PC-Mill


PC Mill ist eine Neuentwicklung meiner älteren CNC-Maschine. Während die alte Maschine per umfunktioniertem PC-Druckerport gesteuert wurde und dabei Windows98 benötigte, habe ich die neue Version mit einem Arduino ausgerüstet, um so einfach per USB-Schnittstelle mit jedem PC arbeiten zu können. Auf der PC-Seite verwende ich processing (http://processing.org) um einfach zu einer grafischen Darstellung der Fräskontur zu kommen.

Bild "PCMill_Ueberblick.jpg"  

Bei dieser Gelegenheit habe ich die Mechanik so verstärkt, dass ein (recht schwerer) Kress-Fräsmotor eingesetzt werden kann. Die Y-Achse verfährt den Motor. Hierzu habe ich Linearkugellager auf 16mm Wellen verwendet.

Bild "PCMill_Fraeser.jpg"

Die Hardware


Heute ist es kein Problem, eine Steuerung für drei Schrittmotor-Achsen für weniger als 100 Euro zu erstehen. Da mein Projekt aber über ein paar Feiertage lief, beschloss ich, die Teile zu verwenden, die meine Bastelkiste her gab. 12 BUZ11 MOS-FET Transistoren reichten gerade aus, um die 3x4 Wicklungen der drei unipolaren Schrittmotoren anzusteuern.

Bild "PCMill_Steuerung.jpg"

Das Gehäuse besteht in der Unterkonstruktion aus Holz, der Blechdeckel entstammt einem Videorekorder.
Ein Lochblech aus Aluminium bildet die Rückwand und sorgt dafür, dass die Elektronik gelüftet wird.

Bild "PCMill_SteuerungHinten.jpg"

Ein Schaltnetzteil versorgt die Motorwicklungen mit 5V und das Relais mit 12V. Der Kühlkörper entstammt einer Endstufe für Autoradios.

Bild "PCMill_SteuerungOffen.jpg"

Der Arduino wird über die USB-Schnittstelle vom PC versorgt und ist nur auf der Ground-Seite mit der Leistungselektronik verbunden.
Es werden alle IO Pins des Arduino-Uno verwendet:
12 für die Schrittmotoren
1 für das Relais, mit dem der Fräsmotor ein- bzw. ausgeschaltet wird.
5 für Endschalter (derzeit werden aber nur zwei davon verwendet)

Bild "PCMill_Stepperdriver.png"

Da die PC Software weiß, wie groß der Fräsbereich ist, habe ich zunächst mal auf Endschalter an der maximalen X- bzw. Y-Position verzichtet. Sie werden nur gebraucht, um automatisch zurück zum Nullpunkt zu fahren. Der Nullpunkt der Z-Achse wird manuell angefahren, da hierzu der Fräser auf die Werkstückoberfläche gefahren werden muss. Diese Position hängt davon ab, welcher Fräser verwendet wird und wie er eingespannt ist.
Das Relais schaltet die Steckdose an der Frontseite der Steuerung und schaltet so vor und nach dem Fräsen den Fräsmotor.

Bild "PCMill_Relais.png"

Als Endschalter habe ich Mikroschalter mit Wippe verwendet, die auch aus dem alten Videorekorder stammen.

Bild "PCMill_X-Endschalter.jpg"  Bild "PCMill_Y-Endschalter.jpg"

Die Software

Die Software lehnt sich sehr an der Styroporschneidemaschine an (PC Hotwire). Hier ist es allerdings deutlich einfacher, weil nur aus einer Datei gelesen werden muss und nur zwei statt vier Schrittmotoren gleichzeitig laufen.

Download Version 0.9

PCMill1.0-Download.zip

Download Version 0.9

PCMill0.9-Download.zip
Grundfunktionalität ist implementiert und getestet.