An den Wochenenden 31.10.- 01.11. und 07.11. - 08.11.2015 findet in der Kölner DingFabrik der 4.te Workshop zum Bau einer CNC-Fräse statt.
Die CNC14-Fräse ist eine Erweiterung und Anpassung der c´t Hacks Sperrholz-CNC-Fräse, die in den Artikeln "CNC-Sperrholz-Fräse " und "GRBL-Jogger " in der Printausgabe der c´t Hacks (jetzt Make) veröffentlicht wurde.
Unsere Abweichungen zur Urfassung der Fräse wurden bereits in der ersten Planung festgelegt: Die CNC14-Fräse sollte einen deutlich größeren Arbeitsraum bereitstellen und über zusätzliche Module erweiterbar sein. Die Elektronik wurde vereinfacht und auf die Original-GRBL-Distribution angepasst, so, daß spätere Updates der Steuerungssoftware ohne Programmieraufwand möglich sind.
In der aktuellen Fassung der CNC14-Fräse, deren Bau im Workshop begleitet wird, sind folgende Leistungen möglich:
Größerer Arbeitsraum
Der Arbeitsraum beträgt ca. y 1200mm - x 660mm - z 65mm. Die Höhe eines Werkstücks kann bis zu 200mm betragen.
Elektronik
Die Elektronik basiert auf drei Einheiten: Einem Arduino Uno (5V), einer Motoren-Steuerkarte (24V) und einer Stromversorgung. Löten ist nur in geringem Maß notwendig.
GRBL 0.9
In der Original-Fräse aus der Hacks wird in einem zweiten Artikel der Aufbau einer Steuerung beschrieben, die um ein JogPad und einen Kontrollmonitor erweitert wird. Die Steuerungsplatine dazu muss aus Einzelteilen gelötet werden. Um diese Funktionen ansprechen zu können, wurde GRBL um eine Reihe von Software-Routinen erweitert. Durch diese Erweiterungen wird aus dem Original-GRBL ein Tweak. Die Idee ist zwar toll, aber schon das nächste Update (es gab - Stand August 2015 - bereits drei GRBL-Updates) kann nicht mehr verwendet werden. Wir haben uns deshalb entschlossen, GRBL in der Originalversion einzusetzen und auf die Version zu warten, die eine manuelle Steuerung bereits integriert hat (soll ab V1 möglich sein).
TinyG-fähig
TinyG ist eine erweiterte Variante von GRBL, die eine eigene Hardware-Platine ansteuert. Tester und Anwender zeigen auf YouTube, wie elegant und schnell die Fräse fahren kann, wenn man Optimierungen an der Steuerung vornimmt. Wir sehen in TinyG eine sehr interessante Alternative zu GRBL-Steuerungen und stehen in der Testphase.
fräsbares Material
Bislang wurden mit der CNC14-Fräse Hartholz, Sperr- und Schichtholz, Aluminium, Messing, Plexiglas, Dibond-Platten und Styrodur in 2D, 2.5D und 3D gefräst. Auch Hartmetalle wurden getestet, jedoch bislang ohne guten Erfolg.
Der Workshop
Bauteile
Die Bauteile werden vom Workshopleiter besorgt und so weit vorbereitet, dass der manuelle Aufbau möglichst wenig Zeit in Anspruch nimmt. Das Ziel ist, mehr Zeit für Erläuterungen zum Verständnis des Fräsenfunktionen aufzubringen. Dieses neue Wissen hilft sehr, die Fräse später eigenständig nach eigenen Wünschen zu erweitern. Bitte haben Sie Verständnis, dass im Workshop nur Teile verwendet werden, die ausgiebig im Zusammenspiel aller Komponenten getestet wurden.
Aktuell verwenden wir eine Frässpindel von Kress, deren Drehzahl einfach einstellbar ist und die einen ausreichend breiten Drehzahlbereich hat. Sie ist allerdings deutlich hörbar und kann nicht elektronisch gesteuert werden. Für Anfänger ist sie jedoch ein sehr gutes Einstiegsmodell. Der Grund, weshalb die Teilnehmer die Spindel selbst kaufen müssen, liegt in der Gewährleistung und der Garantie. Alle weiteren Daten zur Kress-Spindel und deren Alternativen gibt es im Workshop.
Software
Um möglichst allen CNC-Begeisterten den Spaß an der Fräse zu ermöglichen, verwenden wir kostenfreie Open Source Programme.
Ablauf des Workshops:
Aufbau der Fräsenkonstruktion aus Multiplex
Verbindung der Aufbauten über Linearführungen, Linearlager, Motoren, Zahnräder und Antriebsriemen
Anschluss der Fräsensteuerung auf Basis eines Arduino, einer Steuerungskarte und einer externen Stromquelle mit den Steppermotoren
Justierung der Steuerung und erster Testlauf
Einführung in die Steuerung per Software und Erstellung eines kleinen Fräsmodels
Workshopleitung:
Workshopleiterin Birgit Hellendahl (Hell) hat bereits zwei eigene Fräsen im Einsatz und mittlerweile den Bau von acht weiteren Fräsen begleitet.
Co-Builder
Co-Builder nennen wir die Teilnehmer/innen, die beim Aufbau einer CNC-Fräse mit anpacken, zuschauen, lernen wie eine Fräse geplant und gebaut wird. Ein neues Konzept, aus unserer Sicht ein gutes Konzept für Schüler und Studenten, Auszubildende und Rentner. Auch wenn der Bau einer cnc14-Fräse relativ günstig ist, verfügt nicht jeder CNC-Interessierte über die Mittel, sich gleich eine Fräse zu bauen und mit nach Hause zu nehmen.
Vorkenntnisse
Ein grundlegendes Verständnis für handwerkliches Arbeiten mit Schraubendrehern wird vorausgesetzt. Kenntnisse über Elektronik sind nicht notwendig und Löten lernt man in wenigen Minuten.
Anzahl der Teilnehmerplätze
Mindestens 2 Teilnehmer, maximal 4 Teilnehmer pro Workshop plus Co-Builder
Anmeldung
Anmeldungen können ab sofort per Mail an hell@cnc14.de gereicht werden.
Infotag
Am Samstag, 17. Oktober 2015, 12:00 Uhr, findet eine Info-Veranstaltung zum Fräsenbau-Workshop 4 in der DingFabrik statt.
Links:
Die Make berichtet - Betreuter CNC-Sperrholz-Fräsen-Bau in Köln
CNC-Sperrholz-Fräse - die UrVersion
Artikel GRBL-Jogger
Kölner DingFabrik
