Zur Erinnerung: ich nutze Pokeys57CNC als Steuereinheit und MACH4 mit einer Hobby-Lizenz als Steuerungssoftware.

Die „Kommunikation“ zwischen der Spindel und Pokeys57CNC erfolgt über einen Frequenzumrichter (FU). Im Grunde wandelt er 220V Wechselstrom zu Drehstrom mit drei Phasen um und sorgt durch gesteuerte Stromimpulse dafür, dass sich der Motor der Spindel dreht. In meiner Maschine nutze ich einen Powtran PI9130. Genau genommen steuert Pokeys57CNC nicht die Spindel, sondern Pokeys steuert den Frequenzumrichter, der wiederum die Spindel aktiviert.

Als Spindel nehme ich einen wassergekühlten RATTM 2.2KW Moto, der mit 220V und 8A Stromstärke und 400Hz angesteuert werden kann. Damit ist eine Drehzahl von 24000U/min möglich.

So ähnlich sich MACH3 und MACH4 an einigen Stellen sind, so unterschiedlich sind sie auch. Natürlich müssen dieselben Parameter in MACH4 gepflegt werden, um im weiteren Verlauf die Spindel ansteuern zu können. Nur sind die einzustellenden Punkte an anderen Stellen im Programm zu finden. Im Folgenden beschreibe ich die notwendigen Schritte, damit man eine herkömmliche Chinaspindel in MACH4 mit dem Ziel konfiguriert, sie anschließend per Software starten und stoppen sowie die Drehzahl bestimmen zu können.

Doch zunächst muss die Spindel mit Pokeys57CNC verbunden werden.

Anschluss der Spindel an Pokeys57CNC

Die Verbindung zwischen Pokeys57CNC und dem Frequenzumrichter erfolgt mit vier Steuerleitungen, wobei jeweils zwei für das An-/Aus-Signal und für die Drehzahl über eine Spannung von 0-10V verantwortlich sind.

Dieser Anschluss funktioniert bei dem erwähnten FU. Welche Anschlüsse du bei deinem FU nutzen musst, kannst du deiner Anleitung entnehmen.

Die Anschlüsse OC1+ und OC1- senden das An-/Aus-Signal zum Starten und Stoppen deiner Spindel. Die Spannung von 0-10V an Pin 17 wird über GND abgeleitet und bestimmt die Drehzahl deiner Spindel. 0V bedeutet keine Drehung, 10V die maximal mögliche Drehzahl. In welchem Drehzahlbreich sich deine Spindel bewegt, entnimmst du dem entsprechenden Datenblatt.

Um den Zusammenhang herzustellen: Bei der Anwendung stelle ich beispielsweise eine Drehzahl von 12000U/min in MACH4 ein. Pokeys57CNC gibt in diesem Fall eine Spannung von 5V auf PIN17, der FU interpretiert dies und sendet Stromimpulse mit 200Hz an die Spindel. Bei einer eingestellten Drehzahl von 24000 U/min gibt Pokeys 10V an den FU, der dann mit 400Hz die Spindel bestromt.

Konfiguration in MACH4

Kommen wir nun zu den notwendigen Einstellungen in MACH4.Es gibt zwei Ebenen, wo etwas konfiguriert werden muss. Zum einen in den allgemeinen MACH4-Einstellungen, die du über den Menüpunkt Configure->Control erreichst. Zum anderen stellst du ein paar Kleinigkeiten im Plugin von Pokyes57CNC ein, das du bei Configure->Plugins->Pokeys plugin findest.

Beginnen wir bei der allgemeinen MACH4-Einstellung.

Einstellung der maximalen Drehzahl in MACH4

Für den Betrieb der CNC-Maschine ist es wichtig, die Ober- und Untergrenzen des Drehzahlbereichs zu definieren. Dies passiert in dem Reiter Spindel. Es gibt hier die Möglichkeit, mehrere Drehzahlbereiche zu definieren, zB für die Bearbeitung unterschiedlicher Materialien. Für mich reicht ein Drehzahlbereich und so trage ich in Zeile 0 folgende Werte ein:

• Min. Drehzahl: 6000.00
• Max. Drehzahl: 24000
• Beschl.Zeit: 4.00
• Abbremstet: 4.00
• Feedback Ratio: 1.00000

In der Konfiguration meines FU habe ich die beschriebene Beschleunigungs- und Abbremszeit von 4 Sekunden definiert, die ich in diesen Einstellungen übernommen habe.

In dem Feld Max. Drehzahl Spindelachse habe ich die maximal mögliche Drehzahl anhand des Datenblattes übernommen. In meinem Fall ist es ein Wert von 24000.00

Da wir die Spindel an bestimmte Pins von Pokeys57CNC angeschlossen haben, müssen wir nun der Software mitteilen, welche das denn sind. Dazu wechseln wir in den Tab Ausgangssignale. Hier teilen wir Pokeys mit, dass wir Pin17 als Signal für die Drehzahl nehmen und OC1 als An-/Ausschalter.

Als letztes muss noch im Pokeys57CNC Plugin eine Einstellung angepasst werden. Hierzu rufst du den Menüpunkt Configure->Plugins->Pokeys plugin auf. Im Reiter Miscellaneous passt du folgende Einstellungen an:

• Enable PWM Output anhaken
• PWM frequency: 20000 Hz
• Enable Pin17 anhaken
• Spindle Output Pin17
• Set to 0 when OFF an

Das sollte es gewesen sein. Vor der Überprüfung des Setups startest du MACH4 neu und dann schreiten wir zum Test.

Überprüfung der Konfiguration

Alle Einstellungen sind getroffen, MACH4 ist neu gestartet. Um zu überprüfen, ob die Spindel anläuft, wechselst du in den Tab Program Run.Das ist auch der Startschirm von MACH4. In der Mitte des Fensters befindet sich links der Reiter MDI (Manual Data Input). Mit dem Befehl M3 S12000, gefolgt von einem Return gibst du die Anweisung, die Spindel mit einer Drehzahl im Uhrzeigersinn zu starten. Um das Kommando auszuführen, klickst du auf den Button Cycle Start MDI. Die Spindel sollte sich nun mit der genannten Drehzahl drehen. Mit einem Klick auf Spindle CW / Stop bleibt die Spindel stehen.

Elektrifizierung

Weiter gehts mit dem CNC-Schaltschrank. Im vorherigen Artikel habe ich einige Punkte in mein Lastenheft geschrieben. Hinzu kommen noch ein paar Überlegungen.

Energieversorgung

Um den Strombedarf zu jedem Zeitpunkt zu erfüllen und direkt für spätere Bedarfe gerüstet zu sein, werde ich mit drei Phasen den CNC-Schaltschrank mit Strom beliefern. Folgende Aufteilung:

• 1. Phase: Steckdosen nach Außen (zB für Computer, Wasserpumpe, etc.)
• 2. Phase: ausschließlich für den Frequenzumrichter
• 3. Phase: interne Stromversorgung, d.h. 48V, 24V und 12V Netzteile für das BOB und die Endstufen der Motoren. 12V werden per XLR-Stecker nach außen geführt und an der Maschine verteilt, z.B. für die neue Pumpe zur Wasserkühlung der Spindel und Beleuchtung.

