CNC-HotwireVon Hans Seybold

Inhaltsverzeichnis

1 CNC-gesteuerte Heißdrahtschneidemaschine ........................................................... 6 2 Seilwinden .................................................................................................................... 14 3 Deckenbefestigung

16 4 Arbeitsplatte

18 5 Der Schneidebügel

22 6 Grobskizze ................................................................................................................... 27

6.1 Seitenansicht: 27 6.2 Frontansicht: 29

7 Motor-Steuerung ......................................................................................................... 31 7.1 Netzteil .................................................................................................................... 31 7.2 Parallelschnittstelle ................................................................................................. 31 7.3 Steuerung ............................................................................................................... 32

Geometriedaten ermitteln ............................................................................................. 35 7.4 Vereinbarung bezüglich der Richtungen ................................................................ 35 7.5 Geometriedaten ...................................................................................................... 36 7.6 Eingabe der Geometriedaten ................................................................................. 38

8 Das eigentliche Schneideprogramm 'Plot_Cut__7.exe' ........................................ 39 8.1 Programmbeschreibung ......................................................................................... 39 8.2 Programmablauf und Beschreibung zugehöriger Dateien ..................................... 40

9 Erste Inbetriebnahme .................................................................................................. 43 9.1 Vorbereitung und Funktionsprüfung ....................................................................... 43 9.2 Lage der Absetzpunkte ermitteln ............................................................................ 45 9.3 Abschließende Prüfung .......................................................................................... 46 9.4 Anmerkungen, oder auch 'das Kleingedruckte' ...................................................... 48

10 Schneidestrom .......................................................................................................... 51 10.1 Schneidestrom, Regelung mit Dimmer ................................................................. 51

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Inhaltsverzeichnis

10.2 Drahtspannung, Schneidestrom, Schneidegeschwindigkeit ................................ 51 10.3 Schneidedraht, Versorgungsspannung ................................................................ 52

11 Erstellen eigener Schneidedaten ............................................................................. 55 11.1 Formatierung der Schneidedaten ......................................................................... 55 11.2 Schneidedaten im Allgemeinen ............................................................................ 56 11.3 Profil-Daten im Speziellen .................................................................................... 58 11.4 GCode mittels PROFILI Pro2 erstellen ................................................................ 58 11.5 GCode wandeln in MyFormat ............................................................................... 59

12 Vorrichtung zum Schneiden zylindrischer und konischer Drehteile ................... 61 12.1 Styroporblock vorbereiten ..................................................................................... 61 12.2 Drehvorrichtung, Zylinder und Konus schneiden ................................................. 64 12.3 Längsnuten schneiden ......................................................................................... 67

13 Vorrichtung zum Schneiden von 3D-Teilen im Schäl-Verfahren ... ..................... 70 13.1 Drehteller ............................................................................................................. 70 13.2 Schalen schneiden ............................................................................................... 71

14 Zuschneiden der Styroporplatten ............................................................................ 74 15 Genauigkeitskontrolle mit Plot-Vorrichtung. ......................................................... 78

15.1 Plot-Vorrichtung .................................................................................................... 78 15.2 Fehler-Simulations-Programm .............................................................................. 82

16 Auflistung der verfügbaren Programme ................................................................. 85 16.1 Das Hautprogramm Plot_Cut__7.exe ................................................................ 85 16.2 Hilfsprogramme zum Motorentest und zur Inbetriebnahme ................................. 86 16.3 Import von Fremd-Daten (und Export) ................................................................. 86 16.4 Hilfsprogramme, zur Erstellung von Schneidedaten ............................................ 88 16.5 Hilfsprogramme, zur Bearbeitung der Schneidedaten ......................................... 89 16.6 Freeware Editor Programme ................................................................................ 90 16.7 Anmerkung ............................................................................................................ 91

17 Schneidedaten ........................................................................................................... 93 17.1 Noratlas ................................................................................................................. 93 17.2 Schneeflocke ........................................................................................................ 95 17.3 Planetengetriebe ................................................................................................... 95 17.4 Trapezflächen, trapezförmige und konische Teile .............................................. 97

18 Holmbohrungen schneiden .................................................................................... 106

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Inhaltsverzeichnis

18.1 Vorgehensweise ................................................................................................. 106 20 Freie Schnitte ........................................................................................................... 121

19.1 Rumpfprofile erstellen ......................................................................................... 108 19.2 Rumpfprofile in die PROFILI-Biblithek einbringen .............................................. 111 19.3 Rumpf-Daten in PROFILI erstellen .................................................................... 111 19.4 Weiterbearbeitung der Rumpf-Daten in MyFormat ............................................ 114

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1. CNC-gesteuerte Heißdrahtschneidemaschine

1 CNC-gesteuerte Heißdrahtschneidemaschine

Hier stelle ich meine CNC-gesteuerte Heißdrahtschneidemaschine vor. Sie zeichnet sich durch eine sehr einfache und deshalb kostengünstige Bauweise aus. Die Erstellungskosten liegen bei nur ca. 120 €.

Im Unterschied zu anderen, mir bekannten Maschinen, verzichte ich auf Lineartriebe. Vielmehr verwende ich vier Schrittmotoren als kleine 'Seilwinden'. Diese halten den Schneidebügel in der Schwebe und führen ihn entsprechend der Steuerung durch das Styropor.

Man sieht auf dem Bild oben die unscheinbaren, kleinen, schwarzen Schrittmotoren mit den zugehörigen Seilen (grün), die den Schneidedraht(rot) führen. Der Schneidedraht schwebt, durch die Seile geführt, über dem Schneidetisch, während der zugehörige Spannbügel unter dem Tisch durchragt. Auf dem Tisch liegt ein Styroporblock, bereit zum Schneiden.

Links an der Wand das weitere 'Zubehör', die Karte mit der Steuerelektronik und dem Stecker zur Parallelschnittstelle des PCs. Daneben das Computernetzteil für die Versorgung der Elektronik und der Schrittmotoren. Danach zwei Ringkerntrafos (12V Halogenlampentrafos) für den Schneidestrom.

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1. CNC-gesteuerte Heißdrahtschneidemaschine

Zum besseren Verständnis:

Hier der schwebende Schneidebügel (rot) ohne den Arbeitstisch, ohne den Styroporblock, gehalten nur durch die Führungsseile an den Seilwinden (grün).

So sehen die Seilwinden aus:

Schrittmotor: 12V / 480mA Seil: Flechtschnur (Angelschnur)

Ein weiteres, wichtiges Utensil, der Schneidebügel:

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1. CNC-Gesteuerte Heisdrahtschneidemaschine

Schneidedraht: 0.4mm Federstahldraht, durch den Holzbogen vorgespannt Spannweite: ca. 1.2m Gewicht des Bügels: ca. 400g Schneidestrom: ca. 1.7 A , veränderbar mittels Dimmer

Und so wird der Schneidedraht in die Führungsseile eingehängt:

Sicher, das sieht alles etwas abenteuerlich aus.....

.......aber das Ergebnis kann sich sehen lassen:

Auf dem Bild Rumpfteile, Flächenmittelteil, Leitwerkträgerhälften usw. für eine Noratlas

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1. CNC-gesteuerte Heißdrahtschneidemaschine

Hier weitere Styroteile:

Der Flieger, eine Noratlas mit 1.6m Spannweite, ist derzeit noch 'in Arbeit'.Was geht ? :- Profile, trapezförmige Profile, auch Holmausschnitte - Rumpfschalen, zylindrische Körper, konische Körper (z.B. Rumpfschalen der Noratlas)

- Runde Teile, auch auf einer Dreh-Vorrichtung (z,B. Leitwerkträger der Noratlas) - 3D-Teile, Rumpfnase und Rumpfende auf einem Drehteller (z.B. Rumpfnase der Noratlas)

Spannweite der Schneidemaschine: 1m, für handelsüblich Styroporblöcke. Arbeitsbereich X-Richtung: 400mm bis 500mm Arbeitsbereich Z-Richtung: 250mm Auflösung: ca. 8 Schritte pro Millimeter.

Der Arbeitsbereich kann ganz einfach vergrößert werden, indem der Abstand der Motoren zueinander, der Abstand zum Schneidetisch und der Schneidebogen vergrößert werden.

Warum das Ganze? : Ich will nicht den Flieger verkaufen, sondern ich möchte die Information über die CNC-Maschine kostenlos weitergeben. Ich denke, gerade Studenten und Schüler mit schmalem Geldbeutel könnten Interesse an der Maschine haben. Vielleicht kann sich ja auch über das Internet eine Interessengemeinschaft bilden, die dann Schneidedaten für Modellflugzeuge und andere Modellbau-Projekte gegenseitig

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1. CNC-Gesteuerte Heisdrahtschneidemaschine

austauscht.

Beispiel:

Ich werde z.B. die Schneidedaten für eine Noratlas, an der ich gerade arbeite, gerne weitergeben.

Voraussetzungen: Nun noch kurz zu den Voraussetzungen, um die Heißdrahtschneidemaschine zu bauen und zu betreiben:

Man sollte einen einfachen mechanischen Aufbau machen können, wie auf dem Bild zu erkennen. Da sind die Motoren die mittels Holzbrettern an der Decke befestigt werden, die müssen mit der Wasserwaage sauber ausgerichtet werden. Dann ist der Schneidetisch, der stabil an der Wand und an der Decke befestigt wird, er muss auch waagerecht ausgerichtet werden. Der Schneidebügel wird als einfacher Holzbogen benötigt.

Weiter geht es mit der Steuerung: Hier empfehle ich, eine fertige Steuerung zu kaufen. Das ist nur unwesentlich teurer als eine Selbstbaulösung.

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1. CNC-gesteuerte Heißdrahtschneidemaschine

Der Knackpunkt ist die Software, denn die Motoren arbeiten ja nicht als Lineartriebe im rechtwinkligen Koordinatensystem, sondern alle Punkte werden über Seillängenänderungen angefahren. Die dazu nötige Software stelle ich zur Verfügung. Der eigentliche Schneidevorgang wird durch ein exe-Programm bewerkstelligt, welches die Steuerdaten umsetzt. Diese sind in ASCII geschrieben und können deshalb leicht eingesehen und auf eigene Bedürfnisse abgeändert werden. Voraussetzung dazu ist, man muss Dateien editieren/beschreiben können. Alternativ kann man auch eine professionelle Software verwenden: EMC2 unter LINUX (beides freeware).

Eine weitere, wichtige Voraussetzung möchte ich noch erwähnen: Geduld, Geduld und nochmals Geduld. Die ist nämlich nötig, wenn z.B. der Schneidevorgang abgebrochen werden muss, weil vielleicht der Schneidestrom nicht eingeschaltet war. Und dann, ja dann müssen die Seile zum x-ten mal wieder von Hand aufgewickelt werden ... Genauso ist Geduld gefordert bei der Erstellung der Schneidedaten, das geht nicht 'mal so eben'. Auch sind nach jedem Schneidetest wieder Änderungen/Verbesserungen angesagt. Ich stelle mit der Software zwar eine Möglichkeit für die 'Darstellung der Schneidespur am Bildschirm' zur Verfügung, aber beim Schneiden schaut es dann nochmal anders aus...

Hier ein Beispiel für die Darstellung des Schneideweges am Bildschirm.

Im Bild eine Rumpfhalbschale.

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1. CNC-Gesteuerte Heisdrahtschneidemaschine

Kosten: Vielleicht noch ein Wort zu den Kosten, hier einige Beispiele:

Schrittmotor 12V 480mA, z.B.: Pollin 310335 4 Stück ca. 12 € Schrittmotorsteuerung ab 70 €Computernetzteil, +12V/4A, z.B.: SR-Elektronik ca. 8 € Trafo 12V/3A oder höher, z.B. Pollin 300521 ca. 5 € Dyneema Flechtschnur ca. 3 € Holzbretter, Tischplatte, Kleinteile ca. 20 €

Ein PC wird natürlich auch gebraucht.(Die Software läuft unter WIN 2000 und WIN XP, alternativ EMC2 unter LINUX)

Einige der hier empfohlenen Bauteile sind inzwischen nicht mehr lieferbar. Alternativen werden im RCN-Forum diskutiert oder hier im Kapitel "Tipps&Trick..." vorgestellt.

Anmerkung vom 16.06.2009

Genauigkeit: Für alle Zweifler, mich eingeschlossen, gibt es die Möglichkeit die Schneidemaschine

als Plotter zu betreiben und damit die Genauigkeit zu überprüfen. Ich gehe aus, von einer Genauigkeit <±0.5%, im Arbeitsbereich meiner Maschine. Das setzt natürlich voraus, dass die Geometriedaten exakt bestimmt wurden. Diese

fließen in das Schneideprogramm ein und sind Grundlage für die Berechnung der aktuellen Seillängen.

Geometriedaten sind: - Die Abstände der Motoren zueinander, einmal in der linken, einmal in der rechten

Arbeitsebene. - Die vier Seillängen zum Nullpunkt

- Die vier (wirksamen) Durchmesser der Seilrollen.

