Eine voll funktionsfähige CNC-Maschine mit Arduino Nano R3 bauen

Komponenten und Materialien

Über das Projekt

In diesem Projekt bauen wir aus ausgedienten CD-ROM-Laufwerken eine komplett funktionsfähige CNC-Maschine, die von einem Arduino (hier ein Nano R3) gesteuert wird und G-Code ausführt. Die Mechanik der drei Laufwerke bildet die X-, Y- und Z-Achse. Die Ansteuerung erfolgt über drei Schrittmotortreiber (EasyDriver/A4988), die vom Arduino angesteuert werden.

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Benötigte Software

• XLoader – zum Hochladen der HEX-Datei auf den Arduino
• Universal G-Code Sender – zum Senden von G-Code an die Maschine
• Inkscape – zum Erstellen von Vektorgrafiken
• MakerCAM – zum Generieren von G-Code aus SVG-Dateien

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Mechanischer Aufbau: Montieren Sie die drei CD-ROM-Laufwerke so, dass sie sich gegenseitig senkrecht stehen und die drei Achsen (X, Y, Z) bilden. Nutzen Sie Distanzstücke und Schrauben für eine stabile Ausrichtung.
2. Verkabelung: Verbinden Sie die Schrittmotoren der Laufwerke mit den Treiberplatinen (EasyDriver/A4988) und diese gemäß dem Schaltplan mit dem Arduino Nano. Achten Sie auf die korrekte Pin-Belegung (Step, Dir, Enable) und die gemeinsame Masse.
3. Firmware aufspielen: Laden Sie die bereitgestellte GRBL-HEX-Datei mit XLoader auf den Arduino Nano. Die Datei finden Sie hier.
4. Universal G-Code Sender einrichten: Öffnen Sie das Programm, verbinden Sie den Arduino über USB und wählen Sie den richtigen COM-Port und Baudrate (115200).
5. GRBL-Konfiguration: Gehen Sie zu Settings → Firmware Settings → GRBL. Tragen Sie die Schrittweiten (Steps/mm) für X, Y und Z ein. Diese Werte hängen von Ihrer Mechanik ab (Gewindesteigung, Mikroschritte).
6. G-Code laden und starten: Öffnen Sie eine G-Code-Datei (z. B. aus Inkscape/MakerCAM) und senden Sie sie an den Arduino. Die CNC-Maschine beginnt sofort mit der Bearbeitung.

Schaltplan

Der Schaltplan zeigt die Verbindungen zwischen Arduino, Treibern, Motoren und Stromversorgung. Achten Sie besonders auf die Spannungsversorgung der Treiber (VMOT) und die gemeinsame GND-Verbindung.

Tipps & Hinweise

• Testen Sie jede Achse einzeln, bevor Sie komplexe G-Code-Dateien senden.
• Justieren Sie die Strombegrenzung der Treiber (Potentiometer), um Überhitzung zu vermeiden.
• Für präzisere Ergebnisse kalibrieren Sie die Steps/mm-Werte mit einem Lineal oder Messschieber.
• Die Maschine eignet sich für leichte Fräsarbeiten (Holz, Kunststoff, weiche Metalle) sowie als Plotter oder Laser-Gravur (mit entsprechender Modifikation).