Improvisierte CNC Fräse

Materialbeschaffung:
Die meisten Teile sind natürlich aus dem örtlichen Baumarkt. Die Schwerlastdübel sind die Spende eines Kollegen. Für die eingesetzten Schrittmotoren wurden drei ausgediente Labeldrucker (Kennt ihr alle vom Flughafen von den Aufklebern für die Koffer) zerlegt.

Die Teile wurden alle mit der Stichsäge zurechtgeschnitten und einfach verschraubt. Die Mitnehmer sollten zusätzlich verklebt werden um das Spiel zu reduzieren.
Auch wenn das ganze sehr grob und dahingehauen aussieht, habe ich sehr auf Einhaltung von Winkeln und der korrekten Ausrichtung der Achsen geachtet. Die Schubladenauszüge liefen absolut parallel.
Die hochpräzisen Kreisausschnitte in den Motorträgern (Brett mit Loch) wurden freihändig mit dem Dremel erstellt.
Wenn ich mir die Bilder gerade so ansehe Frage ich mich selber wie das alles funktionieren konnte. Ich hätte ja wenigstens eine Bohrung mal entgraten können.

Für die Steuerungselektronik bietet das Internet eine unglaubliche Vielfalt von Möglichkeiten.
Ich habe mir den Bausatz von http://reprap-diy.com/  bestellt und mit Teilen aus der Bastelkiste und von reichelt ergänzt. Zusätzlich zu dem Mainboard, werden noch Leistungstreiber von Pololu benötigt, die als kleine Platinen auf das Mainboard aufgesteckt werden.
Das Mainboard benötigt ein gewöhnliches PC Netzteil zur Spannungsversorgung. Dadurch lassen sich recht günstig die notwendigen Ströme für die Motoren und bei Druckerbetrieb auch für den Extruder (Druckkopf) bereitstellen.
An jeder Achse wird zumindest noch ein Endschalter benötigt, welche ich hier als Gabellichtschranke (prellfrei) ausgeführt habe.

Als Fräsmotor kommt hier mein Dremel zum Einsatz der bei Bedarf einfach per Hand eingeschaltet wird.

Die Mechanik ist aufgebaut. Die Elektronik ist gelötet. Jetzt beginnt der lange und steinige Weg.
Da die Konstruktion auf einem Opensource 3D Drucker Projekt basiert, gibt es viele Möglichkeiten der Ansteuerung.

Man benötigt drei Verschiedene Programme um aus einem virtuellen 3D Projekt einen realen Gegenstand zu erstellen. Dabei ist es fast egal, ob wir nun einen 3D-Drucker oder eine CNC Fräse vor uns haben.

1. Die Firmware:

Auf dem Mainboard befindet sich ein Mikrocontroller wie man sie von den Arduino - Experimentierboards her kennt. Dieser muss noch mit der eigentlichen Steuersoftware (Firmware) für den Drucker geladen werden. Hier stehen dutzende Varianten zur Verfügung. Ich habe für meine Zwecke eine Software namens Teacup eingesetzt.
Das Programm liegt im Quelltext vor und muss natürlich noch auf den eigenen Aufbau angepasst werden. Dazu muss nicht Umprogrammiert werden, sondern Parameter die sagen wir viele Schritte ein Motor machen muss um den Arbeitstisch einen Millimeter zu bewegen. Dies ist abhängig von dem eingesetzten Motortyp, Steigung des Gewindes auf der Achse oder bei einem Riemenantrieb das Übersetzungsverhältnis.
Dann werden noch Einstellung vorgenommen wie Laufrichtung der Achsen, Geschwindigkeiten, ....
Nachdem Laden der Firmware wartet das Mainboard auf Befehle von der:

2. Die Driver Software und 3. Der Slicer (gibt es auch zusammen in einer Software)

... oder auch G-Code Sender. Der Teil Driver Steuerungssoftware schickt in der Maschinensprache G-Code Anweisungen an die Fräse / den Drucker. Zum einen wird hier das "Fräsprogramm" übertragen, das ausgeführt wird und zum anderen können hier manuelle Befehle gesendet werden. Hier gibt es Kommerzielle Software für industrielle CNC Fräsen aber auch wieder schöne Programme aus dem Bereich OpenSource.
Der Softwareteil Slicer erzeugt aus der 3D Zeichnung Stück für Stück die G-Code Anweisungen die an die Fräse geschickt werden müssen um das Objekt zu erzeugen.

Das Thema füllt Unmengen an Fachliteratur und ich möchte hier nur einen kurzen Einblick geben. Wer hier tiefer einsteigen möchte sollte sich folgenden Seiten des Reprap-Projektes ansehen.