Folgende Überlegung steckt dahinter: eine 16A-Sicherung stellt bei 220V eine Leistung von 3520W bereit. Würde ich die Anlage nur mit EINER 16A Sicherung betreiben, könnte es eng werden. Mit den Maximalwerten gerechnet kämen 2200W (Spindel) + 2*480W (Netzteil) + 60W (Netzteil) + 60W (Netzteil) + 600 (Computer) = 3880 W zusammen. Und dabei sind der Monitor und die Pumpe für die Wasserkühlung nicht eingerechnet. Dies würde eine 16A Sicherung zweifelsohne belasten. Mir ist durchaus bewusst, dass dies so gut wie nie passieren wird. Wenn man bedenkt, dass in der Werkstatt parallel auch noch andere Elektrowerkzeuge betrieben werden, sieht die Sache schon anders aus. Und aus diesem Grund sind drei extra abgesicherte PE sinnvoll.

Sicherung

Es mag mit Kanonen auf Spatzen geschossen sein. Der Schrank soll seine eigenen LS-Schutzschalter bekommen. Die Idee hinter diesem Plan ist, dass im Falle einer Überstromsituation nur die Maschine und nicht meine gesamte Werkstatt still gelegt wird und ich ggf. Dunkeln stehe.

Anordnung der Komponenten

Ein erklärtes Ziel ist es, den Frequenzumrichter (FU) in den Schaltschrank zu integrieren. Dies kann zu EMV-Problemen führen. Um diese weitgehend einzuschränken, werden auch im Gehäuse für die ausgehenden Leitungen geschrirmte Kabel verwendet. Darüber hinaus wird der FU von den anderen Komponenten entfernt angeordnet.

Wahl der verwendeten Komponenten

Bevor ich aufliste, welche Komponenten ich in meinem Schaltschrank verwende, möchte ich kurz auf folgendes hinweisen.

• Schaltschrank RITTAL 1060500
• 1x Pokeys57CNC Controller Board
• 1x Meanwell MDR-60-24 Netzteil für Pokyes57CNC und Sensoren
• 1x Meanwell MDR-60-12 Netzteil für 12V Output (zB Beleuchtung, Pumpe, PC-Lüfter)
• 2x Meanwell NDR-480-48 Netzteil, je eines für zwei Endstufen der Motoren
• 4x Leadshine DM556 Endstufen
• 1x Schaffner FN2030-20-06 Netzfilter
• 1x Powtran PI9130 Frequenzumrichter (nur noch Nachfolger verfügbar)
• je 1x PTFIX 12×2,5 BU, PTFIX 12×2,5 GYE, PTFIX 12×2,5 GY, PTFIX NS35, erhältlich bei diversen Elektronikversendern)
• 1x ABB S203-C16 Sicherungsautomat
• 2x Mennekes 11011 Anbausteckdosen
• Neutrik XLR universal Einbaubuchse female, 3polig und
• XLR universal Einbaubuchse female, 4polig

Verkabelung

Für die Verdrahtung aller 200V Leitungen habe ich einen Querschnitt von 2,5mm² genommen. Alle Gleichstromleitungen sind mit 1mm² versehen. Die durchgängige Verwendung von Aderendhülsen ist obligatorisch, ebenso die für ihren Zweck gültige Farbgebung der Leitungen. Es gilt, einige Meter an Kabel zu verlegen. Da hilft ein Plan.

Kühlung des Schaltschranks

Der Frequenzumrichter und die Motorendstufen sind nicht umsonst mir Kühlkörpern ausgestattet. Um einen Hitzestau im Schrank zu vermeiden, habe ich zwei 120mm PC-Lüfter an zwei gegenüberliegenden Seiten des Schranks verbaut. Dabei ist die Anordnung der Lüfter so gewählt, dass ein Lüfter Luft in das Gehäuse bläst während der zweite Lüfter diese aus dem Gehäuse abführt.

Steuerleitungen

Nachdem alle verwendeten Komponenten mit der notwendigen Spannung versehen sind, gilt es nun, die Steuerleitungen zu legen. Auch hier hilft ein Plan.

Im ersten Schritt der Verkabelung der Steuerleitungen lasse ich bewusst den Anschluss der induktiven Endschalter außen vor. Es ist nett, sie zu haben und sie bringen im Gesamtkontext der Maschine auch einige Vorteile, allerdings sind sie für Fräsarbeiten nicht wirklich notwendig, da ich hier nicht mit Maschinenkoordinaten, sondern nur mit lokalen Koordinaten gefräst habe, bei denen ich die jeweiligen Nullpunkte der Maschine manuell gesetzt habe. Die Verkabelung kommt zu einem späteren Zeitpunkt.

Warum ein neuer CNC-Schaltschrank?

Bei dem letzten Aufbau des Schaltschranks für die CNC-Maschine griff ich auf das Stahlgehäuse von Sorotec zurück. Dies ist ein sehr solides Gehäuse und reicht für die Steuerungskomponenten einer drei- oder vierachsigen Maschine aus. Allerdings reicht der Platz nur für die Steuerungselektronik, die Endstufen und die Netzteile, was bei Verwendung einer handelsüblichen Fräse als Spindel ausreichend ist, die neben einer eigenen Stromversorgung manuell ein- bzw. ausgeschaltet wird. In meinem Fall erfolgt die Steuerung der Spindel über die CNC-Software und so brauche auch noch Platz für den Frequenzumwandler (FU) der Spindel, den ich bisher notgedrungen außerhalb des Gehäuses montieren musste. Das hat funktioniert, war aber nicht schön, denn der FU war auch unterhalb der Fräse einer nicht unerwähnenswerten Menge an Staub und Spänen ausgesetzt. Dieser Umstand soll sich bei dem neuen Schaltschrank ändern. Auch sollen die Kabel, insbesondere die Steuerkabel zwischen den geschirmten Schrittmotorendstufen ordentlicher und störungsärmer verlegt werden.

Lastenheft

Bei der folgenden Planung stehen demnach ein paar Dinge im Lastenheft. Unter anderem wären das

• Integration
  • der Frequenzumwandler wird in den Schaltschrank integriert.
  • Eine bestmögliche räumliche Trennung von Strom- und signalführenden Leitungen soll gewährleistet sein
• Spannung
  • den Motoren soll zu jedem Zeitpunkt genug Strom zur Verfügung stehen
• Wärme
  • durch den Betrieb der Anlage entsteht Wärme. Diese muss zuverlässig abgeleitet werden
• Sicherheit
  • es muss eine Möglichkeit geschaffen werden, den Schrank ad hoc Spannungsfrei zu schalten
• Technik
  • endlich sollen induktive Näherungssensoren zum Einsatz kommen
  • die Maschine soll eine sinnvolle Beleuchtung bekommen

Also muss ein neuer Schaltschrank her, in dem alles reinpasst. Die Wahl fiel auf einen RITTAL 1060500 mit den Maßen 600x600x210mm. Auch, wenn bei einem direkten Vergleich beider Schaltschränke der Rittal ganz offensichtlich deutlich größer erscheint, wird im Verlauf des Aufbaus klar, dass durch die Hinzunahme des Frequenzumrichters dieser Vorteil auf die Probe gestellt wird. Aber dazu mehr in Folgeartikeln.

