DIY-Anleitung – CNC-Malroboter (3-achsig) aus LEGO-Technic und etwas Holz

DIY-Anleitung – CNC-Malroboter (3-achsig) aus LEGO-Technic und etwas Holz

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Letztens bin ich im Internet zufällig über ein paar Bauanleitungen für Selbstbau-CNC-Fräsen gestolpert.

Von der Funktionsweise her fand ich die Maslow-CNC am genialsten. Dieses Teil musst du dir unbedingt mal anschauen:

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Aber irgendwie kann ich noch nicht glauben, dass diese Fräse wirklich genau arbeitet.

Deutlich vertrauensvoller und auf den ersten Blick auch einfacher nachzubauen, erscheint mir da die LowRider2 CNC.

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Das geniale an dieser CNC-Fräse ist, dass die Länge der Arbeitsfläche theoretisch unbegrenzt ist, da diese Fräse im Gegensatz zu den meisten anderen CNC-Fräsen keinen umlaufenden Rahmen besitzt, sondern ein fahrbares Gestell.

Wie ihr euch jetzt denken könnt, steht der Bau einer CNC-Fräse auch noch auf meinem Wunschzettel ;-). Aktuell fehlt mir dafür aber leider die Zeit, der nötige Platz und leider auch die Notwendigkeit (wobei das Auslegungssache ist. Da fällt mir bestimmt noch was ein ;-)).

Da ich die Idee der LowRider2 CNC aber so genial fand, habe ich die Gelegenheit genutzt, anhand dieser Fräse meinem 9-jährigen Sohn das Prinzip einer 3-achsigen CNC-Maschine zu erklären.
 
Hierzu haben wir die LowRider2 CNC als CNC-Malroboter mit LEGO-Technic-Teilen zusammen nachgebaut, das ganze mit der EV3 Programming Software für Windows programmiert und so schlussendlich seinen Namen von dem Malroboter vollautomatisch schreiben lassen.
 
Hier unser Ergebnis:
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Wie lange wir gebraucht haben, weiß ich nicht mehr. Wir haben auf jeden Fall einige Wochen lang immer wieder dran gebaut und den Malroboter immer weiter optimiert, bis er endlich ordentlich funktioniert hat.

Falls ihr ihn selbst nachbauen wollt, haben wir hier für euch einige Infos zusammengestellt. 

Viel Spaß beim Nachbauen!

Und falls ihr noch Fragen habt, schreibt uns einfach – entweder übers Kontaktformular oder per Mail an kontakt@frag-matze.de

MATERIAL

Wir haben für den Bau des CNC-Malrobotors zum einen Teile aus folgenden beiden Lego-Technic-Sets verwendet:

sowie folgende weitere Teile:

    • einen weiteren EV3 Medium Servomotor (45503) *
    • ein weiteres 50cm Kabel
    • vier M-Schrauben 4×25
    • vier M4-Sechskantmuttern
    • ein Holzbrett mit den Maßen 540x100x16mm

Welche Teile wir genau verwendet haben, kannst du auf der Foto-Bauanleitung sehen.

 

Tipp:
Wenn du mit deinem EV3* weitere Roboter selber erfinden möchtest, ist der Geländegängige Kranwagen* die perfekte Ergänzung. Das Set ist eines der größten Lego-Technic-Sets (4057 Teile). Bei eBay* bekommt man dieses Set bei Auktionen häufig gebraucht für rd. 125€. Hier gehts direkt zur eBay-Suche: Lego 42082 Auktionen*

WERKZEUG

Zum Bau des Holzbretts haben wir folgendes Werkzeug verwendet:

    • Stichsäge
    • Akkuschrauber
    • Holzbohrer mit 4mm,  8mm und 10mm
    • Handoberfräse mit Nutfräser 5mm
    • etwas Handschleifpapier mit 120er Körnung

ANLEITUNG

1. CNC-MALROBOTER BAUEN

Der mittlere Motor, der den Stift-Schlitten nach links und rechts bewegt, wird beim EV3-Stein bei A eingesteckt. Die beiden großen Motoren werden bei B und C eingesteckt, der mittlere Motor der den Stift hoch und runter bewegt bei D.

2. CNC-MALROBOTER PROGRAMMIEREN

Zuerst haben wir den Malroboter so programmiert, dass man ihn mit der Infrarot-Fernbedienung steuern konnte. Deshalb ist an dem Roboter auch der Infrarot-Sensor verbaut. Will man den Roboter nur vollautomatisch malen – schreiben – zeichnen lassen, braucht man den nicht.

Unser Ziel war es, dass der Roboter den Namen Felix vollautomatisch schreiben kann.

Hierzu haben wir jeden Buchstaben in 6 Rechtecke aufgeteilt – 3 in der Höhe und 2 in der Breite – sowie jeweils eine Reihe Rechtecke zwischen den Buchstaben eingeplant:

Dann haben wir uns überlegt, wie der Roboter die einzelnen Buchstaben schreiben kann. Für den Buchstaben F sieht das dann so aus:

Im Ergebnis brauchen wir also insgesamt 6 Aktionsblöcke, die wir so bezeichnet haben:

Da die großen Motoren  mit den Rädern etwas Spiel haben, mussten wir für die Richtungsänderungen hoch und runter jeweils einen weiteren Aktionsblock programmieren, der den Motor etwas länger drehen lässt, ansonsten sind die Striche nach einem Richtungswechsel bei der Y-Achse immer etwas kürzer. 100%-ig haben wir es aber nicht hinbekommen.
 
So sahen die Aktionsblöcke nach vielem ausprobieren bei uns schlussendlich aus:
 

-Z (Stift runter):

+Z (Stift hoch):

-Y (hoch mit Änderung):

-Y (hoch ohne Änderung):

+Y (runter mit Änderung):

+Y (runter ohne Änderung):

-X (links):

+X (rechts):

Zum Schreiben der Buchstaben muss man dann die 8 Aktionsblöcke nur noch in der richtigen Reihenfolge kombinieren.
 
Beim Buchstaben F sieht das so aus:
    • -Z (Stift runter)
    • +X (rechts)
    • +X (rechts)
    • +Y (runter ohne Änderung)
    • -Y (hoch mit Änderung)
    • +X (rechts)
    • -Y (runter mit Änderung)
    • -Y (runter ohne Änderung)
    • +Z (Stift hoch)
    • -Y (runter ohne Änderung)
    • -X (links)
    • -X (links)
    • -X (links)

Und nach diesem Prinzip kann man alle weiteren Buchstaben zusammensetzen.

Nur beim X und anderen Buchstaben mit diagonalen Strichen wird es etwas schwieriger. Aber auch das geht.

Probiert es einfach aus.

Viel Spaß dabei!

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Ich freue mich darauf von dir zu hören!

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