Stift-Plotter

Plotter sind zwar ein Relikt aus vergangenen Zeiten, haben aber schon immer eine Faszination auf mich ausgeübt. Die Kombination aus übermenschlicher Präzision eines Computers auf der einen Seite und den ganz menschlichen Werkzeugen "Stift und Papier" auf der anderen Seite fand ich so spannend, dass ich beschlossen habe, selbst einen Stift-Plotter zu bauen.

Nach ausgiebiger Recherche über die Funktionsweise gängiger Plottertypen habe ich mich für eine T-förmige Konstruktion entschieden, bei der als Basis zwei Aluprofile senkrecht zueinander stehen. Auf diesen Profilen ist jeweils ein beweglicher Schlitten („Linearführung“) befestigt, der über einen Zahnriemen von Schrittmotoren bewegt werden kann. Dadurch kann der Stift jeden Punkt in einem XY-Koordinatensystem ansteuern.

Die Überlegungen und Recherchen, welche Bauteile benötigt werden und wie ich diese zusammenbauen könnte, dauerten zwar etliche Wochen, haben aber auch viel mehr Spaß gemacht als einfach einen Bausatz zu kaufen und nach Anleitung zusammenzubauen.

Die gesamte Konstruktion ist durch die Linearführungen, die auf die Aluprofile geschraubt sind, extrem stabil und wackelt auch bei schnelleren Bewegungen des Zeichen-Arms nicht. Eine Stahlplatte dient als Unterlage, auf der Papier einfach mit Magneten befestigt werden kann.

Mithilfe einer CAD-Software (FreeCAD) und einem 3D-Drucker konnte ich Halterungen für die Motoren, Umlenkrollen, und Endschalter passgenau entwerfen und drucken. Dadurch konnten Ideen schnell und nahezu kostenlos ausprobiert und verfeinert werden.

Um Stifte schnell und unkompliziert wechseln zu können (etwa für mehrfarbige Zeichnungen), habe ich eine magnetische Stifthalterung entworfen. Diese wird fest mit einem Stift verschraubt und presst sich dann durch einen integrierten Magneten fest an den Plotter-Arm. Eine kinematische Kopplung aus drei Stahlkugeln, die in drei V-Nuten gepresst werden, sorgt dabei für absolut identische, wackelfreie Ausrichtung der Stifte.