Der Anschluss einer Chinaspindel und Frequenzumwandler (FU) an ein Steuergerät ist nicht trivial, vor allem, wenn man versucht, aus der Anleitung des FU schlau zu werden. Eines steht fest: meine mitgelieferte Anleitung spricht den ambitionierten Profi an. Zunächst möchte ich aber ein paar Worte zur Spindel verlieren.

Die Spindel

Ich hatte mir ein aus China importiertes Set Frequenzumwander (FU) mit wassergekühlter 2,2KW Spindel in UK bestellt. Meinen ersten Eindruck kannst du in dem Artikel „2.2 kW Spindel mit Frequenzumrichter“ lesen. Die Spindel bringt amtliche 5kg Gewicht auf die Waage und verspricht mit ihrer Wasserkühlung einen recht leisen Lauf.

Sie wird mit vier ER20 Spannzangenfutter geliefert, damit zumindest die ersten Fräsversuche durchgeführt werden können. Es bleibt also nicht aus, sich früher oder später ein Komplett-Set an weiteren Spannzangen zu kaufen. Ich habe zunächst ein günstiges Set bei eBay erworben und werde von meinen Erfahrungen berichten, wenn sie aus China bei mir angekommen sind.

Auf der Spindel klebt ein übergroßes CE-Zeichen. Das kann man getrost vom Gehäuse abknibbeln, denn wie im Netz bereits mehrfach zu lesen ist, ist das CE-Zeichen nichts wert. Die Spindel weist in ihrem Auslieferungszustand keine Erdung auf.

Diese habe ich selber eingezogen, indem ich den Deckel der Spindel abgeschraubt und ein Endungskabel an einer der Motorschrauben befestigt habe. Der Stecker bietet noch die Möglichkeit, dieses Endungskabel per Steuerleitung in Richtung Erdung der FU zu geben.

Der Frequenzumwandler

Meine Version des FU weist etwa 180 Einstellmöglichkeiten auf. Diese sind als Parameter einzustellen. Jeder Parameter kann unterschiedliche Status annehmen. Glücklicherweise reichen eine Hand voll Parameter für die Konfiguration der Frässpindel aus. Im Wesentlichen habe ich mich bei der Einrichtung des FUs und dem Setup der Parameter an die Anleitung von estlcam gehalten.

Für das vorgestellte Setup gilt, dass dies bei meiner FU funktioniert hat. Je nach Modell und Firmware kann es zu Unterschieden im Setup kommen. Ich habe alle Parameter mit Ausnahme der unten aufgeführten auf Werkseinstellungen belassen.

Es lassen sich in der FU noch viele weitere Einstellungen vornehmen. So ist es beispielsweise möglich, verschiedene Beschleunigungsrampen zu programmieren und bei Bedarf abzurufen. Aus meiner derzeitigen Sicht ist dies für meine CNC-Maschine nicht notwendig, da ich die Spindel über Mach3 und teilweise dem G-Code steuern möchte. Vielleicht ergibt sich nach einigen Betriebsstunden Szenarien, die diese Features nutzbar zu machen.

Strom an

Bevor ich den Weg beschreibe, wie ich die FU und die Spindel mit Strom versehen habe, möchte ich explizit auf den Hinweis aufmerksam machen, der zu Beginn dieses Artikels zu finden ist.

Zunächst: in den meisten Fällen sind die China-Frequenzumwandler nicht für 380V ausgelegt – auch wenn es in der Anleitung steht. Mein Terminal für die Stromanschlüsse sieht folgendermaßen aus.

Wie du die Leitungen der Spindel an U, V und W anschließt, ist zunächst egal. Sollte sich ergeben, dass sich die Spindel verkehrt herum dreht, tauscht du die Anschlussfolge aus. Zum Test habe ich den Parameter PD001 auf „0“ gestellt und ist somit die Bedienung per Tasten des FU aktiviert. Beim Druck auf „Start“ startete die Spindel, beim Druck auf „Stop“ stoppte sie 🙂 Works as designed.

Anschluss an das Triple Beast

Nachdem der manuelle Spindeltest erfolgreich abgeschlossen war, kommt der nächste Schritt: die Steuerung der Spindel über Mach3 durch das Triple Beast. Dazu sind vier Steuerleitungen nötig: zwei für das Relais zum Start/Stop der Spindel und zwei für das Steuer-Signal von 0-10V, die die Umdrehungsgeschwindigkeit von 6000 bis 24000 Umdrehungen regelt.

Folgendes Schaltbild habe ich realisiert.

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Konfiguration in Mach3

Damit die Spindel nun von Mach3 und mit dem G-Code gestartet werden kann, müssen nun einige Anpassungen passieren. Folgende Einstellungen habe ich vorgenommen:

In dem Reiter Motor Output gibst du den Pin deines Breakout Boards an (in meinem Fall Triple-Beast), auf dem das PWM-Signal ausgegeben wird.

Der Output-Pin ist im Fall vom Triple Beast Pin 1. Das kann bei anderen Breakout-Boards unterschiedlich sein.

Als letztes legst du unter „Config->Spindle Pulleys“ die minimale und maximale Drehzahl deiner Spindel fest. Dies muss den Parametern entsprechen, die du in deiner FU konfiguriert hast.

Nachdem alles geschraubt, angeschlossen, konfiguriert und PD001 wieder zurück auf „1“ gesetzt ist, kommt der große Moment. Der Start der Spindel und die Drehzahlregelung über Mach3. In meinem Fall über SchmidtScreen.

Du arbeitest mit einer hohen Spannung, die potenziell tödlich sein kann. Bitte lass die Installation einen Fachmann machen, falls du nicht über die nötigen Qualifikationen verfügst!

Ich übernehme keine Gewähr und schließe eine Haftung für Schäden und Verletzungen jeder Art aus!
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Die Einzelteile des CNC-Steuergerätes

CNC-Steuerung

[av_dropcap2 color=“default“ custom_bg=“#444444″]I[/av_dropcap2]n diesem Artikel geht es um den Aufbau des CNC-Steuergerätes und die zu meisternden Hürden. Die Einzelteile des Steuergerätes sind im Artikel „Aufbau der CNC-Steuerung“ beschrieben.

Bevor ich mit der Beschreibung beginne, möchte ich Roy Kloss von Sorotec und Nicolas Benezan von Benezan Electronics für Ihren schnellen und freundlichen Support danken!

