Alemania

... hab ich sie mal genannt, meine Styroporschneide-Mechanik. Wie es dazu kam? Nun, das war so:

Bereits seit einigen Jahren sehr aktiv in der hobbymäßigen Entwicklung der Styroporschneidetechnik sind unsere französischen Nachbarn. Dort hat sich eine kleine Gruppe von Modellfliegern, zum Teil auch sehr bekannte Namen, zum CNC-Net zusammengeschlossen. Wegen irgendeiner Verwechslungsmöglichkeit mit einer anderen Adresse heißt das Ganze jetzt 
 CNC@Net
Aber die Leute sind noch dieselben. Und viele haben ihr eigenes Schneide-Maschinchen. Eigentlich haben die alle einen ähnlichen Aufbau, nämlich je eine Horizontal- und eine Vertikalachse auf beiden Seiten des Styroporblocks. Und doch sind sie sehr unterschiedlich. 

Was es da so gibt, sieht man hier

Zu den meisten Komforten gibt es eigentlich nur eine Kurzbeschreibung. Aber es gibt zwei Ausnahmen:

Die Basisentwicklung von Gérard Prat.
Die Sparversion von Jean Pierre Bouchy , die Rustica

Nun ja, Anregungen habe ich mir überall geholt, beispielsweise auch bei der Konstruktion von Arnaud Asselin, und anderen mehr. Aber es kam dann doch etwas heraus, was sich von den meisten anderen Maschinen unterscheidet. Aus dieser Sicht heraus kann man dem Ding dann auch mal einen Namen geben.

Und weil die anderen Maschinen zumeist aus Frankreich stammen, meine aber aus Deutschland, heißt sie eben

Auf dem Computer stellt sich die eine Seite der Mechanik etwa so wie oben dar, die andere Seite hat einen weitgehend spiegelbildlichen Aufbau.

Und komplett sieht sie dann so aus:

Alemania, komplett

 Ganz fertig ist sie immer noch nicht, aber das bisherige Ergebnis sieht ganz gut aus. Inzwischen hat sie den Probebetrieb mit dem Spezialprogramm von Gilles Muller und der dazu angepassten Schrittmotorelektronik MM 2001 absolviert. Die Mechanik ist leichtgängig und spielfrei, und die Motoren laufen geräuscharm. 

Die erste Inbetriebnahme erfolgte noch mit bipolaren Schrittmotoren (4 Anschlußdrähte) mit der 3-Achsen-Steuerung SMC 800 von Conrad, aber das Spezialinterface MM 2001 erwartet unipolare Schrittmotoren mit 5 bzw. 6 Anschlüssen. Die Beschaffung der Motoren war nicht ganz einfach, aber inzwischen kenne ich viele verschiedene Motortypen.

Wenn die Alemania nicht gebraucht wird, sieht sie dann etwa so aus:

Alemania im Ruhezustand

 

Kurz einige Merkmale:

Aufbau auch mit normalem Modellbauerwerkzeug möglich, ohne Dreh- und Fräsbearbeitung
Weitgehende Verwendung von preisgünstigen Kaufteilen
Gute mechanische Stabilität
Rest-Deformationen haben konstruktionsbedingt nur minimalen Einfluss auf den Schnitt
Einfache Montage, gute Möglichkeiten zum nachträglichen Ausgleich von Bauungenauigkeiten
Rasche Demontage, gute Zerlegbarkeit und Transportmöglichkeit
Baukastensystem, leichte Erweiterbarkeit bzw. Änderungsmöglichkeit

Vorab noch einige Bilder, es werden wohl noch mehr.

Alemania, Zoom auf die 4 CNC-Achsen

Seite 1, Horizontal- und Vertikalmotoren, als Kupplungen Isoliertüllen von Bananensteckern

Seite 1, Horizontalschlitten

Gegenlager der Horizontalspindeln (beide Seiten)

Seite 1, Antriebe schräg von oben gesehen

Seite 1, Gegenlager für Vertikalachse

Seite 1, Führung und Umlenkrolle für Schneidedraht. Die Umlenkrolle wurde provisorisch aus einer vor langer Zeit bei Conrad erhältlichen mechanischen Zählereinheit gebaut. Inzwischen habe ich auch eine Metallrolle als Ersatz, wenn Temperaturprobleme auftreten sollten.

