2D-Styroporschneidewerkzeug für 3D-CNC-Bearbeitungsmaschine

Autor: Kevin Kuhrt

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Abb.1 2D-Styroporschneider in SOLID works

Einleitung

Im Rahmen des Studiengangs Mechatronik an der Hochschule Hamm-Lippstadt wird im 7. Fachsemester das Praktikum Produktionstechnik belegt. Dieses Praktikum ist Teil des gewählten Schwerpunkt Global Production Engineering. Die Praktikumsaufgabe ist Teil des Hauptprojektes „Aufbau einer 3-D-Bearbeitungsmaschine“ Im folgenden Artikel wird das Teilprojekt Schritt für Schritt erläutert, sodass der Leser einen Einblick in das Projekt bekommt und auch selbst unter Anleitung dieses Artikels ein solches Schneidwerkzeug herstellen kann. Des Weiteren soll dieser Artikel als Grundlage für weitere Projekte und Entwicklungen im Bezug auf das Schneiden von Styropor durch das 2D-Styroporschneidwerkzeug dienen. Das Thema wurde im Wintersemester 2019/2020 erstmalig von Kevin Kuhrt bearbeitet.

Aufgabenstellung

Im Rahmen dieses Teilpraktikums war die Aufgabe, ein 2D-Styroporwerkzeug für die 3D-CNC-Bearbeitungsmaschine zu konstruieren und herzustellen.Hierzu sollte eine austauschbare Aufnahme konzeptioniert werden, sowie eine Möglichkeit zum Schneiden von Styropor entwicket und umgesetzt werden. Das Projekt umfasste sowohl die Konzeptionierung und Konstruktion als auch die Inbetriebnahme und den abschließenden Komponententest und lässt sich in folgende Unterthemen gliedern:

• Allgemeines
  • Einarbeitung in das Projekt (Datenblätter lesen etc.)
  • Umsetzbarkeit mit vorhandenem Material prüfen
  • Benötigte Materialien bestellen
  • Bearbeitung der Aufgaben nach dem V-Modell

• Aufbau
  • Hardwareaufbau mit Kommunikationsmodul erstellen
  • Aufbau der Optokopplerschaltung zur Umwandlung von 24V auf 5V
  • Beschriften aller Kabel

• Datenübertragung
  • RS232-Datenübertragung herstellen
  • Strings über RS232 empfangen und einlesen

• Programmierung
  • Einlesen der Koordinaten aus dem empfangenen String
  • String zerlegen (Trennung von Soll- und Ist-Position sowie Vorschub)
  • Berechnung der Schritt- und Richtungswerte aus der Differenz von Ist zu Soll
  • Schalten der digitalen Ausgänge
  • Diagonalfahrten ermöglichen (x und y sollen auch bei unterschiedlicher Fahrstrecke gleichzeitig ankommen)

• Dokumentation
  • Dokumentation des eigenen Projektfortschritts in SVN (Anforderungsliste, Funktionaler Systementwurf, etc.)
  • HSHL-Wiki-Eintrag erstellen