Kontakt: Hast Du Interesse und möchtest die Maschine nachbauen, dann schick eine e-mail an:

Quellen: Meine Kenntnisse zu Schrittmotoren und über die Parallelschnittstelle habe ich von:

http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Schrittmotoren http://www.franksteinberg.de/

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1. CNC-gesteuerte Heißdrahtschneidemaschine

http://www-users.rwth-aachen.de/thorsten.ostermann/i_schritt.htm

Anmerkung: Die hier vorgestellte Heißdrahtschneidemaschine ist von mir selbst entwickelt worden.

Der Nachbau ist ausdrücklich gestattet.Allerdings übernehme ich keine Haftung für Folgeschäden mit einem Nachbau, und

auch keine Garantie für Funktionstüchtigkeit.

Wer diese Seiten liest, nutzt, oder die Gegenstände nachbaut, tut dies auf eigenes Risiko.

Trotzdem viel Spaß!

Hans, September 2008

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2. Seilwinden

2 Seilwinden

Seit ich meinen Styroschneider vorgestellt habe, sind einige Nachbauten erstellt worden.Damit wurden auch Änderungen, Verbesserungen und Vereinfachungen vorgestellt und diskutiert.Einer dieser Vorschläge stammt von gx_turbo und ist im RC-Network-Forum zu finden.

So sieht seine Minimallösung für die Seilwinde aus:

Er benutzt ein Messingröhrchen, welches durch einen Klemmring auf der Motorachse gehalten wird. Hier auf saubere Passung achten, die Seilwinde darf nicht 'eiern'.

Als Seil dient Dyneema-Flechtschnur, die sich sehr gut wickeln läßt.Diese Flechtschnur ist reckfest und übertreffen die Zugfestigkeit von Sahlseil! Dyneema-Flechtschnur gibt es im Angler-Geschäft als MeterWare.Ich selbst verwende Flechtschnur mit 0.2mm Durchmesser. (Die Flechtschnur im Bild hat wahrscheinlich 0.7mm Durchmesser.)

Interessant ist auch der kleine Seilwindendurchmesser (hier 6mm), der eine gute Auflösung (Schritte/Millimeter) und hohe Zugkraft ergibt.Als SeilrollenDurchmesser empfehle ich 6 bis 8mm.

Als Motoren kommen Schrittmotoren infrage, mit einer Stromaufnahme von 0,5A (oder höher) an 12V.12V ist ganz praktisch, weil dann ein preiswertes PC-Netzteil verwendet werden kann.(Der Motorstrom kann meist von der Steuerelektronik begrenzt werden.)Der Motor sollte 100 ... 200 Schritte pro Umdrehung machen.

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2. Seilwinden

Der Wickelsinn der Seilrollen und die Drehrichtung der Motoren müssen in Einklang mit der Software stehen und können mit dem Motor-Test-Programm ermittelt werden. Gegebenenfalls muß eine Motorwicklung umgepolt werden, um eine Drehrichtungsumkehr zu erreichen.

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3. Deckenbefestigung

3 Deckenbefestigung

So schaut's aus: Als erstes werden zwei kräftige Dachlatten oder Kanthölzer, parallel zur Wand, an die Decke gedübelt. Abstand zur Wand ca. 10cm Länge der Hölzer ca. 125cm Abstand zueinander ca. 80cm

Dieser Rahmen muss mittels Wasserwaage sauber ausgerichtet werden. Dazu werden ggf. dünne Holzplättchen untergelegt. Die Höhen-Abweichungen sollten <± 2mm sein.

An diese Kanthölzer werden nun die Trägerbretter für die Seilwinden mittels Eisenwinkel angeschraubt. Die Trägerbretter sollten zueinander Parallel verlaufen (Abweichung <± 5mm) und senkrecht zur Wand montiert werden. Länge der Trägerbretter: 1.1m bis 1.2m ist ausreichend für einen Abstand von 1m, Motor zu Motor.

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3. Deckenbefestigung

Die Breite/Höhe der Trägerbretter wird von den Gegebenheiten vor Ort bestimmt: Sie sollten zum einen nicht zu weit von der Decke herunter ragen, zum anderen müssen die Motoren gut zugänglich sein, ohne eine Leiter benutzen zu müssen.

Die Trägerbretter sind bei mir 30cm breit, weil die Motoren damit für mich gut erreichbar sind.

Eines hab ich noch unterschlagen: In die Trägerbretter müssen noch die Befestigungbohrungen für die Motoren gebohrt werden. Auf dem Bild ist das Lochbild erkennbar, neben dem Motor. (Ich hatte hier eine weitere Befestigungsmöglichkeit vorgehalten.) Wichtig ist das Mittelloch, damit sich der Achsstummel frei bewegen kann. Die Maße bitte am Motor selbst abnehmen.

Als Abstand Motormitte zu Motormitte hat sich bei mir 1000mm bewährt.

Hier nochmal das Lochbild, diesmal von der linken Seite. (Auch hier hatte ich eine zusätzliche Befestigungsmöglichkeit vorgehalten)Der Abstand Motor zu Motor kann nach eigenen Vorstellungen gestaltet werden. Das Maß wird als Eingabewert vom Programm berücksichtigt. Allerdings sollten die Motoren auf beiden Trägerbrettern gleich positioniert werden. (Beim Bohren beide Bretter übereinander legen).

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4. Arbeitsplatte

4 Arbeitsplatte

Jetzt fehlt uns noch die Arbeitsplatte, auf der unsere Styroporblöcke zum Schneiden positioniert und gehalten werden können. Die Platte muss ausreichend stabil und eben sein. Sie wird mit kräftigen Winkeln an die Wand gedübelt und vorne mit Gewindestangen gegen die Decke geschraubt. Der Platz unter der Platte muss frei bleiben und ist der Bewegung des Schneidebügels vorbehalten.

Meine Arbeitsplatte ist eine beschichtete Spanplatte mit 10mm Dicke, die mit Dachlatten verstärkt ist. Sie ist 1m breit (für handelsübliche Styroporplatten) und 80cm tief. Sie ist ca. 62cm unterhalb der Motoren angeordnet. Der Abstand von der Wand beträgt 10cm, hier können die Kabel durchgeführt werden.

Bei der Montage beachten, dass die Führungsseile ca. 5cm links vom Trägerbrett

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4. Arbeitsplatte

herabhängen/laufen. Die Arbeitsplatte muss also auch 5cm zu den Trägerbrettern nach links versetzt montiert werden.

Und noch an etwas denken: Verletzungsgefahr !

Die Ecken der Platte abrunden, die freien Enden der Gewindestangen wie hier, z.B. mit Holzkugeln schützen.

Wohin mit dem Ganzen ?

Platzprobleme in der Werkstatt sind uns allen bekannt.

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4. Arbeitsplatte

Hier die Lösung: Nach der Arbeit werden die Seile ausgehängt, der Schneidebügel wird an den Regalträgern nach hinten geschoben und die Arbeitsplatte wird nach unten geklappt, fertig!

( Diese Klapplösung war in den vorangehenden Bildern noch nicht umgesetzt.)

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5. Schneidebügel

5 Der Schneidebügel

Ein ganz entscheidendes Teil ist der Schneidebügel:

Es handelt sich hier um einen einfachen Holzbügel aus drei Holzleisten 19x19mm. Die lange Leiste ist 115cm, die Schenkel sind je 50cm lang. Die Leisten sind trapezförmig angeordnet und in den Ecken mit Sperrholzdreiecken verstärkt und mit Dübeln verleimt. Die offene Trapezseite ist im nicht gespannten Zustand 133cm lang. Sie wird erst durch das Spannen des Schneidedrahtes auf ca. 125cm verkürzt (abhängig von der benötigten Drahtspannung).

Daß es aber auch mit einem Besenstiel geht, zeigt uns Erich_55 in seinem Beitrag im RCN-Forum

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5. Schneidebügel

An beiden Enden wird der Schneidedraht durch einen Einschnitt geführt und über einer 4mm Buchse umgelenkt (Bananenbuchsen, Pollin 450163). Hier ist die Kontaktstelle, über die der Strom in den Draht eingeleitet wird.

Abgespannt wird der Schneidedraht mittels einer Lüsterklemme und einem Haken an einer Holzschraube. Diese kann zur Änderung der Seilspannung leicht versetzt werden.

Bei meinem Schneidedraht handelt es sich um 0.4mm Stahldraht mit 8 Ohm/m. Es sind ca. 24 V (Wechselspannung) nötig, um den Schneidestrom von 1,7A ... 2,5A bereitzustellen, bei der vorliegenden Spannweite von 1.25m. Mehr dazu im Kapitel Schneidestrom.

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5. Schneidebügel

Hier möchte ich noch ein wichtiges Detail vorweg nehmen, das Einhängen des Drahtes in die Führungsseile:

Man sieht auf dem Bild, die Seile werden nicht am Holzbügel eingehängt, sondern ca. 9...10cm weiter innen, direkt am Schneidedraht. Das hat den Vorteil, die Führungsseile laufen in einem gemeinsamen Punkt zusammen, was die Berechnung der Koordinaten vereinfacht. Außerdem können so die Seile unabhängig von der Bogen-/Bügelweite in den richtigen Abstand zueinander gebracht werden.

Aber noch wichtiger ist, durch den Abstand zum Bogen werden die harten Motorbewegungen nicht unmittelbar auf die Träge Masse des Bügels eingeleitet. Es wir nur der Draht bewegt, der Bügel eilt nach, als wäre er über eine Feder entkoppelt (ist er ja auch). Damit werden hohe Spitzenkräfte abgemildert und wir können das Ganze mit diesen relativ kleinen Schrittmotoren bewegen.

Also,

• je näher die Seile am Bügel eingehängt werden, um so größere Motormomente werden abverlangt. Irgendwann 'steigt der Motor dann aus'. Zu erkennen ist das daran, dass sich der Bügel falsch bewegt, oder während der Arbeit absinkt und nach der Arbeit nicht richtig zum Absetzpunkt zurückkehrt.

• Die gleichen Probleme bekommen wir, wenn der Schneidebügel zu schwer ist. Auch dann können die Motoren irgendwann nicht mehr mithalten. Das Gewicht des hier beschriebenen Bügels beträgt ca. 400g (ohne die Zuleitungskabel).

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5. Schneidebügel

Ich habe auch schon mit einem Bügel von 900g gearbeitet, aber damit gelegentlich Probleme bekommen und den Bügel deshalb 'abgemagert'.

Beim Schneidevorgang wird man folglich mehr oder weniger starke Zappelbewegungen des Schneidebügels beobachten, das ist unbedenklich, ja sogar gewollt. Schaut man genau hin an den Schneidedraht, im Bereich zwischen den Führungsebenen/Aufhängepunkten, so sieht man, dass der Draht in diesem Bereich ruhig und gelassen seine Spur zieht.

Noch einen Punkt möchte ich hier ansprechen, die

Absetzposition:

Das sind die Punkte, in denen der Schneidebügel abgesetzt wird, immer wenn das Schneide-Programm beendet oder der Computer ausgeschaltet wird. Diese Punkte müssen eine eindeutige Koordinatenlage haben, nur so kann bei einem Neustart wieder aus dieser Position heraus, weitergearbeitet werden. Das setzt natürlich auch eine möglichst exakte, mechanische Positionierung voraus. Um das zu erreichen, verwende ich Schlitzschrauben.Und noch eine Funktion hat diese Absetzposition:

Nur wenn der Bügel auch hier wieder sauber abgesetzt wird, nach dem Schneidevorgang, kann ich sicher sein, daß alles ordnungsgemäß abgelaufen ist und unterwegs keine Schrittverluste aufgetreten sind!

So wird der Schneidebügel nach erfolgter Arbeit geparkt/abgelegt, er liegt in der Kerben zweier Schlitzschrauben, die mittels Regalträger an der Wand befestigt sind. (Im Bild ist nur der linke Absetzpunkt gezeigt).

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6. Grobskizze

6 Grobskizze

Hier skizziere ich grob die Teile, die in den vorhergehenden Abschnitten schon mit Fotos beschrieben sind und bemaße alles nochmal im Zusammenhang:

6.1 Seitenansicht:

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6. Grobskizze

Am Besten gehen wir von der Zimmerdecke aus. Hier werden zwei Kanthölzer angedübelt(braun), daran werden mittels Eisenwinkel die Trägerbretter befestigt, die nach unten hängen und an denen wiederum die Schrittmotoren montiert werden.

Diese Trägerbretters sind ca. 110cm bis 120cm lang und 10cm bis 40cm breit. Die Breite sollte so gewählt werden, dass man die Motoren mit der Hand gut erreichen kann und anderereseits nicht mit dem Kopf anstößt, wenn man darunter durch geht (insbesondere, wenn die Arbeitsplatte an die Wand geklappt ist).

Die Arbeitsplatte ist ca. 80cm x 100cm groß und wird mit 10cm Abstand zur Wand montiert, vorzugsweise so, dass sie auch mal an die Wand geklappt werden kann.

Alle Maße sind in weiten Grenzen variabel, allerdings muß die linke Seite mit der rechten Seite übereinstimmen. Wichtig ist auch, dass die Motoren in der Höhe auf gleiches Maß gebracht werden (Wasserwaage) und dass die Arbeitplatte ebenfalls waagrecht ausgerichtet wird.

