Neuer Steuerungskasten mit Estlcam-Steuerung, Schrittmotoren und 2,2 kW China-Spindel

Vor etwa drei Jahren habe ich meine CNC komplett selbst aufgebaut. Und wie das nun mal so ist, habe ich über die drei Jahre viel dazugelernt. Mit meinem jetzigen Wissen sehe ich viele Schwachstellen, insbesondere im Steuerungskasten. Diese Schwachstellen möchte ich in diesem Beitrag angehen und meinen Steuerungskasten komplett neu aufbauen.

Natürlich gibt es wieder ein Youtube-Video auf meinen Kanal.

Die Elemente zur Steuerung einer CNC sind grundsätzlich gleich. Das Gehirn des Schaltschranks bildet ein Arduino Nano, der über USB seine Signale/G-Code von einem Rechner erhält. In meinem Fall läuft auf dem Rechner Estlcam. Die Signale werden dann mithilfe eines Interface-Boards an die einzelnen Endstufen weitergeleitet. Ähnlich einer Stereoanlage verstärken die Endstufen die Signale des Interface-Boards/Arduino. Damit die Endstufen genügend Energie haben, benötigen sie ein eigenes Netzteil. In meinem Fall benötigen die Endstufen ein 48V-Netzteil, um die NEMA 23 Schrittmotoren zu betreiben. Je nach Anzahl der Schrittmotoren benötigt man pro Schrittmotor eine Endstufe. Da ich je Achse nur einen Schrittmotor verbaut habe, benötige ich drei Endstufen.

Theoretisch könnte man jetzt die Kabel direkt von den Endstufen zu den Motoren führen. Dies würde problemlos funktionieren. Jedoch birgt das feste Verdrahten viele Nachteile, die vor allem bei Wartungsarbeiten oder dem Transport der CNC zu Problemen führen. Ich kann hier nur empfehlen, Stecker einzubauen, die es ermöglichen, den Steuerungskasten von der eigentlichen CNC zu trennen.

Mithilfe der Endstufen, Schrittmotoren und so weiter können wir die einzelnen Achsen bewegen, jedoch möchten wir auch Material fräsen. Hierzu benötigen wir eine Spindel mit Spannfutter. In das Spannfutter können wir unterschiedliche Fräser einspannen. Ich habe mich für eine 2,2 kW Spindel mit Frequenzumrichter entschieden. Der Frequenzumrichter sorgt dafür, dass ich die Drehzahl der Spindel frei einstellen kann. Der Frequenzumrichter wird mit einer kleinen Fernbedienung geliefert, über die der Frequenzumrichter eingestellt werden kann. Man könnte also die Spindel nur über die Fernbedienung steuern. Jedoch bieten die Anschlüsse auch die Möglichkeit, dass der Frequenzumrichter über die Software gesteuert werden kann. Entsprechende Anschlüsse befinden sich auch am Interface-Board.

Zum besseren Verständnis habe ich einen Schaltplan erstellt. Ihr könnt den Schaltplan hier herunterladen.

Nachfolgend habe ich ein paar Komponenten verlinkt.

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