Packt man das recht massive Stahlgehäuse (1,5mm Stahlblech kann sich sehen lassen) und das Elektro-Set von Sorotec aus, findet man unter anderem ein paar Tüten mit Schrauben. Unglücklicherweise fehlt ein Hinweis, an welche Stelle diese Schrauben genutzt werden sollen. Der Bau des Steuergehäuses begann mit einem heiteren Puzzlespiel nach Ausschlussverfahren, bis ich die meisten dieser Schrauben ihrer Zweckbestimmung zuordnen konnte. Ebenso fehlt jeglicher Hinweis, wie die Teile des Elektro-Sets zu montieren und/oder zu verkabeln sind. Allerdings ergeben sich auch hier die meisten Positionen durch die bereits vorhandenen Bohrungen und gestanzten Öffnungen.

Beim 48V-Netzteil geht es weiter. Auch, wenn man nicht viel falsch machen kann, weil der Aufdruck an den Kontakten selbsterklärend ist, fehlt dennoch eine Dokumentation, wie das Netzteil anzuschließen ist. Das Ganze ist also nichts für absolute Anfänger. Mit ein wenig Logik und Google sind ggf. Wissenslücken aber recht schnell zu schließen.

Für die Montage des 48V-Netzteils sind Bohrungen im Stahlblechboden vorhanden, ebenso für die Leadshine-Endstufe der 4. Achse. Zusätzliche Bohrungen sind für das 24V-Netzteil sowie der Hutschiene für die Montage des Triple-Beasts erforderlich.

Theoretisch kann man das Triple-Beast auch direkt am Kühlkörper anschrauben, jedoch finde ich die Montage an einer Hutschiene aus Wartungsgründen deutlich angenehmer. Eine kurze Hutschiene habe ich bei Conrad erworben.

Als Kabel habe ich durchgängig Schaltlitze mit 1mm² Querschnitt verwendet. Auch diese habe ich bei Conrad gefunden. Aderendhülsen und Steckhülsen bekommt man dort natürlich auch 🙂

Die Montage

Eingang der Stromzufuhr, Schaltung des Entstörfilters/Sicherungen

Der Anschluss vom Entstörfilter über die Sicherungen zu den Netzteilen ist recht selbsterklärend. Anders beim Wippschalter. Hier musste das Messgerät her, um die zu verdrahtenden Anschlusspins zu ermitteln.

Vom Schalter aus geht jeweils ein Stromzufuhr zum 48V und 24V Netzteil. Das 48V-Netzteil wird mit der Spannungsversorgung (Klemme V) des Triple-Beast verbunden. Wichtig ist hier, die Polarität nicht zu verwechseln.

Sinn des 24V-Netzteils

Wozu braucht man ein zusätzliches 24V Netzteil, wenn man bereits ein 48v Netzteil installiert hat? Ganz einfach: Das Triple-Beast wird mit 48V betrieben. Allerdings braucht es eine weitere Spannungsquelle für eine weitere externe Spannungsversorgung (X1-Klemme) von 5V und 12V. So ist es beispielsweise problemlos möglich, den im Elektroset enthaltenen 12V-Gehäuselüfter zu betreiben.

Zum anderen kann man mit dem Triple Beast zwei Relais schalten lassen (Klemme X4). Diese Relais können entweder mit einer niedrigen Spannung wie beispielsweise 24V oder mit 220V geschaltet werden. Im ersten Fall wird das Relais genutzt, um beispielsweise dem Frequenzumwandler das Signal für den Start der Spindel zu geben. Versorgt man die Relaisspannung mit 220V ist es möglich, ein Gerät anzuschalten, das an der externen Gehäusesteckdose gesteckt ist.

In meinem Fall habe ich den 24V Input gewählt, um später den Start der Spindel zu steuern. Die Montage und den Anschluss der Spindel wird in einem weiteren Artikel beschrieben.

Anschluss der Nanotec-Motoren

Für alle, die wie ich noch keine Berührung mit dem Anschluss von Schrittmotoren hatten, ist so ein Anschlussplan der Motoren nicht unmittelbar direkt ersichtlich. Das Triple-Beast hat je Motor vier Anschlussklemmen, jeweils zwei für eine Spule. An den Motoren sind aber acht Kabel befestigt. Und nun?

Im Grunde ist es nicht schwer. Es müssen je zwei Kabel des Motors verdrillt werden und die vier Kabelpaare an die Anschlussklemmen des Triple-Beast angeschlossen werden. Dem Anschlussplan kann man entnehmen, welche Kabel verdrillt werden und wie sie an das Triple-Beast angeschlossen werden müssen. Für Nanotec-Schrittmotoren vom Typ ESM.6088.42N ist der Anschlussplan wie in der folgenden Tabelle dargestellt. Er gilt für alle drei Motoren an den jeweiligen Anschlussklemmen des Triple-Beast.
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[av_table purpose=’tabular‘ pricing_table_design=’avia_pricing_default‘ pricing_hidden_cells=“ caption=’Anschlussplan Nanotec Schrittmotoren an das Triple-Beast‘ responsive_styling=’avia_responsive_table‘]
[av_row row_style=’avia-heading-row‘][av_cell col_style=“]Motor-Anschlusskabel[/av_cell][av_cell col_style=“]Klemme am Triple-Beast[/av_cell][/av_row]
[av_row row_style=“][av_cell col_style=“]Blau-Weiß und Rot-Weiß[/av_cell][av_cell col_style=“]Klemme 1[/av_cell][/av_row]
[av_row row_style=“][av_cell col_style=“]Blau und Rot[/av_cell][av_cell col_style=“]Klemme 2[/av_cell][/av_row]
[av_row row_style=“][av_cell col_style=“]Grün-Weiß und Schwarz-Weiß[/av_cell][av_cell col_style=“]Klemme 3[/av_cell][/av_row]
[av_row row_style=“][av_cell col_style=“]Grün und Schwarz[/av_cell][av_cell col_style=“]Klemme 4[/av_cell][/av_row]
[/av_table]

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Einbindung der 4. Achse

Das Triple-Beast besitzt Endstufen für drei Motoren, bietet allerdings auch die Option, eine weitere Endstufe mit angeschlossenem Motor zu kontrollieren. In meinem Fall kommt eine Leadshine DM556 zum Einsatz. Verbunden wird das Triple-Beast mit der Leadshine per Patchkabel. Dazu ist ein Adapterstück notwendig. Trotz sorgfältiger Lektüre der Leadshine-Dokumetation als auch der Triple-Beast-Anleitung ist dem geneigten Leser nicht unmittelbar klar, in welcher Richtung dieses Adapterstück auf die Leadshine-Endstufe gesteckt werden muss. Die folgende Abbildung zeigt dies.