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6. Grobskizze

6.2 Frontansicht:

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6. Grobskizze

In dieser Skizze wird der Abstand der beiden Trägerbretter zueinander dargestellt. Hier wird ein Maß von 106cm bis 108cm angestrebt. Damit ist es möglich, den Schneidedraht (rot) ca. 3cm außerhalb des Schneidetisches zu führen. So ist es kein Problem, einen Styroporblock mit 100cm Breite zu schneiden und auch mal Trapezschnitte durchzuführen.

In dieser Ansicht ist auch erkennbar, daß die Arbeitsplatte nach links versetzt montiert werden muß (gegenüber den Trägerbrettern), weil die Führungsseile (grün) hier herabhängen.

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7. Motor-Steuerung

7 Motor-Steuerung

7.1 Netzteil

Zur Spannungsversorgung der Steuerplatine und der Schrittmotoren sind +5V und +12V nötig. Mit den +12V werden die Schrittmotoren betrieben, d.h. es werden ca. 2A benötigt, das liefert fast jedes Standard-PC-Netzteil. Eingeschaltet werden diese Netzteile über Pin 14 (ATX 1.0-Netzteil-Stecker) oder Pin 16 (ATX 2.0-Netzteil-Stecker) nach Masse, hier eventuell einen Schalter vorsehen. Näheres zu den Netzteilen und zur Steckerbelegung findest du unter: http://de.wikipedia.org/wiki/ATX-Format oder http://de.wikipedia.org/wiki/PC-Netzteil

Wichtig ist noch: Das Netzteil braucht eine Grundlast auf der 5V-Schiene, sonst lässt es sich nicht einschalten. Ich verwende dazu eine 12V/20W-Halogenlampe mit Reflektor. Also nochmal: Eine 12V-Lampe am 5V-Ausgang des Netzteiles. Diese Lampe wird nicht allzu heiß. Sie sollte trotzdem so abgelegt werden, dass nichts anschmoren kann. Die Platine selbst wird über einen der am Netzteil vorhandenen Laufwerksstecker angeschlossen/versorgt (orange/schwarz/schwarz/rot, entsprechend +12V / Masse / Masse / +5V).

Allgemeines zu den Schrittmotoren:Die Informationen über Schrittmotoren und zur Beschaltung der IC's L297 (Schrittmotor-Controller) und L298 (Schrittmotor-Treiber) findest Du unter http://www-users.rwth-aachen.de/thorsten.ostermann/i_schritt.htmvor allem im Punkt 'Download'.

7.2 Parallelschnittstelle

Die Belegung der Parallelschnittstelle, sowie die Infos zur Ansteuerung und Programmierung (mit Beispielprogrammen und DLL-Programm) habe ich von:http://www.franksteinberg.de/win32bit.htm

Die Belegung sieht bei mir folgendermaßen aus:

Pin 1 offen lassen Pin 2 Motor 1, Takt Pin 3 Motor 1, Drehrichtung Pin 4 Motor 2, Takt Pin 5 Motor 2, Drehrichtung Pin 6 Motor 3, Takt Pin 7 Motor 3, Drehrichtung Pin 8 Motor 4, Takt Pin 9 Motor 4, Drehrichtung Pin 12 offen lassen Pin 13 offen lassen Pin 14 offen lassen Pin 15 offen lassen Pin 16 offen lassen Pin 17 offen lassen Pin 18-25 Masse

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7. Motor-Steuerung

7.3 Steuerung

Seit ich meinen Styroschneider vorgestellt habe, sind einige Nachbauten erstellt worden. Dabei hat sich der Nachbau meiner Steuerplatine für manchen als handicap herausgestellt!Außerdem gibt es sehr preiswerte Steuerungen. Damit erübrigt sich der sehr aufwendigen Eigenbau, die Kosten sind nur unwesentlich höher als beim Selbstbau und der Erfolg/Funktion ist garantiert!

Hier ein paar Hinweise auf fertige Steuerungen, die teilweise auch im RC-Network-Forum diskutiert und von den Anwendern umgesetzt wurden:

Ich selbst favorisiere die Steuerung von Modellbau Letmathe , diese ist pinkompatibel zu meiner Software! D.h. die Belegung der Pins 2 bis 9 am Schnittstellenstecker braucht nicht geändert werden (bei der MDLCNC-Schrittmotorsteuerung)Einsatzbeispiele hier, hier, hier ...

Weiter sind die folgenden Steuerungen von verschiedenen Nutzern im RCN-Forum beschrieben worden:GWR-Elektronik wird u.a. von Erich_55 eingesetzt und beschrieben.

CNC-Technik Langenfeld

robotikhardware wird von gx_turbo eingesetzt (RCN-Forum).

Und für alle, die gerne selber löten:Markus Mechatronics , wird von Gnumpfer79 eingesetzt.

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7. Motor-Steuerung

Auch sie passt in das low-cost-Konzept mit ca. 60 Euro (plus Versand). Dafür erhälts Du vier Platinen mit Treiber-ICs.Die ICs erlauben auch Microschrittbetrieb! Lediglich die wenigen Widerstände, Kondensatoren und Dioden müssen noch besorgt werden. Wobei die Widerstandswerte der Leistungswiderstände, an den Motorstrom angepaßt werden müssen (Strombegrenzung). Im Bild links habe ich die notwendige Verdrahtung skizziert.

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7. Motor-Steuerung

Allerdings ohne Gewähr, weil ich die Steuerung nicht selber ausprobiert habe!Ansonsten bleibt alles beim alten: - PC-Netzteil mit ausreichend Strom zur Versorgung der Motoren (mehr als 4A bei +12V), - Belegung der Parallelschnittstelle, - Bipolar-Motoren (preiswert angeboten werden z.Zt. diese. Stand Juni 2010)

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8. Geometriedaten ermitteln

Geometriedaten ermitteln

7.4 Vereinbarung bezüglich der Richtungen

Bei meinen Bemühungen alles zu dokumentieren, bin ich mit den Begriffen links, rechts, vorne und hinten etwas 'ins Schleudern' geraten. (Zumal links und rechts nicht mit dem Koordinatensystem übereingestimmt hat und auch bei den Bauteilen rechts und links wieder eine eigene Bedeutung haben.)

Deshalb benenne ich im Folgenden die vier Richtungen auf der Arbeitsplatte mit den Himmelsrichtungen, wie im Bild links dargestellt.(Das entspricht den Gegebenheiten in meiner Werkstatt.)

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8. Geometriedaten ermitteln

7.5 Geometriedaten

Vor einer Inbetriebnahme müssen wir die Geometriedaten ermitteln. Das sind die Werte, die das Programm benötigt, um die XZ-Koordinaten in Seillängen umzurechnen:

• Schritte pro Millimeter (Schrittweite) jeder Seilwinde• Abstand der Motoren zueinander• Seillängen der vier Seile zum Nullpunkt

Die exakte Ermittlung dieser Geometriedaten ist entscheidend für die Genauigkeit deiner Maschine !

Schritte pro Millimeter:Du mußt herausfinden, wieviele Schritte jeder Motor machen muß, um das Führungsseil einen Millimeter auf- oder ab zu wickeln.

Dafür gibt es zwei Möglichkeiten:

Die 'grobe' Methode --> Durchmesser der Seiltrommel mit einer Schieblehre messen (hier ist eine digitale Schieblehre hilfreich), einmal die nackte Rolle (bei mir sind das 7.86mm) und einmal den Durchmesser der bewickelten Rolle (bei mir 8.47mm). Der Mittelwert daraus ist der wirksame Durchmesser (bei mir 8.17mm), macht 25.65mm Seil pro Umdrehung. Die Motoren betreibe ich mit 200 Schritten pro Umdrehung. Das ergibt folglich: 200 Schritte / 25.65 mm = 7.80 Schritte pro Millimeter.

Die 'genauere' Methode --> (im Hinblick auf die Verwendung von Dyneema-Flechtschnur ist diese Methode vorzuziehen)

Rollmeter am Motor einhängen.

Seil mit einem kleinen Gewicht beschweren.

Seilwinde mittels Programm MotTest_mitMaus__2.exe betätigen.

Das Seil ca. 1000mm abwickeln und die dazu nötigen Schritte am Bildschirm ablesen.

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8. Geometriedaten ermitteln

Anzahl der Schritte / abgewickelte Seillänge = Schritte pro mm

Diesen Vorgang mehrmals für jeden Motor durchführen und den Mittelwert bilden.Auf die gleiche Weise die Werte für alle vier Motoren bestimmen.

Abstand der Motoren:Für die Berechnung der Seillängen wird auch der Abstand Motor_1 zu Motor_2 (Ostseite) und der Abstand Motor_3 zu Motor_4 (Westseite) benötigt.Messen lassen sich diese Größen am einfachsten mit einem 'Rollmeter', von Achsstummel zu Achsstummel. (Bei mir sind das z.B. 1000mm und 1002mm)

Seillängen zum Nullpunkt:Das Programm setzt für die Berechnung voraus, daß

• die Motoren in einer Ebene liegen, parallel zur Arbeitsplatte. (Sowohl die Motoren, als auch die Arbeitsplatte müssen sauber mit der Wasserwaage zueinander eingerichtet sein.)

• der Koordinatenursprung genau in der Mitte zwischen den Motoren, auf der Arbeitsplatte liegt. (gilt sowohl für die Ost-, als auch für die Westseite).

Also müssen wir noch die Mitte zwischen den Motoren suchen, einmal auf der Ost-, einmal auf der Westseite:Dazu messen wir (mit dem Rollmeter) von der Achse des Motor_1 runter zur Außenkante der Arbeitsplatte, dort wo wir die Mitte vermuten, und machen einen Strich. Die gleiche Länge messen wir vom Motor_2 runter zur Arbeitsplatte und machen wieder einen Strich. Die Mitte liegt nun genau zwischen den Strichen, das ist auch der Nullpunkt für das Koordinatensystem. Das gleiche machen wir auf der Westseite.

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8. Geometriedaten ermitteln

So werden die Abstände (Seillängen) der jeweiligen Motorachsen zum Nullpunkt, für alle vier Motoren bestimmt. Gemeint ist das Maß von der Achs-Mitte zum Nullpunkt, also ggf. den Radius vom Meßwert noch abziehen. (In meinem Beispiel sind das 809, 809, 811 und 811mm)

Der Nullpunkt liegt auf der Arbeitsplatte, in der Mitte zwischen den Motoren, dort wo L1=L2 zutrifft.

Hinweis:Der mechanische Aufbau der Maschine muss nicht allzu genau erfolgen.

Allerdings ist wichtig, dass die Motoren und die Arbeitsplatte 'im Wasser' sind und daß zwischen Ost- und Westseite eine gute Symmetrie besteht.

Erst jetzt, mit der Erfassung der Geometriedaten wir die Maschine sozusagen 'kalibriert'! Allein diese Werte werden vom Programm berücksichtigt und für die Berechnung der Seillängen verwendet und bestimmen so die Genauigkeit der Maschine.

7.6 Eingabe der Geometriedaten

Die ermittelten Geometriedaten werden nun in die Datei 'Geometriedaten.DAT' eingegeben. Lade dazu ein Muster der 'Geometriedaten.DAT' aus Programme.zip in dein Arbeitsverzeichnis und trage die gemessenen Werte ein (du benötigst dazu ein Editor-Programm wie z.B. 'PsPad Editor' oder 'Crimson Editor' ):

Anmerkung: Die Datei 'Geometriedaten.DAT' muß ab Version Plot_Cut__7 direkt ins Hauptverzeichnis gestellt werden: C:\GeometrieDaten.DAT

Die Musterdatei trägt bereits Platzhalter für die verschiedenen Werte, du mußt nun deine Werte an die richtigen Stellen schreiben, das sieht z.B. so aus:Geometriedaten: 7,78 Schritte pro Millimeter für Motor_1 7,79 Schritte pro Millimeter für Motor_2 7,80 Schritte pro Millimeter für Motor_3 7,82 Schritte pro Millimeter für Motor_4 1000 Abstand Motor_1 zu Motor_2 in Millimeter, Ostseite 1002 Abstand Motor_3 zu Motor_4 in Millimeter, Westseite 809 Abstand Motor_1 zum Nullpunkt, Ostseite 809 Abstand Motor_2 zum Nullpunkt, Ostseite 811 Abstand Motor_3 zum Nullpunkt, Westseite 811 Abstand Motor_4 zum Nullpunkt, Westseite Wichtig ist die Formatierung!

Also, alle Zahlen an die gleichen Stellen schreiben wie im Beispiel, und Komma verwenden!

