Einer numerisch-gesteuerten Maschine bei der Arbeit zuzusehen ist einfach was Großartiges. Bisher konnte ich diese Wunder der Technik jedoch nur über Firmenbesuche und natürlich YouTube zu Gesicht bekommen. Da die Verfügbarkeit von Schrittmotoren und Treibern durch die rasche Entwicklung von Hobby-3D-Druckern in den letzten Jahren mittlerweile enorm groß ist, habe ich mich entschlossen mir diesen kleinen Traum einer eigenen CNC-Maschine nun doch einmal zu erfüllen.

Da stellt sich zunächst die Frage: was soll es denn werden? Fräse, Drucker oder Cutter? Nun gut, die erforderlichen Führungen, Spindeln und Motoren für eine vernünftige Fräse sprengen mein Studi-Budget dann doch um ein Vielfaches. Mit 3D-Druckern habe ich mich schon etwas auseinandergesetzt, da warte ich lieber noch ein bisschen technischen Fortschritt ab. Von einem Cutter verspreche ich mir das beste Preis/Leistungs-Verhältnis.

In unserer Werkstatt steht schon länger ein kompakter Kreuztisch von Wolfcraft – die längste Zeit unbenutzt. Zunächst erschien mir das als gute Grundlage für das Projekt, im Nachhinein war das Retrofitting aber wahrscheinlich aufwendiger als ein Neubau aus moderneren Alu-Profilen. Aber was soll’s. 🙂

Also den Tisch mal teilzerlegt: der Schlitten sitzt auf Schwalbenschwanzführungen und wird von Trapezspindeln angetrieben – nicht unbedingt umwerfend, aber auch nichts verkehrtes. Das sollte für NEMA17-Motoren machbar sein. Also eBay durchforscht und ein günstiges 5er Set bestellt, die Restlichen sind Reserve für zukünftige Basteleien. Als Treiber dienen Pololu A4988, wie auch die Motoren sind diese sehr gängig in der 3D-Drucker-Szene. Als Gehirn soll ein Arduino Uno dienen, mit dem Protoneer-Shield finden die Treiber dann bequem Platz darauf. Mittels GRBL auf dem Arduino lässt sich dann G-Code von einem PC oder Raspberry an die Maschine schicken, dank USB-Verbindung muss ich mir dafür dann keinen steinalten Rechner mit Parallelport suchen.

Der mechanische Umbau ist sehr geradlinig: durch Glück haben die Spindelwellen am Tisch einen Durchmesser von 8 mm – perfekt passend zu den Wellenkupplungen die ich mir als Flansch besorgt habe, um die 5 mm Welle vom Schrittmotor an die Maschine zu bekommen. In unserer Werkstatt habe ich dann noch ein passendes Aluprofil gefunden, damit soll der Schrittmotor mechanisch an der Maschine befestigt werden. Die restliche Arbeit besteht damit nur noch aus Sägen, Bohren, Feilen, Feilen & Feilen.

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Nachdem alles seinen Platz gefunden hat, die Kabel verlegt wurden, der Arduino bespielt ist und auf meinem Rechner der Universal-G-Code-Sender läuft, ist es nun Zeit für einen ersten Funktionstest. Über das eben erwähnte Programm lässt sich jede Achse individuell ansteuern – so lässt sich auch schnell prüfen, ob ein Motor in die falsche Richtung läuft, das muss dann nämlich in der Konfiguration von GRBL angepasst werden.

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Nun gut, die X-Achse also mal ein paar Schritte befehligt… und der Schlitten fährt zügig in den Endanschlag! Ohje, die Schrittweite muss noch angepasst werden, ansonsten passt es aber. Das gleiche Spiel für die Y-Achse… und es tun sich ein paar Schrittchen, der Motor scheint gequält zu summen. Hmm, die Welle von der Maschine ist minimal versetzt zum Motor, anscheinend verkantet das ganze dadurch zu stark und der Motor verliert Schritte. Das muss mit der Feile noch nachgebessert werden. Insgesamt ist der erste Test aber schon mal zufriedenstellend.

Tja, und womit soll der Cutter dann letztendlich schneiden? Natürlich mit einem Laser! Dazu gibt es dann in einem anderen Beitrag mehr…

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