Einstellung am Triple-Beast

Die Installationsanleitung des Triple-Beast ist ausführlich genug, sodass man bei genauer Lektüre alle Fragen beantwortet bekommt. Ich beschränke mich in an dieser Stelle darauf, nur die Bilder meiner Einstellung zu zeigen.
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Konfiguration Mach3

Nachdem die Elektronik verkabelt war, ging es an die Konfiguration von Mach3. Die Besonderheit meiner CNC-Maschine ist, dass ich zwei Motoren an der X-Achse installiert habe und somit vier Motoren steuern muss, von denen zwei synchron laufen müssen. Mit Mach3 kein Problem.

Ich habe die vierte Achse der externen Leadshine-Endstufe zugeordnet. Somit sieht meine Mach3-Konfiguration wie folgt aus.
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Gekauft habe ich bei Sorotec die komplette Hardware für die CNC-Steuerung sowie die Motoren und Kleinkram wie Schleppketten und einige Fräser.

Wer sich eine DIY CNC-Maschine bauen will, kommt irgendwann unwillkürlich auch bei Sorotec vorbei. Der Versand erfolgt in der Regel am kommenden Werktag nach der Bestellung. Die Preise sind im Vergleich zu anderen Anbietern etwas höher. Dafür bekommt man zum einen als Kunde hochwertige Artikel. Zum anderen wird bei Sorotec das Thema „Service“ sehr groß geschrieben. Ich hatte zweimal zu verschiedenen Produkten nach mehr als einem Jahr nach dem Kauf eine Frage. Die hilfreichen Antworten kamen stets innerhalb sehr kurzer Zeit.

++ schneller Versand

++ super Service

+ qualitativ hochwertige Produkte im Portfolio.

o mitgelieferte Dokumentation könnte etwas ausführlicher sein.

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[av_icon_box position=’left‘ boxed=“ icon=’ue82b‘ font=’entypo-fontello‘ title=’Linearmotionbearings2008′ link=’manually,http://www.ebay.com/itm/4-Lead-ballscrews-1605-500mm-2505-925-1050-1050mm-4-bk-bf-4-bracket-4-couplings-/251757266566?ssPageName=ADME:X:RTQ:US:1123′ linktarget=’_blank‘ linkelement=“ font_color=“ custom_title=’#ffffff‘ custom_content=“ color=’custom‘ custom_bg=“ custom_font=“ custom_border=“]

Ja, ich gebe es zu: ich habe einige der wesentlichen Teile für die CNC-Maschine bei eBay bestellt. Und zwar kamen die Kugelgewindespindeln mit Spindelmuttern sowie die Lager vom ebay-Händler linearmotionbearings2008 direkt aus China.

Zugegebenermaßen schwang bei dem Kauf zunächst einiges an Unsicherheit mit. Bisher hatte ich noch nie Ware für mehrere hundert US Dollar im Ausland bestellt und schon gar nicht über eBay.

Die Sorge war allerdings völlig unbegründet. Ich Nachhinein habe ich mehrere Kommentare in verschiedenen Foren zu dem Händler gefunden, die ihn als sehr zuverlässig beschrieben. Eine Beschreibung, die nicht auf den deutschen Zoll zutrifft. So wurde ich zum Zoll zitiert, um die Ware trotz korrekt ausgefüllter Formulare persönlich abzuholen, weil laut Aussage der Angestellten 90% aller Angaben auf diesen Formularen falsch seien. Wenn dem so wäre, könnte man gleich darauf verzichten…

Zurück zum Händler. Tipp: nehmt über eBay direkten Kontakt auf und beschreibt eure Wünsche. Die Jungs sind sehr flexibel und machen euch ein Angebot.

+ netter Kontakt

+ Qualität

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[av_icon_box position=’left‘ boxed=“ icon=’ue82b‘ font=’entypo-fontello‘ title=’wholesalemultifunction‘ link=’manually,http://www.ebay.de/itm/2-2KW-WATER-COOLED-SPINDLE-MOTOR-2-2KW-VFD-GERMANY-COOLE-MOTOR-INVERTER-GREAT-/170746857850?nma=true&si=i7Hbw3QZ4xm%252F3fJRihS7iyB6%252FUU%253D&orig_cvip=true&rt=nc&_trksid=p2047675.l2557′ linktarget=’_blank‘ linkelement=“ font_color=“ custom_title=’#ffffff‘ custom_content=“ color=’custom‘ custom_bg=“ custom_font=“ custom_border=“]

Nachdem meine Bestellung in China erfolgreich abgewickelt wurde, fiel mir diese Bestellung deutlich leichter. Ich bestellte in Großbritannien meinen Fräsmotor mit Frequenzumwandler. Natürlich nicht, ohne mich vorher im Netz über den Händler zu informieren.

Sehr positiv war hier die Versandgeschwindigkeit. Nach dem Kauf über eBay schob der Postbote drei Werktage später das Paket auf GB durch die Tür.

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[av_icon_box position=’left‘ boxed=“ icon=’ue82b‘ font=’entypo-fontello‘ title=’Alcom International‘ link=’manually,http://www.alcom-international.de‘ linktarget=’_blank‘ linkelement=“ font_color=“ custom_title=’#ffffff‘ custom_content=“ color=’custom‘ custom_bg=“ custom_font=“ custom_border=“]

Meine Item kompatiblen Aluprofile, Nutensteine und Universalverbinder habe ich von der Firma Alcom International bezogen. Per Mail habe ich Kontakt aufgenommen. Der Mailverkehr war aus meiner Sicht von der Reaktionsgeschwindigkeit noch annehmbar schnell. Dafür war nach der Bestellaufgabe der Versand umso schneller. Innerhalb weniger Tage hatte ich die Aluprofile und das Zubehör im Haus. Die Qualität des Zuschnitts war über jeden Zweifel erhaben und ich konnte direkt mit der Arbeit loslegen.

++ Qualität

o Geschwindigkeit des Mailverkehrs war ok, es gibt aber Verbesserungspotenzial

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[av_icon_box position=’left‘ boxed=“ icon=’ue82b‘ font=’entypo-fontello‘ title=’Wegertseder‘ link=’manually,https://www.wegertseder.com‘ linktarget=’_blank‘ linkelement=“ font_color=“ custom_title=’#ffffff‘ custom_content=“ color=’custom‘ custom_bg=“ custom_font=“ custom_border=“]

Im CAD-Modell habe ich auch sämtliche Schrauben hineinmodelliert, weil ich a) direkt eine Liste der benötigten Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben erzeugen und b) das Modell direkt auf Kollisionen bzgl. der Schrauben testen konnte. Mit dieser Liste bin ich auf die Suche nach einem Shop gegangen. Um es kurz zu machen: Wegertseder ist nicht der preiswerteste Anbieter. Allerdings ist es der einzige Shop, den ich gefunden habe, der auch kleinere Kosgrößen anbietet, die für mein Projekt passend waren.

Nach der Bestellaufgabe ging alles sehr schnell. Die Bestellung traf zwei Werktage nach der Auftragserteilung bei mir ein. Bei der Vielzahl der unterschiedlichen Schrauben fand ich das recht beeindruckend.

