Die 3D-Schneidemechanik

Nachdem die auf dieser Homepage beschriebene Fräsanlage ihren Dienst aufgenommen hatte konstruierte ich eine
3D-Schneidemechanik um Modellflugzeugteile aus Hartschaum computergestützt herstellen zu können.
Die Grundkonstruktion bestand aus folgenden Materialien:

  • 4 mm Sperrholz für die Grundkörper
  • 6 Stück 15 mm x 2 mm ALU Rohre als Führungen
  • 3 Stück M 8 x 1000 mm Gewindespindeln
  • 16 Stück Gewindestangen M 5 x 100mm Befestigung für die Schrittmotoren
  • 16 Stück Gleitlager d=20 / d=15 x 8 aus Kunststoff (Kabeldurchführungen) es geht auch noch einfacher ....
  • 4 Stück 15 x 25 x 5 mm Messingplatten
  • 12 Stück RIKULA 608 SKF Kugellager
  • 4 Stück Schlauch als Kupplung (Motorwelle - Gewindespindeln)
  • 8 RIKULA 624 2Z Kugellager als Rollen unter den Grundkörpern (später ein einfaches Brett)
  • diverse Kleinteile

Aus den 4 mm Sperrholzplatten habe ich die einzelnen Teile der Grundkörper gefräst. Die Bohrungen zur Aufnahme der Gleitbuchsen, die ALU Rohre und die Aufhängungen für die Schrittmotore sind in den Fräsvorlagen bereits enthalten, nicht jedoch in den Zeichnungen.

 

Schrittmotor mit Kupplung, Motorbefestigung und Lagersitz.

 

Schneidemechanik mit Schneidbügel vorn.

Schneidemechanik mit Schneidbügel hinten.

Schneidbügelhalterung offen. Schneidbügelhalterung geschlossen. Der Schneidedraht wird in einer beweglichen Stahlkugel geführt.
Die Zeichnungen und die Fräsdateien liegen im Downloadbereich.

Der Zusammenbau

Die Teile werden ineinander gesteckt und mit den Keilen zusammengehalten. Alle Teile werden mit leicht verdünntem Weißleim verklebt. Nach dem Trocknen werden die Keile demontiert und das überstehende Material entfernt. So entstehen stabile Kästen zur Aufnahme der Lagergehäuse.
Leider spielen die so entstandenen Sperrholzkästen Resonanzkörper! Bei bestimmten Frequenzen verstärken die Kästen das Geräusch der Motoren.
Wer nur hin und wieder, so wie ich, thermisch schneidbare Hartschäume bearbeitet sollte mit den Nebengeräuschen leben können.

Tipp: Ich habe die ALU Rohre mit Sand gefüllt und die Maschine so leiser machen können.

Die Fehlerbehebung

Nun habe ich schon einige Modellflugzeug-Tragflächen mit der Mechanik geschnitten. Beim Schneiden hatte ich immer einen leichten Bogen in der Mitte des Schnittprofils. Den Fehler habe ich durch einen Zufall gefunden.
Mein Sohn hatte sein Spielzeugauto unter einem X Schlitten geparkt. Mit der Aussage: "Papa, jetzt stützen die Autos die fahrende Brücke"
Da die Autos einwenig zu hoch waren funktionierte die ganze Geschichte leider nicht. Daraufhin habe ich kleine Rollenwagen gebaut und unter die X Schlitten gesetzt. Somit ist der Bogen in der Profil-Mitte nicht mehr vorhanden. Die Rollenwagen habe ich später gegen ein einfaches Brett, das rechts und links angeklebt wird, ersetzt.

Einschränkung: Die Positioniergeschwindigkeit musste ich von 400 mm / min auf 300 mm / min zurücknehmen.

Die Mechanik habe ich nun mehrere Male für Freunde nachgebaut und abgeändert. Die Lager werden heute aus einfachen Kunststoffplatten mit einer Stärke von 5 mm hergestellt.
Ein Viereck gesägt und ein Passendes Loch für die Führung gebohrt

Bohrung = ALU Rohr + 0,1 mm

Diese Art der Führung ist mehr als ausreichend. Die X Schlitten habe ich nach unten verlängert um das Gewicht nicht mehr auf den Alurohren liegt zu haben. Der Schlitten wird nur von den Rohren geführt.

Das Programm zum Verfahren der Mechanik

Was soll das Programm alles können?

  • das Übliche ... öffnen, speichern, usw.
  • Wir haben uns auch erst mal auf den Import von HPGL (*.plt) als Grundlage geeinigt
  • Hinzu kommen soll noch ein Editor zur Eingabe von Koordinaten z.B. für Profile (*.dat)
  • Skalieren der einzelnen Ebenen um Fehler zu korrigieren.
  • Drehen der Teile (z.B. für eine Schränkung des Profils)
  • Verschieben des Teiles (z.B. Pfeilung der Tragfläche)
  • Einzelpunktbearbeitung der Teile (...löschen, einfügen, verschieben und zuordnen)
  • Die Schneiderichtung ändern
  • Bei geschlossenen Teilen den Schnitt-Anfangspunkt ändern
  • Schnelltastenbefehle für die wichtigsten Funktionen
  • Zoom der Darstellung
  • manuelles Schneiden
  • einstellbare Maschinendaten
  • Stützstellen der Bauteile ein- / ausblenden
  • Einzelansicht der Ebenen
  • Material anzeigen
  • Blockschnitt vor oder nach dem Schneiden (kommt noch)
  • Und .....

Das Programm NC-Styro liegt im Downloadbereich.
Da die Software von uns nicht weiter gepflegt wird haben wir ebenfalls
den Quellcode (Visual Basic) in den Downloadbereich gestellt.
Wer möchte kann das Programm an seine Bedürfnisse anpassen.
Über ein Feedback per Mail würden wir uns sehr freuen.

Hier( http://nc-styro.de.ms/ )hat sich Sascha Patrick sehr viel Mühe
gegeben eine Beschreibung zu erstellen.

Die Belegung der Druckerschnittstelle für das Styro-Programm:

PIN Für IC L297 / L298 (L6203)
Richtung / Takt Bipolare Motoren
PIN Für IC  7475 Bausteine 
Unipolare Motoren (für Walter B.)
1 Draht 1 Draht
2 Richtung X links 2 Motor Schritt Bit 1
3 Takt X links 3 Motor Schritt Bit 2
4 Richtung Y links 4 Motor Schritt Bit 3
5 Takt Y links 5 Motor Schritt Bit 4
6 Richtung X rechts 6 Freigabe Motor X rechts
7 Takt X rechts 7 Freigabe Motor Y rechts
8 Richtung Y rechts 8 Freigabe Motor X links
9 Takt Y rechts 9 Freigabe Motor Y links

 

Und das ist mit der 3D-Schneidemechanik schon entstanden.

2. Versuch: 8 Zellen 1000 mAh Motor Mini-LRK lang

   

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