Building the Rat Rig Stronghold Pro CNC at WERK

Projektbeschreibung

WERK e.V. in Bremerhaven ist ein offenes Kreativprojekt und Makerspace. Hier treffen Menschen mit unterschiedlichen Hintergründen zusammen, um Ideen auszuprobieren, Prototypen zu bauen und voneinander zu lernen. Damit Mitglieder künftig größere Holzprojekte, Möbel, Schilder oder kreative Einzelstücke fertigen können, sollte eine professionelle CNC-Fräse aufgebaut werden.

Die Wahl fiel auf die Rat Rig Stronghold Pro CNC Advanced Bundle mit einer Arbeitsfläche von 1500 × 1500 mm.

Meine Aufgabe bestand darin, die Maschine aus dem Bausatz aufzubauen und betriebsbereit zu machen. Obwohl es sich "nur" um einen Kit handelte, bedeutete das weit mehr als das Zusammenschrauben einzelner Teile. Am Ende sollte daraus ein Werkzeug entstehen, das von vielen Menschen im Makerspace zuverlässig genutzt werden kann.

Vom Bausatz zur Maschine

Als die zahlreichen Kartons ankamen, war die spätere Maschine zunächst kaum vorstellbar. Aluminiumprofile, Linearführungen, Kabel, Motoren und Elektronik lagen als Einzelteile vor uns.

Über mehrere Wochen hinweg entstand daraus Schritt für Schritt die fertige CNC-Anlage. Unterstützt wurde ich dabei gelegentlich von anderen Mitgliedern des Projekts, die beim Aufbau halfen oder eine zweite Hand boten.

Trotzdem lag die Verantwortung für die Montage letztlich bei mir: Wenn später etwas nicht funktionierte, musste ich verstehen, warum.

Ein Blick auf die Vakuumformteile und Kleinteile, die aus dem Bausatz sortiert wurden.

Die ersten Herausforderungen

Die mechanische Montage verlief größtenteils problemlos. Die eigentlichen Herausforderungen begannen jedoch, sobald die Elektronik in Betrieb genommen wurde.

Eine besonders verwirrende Situation entstand, als sich zwei Schrittmotoren derselben Achse plötzlich in entgegengesetzte Richtungen bewegten. Statt synchron zu arbeiten, versuchten sie gegeneinander anzukämpfen.

Solche Momente gehören zum Aufbau komplexerer Maschinen dazu. Sie lassen sich meist lösen, verlangen aber Geduld und die Bereitschaft, systematisch nach Fehlern zu suchen.

Mit solchen Steckverbindern wurden Motoren und Endschalter angeschlossen – hier ließ sich auch die vertauschte Drehrichtung der Schrittmotoren beheben.

Verkabelung des AXBB-E Motion Controllers – genau hier wurde die Ursache für die vertauschte Drehrichtung der Schrittmotoren gesucht.

Die selbst entworfene Abdeckung für das Elektronikgehäuse – gedruckt aus PLA, um Kabeldurchführungen sauber zu integrieren.

Die Software ist die eigentliche Maschine

Die größte Lernkurve begann erst nach dem Zusammenbau.

Die Stronghold Pro wurde mit UCCNC betrieben, während die Fräsbahnen in Fusion 360 vorbereitet wurden. Mechanisch stand die Maschine bereits vor uns – trotzdem war sie noch lange nicht einsatzbereit.

Plötzlich tauchten Fragen auf wie:

• Bewegt sich jede Achse in die richtige Richtung?
• Wo befindet sich eigentlich der Maschinennullpunkt?
• Was unterscheidet Maschinenkoordinaten von Werkstückkoordinaten?
• Wie setzt man den Nullpunkt korrekt?
• Welche Konsequenzen hat ein falsch gesetzter Ursprung?

Gerade das Verständnis von Koordinatensystemen erwies sich als entscheidend. Erst dadurch wurde aus einer beweglichen Maschine ein präzises Werkzeug.

Die Werkzeugbahnen in UCCNC – digitale Koordinaten, die später in reale Schnitte umgewandelt werden.

Der Unterschied zwischen Maschinen- und Werkstückkoordinaten – ein entscheidendes Verständnis für präzises Arbeiten.