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9. Schneideprogramm

8 Das eigentliche Schneideprogramm 'Plot_Cut__7.exe'

8.1 Programmbeschreibung

Wir bringen das Schneide-Programm einfach mal am PC zur Ausführung und ich erläutere dabei, was im Hintergrund abläuft (Die Schneidemaschine sollte fürs erste noch nicht angeschlossen sein, damit warten wir bis zum Kapitel 'Inbetriebnahme'):

Also, ZIP-Datei Programme.zip downloaden und die enthaltenen Dateien in ein Verzeichnis deiner Wahl kopieren.Es sind u.a. folgende Dateien enthalten:

• Plot_Cut__7.exe das eigentliche Schneide-Programm. • NORA_Flügel_04_mitte.neu die zugehörige Daten-Datei, sie beinhaltet die

Schneide-Koordinaten für ein Tragflächenprofil. • INPOUT32.DLL der Treiber für die Parallelschnittstelle. • Eingabewerte.alt hier werden Eingabewerte abgelegt (Dateiname, Plotbereich) • GeometrieDaten.DAT Hier stehen die Kennwerte/Geometriedaten für deine

Maschine (siehe Kapitel 'Geometriedaten') Die Datei muß ab Version Plot_Cut__7 direkt ins Hauptverzeichnis gestellt werden: C:\GeometrieDaten.DAT

Im EXPLORER bringen wir anschließend das Programm 'Plot_Cut__7.exe' mit Doppelklick zur Ausführung/starten. Darauf wird der folgende Bildschirm-Inhalt angeboten:

Wir klicken jetzt einfach den Button rechts oben an:

und sofort baut sich ein Achsensystem mit einem Raster auf, in das auch schon der Schneideweg geplottet wird.Die erscheinenden Messages quittieren wir mit der Enter-Taste oder der Maus und schon wird das Flächenprofil geplottet.Zuerst rot, für die linke Führungs-Ebene, anschließend grün, für die rechte Führungs-Ebene.

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9. Schneideprogramm

Das was wir hier sehen ist quasi eine Simulation des Schneidevorganges. Die soll uns bei der Erstellung der Schneidedaten helfen und Fehler schon im Vorfeld aufzeigen.

Weiter geht's mit dem Button :hier sehen wir am Bildschirm nichts, aber wie schon die Beschriftung verrät, werden jetzt die Schneidedaten erstellt, mit denen die einzelnen Motoren angesteuert werden.

Wer will, kann mit einem Editor in die neu geschaffene Datei 'NORA_Flügel_04_mitte.CUT' hineinschauen, da liegen die einzelnen Schritte für die Motoren vor: U für up, D für down.

Bleibt noch der dritte Button, : Auch hier tut sich am Bildschirm nichts, aber an der Parallelschnittstelle werden jetzt die Daten zu unserer Schneidemaschine geschickt. Wäre die Maschine angeschlossen, würde sich der Schneidebügel langsam durch den Raum bewegen.Ich sage hier absichtlich 'wäre' angeschlossen, denn für den eigentlichn Schneidevorgang sind noch einige Voraussetzungen zu erfüllen, die im folgenden Kapitel 'Inbetriebnahme' angesprochen werden.

8.2 Programmablauf und Beschreibung zugehöriger DateienHier möchte ich noch etwas genauer auf den Programmablauf eingehen:Im linken Bildschirmbereich haben wir die folgenden drei Eingabefelder:

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9. Schneideprogramm

Im oberen Feld wird der Name der Datei eingegeben, in der unsere Schneidedaten liegen, hier 'NORA_Flügel_04_mitte.neu'.Darunter sind zwei Felder, die den Plotbereich vorgeben, der am Bildschirm dargestellt werden soll. Dargestellt wird der Schneideweg, einmal für die Ost-Seite (rot). Unterbrochen durch Messages, wie später auch im Schneidebetrieb. Anschließend wird die West-Seite dargestellt, ohne diese Pausen.

Die Daten für den Schneideweg stammen aus der im Eingabefeld genannten Datei, 'NORA_Flügel_04_mitte.neu' .Alle Dateien mit Schneidedaten tragen bei mir die Extension '.neu' und sind wie folgt strukturiert, bzw. formatiert:

Im folgenden Bild ist die Datenstruktur einer Schneidedatei dargestellt:Die Daten beschreiben den Weg des Schneidebügels vom Absetzpunkt zum Punkt 0/100.Hier bleibt der Bügel stehen (*P* entspricht Pause), um anschließend wieder zum Absetzpunkt zurückzukehren.

Die Zeilen 1 bis 49 werden vom Programm überlesen, hier können Notizen gemacht werden.

Ab Zeile 50 folgen die eigentlichen Schneidedaten.

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9. Schneideprogramm

Die gezeigte Formatierung muß unbedingt eingehalten werden! Also immer eine Musterdatei verwenden.

Jede Zeile trägt:- vier Koordinatenangaben, diese sind im Bild markiert und soweit selbsterklärend.- Steuerkennzeichen: *A* --> 'Anreise' vom Absetzpunkt bis zum Startpunkt (hohe Geschwindigkeit möglich) *S* --> 'Stop' hier bleibt der Schneidebügel stehen, der Schneidestrom muß eingeschaltet werden *P* --> 'Pause' der Schneidebügel bleibt stehen, z.B. um den Styroblock einrichten zu können G1* --> Arbeitsbereich, hier erfolgt der Schnitt (niedrige Geschwindigkeit für den Schnitt) *E* --> 'Stop', hier wird der Schneidestrom ausgeschaltet. *C* --> 'Rückreise' zum Absetzpunkt (hohe Geschwindigkeit möglich)- Pausenzeit / Schneidegeschwindigkeit: *) Die Zahl beschreibt die Pausen im Millisekundenbereich, nach jedem Motorschritt 0001 ist folglich die höchst mögliche Geschwindigkeit 0001 bis 0005 Geschwindigkeitsbereich für Anreise 0020 bis 0025 Geschwindigkeitsbereich beim Schneiden die richtige Schneidegeschwindigkeit muß experimentell ermittelt werden - Kommentar: Der Kommentar beschreibt den jeweiligen Koordinatenpunkt, er dient dazu, sich in der Datei besser orientieren zu können. Im Fall von *P* wird der Kommentar als Meldung ausgegeben

Ab Zeile 50 darf die Datei keine Leerzeilen aufweisen!

Anmerkung:Die in der Datei *.neu genannten Schneide-Koordinaten werden vom Programm in Seillängen umgerechnet. Dazu sind die 'Geometriedaten' nötig, die im vorigen Kapitel angesprochen wurden.Die Anzahl der Motor-Schritte, die nötig ist, um die entsprechenden Längenänderungen an den Führungsseilen herbeizuführen, wird in einer eigenen Datei *.cut abgelegt.

*) Ich habe mal einige Verfahrgeschwindigkeiten gemessen:0001 50 mm/s0002 28 mm/s0005 14 mm/s0010 7 mm/s0015 5 mm/s0020 3.7 mm/s0025 2.4 mm/s

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10. Inbetriebnahme

9 Erste InbetriebnahmeAnmerkung (18.01.2010):

Die im folgenden angesprochene 'Fernbedienung' ist ab sofort nicht mehr nötig! Vielmehr werden die Funktionen 'Auf, Ab und Weiter' zur Steuerung der Motoren, von den Maustasten übernommen. Dazu sind dann die Programme MotTest_mitMaus__2.exe (ersetzt 'MotorenTest_1.exe') und Handbetrieb_mitMaus_5.exe (ersetzt 'Handbetrieb_2.exe') nötig.Aber Achtung! Beide Programme benötigen eine Maus mit 3 Tasten. Ohne die mittlere Maustaste läßt sich das Programm (und damit auch der Rechner) nicht mehr abschalten!

Jetzt wird's spannend !

Zum einen machen wir eine erste Funktionsprüfung,zum anderen müssen wir die Maschine dazu bringen, daß der Schneidebügel am Nullpunkt angehoben wird und exakt in die Absetzpunkte abgelegt wird. Damit haben wir die Ausgangslage für alle künftigen Abläufe.

Bei dieser Arbeit lernst du deine Maschine kennen. Hierbei wird dich manch Unvorhergesehenes überraschen.Du wirst des öfteren die Seile neu aufspulen müssen.Du wirst viel Geduld brauchen !!!

Aber wenn das geschafft ist, dann bist du der Herr über deine Schneide-Maschine ;-)

9.1 Vorbereitung und Funktionsprüfung

Schneidebügel montieren: Dazu den Schneidedraht über den Arbeitstisch, Spannbügel unter dem Arbeitstisch durchführen, Spanndraht spannen und einhängen.

Die vorbereiteten Seile (Kapitel 'Bau der Seiwinden') an den Motoren befestigen und die Seil-Enden mittels kleiner Gewichte belasten (50...60g, z.B. große Muttern. Damit ist ein gleichmäßiges Aufwickeln der Seile möglich.)

Stromversorgung/Netzteil einschalten, jetzt sollten die Motoren so ein Haltemoment aufbauen, daß ein Durchdrehen der Seilwinden von Hand nur schwer möglich ist.

Jetzt die ZIP-Datei Programme.zip downloaden und die enthaltenen Dateien in ein Verzeichnis deiner Wahl kopieren (falls nicht schon im Kapitel 'Schneideprogramm' durchgeführt).

Wir benötigen davon folgende Dateien/Programme:

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10. Inbetriebnahme

• 'MotorenTest_1.exe' ein Hilfsprogramm, um die Motoren mittels Fernbedienung anzusteuern.

• 'Handbetrieb_2.exe' noch ein Hilfsprogramm, um die Motoren mittels Fernbedienung anzusteuern.

• 'INPOUT32.DLL' der Treiber für die Parallelschnittstelle. • 'GeometrieDaten.DAT' hier stehen die Kennwerte/Geometriedaten für deine

Maschine (siehe Kapitel 'Geometriedaten') C:\GeometrieDaten.DAT ab Version Handbetrieb_mitMaus_5.exe !!

• 'Erstbetrieb.neu' eine Schneide-Daten-Datei • 'Plot_Cut_7.exe' unser Schneideprogramm

Nun kann der Rechner über die Parallelschnittstelle angeschlossen und das Programm 'MotorenTest_1.exe' gestartet werden (Doppelclick auf des Icon im EXPLORER). Dieses Programm ermöglicht uns, die Motoren mittels der Fernbedienung 'von Hand', bzw. per Tastendruck zu bedienen.Es erscheint folgendes Bild:

Wir lösen jetzt nur den 'Start'-Button aus, der Rest geht mit der Fernbedienung:Mit den Tasten 'Auf' und 'Ab' wird das Seil auf-/abgewickelt.Mit einem kurzen Druck auf 'Stop' wird zum nächsten Motor gewechselt. Dieser Wechsel wird akustisch begleitet: Beep --> Motor1, Beep, Beep --> Motor2, usw. So hört man, welcher Motor dran ist und muß nicht erst auf den Bildschirm schauen. Man kann sich also frei um die Arbeitsplatte bewegen und die jeweiligen Motoren im Auge behalten.Wichtig ist jetzt, daß die Seile im Uhrzeigersinn aufgewickelt werden und daß dieser Vorgang auch mit der Taste 'Auf' im Einklang ist! Wichtig ist auch, daß die Seile sauber auflaufen, Windung neben Windung! Dazu ggf.

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10. Inbetriebnahme

das Seil mit der Hand etwas führen.Ist ein Seil ausreichend weit aufgewickelt, wird der Seilwickel mit der Seilklammer fixiert (Kapitel 'Bau der Seilwinden') und das Gewicht wieder abgenommen.Mit 'Stop' zum nächsten Motor wechseln und auch hier das Seil aufwickeln, usw. Das Programm kann verlassen werden, indem 'Stop' länger als 3 Sekunden gedrückt wird. Der Vorgang wird mit einem 'Beep'-Geprassel quittiert. Anschließend mit der Maus rechts oben auf x klicken.Achtung! Beim Wechsel zwischen den Motoren immer eine Pause einhalten, sonst wird das Programmende ungewollt ausgelöst.

Anmerkung: Mit diesem Programm kann die Schrittweite der einzelnen Seilwinden nachgeprüft werden (aus dem Kapitel 'Geometriedaten'). Dazu wird das Seil um eine definierte Länge auf-/abgewickelt. Die dafür nötige Impulszahl wird im Bildschirmfester des jeweiligen Motors (grün) angezeigt.

Jetzt wird der Schneidebügel in die (Führung-)Seile eingehängt und mittels der Motoren auf der Null-Linie positioniert.

An dieser Stelle können auch die 'Seillängen zum Nullpunkt' L1 bis L4 (aus dem Kapitel 'Geometriedaten') noch einmal gegengeprüft und ggf. korrigiert werden.

9.2 Lage der Absetzpunkte ermitteln

Wir wechseln jetzt in das Programm 'Handbetrieb_2.exe' . Es zeigt ein ähnliches Bild und ist genauso zu bedienen, wie 'MotorenTest_1.exe'.

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10. Inbetriebnahme

Der Unterschied, jetzt wird zusätzlich die Position des Schneidedrahtes angezeigt, als X-/Z-Koordinaten in Millimeter. Einmal für die Führungsebene Ost und auch für die Führungsebene West.

Wichtig ist, dieses Programm greift auf die Geometriedaten zurück !Die Genauigkeit, mit der du deine Geometriedaten erfaßt hast, spiegelt sich in allen folgenden Arbeitsabläufen wieder !

Wir starten aus der 'Null-Lage' heraus und 'schaukeln' den Schneidebogen durch abwechselnde Betätigung der einzelnen Motoren bis in die Absetzpunkte.

Das klappt vielleicht nicht beim ersten Mal, deshalb etwas üben bis der Vorgang sicher abläuft.Notiere nun die Koordinaten deiner Absetzpunkte, diese sind künftig die Ausgangspunkte in all deinen Schneide-Dateien.Von diesen Absetzpunkten aus beginnt der Schneidebügel seine Arbeit, nach hier kehrt er nach getaner Arbeit wieder zurück!