Seite 2, ohne Vertikalachse, Ansicht auf Horizontalantrieb

Seite 2, Ansicht auf Horizontalschlitten

Seite 2, Ansicht auf Horizontalschlitten (von oben)

Seite 2, Ansicht auf Vertikalantrieb (vor der Montage)

Seite 2, Ansicht auf Gegenlager der Vertikalspindel (vor der Montage)

Das sind alle Materialien für die Alemania, ohne die Montageböcke

 

Nochmal das Material, nur die Stückzahlen müssen noch angepaßt werden

 

Technische Daten

Abmessungen 880 mm lang, 1230 mm hoch, Tiefe nach Bedarf
Verfahrweg horizontal 700 mm
Nutzweg vertikal 310 mm
Führungssystem Wagen mit Kunststoffgleitlagern auf Aluminium-Schienen
Antriebe Unipolare Schrittmotoren mit kugelgelagerter Abtriebswelle d=5 mm
Schrittwinkel 1.8° oder 3.6°
Kraftübertragung Gewindespindeln M6 auf Low-Cost-Spindelmutter
Spindellagerung Gleitlager, einstellbar
Schneidedrahtspannung Vorgesehen über Gewichtskraft
Interface CNC@Net MM 2001 
CNC-Software CNC@Net CNC 2.08 oder höher (Gilles Muller)

 

Übrigens: So richtig kompliziert ist sie eigentlich nicht, die Mechanik. Deshalb kann man nachfolgend noch einmal sehen, was selbst angefertigt werden muss. Und auch hier ist die Hauptarbeit schon gemacht, durch die Verwendung von geeigneten Ausgangsmaterialien.

Mehr braucht man nicht anzufertigen für eine funktionsfähige Hälfte, der Rest wird gekauft.

Mechanik ist eine schöne und übersichtliche Sache. Erst wenn Kabel hinzukommen, ist es vorbei mit der Schönheit.

Aber damit es doch nicht gar so wild aussieht, gibt es Kabelführungsketten. Man braucht sie nicht unbedingt,  aber es sieht ordentlicher aus, und verhindert Störungen. Nachfolgend sind sie zu sehen.

Seite 1, mit Kabelführung, Ansicht von aussen

Seite 1, Kabelführung horizontal und vertikal, Ansicht von innen

Seite 1, Horizontal- und Vertikalantrieb

Seite 1, Ansicht von innen auf Horizontal-Kabelführung

Seite 1, Horizontalantrieb mit Steckerplatte

Seite 1, Steckerplatte (von innen)

Seite 1, Vertikalmotor mit Kabelverteilung

 

Zu jeder Steuerung gehört auch Elektronik. Nachfolgend das Interface MM 2001 von Michel Maury. Es ermöglicht die Steuerung von 4 unipolaren Schrittmotoren über den Parallelport des PCs, sowie die Temperaturregelung für den Schneidedraht.

Interface MM 2001, mit Netzteil für Logik und Motoren

MM 2001, Ansicht auf Parallelport-Verbindung zum PC

MM 2001, Ansicht auf die Steckverbinder für die Motoren

 

Wie oft ich das Ding nun benutzen werde? Oft nicht, nehme ich an. Aber es ersetzt eine bereits vorhandene Einrichtung mit deutlich höherem Platzbedarf. Allein das ist die Sache wert.

Und dann ist da ja auch noch der Spaß an der Technik. Ein bisschen Nachdenken muss man schon, wenn's einfach, billig, platzsparend, relativ stabil und genau sein soll.

Ob es lohnt, nachbaufähige Pläne oder einen kleinen Teilesatz zu erstellen? Momentan glaube ich es nicht.

 Interessenten hätten hier die Möglichkeit, sich zu offenbaren ....

 

Dipl.-Ing. Walter Holzwarth, Ingenieurbüro für Maschinenbau

 

Letzte Änderung: 11.03.03