Der beängstigendste Moment

Der schwierigste Schritt war überraschenderweise nicht die Montage.

Es war der Moment, zum ersten Mal auf Start zu drücken.

Die Maschine war groß, leistungsstark und teuer. Ein falscher Nullpunkt oder eine fehlerhafte Einstellung konnten im schlimmsten Fall Werkzeug, Werkstück oder Maschine beschädigen.

Diese Unsicherheit gehört wahrscheinlich zu jeder ersten CNC-Erfahrung dazu.

Mit jedem erfolgreichen Testlauf wuchs jedoch das Vertrauen in die Maschine – und in die eigenen Fähigkeiten.

Der beängstigendste Moment – der grüne Cycle-Start-Button in UCCNC kurz vor dem ersten Schnitt.

Anpassungen für den Alltag

Im praktischen Betrieb zeigte sich schnell, dass die Standardkonfiguration nicht alle Anforderungen erfüllte.

Vor allem die fehlende Staubabsaugung stellte ein Problem dar. Holzstaub verteilt sich schnell im gesamten Arbeitsbereich und beeinträchtigt sowohl die Sicht als auch die Sauberkeit im Makerspace.

Deshalb wurde eine Staubabsaugung auf Basis bestehender Designs aus Thingiverse ergänzt. Auch ein Halter für den Werkzeugtaster entstand auf Grundlage vorhandener Community-Modelle.

Darüber hinaus entwarf ich eine eigene Abdeckung für das Elektronikgehäuse, um Kabeldurchführungen sauber integrieren zu können. Die benötigten Teile wurden aus PLA gedruckt.

Eine frühere Designversion der Abdeckung – Ausschnitte für Steckverbinder und Durchführungen wurden iterativ angepasst, bis die finale orangefarbene Version entstand.

Der 3D-Drucker, mit dem die Halterungen und die Gehäuseabdeckung aus PLA gefertigt wurden.

Diese kleinen Anpassungen machten aus einem Standardbausatz eine Maschine, die besser in die Anforderungen von WERK passte.

3D-gedruckte Halterungen aus PLA – angepasst an die Anforderungen des Makerspaces.

Die sauber geführte Verkabelung im Elektronikgehäuse.

Jedes Kabel wird einzeln durch eine Kabelverschraubung in das Gehäuse geführt – ein weiterer Schritt zu einer wartungsfreundlichen Verkabelung.

Der erste Schnitt

Der erste erfolgreiche Fräsvorgang war bewusst unspektakulär.

Ein Quadrat aus HDF.

Kein komplexes Relief, keine aufwendige Kontur.

Und trotzdem war dieser Moment etwas Besonderes.

Nach Wochen des Zusammenbaus, der Verkabelung, der Konfiguration und der Fehlersuche verwandelten sich digitale Koordinaten erstmals in ein reales Werkstück.

Die Maschine funktionierte.

Der erste Schnitt der Stronghold Pro – die Spindel mit Staubabsaugung in Aktion.

Was ich gelernt habe

Das Projekt hat mir gezeigt, dass moderne Fertigung weit mehr ist als Mechanik.

Eine CNC-Fräse verbindet viele Disziplinen gleichzeitig:

• Mechanik
• Elektronik
• Software
• CAD/CAM
• Fehlersuche
• Sicherheitsbewusstsein

Vor allem habe ich gelernt, dass Respekt vor einer Maschine sinnvoll ist – Angst jedoch mit Verständnis verschwindet.

Je besser man versteht, wie Koordinaten, Referenzfahrten und Werkzeugwege funktionieren, desto selbstverständlicher wird die Bedienung.

Fazit

Der Aufbau der Rat Rig Stronghold Pro war nicht einfach das Zusammenbauen eines Bausatzes.

Es ging darum, aus einer Sammlung einzelner Komponenten ein Werkzeug zu schaffen, das heute Menschen im WERK e.V. dabei unterstützt, ihre Ideen in die Realität umzusetzen.

Vielleicht ist genau das die eigentliche Stärke von Makerspaces:

Man baut nicht nur Dinge.

Man baut Fähigkeiten, Selbstvertrauen und gemeinsames Wissen auf.