++ Angebotsvielfalt

+ Liefergeschwindigkeit

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Beim CNC-Discount habe ich die Profilschienen und die Linearwagen erstanden. Auch hier bin ich in verschiedenen Foren auf den Shop gekommen. Zwischen Bestellung und Lieferung vergingen ein paar Tage. Als sie mich endlich erreichte durfte ich feststellen, dass sie unvollständig war. Es fehlten die runden Abdeckkappen für die Bohrungen der Profilschienen. Die gelieferten Teile waren qualitativ in Ordnung.

Die fehlenden Kappen habe ich selbstredend per Mail reklamiert. An dieser Stelle tritt der Shop sehr negativ in Erscheinung. Eine Antwort habe ich nicht erhalten, weder bei einer Anfrage vor meiner Bestellung noch bei der Reklamation. Zwei der Linearwagen waren nach kurzer Zeit recht schwergängig. Ich habe mir Ersatz bestellt. Diesmal gab ich die Bestellung telefonisch auf, da einzelne Wagen nicht im Shop angeboten werden. Hier sprach ich den Shopbetreiber auch die fehlenden Abdeckkappen an. Er versprach, sie bei der Lieferung beizulegen. Jetzt könnt ihr raten, was in dem Paket fehlte und was passierte, als ich eine Reklamation per Mail versendet habe…

Auf die Kappen warte ich noch heute.

Mein Fazit: Wenn etwas geliefert wird, ist die Ware ok. Das war es dann auch. Ich werde in dem Shop nicht mehr bestellen.

+ Ware ist ok

– – Service

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Das Maschinenbett

[av_dropcap2 color=“default“ custom_bg=“#444444″]D[/av_dropcap2]as Grundgerüst der CNC-Maschine ist das Maschinenbett. Hier liegt die Arbeitsplatte auf und an ihm wird das Portal befestigt. In meinem Fall besteht das Maschinenbett aus 80×40 Aluprofilen der Kategorie „schwer“ für 8mm Nutensteine. Dabei sind zwei 1272mm lange Profile für die Längsrichtung und vier 832mm lange Profile für die Querstreben angeordnet.
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Universalverbinder

Für die Verbindung der Querstreben mit den Längsprofilen nutze ich Universalverbinder von Item24.de. Dieser besteht aus einer Hülse mit Schneidgewinde, einer Schraube und einem Nutenstein. Die Hülse wird in die Querstrebe eingeschraubt. Das Gewinde schneidet sich dabei in das Profil. Bei diesem Vorgang darf man nicht zu zimperlich sein und muss mit grober Gewalt größerem Kraftaufwand ans Werk gehen, da sonst der initiale Schnitt des Gewindes in das Profil nicht gelingt. Auch wenn die Hülse sehr fest in dem Aluprofil sitzt, habe ich sie zusätzlich und übervorsichtigerweise mit Zwei-Komponenten-Kleber gesichert, da ich beim späteren Betrieb der Maschine durch die Vibrationen eine Lockerung dieser Verbindung vermeiden wollte.
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Gewinde schneiden

Die Längsprofile schließen mit gelaserten  Stahlblechen ab, an der die Motoren und die Übersetzung angebracht sind. Um diese mit den Aluprofilen zu verschrauben, müssen einige Gewinde geschnitten werden – eine der eindeutig langweiligsten Aufgaben bei dem Projekt. Eine Drehung vor, eine halbe zurück – jeder, der schon einmal Gewinde geschnitten hat, weiß, was ich meine.
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Stahlblech

Um die Kugelgewindespindeln und die Motoren für die Y-Achse montieren zu können, schließt die Konstruktion aus Aluprofilen an der Vorder- und Rückseite mit einem Rahmen aus 10mm Stahlblech ab. Dabei wurden die entsprechenden Bohrungen aus der Konstruktionszeichnung und die Form gelasert.

Die CNC-Maschine ist das erste Teil, das ich mit Hilfe von CAD konstruiert habe und realisiere. Eines der bemerkenswerten Meilensteine ist dabei, wenn sich nach monatelanger Planung und Konstruktion die ersten Teile vom heimischen Bildschirm in meinem Werkkeller materialisieren und vor mir liegen. Gerade die individuell konstruierten Teile aus Stahlblech mit ihren Maßen und Bohrungen finde ich besonders bemerkenswert.

Ich habe sie mit einigen Schichten Aluminium-Farbe überzogen, um sie zum einen ansehnlicher zu machen und vor Korrosion zu schützen. Wer will schon mit einem Haufen rostigen Stahl arbeiten? 🙂
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Linearführungen

Für das Portal werden Linearführungen montiert. Hier halfen die Nutensteine mit Steg und gefedert gelagerter Kugel. Dadurch war es sehr einfach, die Nutensteine in dem Aluminiumprofil im Abstand von sechs Zentimetern zu platzieren und hinreichend zu fixieren, sodass die initiale Montage der Linearführung recht einfach von der Hand ging. Nichts wäre ärgerlicher gewesen, wenn sich während der Montage einer der Nutensteine verschoben hätte und ich alles demontieren und erneut ausrichten müsste.

Nach der ersten Fixierung der Linearführung erfolgt das Ausrichten. Die Führungen müssen sehr genau parallel zum Albprofil verlaufen. Mit Hilfe einer Messuhr konnte ich beim endgültigen Fixieren der Führungsschiene eine Genauigkeit von ±0,03mm erreichen.
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Tischbefestigung

Die Maschine wird später im betriebsfertigen Zustand etwa 130kg auf die Waage bringen und ist dementsprechend schwer zu bewegen. Durch den Richtungswechsel der Motoren und anderen Vibrationen ist ein Versatz der gesamten CNC-Maschine auf dem Tisch sehr wahrscheinlich. Um dies direkt auszuschließen, verschraube ich das Maschinenbett mit dem Tisch an vier Stellen. Dazu werden entsprechende Bohrungen in die Tischplatte gebohrt.

Durch in Nutensteine eingeschraubte Gewindestangen wird das Maschinenbett mit dem CNC-Tisch befestigt. Während die Platzierung der Nutensteine für die Befestigung der seitlichen Linearführung noch sehr einfach war, war es recht fummelig, dasselbe an der Unterseite durchzuführen. Letztlich hat alles prima geklappt und der Bau der CNC-Maschine ist wieder ein Schritt weiter gekommen.
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[av_dropcap2 color=“default“ custom_bg=“#444444″]N[/av_dropcap2]achdem ich mich für den Bau einer Portal-CNC-Maschine entschieden habe, stellt sich die Frage: wie soll sie aussehen? Das Netz ist voll von möglichen Bauplänen. Einige Beispiele habe ich in meinem Artikel zu grundlegenden Gedanken zum Bau einer CNC-Maschine aufgeführt.