9.3 Abschließende Prüfung

Wir wechseln jetzt in das Programm 'Plot_Cut_7.exe', wir haben es schon im Kapitel 'Schneideprogramm' kennengelernt. Wir werden damit die Absetzpunkte noch einmal gegenprüfen und dabei etwas Übung im Umgang mit der Schneidemaschine erlangen. Ziel ist, den Schneidedraht aus der Absetzposition anzuheben und zum Nullpunkt (oder anderen Wunschpunkten) zu führen.

Zuvor öffnen wir eine Datei mit Schneide-Daten, wie schon im Kapitel 'Schneideprogramm' angesprochen, mittels eines Editor-Programmes *): Wir wählen die Datei 'Erstbetrieb.neu' . Die Musterdatei finden wir in dem Zip-Verzeichnis.Für den Erstbetrieb sind nur wenige Zeilen nötig, die folgenden Weg beschreiben sollen: - Absetzpunkte - auf Z=200mm anheben (mindestens. 20mm über den Absetzpunkten) - auf gleicher Höhe zum Nullpunkt vor fahren, Pause - absenken auf Z=10mm, Pause - anheben auf Z=200mm - zurück fahren, über die Absetzpunkte - absenken in die Absetzpunkte

So sieht das Ganze in der Datei 'Erstbetrieb.neu' dann aus.

Die Zeilen 1 bis 49 sind Kommentarzeilen und werden vom Programm überlesen, das trifft auch künftig auf alle *.neu-Dateien zu !

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10. Inbetriebnahme

Und daran denken: die Formatierung muß beibehalten werden, d.h. die Zahlen müssen an der gleichen Stelle stehen, wie in der Musterdatei !Die ersten 49 Zeilen sind Kommentarzeilen und werden vom Programm überlesen !

Die geänderte Datei abspeichern! Jetzt rufen wir das Programm 'Plot_Cut_7.exe' auf,

tragen links oben den Namen unserer Schneidedaten-Datei 'Erstbetrieb.neu' ein und wählen in den darunter liegenden Feldern einen Plotbereich aus, der die Absetzpunkte mit einschließt, also '-500' und '100' :

Mit Drücken des Buttons: wird der zu erwartende Schneideweg am Bildschirm dargestellt.

Erscheint hier alles i.O. können mit die endgültigen Schneidedaten erstellt werden.

Nach drücken der Taste wird der eigentliche Schneidevorgang gestartet:

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10. Inbetriebnahme

Der Schneidebügel wird angehoben, zum Nullpunkt vor gefahren und bleibt in der ersten Pause-Stellung stehen.Nach drücken der Return/Enter-Taste senkt sich der Bügel ab auf Z=10mm, bleibt wieder stehen und fährt nach erneutem Drücken der Return/Enter-Taste (oder Maus-click) zurück in die Absetzposition.

So sollte der Ablauf sein.

Jetzt kannst du die Datei mittels 'UltraEdit' auch weiter bearbeiten und neue Wege beschreiben. *)

Läßt du den Schneidebügel in deinen Wunschkoordinaten pausieren (*P*), kannst du die Koordinaten auch mit einem Anschlagwinkel und einem Rollmeter o.ä. nachmessen.Du kannst auch mit anderen Vorschub-/Schneidegeschwindigkeiten experimentieren und damit deine Maschine kennenlernen.

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*) ich verwende 'UltraEdit'. Aber inzwischen ist dieses Programm nicht mehr als freeware erhältlich, deshalb ggf. auf einen anderen Editor ausweichen: Ein geeigneter Editor muß die Zeilenzahl anzeigen, wie z.B. der 'PsPad Editor' , oder der 'Crimson Editor' .

**) Achtung! In der Datei 'Erstbetrieb.neu' müssen an diesen Stellen die Koordinaten deiner Maschine stehen.

9.4 Anmerkungen, oder auch 'das Kleingedruckte'

Wir haben in der Datei 'Erstbetrieb.neu' sehr große Abstände zwischen den Koordinatenwerten vorgegeben. So fährt der Schneidebügel z.B. von -413/200 (Absetzpunkt) frei bis 0/200.Wenn du den Weg genau beobachtest, wirst du erkennen, der Schneidebügel fährt nicht entlang einer Geraden, sondern er beschreibt einen leichten Bogen.Dies liegt im Prinzip der Maschine, hier gibt es keine Lineare-Bewegung, vielmehr sucht ein Algorithmus den harmonischsten Weg von Punkt A nach Punkt B aus (harmonisch, bezogen auf die zur Seillängenänderung nötigen Schritte). Aber das spielt im praktischen Betrieb keine Rolle !Wir brauchen nur unsere Stützpunkte enger zu legen, und schon folgt der Schneidebügel unseren Vorgaben.Wählt man Abstände unter 5mm, so sind Abweichungen nicht mehr meßbar.Im realen Schneidebetrieb ist dies sowieso gegeben, denn ein Tragflächen-Profil wird nun mal von 100, 200 oder auch mehr Punkten beschrieben.

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10. Inbetriebnahme

Und noch eins: Im Schneide-Programm 'Plot_Cut_7.exe' wird rechts oben auch die Möglichkeit angeboten, den Schneidevorgang abzubrechen.Allerdings wird dies damit erkauft, daß der Schneidebügel nicht in seine Absetzposition zurück fährt. Vielmehr muß der Schneidebügel dann von Hand in die Absetzposition gebracht werden. Auch die Führungsseile müssen dann von Hand (Motoren stromlos machen / Netzteil vorübergehend abschalten) aufgewickelt werden.Oder du bringst den Schneidebügel, wie oben beschrieben, mit dem Programm 'MotorenTest_1.exe' zurück in die Absetzposition.

Vor jedem erneuten Einschalten der Maschine sollten die Führungsseile leicht vorgespannt werden. Dazu, vor dem Einschalten, die Seile mittels Gewindestummel am Motor/Seilwinde gefühlvoll auf Spannung bringen.Dabei wirst du eine neue Eigenheit der Schrittmotoren feststellen: Wenn die Motoren von Hand durchgedreht werden, sind nur 25 Rastungen pro Umdrehung zu fühlen (während die bestromten Motoren in der von uns gewählten Betriebsart 200 Schritte pro Umdrehung benötigen). D.h., auch die Absetzposition ist beim Einschalten nur mit einer Genauigkeit von ±4 Schritten zu erreichen.Im praktischen Betrieb spielt auch das keine Rolle, weil die geschnittenen Kerne in sich mit der hohen Auflösung von 200 Schritten/Umdr. geschnitten werden!

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11. Schneidestrom

10 Schneidestrom

So, unsere Maschine haben wir jetzt so weit, daß sie dem vorgegebenen Schneideweg folgt. Jetzt brauchen wir nur noch den Schneidedraht beheizen und eine Styroporplatte einlegen ...

10.1 Schneidestrom, Regelung mit Dimmer

Wie schon im Kapitel 'Schneidebügel' erwähnt, schneide ich meistens mit einem Schneidestrom von 1.7A bis zu 2.5A, mit einem Stahldraht von 0.4mm Durchmesser. (ca. 8 Ohm/m)

Dazu verwende ich einen 24V-Trafo. (mehr dazu unter 10.3)Ich heize direkt mit Wechselstrom und verzichte auch auf eine Spannungs-/Stromregelung. Nur einen Steckdosendimmer/Lampendimmer (Pollin, Best.Nr. 550 374, ca. 5€) verwende ich, um den Strom auf den Sollwert zu bringen. Kontrolliert/gemessen wird der Strom mit einem Multimeter (Aldi, ca. 8€).Dabei stellt sich eine Drahttemperatur von über 250°C ein, in freier Luft (grob geschätzt über die Längenänderung).

Diese relativ niedrige Drahttemperatur hat den Vorteil, daß der Brenndurchmesser nicht zu groß wird (Ø unter 1.5mm) und daß die Geruchsbelästigung sich in Grenzen hält.

10.2 Drahtspannung, Schneidestrom, Schneidegeschwindigkeit

Entsprechend diesem niedrigen Schneidestrom passe ich die Schneidegeschwindigkeit an, mit 20ms Pause nach jedem Schritt ('0020' in der Schneidedatei). Das ergibt trotzdem noch ca. 6mm/s, also man braucht nicht zu 'verhungern' bei dieser Arbeit.Beim Schneiden konischer Teile oder bei trapezförmigen Flächen ergeben sich unterschiedliche Schneidegeschwindigkeiten. Da muß man ein bisschen experimentieren, um die geeignete Schnittgeschwindigkeit zu finden.Optimal ist eine Oberfläche, die mit feinen Fäden belegt ist.

Ein weiteres Kennzeichen für die Schneidegeschwindigkeit ist: Der Draht darf nicht geschleppt werden, d.h. der Draht darf in der Mitte nicht bogenförmig gezogen werden, sonst folgt der Schneidedraht nicht den mitunter scharfen Richtungswechseln. Hier muß - die mechanische Drahtspannung ausreichend hoch sein, - der Schneidestrom hoch genug sein und die - Schneidegeschwindigkeit nicht zu groß sein.

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11. Schneidestrom

Schneidegeschwindigkeit und Drahttemperatur prüfen:Dazu legt man ein Stück Styropor (Würfel 5...10cm) auf die Arbeitsfläche (nicht festkleben!).Das Stück darf sich beim Schneiden nicht verschieben, sonst ist die Drahttemperatur zu niedrig, oder die Schneidegeschwindigkeit zu hoch.

Ich empfehle sowieso, alle Schneidevorgänge zuerst mit relativ dünnen, aufrecht stehenden Styropor-Resten, zu testen. So bleibt die Abfallmenge überschaubar.

10.3 Schneidedraht, Versorgungsspannung

Ich schneide mit einem Draht von ca. 0.4mm Durchmesser. Dieser Draht ist ausreichend robust für den alltäglichen Betrieb, benötigt nur einen relativ kleinen Heizstrom und kann mit wenig Aufwand gut gespannt werden (natürlich dürfen keine Knicke im Draht sein, sonst läßt er sich auch mit viel Kraft nicht sauber, gerade spannen).

Zudem ist der Brenndurchmesser mit ca. 1.5mm ausreichend klein.

Mir sind im Betrieb zweierlei Drähte untergekommen: Stahldraht Ø 0,4mm federhart. Dieser Draht hat ca. 4 Ohm pro Meter. Hier reicht zum Betrieb ein Trafo mit 12V, der 3A...5A liefern kann.

besser, weil mechanisch widerstandsfähiger ist jedoch: Stahldraht Ø 0,4mm, nichtrostend, nicht lötbar, mit wahrscheinlich hohem Nickel- und/oder Chromgehalt. (Bezugsquelle z.B.: R&G oder Letmathe Stand Dez.2009 ) Dieser Draht hat ca. 8 Ohm pro Meter. Hier ist zum Betrieb ein Trafo mit 24V nötig, auch er sollte mindestens 3A...5A liefern können.

Den Strom stelle ich mittels Dimmer ein. Zur Anzeige verwende ich ein Multimeter, welches Wechselstrom messen kann. Es ist sehr wichtig den Strom anzuzeigen, damit beim nächsten Schnitt der Dimmer wieder richtig eingestellt werden kann!

Anmerkung:24V können durch Reihenschaltung zweier 12V-Trafos erreicht werden, aber das sollte nur jemand vornehmen, der sich mit Strom auskennt, weil:

Werden zwei Trafos in Reihe geschaltet, so ist die Reihenfolge der Anschlüsse nicht egal !

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11. Schneidestrom

Also, wenn die Ausgangsspannung 0V beträgt, dann müssen die Anschlüsse eines Trafos getauscht werden !

Außerdem müssen die Anschlüsse beider Trafos auf der 230V-Seite miteinander verlötet oder geklemmt werden ! Werden die Trafos nur in eine Steckerleiste eingesteckt, so besteht folgende Gefahr:Wird im Betrieb versehentlich einer der Stecker gezogen, so wird der Trafo quasi von der Sekundärseite her bestromt. Folglich liegt jetzt an der Primärseite, an den ungeschützten Steckerstiften, eine lebensgefährliche Spannung an !!!!!!

Hier droht Lebensgefahr !!!!

D.h., die Trafos müssen primärseitig unbedingt vor Berührung geschützt sein. Das erreicht man dadurch, daß beide Primäranschlüsse miteinander verlötet oder geklemmt werden. Also, keine Einzelstecker verwenden ! Besser noch, gleich einen 24V-Trafo verwenden.

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12. Erstellen eigener Schneidedaten

11 Erstellen eigener Schneidedaten

11.1 Formatierung der Schneidedaten

Ich arbeite bei den Schneidedaten mit einem eigenen Format, ich nenne es MyFormat. Du hast es im Kapitel 'Erste Inbetriebnahme' schon kennen gelernt. Die Gründe dafür sind:- das Format kommt meiner eigenen Vorgehensweise entgegen,- ich kann damit die Daten in den für meine Maschine optimalen Arbeitsbereich legen, - die Daten sind übersichtlich strukturiert, - ich benötige eine eigene Art der Geschwindigkeitsangabe, - ich kann jede Befehlszeile mit einer Beschreibung versehen und - ich kann Pausen einlegen, in denen eine Meldung am Bildschirm erscheint. - ich kann die Daten leicht editieren und ergänzen- ich benötige einen Anlaufweg vom Absetz- zum Startpunkt und später wieder zurück zum Absetzpunkt.- ich kann im Vorspann (Zeile 1 bis 49) eigenen Kommentar und Notizen ablegen.

