Universal CNC Maschine

Die kleine Universal CNC
plotten, gravieren und lasern... 3D Druck

28.10.2017

sorry, wir zeigen keine Gesichter und schützen die Privatsphäre !

Diese Universal CNC Maschine eignet sich hervorragend, um Jugendliche in die 3D Technik auszubilden. Die Basiskonstruktion ist ein SmartRap mini 3D Drucker. Als Steuerung verwenden wir ein Arduino CNC Shield, was halb so teuer, wie eine 3D Drucker- Steuerung (Ramp 1.4) ist. Somit können wir die Maschine für unter 100,- € bauen.

Bevor wir mit der eigentlichen Montage beginnen, bauen wir auf einem Fischertechnik Experiment Kasten ein Motoren - Testfeld auf. Hier werden die Motoren der X,Y,Z - Achsen angeschlossen und angesteuert. Hier lernt jeder, wie er CNC Programme installiert, die Firmware von CNC Shield "flasht" und die Achsen über den GRBL Code bewegt, ohne die eigentliche Maschine zu schrotten.

Bei jedem 3D Projekt erwerben die Jugendliche Fähigkeiten im Metallbau, Elektrik, Elektronik und Programmierung. Der Technik Trainer steht nur beratend zur Seite.

Wenn alle mechanischen Bauteile auf einer Grundplatte montiert sind, geht es an die Verdrahtung. Die Kids lernen schon früh Elektro- Pläne und Schaltungen zu lesen. Oft nehmen sie YouTube Tutorials zur Hand, die die Open Source und Maker Szene zur Verfügung stellt.

Die Kids konstruieren eigenständig Bauteile für die jeweiligen Maschinen. TinkerCad.com ist ein kostenloses Online CAD Programm und einfach in der Anwendung zu bedienen.

So entsteht ein eigenes Schaltpult für die verschiedenen Werkzeuge (Laser, Plotter, Hot Pen)

Details zur Maschine:

In der Grundausstattung besitzt die Maschine einen Werkzeugwechsler, damit sehr schnell verschiedene Anwendungen geschaltet und programmiert werden können.

In der Wechselstation sind die Werkzeuge anschlussfertig angeordnet. Laser und Lüfter bilden eine Einheit.

Für die Plotter Funktion haben wir uns eine Halterung mit Federung konstruiert.

Die Maschine ist nun vorbereitet und die Kalibrierung kann starten.

Für die Kalibrierung verwenden wir einfaches Papier. Jedes Kästchen ist 5 mm lang und 5 mm hoch und wir können sehr leicht die real gefahrene Strecke ablesen. Somit können die Motoren in der Firmware "configuration.h" eingestellt werden.

Ein Objekt erstellen und als CNC Datei umwandeln:

In dem Vektorprogramm "Inkscape" wurde ein Schriftzug in eine *.svg Datei umgewandelt und als CNC Datei umgewandelt.

Komplexe Dateien werden von uns am PC simuliert.

The hot Pen:

Die "heiße" Nadel ist eine Anwendung innerhalb der Maker Szene, die damit Flip Flops erstellen oder schöne Dinge aus wiederverwertbaren Kunststoff.  / Schaumstoffe. 

 

Fazit:

Das Projekt war ein voller Erfolg. Technik Trainer und der Jugendliche haben viele neue Erkenntnisse gewonnen. Die Universal CNC Maschine war eine große Herausforderung, weil wir viele Funktionseinheiten miteinander kombiniert haben. Sie kann mit wenig Aufwand in einen 3D Drucker umgebaut werden.

Als Beispiel führen wir die heiße Nadel. Wir haben natürlich den Schmelzpunkt von Styropor falsch berechnet und hätten der Schmelzpunkt als "Werkzeugdurchmesser" im CNC Programm unter den Werkzeugen eintragen müssen. So lernt man Schritt für Schritt neue Anwendungen und Fachwissen hinzu.

Man kann stolz sein !

Technik Trainer Michael