3D-CNC-Bearbeitungsmaschine

Einführung

Im Praktikum "Produktionstechnik" des 7. Semesters im Studiengang Mechatronik (Schwerpunkt "Global Production Systems") wurde im Wintersemester 2013 ein 3D-Bearbeitungszentrum konzipiert, entwickelt und gebaut. In Kleingruppen á 2 Personen wurde neben der Konstruktion des Bearbeitungszentrums und dessen Montage die drei linearen Achsen mit unterschiedlichen Steuerungen und damit auch mit unterschiedlichen Programmiersprachen realisiert. Des Weiteren wurde begonnen, einen zentralen Steuerungs-Algorithmus zu entwickeln, der die drei Achsen mit ihren unterschiedlichen Treibern mit Zielvorgaben bzw. Koordinaten versorgt.

In den folgenden Wintersemestern 2014 und 2015 wurde die CNC-Maschine weiterentwickelt. Im Fokus standen dabei die folgenden Themen.

• Verwendung von Spindeltrieben zur Erhöhung der Verfahrgenauigkeit und Stabilität
• Kommunikation des Steuerrechners mit den einzelnen Achs-Steuersystemen per Broadcast mit RS232

Leitung: Prof. Dr. Mirek Göbel

Tatkräftige Unterstützung: Wissenschaftliche Mitarbeiter B. Eng. Asaad Al-Suleihi und B. Sc. Eva König

Im Rahmen des Praktikums entstandene Komponenten-Artikel

• Schrittmotor
• Schrittmotoransteuerung mit Gecko Drive
• Mikrocontrollerboard Arduino Mega 2560
• Automatisierungssystem SPS SIMATIC S7-300
• Automatisierungssystem dSpace DS1104 R&D Controller Board

Fachthemen für die Kleingruppen

1. Ansteuerung einer Schrittmotor-Achse mit Siemens SIMATIC S7-300 SPS
2. Ansteuerung einer Schrittmotor-Achse mit dSpace DS1104 und Matlab/Simulink 2014
3. Ansteuerung einer Schrittmotor-Achse mit Mikrocontrollern am Beispiel eines Arduino-Mega
4. Ansteuerung einer Schrittmotor-Achse mit NI Labview
5. Zentraler Steuerungsalgorithmus für ein 3-Achs-CNC-Bearbeitungszentrum
6. Konstruktion eines 3-Achs-CNC-Bearbeitungszentrums
7. Weiterentwicklung eines 3-Achs-CNC-Bearbeitungszentrums mit neuen Spindelantrieben
8. Konstruktion, Fertigung und Inbetriebnahme eines Rundtisches (4.Achse)

Linksammlung

• Fräsmaschine im Eigenbau, sehr schick [1]
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