MyFormat:

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12. Erstellen eigener Schneidedaten

11.2 Schneidedaten im Allgemeinen

Der simpelste Weg, um Schneide-Daten zu erzeugen ist: Die Wunsch-Kontur auf kariertes Papier aufzeichnen und die Koordinaten in die Schneidedatei eintippen. Dabei auch daran denken: Die Brennspur muß berücksichtigt werden (bei meinem 0.4mm Schneidedraht ca. 1.5 bis 3mm Durchmesser, je nach Schneidegeschwindigkeit und Schneidestrom). Und, es muß der ganze Weg beschrieben werden, vom Absetzpunkt zum Startpunkt, über den eigentlichen Schneideweg, wieder zurück zum Absetzpunkt.Hierbei hilft uns das ProgrammTrack__6.exeDamit brauchen nur die Punkte eingegeben zu werden, wo ein Richtungswechsel erfolgen soll.Track__6.exe füllt dann den Bereich zwischen diesen Punkten auf.Das Ergebnis wird in der Datei 'Track_99.neu' abgelegt. Von dort kann alles per 'cut&paste' in die Zieldatei eingetragen werden.

Gelegentlich müssen runde Körper geschnitten werden, da hilft KonZyl__4.exe bei der Datenerstellung. Damit sind sowohl konische, als auch elliptischen Bauteile möglich.

Ähnliches bewirkt Holm__3.exe, um z.B. Einschnitte in vorhandene Profile zu schneiden.

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12. Erstellen eigener Schneidedaten

Wenn es darum geht, freie Konturen zu übernehmen, hilft unsDigiMaus_2.exe.

Damit können Punkte aus einer Grafik (*.BMP oder *.JPG) per Mausklick digitalisiert werden.

Die Ergebnisdaten werden anschließend noch mit Move__8.exe positioniert und mittelsZoom__5.exe skaliert.

Weiter gibt es Hilfsprogramme, um vorhandene Schneidedaten zu spiegeln oder zu dublizieren:

Mirror__4.exe (spiegelt Daten; so kann aus einer linken Fläche die rechte Fläche erstellt werden)

Profil_Duo__5.exe (erzeugt ein Flächenpaar)

Ost2West__4.exe (macht aus einer rechten, eine linke Fläche)

Bei Bedarf kann auch die Reihenfolge der Punkte geändert werden:Reverse__3.exe (ändert die Laufrichtung)

Ein weiteres, wichtiges Hilfsprogramm erstellt uns die Laufwege des Schneidebügels, speziell für trapezförmige und konische Teile: Expand_4.exe .

Die Vorgehensweise im Umgang mit den Hilfsprogrammen, zur Erstellung von Schneidedaten, sieht bei mir folgendermaßen aus:

• Grobdaten in die Datei eintippen, sei es durch Handeingabe oder mittels Hilfsprogramm (z.B. KonZyl__5.exe)

• Ergebnis mit Plot_Cut__7.exe anschauen • ggf. Änderungen vornehmen (z.B. Schneiderichtung umkehren mit

Reverse_3.exe ...)• ggf. Teil anders positionieren (z.B. mit Move__8.exe ...)• Ergebnis mit Plot_Cut__7.exe anschauen• ...• Zwischenpunkte mit Track__6.exe erstellen• Ergebnis mit Plot_Cut__7.exe anschauen• Anfahrt aus der Absetzposition zum Styroblock eintippen• Rückfahrt aus dem Schnitt zur Absetzposition eintippen• Ergebnis mit Plot_Cut__7.exe anschauen• Probeschnitt durchführen

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12. Erstellen eigener Schneidedaten

11.3 Profil-Daten im Speziellen

Profildaten findest du z.B. unter http://www.aerodesign.de/ , dort wirst du weiter verlinkt, auf z.B. http://www.ae.uiuc.edu/m-selig/ads/coord_database.html

Die hier gesammelten Profile sind allerdings relativ grob gerastert und auf "1" normiert, d.h. - die Daten müssen noch auf die benötigte Größe gebracht und - mit einem Spline geglättet werden, - außerdem sollte/muß man die Brennspurbreite beim Schneiden berücksichtigen, - eventuell eine Beplankung vorsehen,- bei Trapezflächen unterschiedliche Profilgrößen/-arten berücksichtigen,- die Profile auf die Führungsebenen der Maschine beziehen,- alles zueinander richtig positionieren

Das alles leistet ein Programm Namens PROFILI Pro2, von Stefano Duranti. Es ist unter http://www.profili2.com/zu erhalten, aber es ist in der Vollversion nicht kostenfrei! (ca. 40€)

Ich erstelle meine Profildaten mit PROFILI Pro2. Das Ergebnis ist eine GCode-Datei für 4 Achsen.In meiner derzeitigen Arbeitsweise wandle ich anschließend diese Daten in My-Format-Daten, dabei positioniere ich das Schneideobjekt symmetrisch zum Koordinatenursprung (hier liegt der günstigste Arbeitsbereich für unsere Maschine). Anschließend füge ich noch die 'Anreise' vom Absetzpunkt zum Startpunkt und zurück mittels 'Edit_Schritte__5.exe' (siehe oben) an. Fertig ist die Schneide-Datei.

11.4 GCode mittels PROFILI Pro2 erstellen

Mit dem Programm PROFILI Pro2 können Tragflächen aus einer Vielzahl von Profilen erstellt werden.Das Programm ist weitgehend selbsterklärend.Achtung! Nur mit der kostenpflichtigen Pro-Version (ca. 40 Euro) können die Ergebnisdaten abgespeichert werden. Aktuelle Version ist PROFILI 2.27c Pro (Stand: Mai 2010).

PROFILI ist nicht mein Produkt ! PROFILI wurde von Stefano Duranti entwickelt und hilft uns die Schneidedaten (vorwiegend für Flügelprofile) zu erzeugen:

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12. Erstellen eigener Schneidedaten

Damit die Ergebnisdatei anschließend in MyFormat gewandelt werden kann, müssen die nebenstehenden Parameter gesetzt werden.

horizontal-left Axis: Xl (steht für X links/Ostseite; also nicht 1 sondern l eingeben !)vertical-left Axis: Zl (steht für Z links/Ostseite; also nicht 1 sondern l eingeben !)horizontal-right Axis: Xr (steht für X rechts/Westseite)vertical-right Axis: Zr (steht für Z rechts/Westseite)

Angewählt werden muß: Add 'blank space' between instructions,

die anderen Punkte nicht setzen.

Des weiteren muß Number of generated points angegeben werden. Die Zahl der Punkte sollte so gewählt werden, daß etwa alle 3 Millimeter ein Punkt existiert. Mehr Punkte sind nicht nötig, sonst wird die Datei riesig und unüberschaubar.

>>>> Das Ergebnis ist eine *.nc-Datei im 4Achs-GCode.

11.5 GCode wandeln in MyFormatFür unsere Styroschneide benötigen wir die Schneidedaten im MyFormat (siehe oben).

Dazu wird die *.nc-Datei aus PROFILI mit dem Programm PROFILI_to_MyFormat_11.exe gewandelt.

Das Ergebnis könne wir schon mal mit PlotCut__7.exe begutachten.

Anschließend wird das Bauteil mit Move__8.exe positioniert.

Nun fehlen nur noch die Koordinaten für den Weg des Schneidebügels vom Absetzpunkt bis an den Styroporblock heran und nach getaner Arbeit wieder zurück.

Noch mal mit PlotCut__7.exe anschauen...

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12. Erstellen eigener Schneidedaten

... und schon geht's ans Schneiden.

.Wichtig !!! Wichtig !!! Wichtig !!! Wichtig !!! Wichtig !!! Wichtig !!!

Darauf möchte/muss ich noch einmal hinweisen:

Zum Schneiden auf deiner Maschiene müssen zwei Dinge erfüllt sein,

• Die Werte in der Datei 'GeometrieDaten.DAT' müssen von DEINER Maschine stammen !

• Die Koordinaten für die Absetzposition müssen von DEINER Maschine stammen !

sonst ist das Schneideergebnis fehlerhaft, alle Maße und Proportionen sind dann falsch!

Die Simulation mittels 'Plot_Cut__7.exe' kann solche Fehler nicht aufzeigen !!!!!!

Wichtig !!! Wichtig !!! Wichtig !!! Wichtig !!! Wichtig !!! Wichtig !!!

Im Hinblick auf teilweise 'längliche' Kapitel empfehle ich allen, die einen Nachbau in Erwägung ziehen:EasyWebPrint von CANONDamit lassen sich ganze Kapitel ausdrucken, allerdings läuft EasyWebPrint nur unter dem InternetExplorer7 ! Aber ich glaube es rentiert sich, für diese Anwendung gelegentlich auf den IE zurückzugreifen.(Seiteneinstellung dabei: Rand oben/unten: 0 und in der Druckvorschau etwas mit 'Größe Seiteninhalt' experimentieren, oft reicht 80%)

Stand 07.052010

Hier geht es zur ursprünglichen Seite, wo ich etwas näher auf PROFILI eingehe, allerdings hat PROFILI

inzwischen ein update erfahren.Die Beschreibung ist deshalb nicht mehr zutreffend!

.

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13. Vorrichtung zum Schneiden zylindrischer und konischer Drehteile

12 Vorrichtung zum Schneiden zylindrischer und konischer Drehteile

Die nötigen Dateien findest du unter 'Leitwerkträger.Zip'

Anmerkung (17.01.2010):Einfache, runde, elliptische, konische Teile (ohne Nuten und Absätze) können meistens mit dem Programm KonZyl__4.exe aus dem Block geschnitten werden!

12.1 Styroporblock vorbereiten

Zuschnitt:

Block 100mm dick, auf 200mm Breite schneiden.

Schulterausschnitt schneiden.

Der Schraubstock dient zur Beschwerung, damit der Block beim

Schneiden nicht verrutschen kann.

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13. Vorrichtung zum Schneiden zylindrischer und konischer Drehteile

Die zugehörige Schneidedatei: '1_Schulterausschnitt_Einstich_vorne.neu'

Hier der fertige Schulter-Ausschnitt

Hier bekommt der Block einen 3mm-Einschnitt und eine 10mm Längsbohrung. Die zugehörige Schneidedatei heißt: '2_Block mit Einschnitt.neu'.

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13. Vorrichtung zum Schneiden zylindrischer und konischer Drehteile

Diesmal wird der Block mit Teppich-Verlegeband auf der Arbeitsplatte fixiert.

Hier ist der Einschnitt und der Bohrkern zu sehen.

An den Resten sieht man, das war ein sauberer Schnitt !

Hier ist das Stützrohr (Alu, Ø 10mm) eingeschoben.

Das Stützrohr verhindert ein Durchbiegen/Durchhängen

des Teiles beim Dreh-Schneiden. Außerdem paßt es genau zwischen die beiden Aufnehmer der Drehvorrichtung.Mit dem Balsabrettchen wird die Breite des Einschnittes geprüft.

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13. Vorrichtung zum Schneiden zylindrischer und konischer Drehteile

12.2 Drehvorrichtung, Zylinder und Konus schneiden

Hier wird der linke Halter für die Drehvorrichtung ausgerichtet.

Dazu wird der Schneidedraht mittels der Datei '3_Drechselhalter einrichten.neu' in Position gebracht.

So wird die Drehachse zum Draht ausgerichtet und die Drahthöhe nachgeprüft.

So wird das Drehteil zwischen den Haltern eingespannt.

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13. Vorrichtung zum Schneiden zylindrischer und konischer Drehteile

Weiter geht es jetzt 'halbautomatisch'.

D.h., der Schneidedraht wird über die CNC-Steuerung positioniert, aber die Drehbewegung des Styroporblockes wird per Hand vorgenommen.

Mittels der Schneidedaten-Datei '4_LWT_drechseln.neu' wird der Schneidedraht in

Position gebracht (er taucht in den Einschnitt ein).

Anschließend wird der Block vorsichtig von Hand um 360º gedreht.

Alle Schritte während des Programm-Ablaufes werden jeweils im Meldungsfenster angezeigt/angekündigt.

Im nächsten Schritt wird die Zylinderschale geteilt und kann dann abgenommen werden.

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13. Vorrichtung zum Schneiden zylindrischer und konischer Drehteile

Hier wird der vordere Konus geschnitten.

Jetzt ist auch der hintere Konus geschnitten und die Halbschalen sind abgenommen.

Ab jetzt wird das Balsabrettchen in den Einschnitt gesteckt, um den Leitwerkträger für die weiteren Einschnitte, die Längsnuten, gut positionieren zu können.

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13. Vorrichtung zum Schneiden zylindrischer und konischer Drehteile

Der erste Leitwerkträger ist jetzt fertig, der zweite wird gleich folgen.

