Ansteuerungsbox für CNC-Maschinen

Vollständig zusammengebaute Box

Autor: Phillip Blunck
Betreuer: Prof. Dr.-Ing Mirek Göbel
Hauptseite: Studentische Arbeiten

Thema

Thema dieser Projektarbeit ist die Entwicklung und der Bau einer Ansteuerungseinheit "3D-CNC-BOX" für CNC-Maschinen wie einer 4-Achs-Fräse oder einem 3D-Drucker.

Ziel

Die Ansteuerungseinheit soll für die CNC-Fräsmaschine von Prof. Göbel und dem 3D-Drucker "GermanRepRap-X400" eingesetzt werden. Ziel ist der schnelle Wechsel zwischen den Maschinen und eine Steuerung für die geplante Umrüstung der Hochschul CNC-Maschine.

Aufgabenstellung

Als Projektrahmen wurden folgende Aufgaben gestellt:

1. Recherche
   1. Existierende Möglichkeiten
   2. Existierende Konfigurationen
2. Entwicklung
3. Beschaffung der Komponenten
4. Zusammenbau und Inbetriebnahme
5. Dokumentation
6. Erstellen eines Wikiartikels

Lösung der Aufgabenstellung

Dimetrische Ansicht der 3D-CNC-BOX (CAD Entwurf)

Einführung

Als Hauptansteurerungseinheit für 3D-Drucker wurde das Controllerboard "PiBot" ausgewählt, da es folgende Vorteile bietet:

• modulare Komponenten (Schrittmotortreiber, Sensoren)
• Schrittmotortreiber bis 2.4 A Phasenstrom
• Autolevelingsensor
• Open-Source-Software
• Unterstützung von 2 Extruder

Für die CNC-Fräse wurde als Lösung "LinuxCNC" verwendet, da keine weitere Open-Source-Software für den Betrieb von 4-Achsen existiert. Demnach wurde eine parallele Schnittstelle verbaut, welche mit dem LinuxCNC-PC verbunden wurde. Die parallele Schnittstelle wurde außerdem mit den Schrittmotortreiber verbunden, sodass die geforderten Achsen angesteuert werden können.

Alle Komponenten wurden in einem selbstentwickelten Acrylglasgehäuse verbaut.

Funktion

Die 3D-CNC-BOX kann für den Einsatz von 3D-Druckern oder 4-Achs-CNC-Fräsen eingesetzt werden. Alle Komponenten werden mit Hilfe von Steckverbindern an die Box angeschlossen, sodass ein schneller Wechsel der Maschinen möglich ist.

Ansteuerung über LinuxCNC

Pin-Belegung des Sub-D-25-Steckers

Sub-D-25-Buchse