As I announced in my previous post I am currently working to build my own CNC machine. For those of you who are completely new to this topic I would like to give you a small overview so you can get an idea:
What does CNC mean?
CNC stands for Computer Numerical Control.
Cool, but what can you do with it?
Machines that are computer numerical controlled can manufacture highly precise complex parts much faster and more accurate than manual operated machines. The most common refereed type of a CNC machine would be the mill or lathe. But also 3D printer and laser cutter/engraver are controlled in a similar way.
How does this work?
To give you an idea here is a normal mill where you can control the X, Y and Z axes by hand. The Problem is that you can´t do accurate curves or more complicated shapes by hand without relocating the part or even additional tools. But all that you can do easily if the PC takes control. Therefor you need basically stepper motors (one for each axes) and a microcontroller like the Arduino.
How does the machine know what I want?
First you need do draw a 3D model of your part with a CAD (Computer Aided Design) software such as Inventor, Solid Works or Catia. When you are satisfied, import the file in a CAM (Computer Aided Manufacturing) program to generate the G-Code. This code basically defines all parameters the CNC machine is capable to control during the manufacturing process, most importantly the toolpath which creates the desired shape of your part. The final step would be to feed the machine's controller with this information so you can hit the start button and lean back. (…not guaranteed)
What is the motivation to build your own CNC machine ?
It is not as much for owning a CNC machine as it is for the challenge itself to see if I can handle it. For me personally it is simply the joy of creating something by myself. Moreover, small projects like this are a great way for learning new things and improve your problem solving skills immensely.
Wie ich in meinem vorherigen Beitrag angekündigt habe, bin ich dabei, mir eine CNC Fräsmaschine zu bauen. Für jene, die nicht genau wissen worum es da geht, möchte ich einen kleinen Überblick geben.
Was bedeutet CNC?
CNC bedeutet Computer Numerical Control, also mit dem PC numerisch gesteuert.
Fein, aber was kann man damit machen?
Computer numerisch gesteuerte Maschinen können sehr komplexe Bauteile mit hoher Präzision herstellen. Die bekanntesten CNC Maschinen sind sicherlich die Fräse und die Drehbank. Aber auch 3D Drucker und Laserschneide-/Gravier-Geräte sind sehr ähnlich gesteuert.
Wie funktioniert das?
Um euch ein Bild zu geben, zeige ich hier eine Darstellung von einer gewöhnlichen Fräse. Das Problem ist, dass man per Hand schwer oder gar nicht komplexere Formen erstellen kann ohne das Teil umspannen zu müssen oder Zusatzwerkzeuge zur Hilfe zu nehmen. Jedoch hat man dieses Problem nicht, wenn man den Computer die Achsen steuern lässt. Dafür werden Schrittmotoren (für jede Achse mindestens einen) und ein Mikrocontroller benötigt.
Wie weiss die Maschine, was ich möchte?
Zuerst muss ein 3D Modell mit einem CAD (Computer Aided Design )Programm wie Inventor, Solid Works oder Catia gezeichnet werden. Danach wird die Datei des Modells in ein CAM (Computer Aided Manufacturing) Programm geladen um einen G-Code zu generieren. Dieser Code definiert im Grunde alle Parameter, welche die Maschine steuern kann. Am allerwichtigsten ist der Pfad des Fräsers, mit dem das Material abgetragen wird. Der letzte Schritt ist es nun, den Mikrocontroller der Maschine mit diesen Informationen zu speisen. Danach legt diese mit der Bearbeitung los und man kann sich enspannt zurücklehnen.
(... nicht immer)
Was ist die Motivation eine solche Maschine selbst zu bauen?
Mir persönlich geht es nicht darum, eine CNC Fräse zu besitzen, sondern vielmehr um die Freude und Herausforderung, die mir ein solches Projekt bietet. Außerdem lernt man dabei sehr viel Neues und verbessert dabei seine Problemlösungsfähigkeiten.