (muss DOS-kompatibel sein).

  1. Man installiere aus den Ubuntu-Archiven: dosemu, dosemu-freedos, xfonts-dosemu.
  2. Man startet DOSEMU mit FreeDOS durch den Befehl »dosemu« in einem Terminal.
  3. Das Linux-Home-Verzeichnis ist nun verfügbar unter D:. Man extrahiert die Installations-CD der »STEP-FOUR Frässoftware V4 PRO Rev.8« (oder einer früheren Version) in ein Verzeichnis unterhalb des Linux-Home-Verzeichnisses und wechselt in DOSEMU in das neu entstandene Unterverzeichnis »DOS/«. Dann in DOSEMU eingeben: »INSTALL.EXE«. Achtung: das Verzeichnis »Setup« der Installations-CD enthält die »STEP-FOUR Frässoftware V4 PRO« für Windows.
  4. Als Zielverzeichnis der Installation kann man ein Verzeichnis unterhalb des Linux-Home-Verzeichnisses angeben, z.B. »D:DESKTOPS4V4PRO«.
  5. Man startet das Programm mit »S4PRO.EXE«. Es meldet: »Die STEP-FOUR Elektronikbox konnte nicht gefunden werden! Überprüfen Sie die Verbindnung oder schalten Sie die Box ein. Weiter mit beliebiger Taste.«.

Offensichtlich wird die Elektronikbox als eine Art »Dongle« verwendet. Mit »Elektronikbox« ist der Motor-Controller SF-C2 gemeint, der über einen 25-poligen Sub-D-Stecker (»Druckerkabel«) an den Computer angeschlossen wird. Im Benutzerhandbuch »Frässoftware V4.x Software Manual Revision 1.1« steht dazu bloß: »Stellen Sie sicher dass das STEP-FOUR Steuergerät oder der Dongle für Fremdanlagen/Zweit-PC mit dem Computer verbunden ist.«

Update: 2011-08-15 (klarere Struktur und Formulierungen)

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