Fräs- und Bohrmaschine
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Erste Erfahrungen mit CNC: 1998
 
Die Grundlage dieser CNC-Kleinmaschine bilden Lineareinheiten mit quadratischen, eloxierten Aluminiumprofilen. Der Führungsschlitten wird durch eine Trapez-Gewindespindel mit einem Gleitsatz angetrieben. Dieser Gleitschlitten ist über Stiftschrauben spielfrei justierbar. Die Wiederholgenauigkeit bei der Positionierung ist < 1/10 mm! Das Spindelspiel kann mit Hilfe der Software kompensiert werden.
Die Maschine wird steckerfertig und komplett mit montierten Schrittmotoren geliefert. Der Tisch ist an zwei Seiten geführt und gelagert. Insgesamt ist die Vorrichtung recht stabil aufgebaut. Beim getesteten Modell (Typ BGS 50) war die Arbeitstischgröße 290 x 230 mm und der Arbeitsbereich 160 x 100 mm, die Spindelsteigung beträgt 3 mm pro Umdrehung. Ebenfalls lieferbar sind Anord-nungen mit anderen Maßen und Verfahrwegen. Die Baugruppen stehen auch einzeln zur Verfügung.
 
 
Der Arbeitskopf der Maschine war beim getesteten Modell mit einem Einspanndurchmesser von 21 mm so bemessen, dass darin Bohr- und Fräsgeräte z. B. der Firma PROXXON eingespannt werden konnten.
  
Wird ein Tuschestift entsprechend vor-bereitet, kann da-mit ein Plotter simuliert werden:
 
Schrittmotorsteuerung
Damit können 3 Schrittmotoren für die X-, Y-, und Z-Achse angesteuert werden. An den Ausgängen (7-polige DIN-Stecker) ist ein Strom von 1,5 A bei 35 V verfügbar.
 
Es wäre möglich, die Schrittanzahl (Vollschritt, Halbschritt, Viertelschritt, Achtelschritt) durch DIP-Schalter einzustellen. Außerdem stehen 2 Steckdosen mit maximal 3 A bei 230 V zur Verfügung, die softwaremäßig aktiviert und z.B. für eine Bohrspindel und einen Staubsauger mittels Relais getrennt geschaltet werden können.Der Betriebszustand der Schrittmotorsteuerung wird durch Leuchtdioden angezeigt. Das Datenkabel wird an die parallele Schnittstelle des PC's (LPT 1) angeschlossen. Aus Sicherheitsgründen erfolgt die Freigabe des Leistungsteils der Schrittmotorsteuerung erst dann, wenn das Programm NC-Start läuft und das Datenkabel richtig angeschlossen ist.
 
Die Software NC-Start 2.0
 
NC-Start ist ein Programm zum Steuern und Bedienen von 3-Achs-Schrittmotor-Konstruktionen und ist abgestimmt auf die Steuerungs-einheit MC100. Nach dem Start erscheint eine Bedienoberfläche. Von hier können die einzelnen Dienstprogramme aufgerufen werden. Integriert sind die Programme "Gravieren" und "Bohren". "Zeichnen" und "Platinen fräsen" werden als Zusatzprogramme installiert:
Interessant ist die Möglichkeit, im HPGL-Editor die Daten einer Plotterdatei mit der Endung .PLT einzulesen, wodurch diese Werte bearbeitet und gespeichert werden können.
 
Im Hauptmenü sind je nach Werkstoff u. a. die Maschinendaten, (z.B. die Start-, Arbeits- und Positioniergeschwindigkei-ten, Beschleunigung, Ver-zögerung und Spindel-steigung) der Maschine festgelegt:
 

Hier wird die Maschine von Hand verfahren:

 

 

 
 
Im Vektor-Editor besteht die Möglichkeit, kleine Fräs- und Bohrprogramme zu schreiben. Ein "X" als STOPP-Symbol hält die Maschine nach der Positionierung in den Achsen an:
 
Ein einziger Vektorschritt bewegt die Maschine bei Bedarf in allen 3 Achsen:
   
Schulischer Einsatz
  • Bohren von Elektronik-Platinen (GtB 9, GtB 10):
    Ständig wiederkehrende Schritte des Bohrkopfes zum Anfertigen einer größeren Anzahl von gleichen Schaltungsplatinen.
  • Funktionsmodell einer CNC-Maschine (Lehrplanbezug GtB 10):
    Programmgesteuerte X-, Y-, Z-Arbeitsschritte des Maschinenkopfes nach Vektoren.
  • Einsatz als Fräsmaschine (GtB 9, GtB 10):
    Gegenformen für GfK-Bauteile, Modelle, Ausfräsen von Leiterbahnen auf Platinen im Bereich Elektronik, Geländeschnitte.
  • Verwendung als Graviervorrichtung (fächerübergreifend):
    Namensschilder für Schulfeste, Schilder für Ausstellungen, Beschriftungen.
  • Darstellung eines Plotters (GtB in allen Jgst., fächerübergreifend):
    z. B.     mit Schreibstift im Maschinenkopf.
  • Bohren von Lochmustern (GtB in allen Jgst.):
     Steckspiele aus Holz, Metall, Plexiglas (ständig wiederkehrende Schritte).
  • Steuerung einer Maschine mit den Cursortasten (GtB / Inf)
Teile für den Eigenbau einer CNC-Maschine (Link)
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