Schlussendlich habe ich die CNC-Maschine von Max Mali entdeckt. Sie sprach mich direkt an. Leider hat Max mehrere Monate trotz mehrfacher Kontaktversuche nicht reagiert, sodass ich seine Idee als Basis genommen habe, die er auf seiner Website vorstellt und habe ich meine eigene CNC-Maschine konstruiert. Als ich einige Monate später die Pläne von Max gekauft hatte, durfte ich festgestellen, dass ich eine Maschine konstruiert hatte, die einige Parallelen aufwies, aber durchaus unterschiedlich war. Angefangen von den verwendeten Aluprofilgrößen und -formen bis hin zu den Maßen der Maschine war alles anders. Parallelen gibt es beim doppelmotorigen Antrieb der X-Achse und dem Aussehen der Front aus Stahlblech dessen Design man aber auch beispielsweise bei der Stepcraft 300 oder leicht abgewandelt bei der Probotix V90 oder bei einigen DIY Maschinen auf Instrucables.com finden kann. Auch das Grunddesign der Seitenarme habe ich dem Design von Max angelehnt. Auch hier folgt die Form einem Standarddesign, die sich bei sehr vielen DIY-Maschinen wiederfindet.

Als Konstruktionstool kam Autodesks Fusion360 zum Einsatz. Mit der Konstruktion der CNC-Maschine habe ich das Tool (kennen-)gelernt und durfte das eine oder andere Teil durchaus zweimal konstruieren 🙂

Im Wesentlichen besteht die Maschine aus drei bzw. vier Baugruppen:

Das Maschinenbett

Als Basis der CNC-Maschine dient das Grundgerüst, auf dessen Grundlage sich alle weiteren Baugruppen ableiten. Ich nenne es „das Maschinenbett“. Die Grundkonstruktion besteht aus zwei Längsaluprofilen, die mit mehreren Querprofilen verschraubt sind. Die Verbindung besteht nicht aus Winkeln, sondern aus Universalverbindern, die in die Profile verschraubt und zusätzlich mit Epoxydkleber verklebt werden. Zur zusätzlichen Stabilität ist das Maschinenbett fest mit dem Tisch verschraubt. Dies habe ich mit Nutensteinen und Schrauben realisiert. An den Kopfseiten der Aluprofile habe ich individuell angefertigte 10mm starke Stahlbleche montiert, an die auch die Kugelgewindespindeln und die Motoren befestigt werden. Für die Beweglichkeit des Portals nutze ich zwei 20mm-Profilschienen, die an die Längsprofile montiert werden.

Die Form der Auflagefläche, auf der das zu fräsende Werkstück während der Bearbeitung liegt, kann unterschiedlich sein. Zum einen kann man diese Fläche mit T-Nuten versehen, um flexibel Halter für das Werkstück zu platzieren. Dies ist allerdings eine kostspielige Variante. Ich habe mich für eine preisgünstigere Lösung entschieden. Als Auflagefläche nutze ich eine MDF-Platte, die mit regelmäßigen Bohrungen versehen wird. In die Bohrungen werden von der Unterseite Einschlaggewinde befestigt. Diese Bohrungen dienen später für die Befestigungen der Werkstückhalter oder zur direkten Befestigung der Werkstücke mit der Auflagefläche. Damit wird ein Verrutschen des Werkstücks während eines Fräsvorgangs verhindert. Die Auflagefläche wird mit der Alu-Grundkonstruktion verschraubt.

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Das Portal (X/Y-Achse)

Das Portal ist die erste bewegliche Baugruppe der CNC-Maschine. Sie bewegt sich über die Kugelgewindespindeln entlang der Längsachse (X-Achse) der Maschine und stellt eine Querverbindung über die Werkstück-Auflagefläche her. Gleichzeitig wird über eine weitere Kugelgewindespindel ein Schlitten bewegt (Y-Achse), an der die Z-Achse mit der Fräsmotor befestigt wird.

Die Seitenarme wurden wieder aus 10mm Stahlblech individuell gelasert. Die Verbindung der beiden Arme wird mit Aluprofilen realisiert, in deren Kopfseite Gewinde geschnitten sind.

Das gesamte Portal wird mit zwei NEMA23-Schrittmotoren mit jeweils 3NM/4,2A angetrieben. Das Meinungsbild zu einem dualen Achsenantrieb ist in der Internetgemeinde sehr heterogen. Die einen raten davon ab, da sich das Portal bei Schrittverlusten eines Motors verzieht und die Maschine beschädigen kann und raten zu einer Ein-Motor-Lösung. Andere nutzen eine Dual-Motor-Lösung ohne Probleme und fahren die X-Achse ein wenig langsamer. Damit sind Schrittverluste so gut wie ausgeschlossen.

Ich persönlich habe mich für eine Dual-Motor-Lösung entschieden, da das gesamte Portal inkl. Fräsmotor ca 55 Kilogramm wiegt und ich denke, dass zwei Motoren die stabilere Lösung ist. Ich werde zu einem späteren Zeitpunkt in anderen Artikeln von meinen Erfahrungen berichten.

Die Z-Achse

Die zweite bewegliche Baugruppe ist die Z-Achse. Sie sorgt für die Frästiefe beim Ablauf des CNC-Programms. An ihr ist die Frässpindel montiert. Als Basis kommt wieder ein 10mm starkes Stahlblech zum Einsatz, an dem auf der Innenseite die Kugelgewindespindel montiert wird. An der Außenseite wird die Frässpindel über eine Halterung montiert. Der Motor wird ebenfalls an der Z-Achse montiert.

Der Tisch

Wenn man es genau nimmt, stellt der CNC-Tisch eine eigene Baugruppe dar. Wie ich den Tisch gebaut habe, könnt ihr in meinem Artikel „Die Planung und Realisierung eines CNC-Untertisches“ lesen.
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Diese Frage höre ich regelmäßig von Freunden und Bekannten. Wer baut sich schon eine CNC-Maschine? Ziemlich exotisch das Ganze! Tatsächlich kam der Gedanke bereits vor mehr als fünf Jahren, als ich auf Youtube Videos von den ersten DIY(Do It Yourself) CNC-Maschinen gesehen habe. Damals hat mich eher das Thema eher aus Richtung „einfach mal machen“ interessiert. Eine konkrete Anwendung hatte ich damals nicht und so habe ich das Thema nicht weiter verfolgt.

Das hat sich grundlegend geändert. Inzwischen habe ich mich zu einer Art Hobbyschreiner entwickelt. So sehr ich das Arbeiten mit Holz auch liebe und so gut meine Geräte auch sind, gibt es Tätigkeiten, die ich nicht in der Genauigkeit ausüben kann wie ich es mir wünsche. Oder sie sind eher lästig als spaßig. Oder beides. An diesen Stellen soll mir eine DIY CNC-Maschine helfen. Also nahm der Gedanke zum Bau einer eigenen CNC-Maschine konkrete Form an und mein Lastenheft füllte sich. Dazu aber später mehr.

