Die CNC-Fräse soll nun einen Laser bekommen, Teil 5, Laser montieren

Der Sinn der ganzen Aktion war es ja, den Laser an die CNC-Fräse zu bekommen. Jetzt ist es soweit …

Mittlerweile hat sich Einiges getan. Der Umbau ist jetzt eigentlich schon seit ein paar Tagen erledigt und die ersten Lasererfahrungen liegen auch schon vor. Wer meinen Instagramaccount beobachtet, hat ja schon die Ergebnisse gesehen. Interessant: Während ich Anfangs dachte, dass ich auf Instagram höchstens Ergänzungen poste nachdem ich hier die Artikel im Blog geschrieben habe, hat sich das Blatt schon gewandelt. Es ist einfach bequem mal eben ein Bild zu machen und dann gleich mit einer kleinen Erläuterung zu posten. Aus Aktuallitätsgründen kann ich meinen Instagramaccount also nur empfehlen.

Sicher fällt auch der neue Stil dieses Beitrags auf. Das neue Update von WordPress enthielt auch den Gutenberg-Editor. … und der produziert diese neuen Seiten.

Zurück zum eigentlichen Thema zurück:

Die Aufnahme für den Laser habe ich nicht gedruckt sondern mit zwei Aluprofilen realisiert. Das bot sich einfach als unkomplizierte Lösung an. Zudem verspreche ich mir eine gewisse Schutzfunktion für das Lasermodul und zuletzt noch die Möglichkeit eine Art Sichtschutz anzubringen um die Sicherheit zu erhöhen. 

Lasermodul mit Aufnahmebohrungen

An der Maschine sieht es dann so aus:

Lasermodul an der CNC-Minifräse

In den Bildern ist der größere Arbeitsaufwand dann auch schon zu sehen. Natürlich musste die Verkabelung auch angepasst werden. Was nützt es, wenn ich Arbeitmodule für Spindel und Laser habe, aber die Verkabelung beispielsweise mit Lüsterklemmen erfolgt. Also habe ich Steckerverbinder herausgekramt. Die Vor-USB-Generation wird erkennen, dass es Stecker für die alte breite serielle Schnittstelle sind.

Der Laser hat eine Betriebsspannung von 12Volt. Die Spindel hat aber 24Volt, wie schon in den früheren Beiträgen erläutert. Ich habe mich entschieden keinen Wandler von 24Volt auf 12Volt einzubauen, sondern ein eigenständiges Netzteil. Das war auch günstig und schnell im Elektronikhandel (Pollin) zu bekommen. Zwei Netzteile und eine Steuerelektronik müssen aber eine gemeinsame Masse haben, denn sonst funktioniert beispielsweise die TTL-Steuerung des Lasermoduls nicht. Die TTL-Steuerung kommt nämlich vom CNC-Shield auf dem Arduino UNO und der wird mit 24Volt betrieben.

neues 12Volt-Netzteil im Elektronikkasten
die Anschlussreihe am 12Volt-Netzteil

Der Einbau setzte leider ein teilweises Zerlegen des Elektronikkastens voraus. Genauer gesagt: Ich habe den Boden weggeschraubt. An dem sind aber alle anderen Teile befestigt. Im Bild oben sieht man das 12Volt-Netzteil unter dem großen 24V-Netzteil. Der Laser hat nur max. 15Watt, – es reicht also ein kleines Netzteil. Die fünf sichtbaren Anschlüsse sind schnell erklärt: braun 2 x Netzspannung, weiß Erde, Masse (schwarz vom 24Volt-Netzteil und blau herausführend) und rot Plus 12Volt. 

die Bedrahtung des Frontanschlusses

Die beiden vorderen Anschlüsse rechts und links sind die 12Volt-Leitungen. Hinten führen die beiden äußeren Anschlüsse die geregelten 24Volt für die Spindel. In der vorderen Reihe ist noch ein grüner und ein gelber Draht angeschlossen. Das sind die TTL-Leitungen vom CNC-Shield zum Steueranschluss des Lasermoduls.

TTL-Steuerleitung auf dem CNC-Shield
TTL-Steuerleitung auf dem CNC-Shield

Die TTL-Leitungen werden an die Anschlüsse für den Endstop Z+ angeschlossen. Aber Vorsicht: Das gilt nur bis CNC-Shield Vers. 3. In höheren Versionen wurde das anders verdrahtet. Parallel zum Anschluss muss laut diverser Fundstellen im Internet ein 1k-Widerstand gelegt werden. Ich habe das zwar auch gemacht, frage mich aber, ob das wirklich Sinn macht. Es soll ja sicherlich ein Pulldown-Widerstand sein. Der betreffende PWM-Anschluss auf dem Arduino braucht das anscheinend. Den Widerstand sieht man im Bild übrigens deshalb nicht, weil ich ihn zum Zeitpunkt des Fotos noch vergessen hatte 🙂

Bei den TTL-Leitungen soll darauf geachtet werden, dass Masse und Plus vom CNC-Shield biszum Lasermodul genau richtig zugeordnet sind. Die schwarze Leiste auf dem CNC-Shield ist Masse.

Spindel mit Steckanschluss
24Volt-Anschluss an der Spindel

Die Spindel braucht nur die geregelte 24Volt-Leitung.

Steckverbinder am Lasermodul

Der Anschluss am Lasermodul benötigt hingegen 12Volt und die beiden TTL-Leitungen.

Stecker an CNC-Minifrase

Selbstverständlich muss die neue Verkabelung auch über die CNC-Minifräse laufen. Das heißt zum Einen, dass der ursprüngliche Anschlussstecker erweitert werden muss und zum Anderen, dass am beweglichen Kopf, wo die Spindel oder das Lasermodul angebaut werden, eine Anschlussbuchse erstellt werden muss. Kleine Nebenarbeit: Einziehen der 4 neuen Leitungen in die beiden Energieketten für die x- und die y-Achse. Dabei muss auf Gängigkeit geachtet werden und dass genügend Spiel für die vollen Fahrwege vorhanden ist.

Anschluss der Spindel an die Maschine
Anschluss des Lasermoduls an die Maschine
Steckverbindung mit Gehäusen

Nachdem alles verdrahtet wurde und nochmal gründlich kontrolliert wurde, habe ich die Steckergehäuse angebracht und das Gehäuse des Elektronikkastens auch wieder geschlossen. 

Das Ganze hat jetzt noch einen Schönheitsfehler, den ich bei nächster Gelegenheit korrigieren will: Bisher ist keine einzige Leitung mit einer Sicherung versehen! Dafür werde ich mir noch Sicherungshalter besorgen und dann in den Elektronikkasten einbauen.

Der Umbau der Minifräse auf eine gewisse Modulfähigkeit ist damit abgeschlossen. Relativ schnell kann zwischen Laser und Spindel gewechselt werden.

Für den Fall des Nachbaus möchte ich nochmal eindringlich auf das Thema elektrische Sicherheit hinweisen. Es gibt hier genügend Stellen, die bei fehlender Sachkenntnis zu ernsthaften Gesundheitsschäden führen können. Nur Nachmachen, wenn Du weißt, was Du da tust !!

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