12.3 Längsnuten schneiden

Zur Versteifung des Leitwerkträgers wurden im letzten Schritt Längs-Nuten geschnitten.

Da hinein werden Balsaleisten eingelegt und mit PU-Leim verklebt.Der Überstand kann mit dem Balsahobel abgetragen werden.Anschließend wird das Ganze vorsichtig verschliffen.

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13. Vorrichtung zum Schneiden zylindrischer und konischer Drehteile

Auch hier Längsnuten, einmal roh, einmal mit Balsleisten gefüllt.

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14. Vorrichtung zum Schneiden von 3D-Teilen im Schälverfahren

13 Vorrichtung zum Schneiden von 3D-Teilen im Schäl-Verfahren ...

13.1 Drehteller

Der Drehteller besteht aus einer Spanplatte, mit einer langen Schraube in der Mitte. Der Drehteller wird einfach in ein Loch in der Arbeitsplatte gesteckt.Das Loch soll auf der Nullinie der Arbeitsplatte liegen.Der Drehteller wird außen mit einem Papier-Maßband (vom Bau- oder Möbelmarkt) beklebt, als Skala. Mein Drehteller hat 200mm Durchmesser (628mm am Maßband entsprechen somit 2xPi).

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14. Vorrichtung zum Schneiden von 3D-Teilen im Schälverfahren

13.2 Schalen schneiden

Geschnitten wird wechselweise von oben nach unten. Pause. Teller auf vorgegebenes Maß drehen.Nächster Schnitt von unten nach oben.Pause.Teller drehen ...

Beispieldaten im Kapitel 'Schneidedaten Noratlas': Cockpit schneiden, Rumpf-Heck schneiden.

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14. Vorrichtung zum Schneiden von 3D-Teilen im Schälverfahren

Beispiel NORA-Cockpit.

Links die bereits abgeschnittenen Schalen.

13.3. Fertiges Teil abtrennen

Der Drehpunkt des Drehtellers liegt nie ganz genau auf der Nullinie. Deshalb wird der rohe Styroporblock großzügig bis über die Nullinie hinaus positioniert/fixiert.Wird dann im letzten Schnitt der Körper vom Block getrennt (Rücken und Boden abschneiden), so ist das fertige Teil, in sich, maßhaltig!Fixiert wird der Styroporblock mit doppelseitigem Klebestreifen auf dem Drehteller.

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15. Zuschneiden der Styroporplatten

14 Zuschneiden der Styroporplatten

So sieht mein Zuschneidetisch aus:

Eine beschichtete Spanplatte mit Nuten in die der Schneidedraht nach dem Schnitt absinken kann.Links und rechts je ein Führungsstift in einer Buchse. Die Stifte enden in einer Holzkugel mit einer Kerbe. Hier wird der Schneidedraht abgelegt, und die Styroporplatte kann unter dem Schneidedraht positioniert werden.

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15. Zuschneiden der Styroporplatten

Hier der Schneidebügel für den Zuschnitt, er ist etwas gröber und vor allem schwerer als der CNC-geführte Schneidebügel.

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15. Zuschneiden der Styroporplatten

Kurz vor dem Schnitt: Der Schneidedraht wird auf der Styroporplatte abgesetzt, links und rechts ein Styropor-Rest, um den Schneidedraht und den Bügel auf Höhe zu halten.Die Styroporplatte kann so auf das genaue Maß eingerichtet werden. Der Schneidedraht liegt an der Führungsstiften an und gleitet, wenn der Strom eingeschaltet wird an diesen entlang nach unten. So ist ein sauberer, winkliger Schnitt gewährleistet.

Damit der Schneidedraht auch an den Führungsstiften entlang gleitet, wird die Arbeitsplatte schräg gestellt.

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16. Genauigkeit mit Plot-Vorrichtung

15 Genauigkeitskontrolle mit Plot-Vorrichtung.

Im Kapitel 'Geometriedaten' habe ich beschrieben, mit welchen Größen du deine Maschine kalibrieren mußt.Nicht alle Maße können 'aufs Zehntel genau' erfaßt werden, also wird es Fehler geben bei der Umsetzung der Daten.Um sich zu vergewissern, wie genau denn nun meine Maschine ist, besteht die Möglichkeit das Ding als Plotter zu betreiben. So kann das Plot-Ergebnis leicht nachgemessen und kontrolliert werden. Und das geht so:

15.1 Plot-Vorrichtung

Unsere Heißdrahtschneidemaschine kann auch plotten:

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16. Genauigkeit mit Plot-Vorrichtung

An die Ost-Seite der Arbeitsplatte habe ich eine Magnettafel geklemmt. Darauf ist ein Papierbogen befestig.An Stelle des Schneidedrahtes wird ein Stift mittels zweier Seile in die Führungseile eingehängt. Dieser Stift steckt in einer Kunststoffplatte, die wiederum von zwei kleinen Magneten an die Schreibplatte gedrückt wird. Das lange Ende der Platte ist mit Gewichten belastet (ca.250g), damit die Seile immer unter Vorspannung stehen.

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16. Genauigkeit mit Plot-Vorrichtung

Näher betrachtet sieht man, daß die Seile am dünnen Ende der Schreibmine angelenkt werden (es funktioniert sowohl mit Gel-Stiften als auch mit Kugelschreiberminen).

In die Kunststoffplatte (Rollglas) habe ich drei Mulden gedrückt, in zweien davon sind die kleinen Magnete eingelegt und mit 'Knete' (Butyldichtmasse) fixiert.

Die Kunststoffplatte führt den Stift so, daß er nicht kippeln kann. Die Magnete bewirken, daß die Schreibermine leicht gegen das Papier gedrückt wird.

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16. Genauigkeit mit Plot-Vorrichtung

Zum Plotten habe ich mir eine 'Schneide-Datei' mittels 'Edit_Schritte__5.exe' angelegt, die das links stehende Bild erzeugt.

Größe: -130mm bis +130mm in X-Richtung, 0 bis 150mm in Z-Richtung.

Besonderheit, hier ist der Nullpunkt als Anfangspunkt/Absetzpunkt vorzusehen, weil ja der Stift nicht über den Bildrand hinaus kann.

Also, Magnettafel montieren, Papier auflegen und den Nullpunkt, von der Arbeitsplatte, auf das Papier übertragen. Stift mit den Magneten an die Platte heften (noch keine Gewichte), Führungsseile einhängen und 'von Hand' soweit vorspannen, daß der Stift sauber auf dem Nullpunkt steht. Motorstrom einschalten, Gewichte anhängen und schon kann es losgehen mit der Plotterei.Am Endprodukt kann dann die Genauigkeit der Maschine geprüft werden. Aber Vorsicht, auch das Lineal kann Fehler haben, meins hatte scheinbar einen Übersetzungsfehler vom Chinesischen ins Deutsche ;-)Also, mit der Schiebelehre die auch zum Messen des Seilrollendurchmessers verwendet wurde, gegenprüfen.Schon zu Beginn meiner Entwicklung habe ich mit einer Plot-Vorrichtung experimentiert, um die Umsetzbarkeit und die mögliche Genauigkeit abzuschätzen zu können.

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16. Genauigkeit mit Plot-Vorrichtung

Als ich neulich die fertige Maschine wieder als Plotter verwendet habe, um ein 'Feintuning' durchzuführen, da habe ich mir so meine Gedanken gemacht, welchen Einfluß die unterschiedlichen Geometrie-Parameter haben. Herausgekommen ist ein Programm welches Änderungen an den unterschiedlichen Geometrie-Parametern sichtbar macht:

15.2 Fehler-Simulations-Programm

Dieses Programm zeigt den Einfluß der Geometriedaten auf die Genauigkeit und mögliche Verzerrungen: Fehlerdarstellung

Also, Zip-Verzeichnis öffnen und die Dateien 'Geometrie_Test.DAT' und 'Fehler_2.exe' in ein Verzeichnis deiner Wahl verschieben.

'Fehler_2.exe' starten, es zeigt sich folgendes Bild:

Als Erstes den Button links oben drücken. Jetzt werden die Geometriedaten aus der Datei 'Geometrie_Test.DAT' geladen.Nun Kannst Du in den weißen Feldern die Geometriedaten, nach deiner Vorstellung, verändern.

Anschließend Button 'Plot ausführen' drücken.Sofort wird ein grünes Rechteck gezeichnet, dies entspricht den Soll-Werten.

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16. Genauigkeit mit Plot-Vorrichtung

Darüber wird nun ein rotes 'Rechteck' gezeichnet, dieses zeigt das Ergebnis mit geänderten Werten.

Auf diese Weise kannst du den Einfluß der unterschiedlichen Parameter erkennen und bewerten.

Als Fazit sehe ich Folgendes:

• Der Abstand zwischen den beiden Motoren hat relativ geringen Einfluß auf das Ergebnis, zumal sich dieses Maß recht gut auf 1mm genau ermitteln läßt.

• Gleiches gilt für die beiden Seillängen: Motorachse zum Nullpunkt. Trotzdem müssen diese Werte gewissenhaft gemessen/ermittelt werden, und auch der Nullpunkt darf nicht 'mal hier mal dort' definiert werden.

• Empfindlicher reagiert die Schrittweite. Diese läßt sich etwas schwerer ermitteln. *)

Aber, so meine ich, sorgfältiges Messen reicht aus, um die Geometriedaten zu ermitteln. Du musst keine Plot-Vorrichtung bauen, um deine Maschine mit ausreichender Genauigkeit (±0.5%) zu betreiben.

*) Ich habe hier die Messung der Seilrollendurchmesser mit und ohne Seil vorgeschlagen (Kapitel 'Geometriedaten'). Dieser Wert kann/sollte eventuell gegengeprüft werden, z.B. durch Aufrollen des Seiles über 1m und gegenrechnen der dazu nötigen Impulse (Bildschirmanzeige).

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17. Auflistung der Verfügbaren Programme

16 Auflistung der verfügbaren Programme

16.1 Das Hautprogramm Plot_Cut__7.exe

Das wichtigste Programm zum Betrieb der Schneidemaschine ist 'Plot_Cut__7.exe', damit lassen sich

• die Schneidedaten als Plot am Bildschirm darstellen, • die Koordinatenwerte aus der jeweiligen Schneidedaten-Datei umwandeln, und

im letzten Schritt • die Schrittmotoren ansteuern und damit den eigentlichen Schneidevorgang

durchführen.

Zum Betrieb sind die folgenden Dateien nötig, wobei Schneidedaten und Programmdateien alle im gleichen Ordner stehen müssen:

Plot_Cut__7.exeProgramm zum Plotten und Schneiden, beschrieben im Kapitel 'Schneide-Programm'

INPOUT32.DLL DLL-Programm für Parallelschnittstelle Eingabewerte.alt Zwischenspeicher für Bildschirmeingaben

GeometrieDaten.DAT

Hier stehen die geometrische Abmessungen deiner Schneidemaschine. Basisdaten für die Umrechnung von Koordinatenwerten in SeillängenänderungenAchtung! ab Plot_Cut__7.exe wird diese Datei direkt ins Hauptverzeichnis gestellt:C:\GeometrieDaten.DATDamit ist gewährleistet, daß die Datei nicht in unterschiedlichen Versionen auf deinem Rechner vagabundieren kann.

NORA_Flügel_04_mitte.neu Schneidedaten, Beispiel NORA_Flügel_04_li.neu Schneidedaten, Beispiel NORA_Flügel_04_re.neu Schneidedaten, Beispiel

Alles zusammen ist in die Zip-Datei 'Programme.zip' gepackt.

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17. Auflistung der Verfügbaren Programme

16.2 Hilfsprogramme zum Motorentest und zur Inbetriebnahme

Handbetrieb_3.exe

neu: Handbetrieb_mitMaus_5.exe

Programm zur eingeschränkten, manuellen Führung des Schneidebogens (Die Motoren können nur einzeln angesteuert werden) Beschrieben im Kapitel 'Erste Inbetriebnahme'.Greift auf die Datei 'C:\GeometrieDaten.DAT' zu !

Es erfolgt die Rückmeldung der Koordinatenlage am Monitor.

Funktioniert nur mit einer 3-Tasten-Maus!

MotorenTest_1.exe

neu: MotTest_mitMaus__2.exe

Programm zur Betätigung der einzelnen Motoren, mit der HandsteuerungBeschrieben im Kapitel 'Erste Inbetriebnahme'.Verwendung auch zum Motorentest, Kapitel 'Elektronik, Platine'.

Funktioniert nur mit einer 3-Tasten-Maus!

16.3 Import von Fremd-Daten (und Export)

PROFILI_to_MyFormat_11.exe

PROFILI Pro (*.nc)

4Achs-GCode wandeln in MyFormat-Schneidedaten.

*.nc wandeln in *.neu

Gegenüber der Version PROFILI_to_MyFormat__8.exe werden die Schneidedaten nicht mehr symmetrisch zum Nullpunkt angeordnet. So können die PROFILI-Daten mit den MyFormat verglichen werden und es können jetzt beliebig viele Punkte übertragen werden. Die Positionierung der Schneidedaten im Arbeitsbereich erfolgt anschließend mit MOVE__6.exe Hier findest du PROFILI

GCode_to_MyFormat__3.exe

BoCNC

2(3)Achs-GCode wandeln in MyFormat-Schneidedaten.