Welche Gedanken sind im Vorfeld wichtig?

Der Bau einer CNC-Maschine ist relativ kostspielig. Daher solltest du dir ein paar Gedanken machen, bevor du bezüglich eines Bauprojektes eine Entscheidung fällst.

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[av_iconlist_item title=’Platzbedarf‘ link=“ linktarget=“ linkelement=“ icon=’ue871′ font=’entypo-fontello‘]
Die Maschine ist schwer und relativ immobil. Hast du den Platz, die Maschine permanent an einem Platz unterzubringen?
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[av_iconlist_item title=’Lärm‘ link=“ linktarget=“ linkelement=“ icon=’ue871′ font=’entypo-fontello‘]
Lebst du in einem freistehenden Einfamilienhaus? Prima! Dann musst du dich nur mit deiner Familie abstimmen. Alle anderen brauchen geduldige Nachbarn, denn auch für den Betrieb deiner CNC-Maschine gelten dieselben Regeln wie für alle Holzarbeiten: Der Betrieb ist einfach laut. Und gerade deine CNC-Maschine wird deine Werkstücke in einem längeren Dauerbetrieb bearbeiten.
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[av_iconlist_item title=’Einsatzgebiet‘ link=“ linktarget=“ linkelement=“ icon=’ue871′ font=’entypo-fontello‘]
Wozu brauchst du die CNC-Maschine wirklich? Was willst du damit herstellen oder bearbeiten? Gehen dir nach zwei gefrästen Türschildern schon die Ideen für weitere Projekte aus? Außerdem ist diese Frage entscheidend für die Größe und Art der Maschine.
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[av_iconlist_item title=’Geschicklichkeit‘ link=“ linktarget=“ linkelement=“ icon=’ue871′ font=’entypo-fontello‘]
Bist du in der Lage, eine Maschine für deine Bedürfnisse zu planen, das nötige Material zu beschaffen und es anschließend zusammenzubauen? Lautet eine der Antworten „nein“ wirst du auf eine fertige Maschine zurückgreifen müssen – das treibt den Anschaffungspreis deutlich in die Höhe.
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[av_iconlist_item title=’Geld‘ link=“ linktarget=“ linkelement=“ icon=’ue871′ font=’entypo-fontello‘]
Selbst eine DIY CNC-Maschine ist kein Schnäppchen. Hast du die Finanzmittel, um die Materialrechnungen zu bezahlen? Ist die Maschine es dir wirklich wert? Erstelle nach der Planung eine Liste aller Kosten und entscheide dann.
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Die Entscheidung ist gefällt. Und nun?

Spätestens wenn du die Entscheidung getroffen hast, eine DIY CNC-Maschine zu bauen, wird es Zeit, sich über die Größe und Form des Gerätes Gedanken zu machen. Hierfür gibt es verschiedene Quellen, die du bemühen kannst, um die ersten Ideen zu entwicklen. Ich will an dieser Stelle nur einige wenige Anregungen geben.
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Bist du an diese Stelle des Textes gekommen und du den einen oder anderen oben genannten Link verfolgt hast, sollte dir klar sein, dass das Thema CNC viel Zeit beansprucht und es als eigenes Hobby zu sehen ist. Bei meinen ersten Recherchen zu dem Thema habe ich in einem Forenbeitrag mal gelesen, dass der Erbauer seiner Maschine zwei Jahre für Planung und Realisierung gebraucht hat. Ich musste darüber lächeln. Wie kann man so lange Zeit für den Bau einer vermeintlich einfachen Maschine brauchen? Das war Mitte 2014. Nun ist März 2016 und meine Maschine ist immer noch nicht ganz fertig…

Das Lastenheft

Zurück zu meinem Lastenheft: was wollte (und will) ich mit meiner Maschine alles machen:
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[av_iconlist position=’left‘ font_color=“ custom_title=“ custom_content=“ color=“ custom_bg=“ custom_font=“ custom_border=“]
[av_iconlist_item title=’Verfahrensweg‘ link=“ linktarget=“ linkelement=“ icon=’ue817′ font=’entypo-fontello‘]
Ziel ist es, ganze Unterschranktüren im 60er Maß zu bearbeiten. Daher bekommt die Maschine ein Verfahrensweg von 1000 x 800mm
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[av_iconlist_item title=’Genauigkeit‘ link=“ linktarget=“ linkelement=“ icon=’ue817′ font=’entypo-fontello‘]
Die Ergebnisse sollen so genau wie möglich gearbeitet und reproduzierbar sein. Eine Genauigkeit von 0,03mm/10cm wird angestrebt.
[/av_iconlist_item]
[av_iconlist_item title=’Erweiterbarkeit‘ link=“ linktarget=“ linkelement=“ icon=’ue817′ font=’entypo-fontello‘]
Sicherlich steht zunächst das Fräsen von Werkstücken im Vordergrund. Dennoch sind Erweiterungen wie beispielsweise eine Lasereinheit oder ein 3D-Druckkopf denkbar. Die Konstruktion muss diese Möglichkeiten berücksichtigen.
[/av_iconlist_item]
[av_iconlist_item title=’Standardkomponenten‘ link=“ linktarget=“ linkelement=“ icon=’ue817′ font=’entypo-fontello‘]
Verlässlichkeit und im Bedarfsfall geringe Reparaturkosten sind Pflicht. Beides erreicht man durch die Verwendung von Standardkomponenten in allen Maschinenbereichen, angefangen vom Aluprofil bishin zum Zahnrad.
[/av_iconlist_item]
[av_iconlist_item title=’Werkstoffe‘ link=“ linktarget=“ linkelement=“ icon=’ue817′ font=’entypo-fontello‘]
Als Werkstoffe soll hauptsächlich Holz, aber auch Kunststoffe und Aluminium verarbeitet werden. Die Verarbeitung von Stahl gehört nicht in das Einsatzgebiet von der Maschine.
[/av_iconlist_item]
[av_iconlist_item title=’Mobilität‘ link=“ linktarget=“ linkelement=“ icon=’ue817′ font=’entypo-fontello‘]
Trotz ihres recht hohen Eigengewichtes soll die CNC-Maschine innerhalb des Werkraumes bewegt werden können, um auch längere Werkstücke verarbeiten zu können. Dazu muss der Tisch mit Rollen versehen werden. Zur zusätzlichen Stabilität des Tisches während des Betriebs muss gesorgt werden.
[/av_iconlist_item]
[av_iconlist_item title=’Sonstiges‘ link=“ linktarget=“ linkelement=“ icon=’ue817′ font=’entypo-fontello‘]
Die Auflagefläche soll nach vorn und hinten offen sein, um längere Werkstücke platzieren und verarbeiten zu können.
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[/av_iconlist]

[av_textblock size=“ font_color=“ color=“]
Wie sieht deine Maschine aus? Welche grundlegenden Gedanken hast du dir vor dem Bau gemacht? Ich würde mich über einen Kommentar freuen.
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