Endlich ist es soweit.

Der neue Schaltschrank für die CNC ist aufgebaut.

Die CNC-Maschine selber ist vermessen, gerichtet und einsatzbereit.

Die neue Spindel ist montiert.

Die Leitungen für die Spindelkühlung wurden neu gezogen.

Die neuen Kabel zu den Motoren wurden konfektioniert.

Mach4 wurde eingerichtet.

Ein kleines CNC-Script ist fertig und geladen.

Die lokalen Koordinaten X-, Y- und Z-Koordinaten sind gesetzt.

Es ist wie beim ersten Mal. Aufgeregt und mit leicht schwitzigen Händen ruht meine Hand auf der Maus und das einzige, was ich nun nur noch machen muss, ist, auf START zu klicken. Eigentlich kein großes Ding, denn die CNC-Maschine hat schon mehrfach gezeigt, dass sie funktioniert. Alle manuellen Tests, angefangen beim Test des Not-Aus bis hin zur Bewegung der Achsen sind getestet. Aber dennoch. Aufgeregt bin ich dennoch. Gleich pflügt der eingespannte Fräser durchs Material.

Mit einer Hand auf dem Not-Aus-Knopf klicke ich auf START. Dann gehts los. Die Spindel beschleunigt auf 20000 U/min und bewegt sich in Richtung Zielgebiet. Langsam senkt sich der Fräser in Richtung Material. Immer wieder bin ich davon begeistert, wie leise die wassergekühlte Spindel im Leerlauf dreht. Der fräsen taucht ein und die CNC-Maschine beginnt ihren Tanz. Alles läuft problemlos. Als sich die Spindel am Ende des Programms abschaltet und sich wieder in Richtung Ausgangsposition fährt bin ich restlos begeistert. Im Nachhinein stellt sich heraus, dass die Maßhaltigkeit sehr gut ist. Ich bin glücklich und denke bereits an die Vielzahl der kommenden Projekte.

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.

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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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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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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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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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[av_icon_box position=’left‘ boxed=“ icon=’ue82c‘ font=’entypo-fontello‘ title=’CNC-Discount‘ link=’manually,http://www.cnc-discount.de‘ linktarget=’_blank‘ linkelement=“ font_color=“ custom_title=’#ffffff‘ custom_content=“ color=’custom‘ custom_bg=“ custom_font=“ custom_border=“]

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_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
[/av_iconlist_item]
[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.
[/av_iconlist_item]
[/av_iconlist]

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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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