*.nc wandeln in *.neu

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17. Auflistung der Verfügbaren Programme

Damit können CAD-Daten (*.dxf) über BoCNC in GCode (*.nc) und letztlich in MyFormat-Schneidedaten gewandelt werden.Hier findest du BoCNC

GMFC_to_MyFormat__3.exe

GMFC

GMFC wandeln in MyFormat-Schneidedaten.

*.cut wandeln in *.neu Nicht übernommen werden die Angaben zum Heizstrom !Nicht übernommen werden die Werte für die Schneidegeschwindigkeit !Hier findest du GMFC

PRFDat_to_MyFormat__2.exe

PROFILI Pro (*.dat)

XZ-Tabellenwerte wandeln in MyFormat-Schneidedaten.

*.dat wandeln in *.neu

Damit können CAD-Daten (*.dxf) über PROFILI PRO in XZ-Tabellenwerte (*.dat) und letztlich in MyFormat-Schneidedaten gewandelt werden.Hier findest du PROFILI

back2GCode_ _2.exe

EMC2

MyFormat-Schneidedaten wandeln in 4-Achs-GCode .

*.neu wandeln in *.nc Das rückwandeln der Daten in 4-Achs-GCode ist für die Nutzer wichtig, die meine Hilfsprogramme zur Datenerstellung nutzen wollen.

Diese Programme findest du in der Zip-Datei 'Import.zip' .

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17. Auflistung der Verfügbaren Programme

16.4 Hilfsprogramme, zur Erstellung von Schneidedaten

PROFILI_to_MyFormat__8.exe

Wandelt die 4-Achs-GCode-Daten aus PROFILI in MyFormat-Schneidedaten. Gleichzeitig werden die Schneidedaten symmetrisch zum Nullpunkt angeordnet. (kann maximal 2000 Punkte verarbeiten!)Das Ergebnis liegt in der Datei 'MyFormat_99.neu'

Edit_Schritte__6.exe

Füllt den Bereich zwischen zwei Punkten mit Stützpunkten auf (Punkte entlang einer Geraden).Das Ergebnis liegt in der Datei 'Schritte_99.neu' und wird mittels 'copy&paste' in die Schneidedatei eingebracht.

DigiMaus__2.exe

Mit diesem Programm können vorhandene Vorlage wie z.B. Bilder oder Skizzen ( *.BMP oder *.JPG ) digitalisiert werden. Dazu werden die Konturen der Vorlage mit dem Mauscursor abgefahren und Punkt für Punkt, auf Tastendruck, digitalisiert.Das Ergebnis wird in der Datei 'DigiMaus_99.neu' abgelegt

DigiSpant__4.exe

Mit diesem Programm können Rumpf-Halbspanten aus Zeichnungen, Skizzen oder Fotos (*.JPG- oder *.BMP-Format) mittels Maus-Klick digitalisiert werden. Die Koordinaten werden auf "1" normiert, zum Vollspant ergänzt und in Tabellenform abgelegt.Das Ergebnis wird in der Datei 'DigiSpant_99.Dat' abgelegt und kann mit PROFILI weiter bearbeitet werden. Nebenbei wird auch eine 'DigiSpant_99.neu' angelegt, zur Weiterverarbeitung mittels Sync__2.exe.

Holm__3.exeErstellt Schneidedaten für eine Holmbohrung (Zylindrisch/konisch)

KonZyl__4.exe

Erstellt Schneidedaten für einen Konus (Kegel) oder Zylinder mit Kreis- oder Ellipsenform, z.B. für Rumpfteile

Sync__2.exeMit diesem Programm können unterschiedliche Schneidewege (z.B. aus DigiMaus... oder DigiSpant...) so zusammengeführt werden, daß z.B. aus zwei

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17. Auflistung der Verfügbaren Programme

Rumpfspanten eine Schneidedatei für einen Rumpfabschnitt entsteht (ein Spant für die Ostseite, der andere für die Westseite). Dabei werden die Koordinatenpunkte so miteinander synchronisiert, daß auch bei sehr unterschiedlichen Konturen, der Schneidevorgang zwischen der Ost- und der Westseite synchron abläuft. Bei sehr komplexen Konturen müssen die Schneidewege u.U. in einzelne Abschnitte geteilt, einzeln mit Sync__2.exe bearbeitet und anschließend wieder aneinander gehängt werden.

Move_10.exe

Diese Version von Move__.exe dient speziell dazu, die Schneidewege der Ost- und Westseite zueinander zu positionieren. Dies ist speziell nach der Bearbeitung mittels Sync__2.exe notwendig. (Beispiel Rumfabschnitte)

Brennspur__3.exe

Mit diesem Programm können vorhandene Schneidedaten um die Brennspurbreite vergrößert werden. Für Ost- und Westseite sind unterschiedliche Brennspurbreiten möglich (konische und trapezförmige Teile).

16.5 Hilfsprogramme, zur Bearbeitung der Schneidedaten

alt: CloseGap__2.exe

neu: Track__6.exe

Die Funktion ähnelt der von 'Edit_Schritte__6.exe': Findet 'CloseGap__2.exe' direkt in der Schneidedaten-Datei eine Zeile ohne Koordinatenangaben, so berechnet dieses Programm die fehlenden Punkte, um den Abschnitt mit Stützpunkten aufzufüllen.Das Ergebnis liegt in der Datei 'Schritte_99.neu' und wird mittels 'copy&paste' in die Schneidedatei eingebessert.

Track__6.exe füllt genau wie CloseGap die Schneidespur mit Stützstellen auf (mindestens alle 3mm eine Stützstelle). Jedoch brauchen jetzt keine Sonderzeilen mehr eingefügt werden. Track__6.exe durchkämmt normale Schneidedaten-Dateien und füllt die Lücken auf. Die vorhandenen Punkte werden dabei linear miteinander verbunden. Trapezschnitte werden proportional belegt.

Expand__4.exeDieses Programm extrapoliert die auf das Bauteil bezogenen

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17. Auflistung der Verfügbaren Programme

Schneidedaten auf die Schneide-/Führungsebenen der Maschine.(Portalabstand bzw. Portalbreite)Dies ist für trapezförmige Bauteile wichtig/nötig.Das Ergebnis liegt in der Datei 'Expand_99.neu'

Move__8.exe

Mit diesem Programm können die Schneidedaten für ein Bauteil gedreht und/oder verschoben werden. Das Ergebnis liegt in der Datei 'Move_99.neu'

Ost2West__4.exe

Mit diesem Programm können die Koordinatenwerte der Führungsebenen (Ost und West) miteinander getauscht werden. Damit wird aus einer linken Tragfläche eine rechte Tragfläche. Das Ergebnis liegt in der Datei 'Ost2West_99.neu'

Profil_Duo__5.exe

Mit diesem Programm können die Koordinatenwerte, z.B. einer Tragfläche, an der Grundlinie gespiegelt und nach oben verschoben werden. Das Ergebnis, ein Tragflächen-Pärchen, liegt in der Datei 'ProfilDuo_99.neu'. (kann maximal 2000 Punkte verarbeiten!)

Zoom__5.exe Streckt oder staucht vorhandene 'Schneide-Muster'.Das Ergebnis liegt in der Datei 'Zoom_99.neu'

Mirror__4.exe Spiegelt vorhandene Schneidedaten an der Z-Achse.Das Ergebnis liegt in der Datei 'Mirror_99.neu'

Reverse__3.exe

Kehrt die Reihenfolge der Datenzeilen um. Das führt zu einer Umkehr der Schneiderichtung. (kann maximal 2000 Punkte verarbeiten!)Das Ergebnis liegt in der Datei 'Reverse_99.neu'

Diese Programme findest du in der Zip-Datei 'HilfsProgramme.zip' .

16.6 Freeware Editor Programme PsPad Editor

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17. Auflistung der Verfügbaren Programme

Crimson Editor

16.7 Anmerkung

*)Ich aktualisiere die Verarbeitungsprogramme gelegentlich. Zum einen, wenn Fehler drin sind, zum anderen, wenn Erweiterungen oder zusätzliche Funktionen nötig sind. Dies ist jeweils durch eine neuere Versionsnummer erkennbar. Deswegen, möglichst das Programm mit der höchsten Versionsnummer verwenden. Falls es Probleme gibt, dann auf die ältere Programmversion zurückgreifen und mich über den Fehler informieren.

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18. Schneidedaten

17 Schneidedaten

17.1 Noratlas

Modell einer Nord 2501 Noratlas. Transportflugzeug der Bundes Luftwaffe von 1953 bis 1971.

Techn. Daten meines Modells: Maßstab ca. 1:20Spannweite 1,63mGewicht 1350g2 x BrushlessMotoren TURNIGY SK 2826-10002 X Regler Torcster ECO 30ALuftschrauben 8" x 4" EAkku Lipo TURNIGY 2.2 AH 3S 20CGesamtstromaufnahme max. 20ASteuerfunktionen: Höhe, Quer, Motordrehzahl2.4GHzBauweise: Styropor, beklebt mit PackpapierHolm im Außenflügel: Kohlerohr 6mm Durchm.Holm in Mittelflügel: Alu-Rohr 12mm Durchm.Seitenleitwerk starr, Depron 2x3mm

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18. Schneidedaten

Schneidedaten:

TragflächenRumpf-SchalenRumpf-Cockpit (Drehteller, 3D-Bearbeitung)Rumpf-Heckteil (Drehteller, 3D-Bearbeitung)Leitwerkträger (Drehteile, zylindrisch, konisch)HöhenleitwerkSeitenleitwerk Skizze für Depronplatte

Für den Bau meiner NORA habe ich in erster Linie ein Plastik-Modell als Vorlage verwendet (Fa. Heller, #80374, Nord 2501 "Noratlas", M 1:72).Die Übereinstimmung zwischen Plastikmodell und Originalfotos ist hervorragend und stimmig!Die mir zur Verfügung stehenden Drei-Seiten-Ansichten waren sehr ungenau und widersprüchlich.Selbst der beim Plastikmodell beiliegende Plan war unstimmig, im Vergleich zu Originalfotos!

Hier ein paar Links zu Originalfotos:NORA-Fotos1 NORA-Fotos2 NORA-Fotos3 NORA-Fotos4YouTube-Videos:NORA-Video1 NORA-Video2 NORA-Video3

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18. Schneidedaten

17.2 Schneeflocke

Schneidedaten Schneeflocke

ca. 240mm Durchmesser

17.3 Planetengetriebe

Schneidedaten Planetengetriebe ca. 390mm Durchmesser

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18. Schneidedaten

Zur Erinnerung:

Bei allen unseren *.neu-Dateien, d.h. unseren Schneidedateien, werden die ersten 49 Zeilen vom Programm überlesen! Es handelt sich dabei um Kommentarzeilen, diese können für Notizen bzw. zur Beschreibung (Bauteilbeschreibung, Schneidevorgang beschreiben, Rohblockgröße usw.) verwendet werden, erst ab Zeile 50 folgen die eigentlichen Schneidedaten!

Den Weg von der Absetzposition bis zum Startpunkt und zurück, muß jeder an die Gegebenheiten seiner Maschine anpassen.

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18.4 Schneidedaten - Trapezflächen

17.4 Trapezflächen, trapezförmige und konische Teile

Das Thema wurde schon ausführlich im RCN-Forum diskutiert: Thread 162 ... 181 (27.06.2009 ...)

Ein paar Punkte daraus zusammengefaßt: Das nebenstehende Bild, von Comicflyer, beschreibt das Wichtigste !

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18.4 Schneidedaten - Trapezflächen

Hier ein Beispiel von Marsupilami dazu:

Unter ungünstigen Bedingungen (starke Pfeilung) ist eventuell eine Korrektur der Profillänge nötig, auf die Hans Rupp hinweist.

Ob das nötig ist mußt du selber abschätzen. Hilfe dabei erhältst du in PROFILI im Punkt xfoil Profilbearbeitung

Ergänzung (21.01.2010):Aus meinem damaligen Kenntnisstand heraus hatte ich die Empfehlung getroffen, mit dieser Styroschneide, Trapezformen nur bis maximal ±10° zu schneiden, wegen der zu erwartenden Geometriefehler infolge der Schrägstellung des Schneidebügels.

Inzwischen habe ich (und andere auch) des öfteren unerklärliche Abweichungen bei konischen Teilen feststellen müssen, obwohl die ±10° gar nicht erreicht wurden.

Die Grund für diesen Fehler liegt im seitlichen Ausweichen des Schneidebügels, wenn der Bügel einseitig angehoben wird, verursacht durch den tief unten liegenden Schwerpunkts des Schneidebügels.

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18.4 Schneidedaten - Trapezflächen

Abhilfe bringt eine seitliche Führung, mit der die Seile in der Führungsebene gehalten werden. **)

Das sieht bei mir so aus:

Zwei Führungsstäbe aus Buchenholz (8mm Durchmesser) sind nahe der Motoren Mot_1 und Mot_3 drehbar gelagert.

Unten gleiten sie am Rand der Arbeitsplatte entlang, gehalten durch einen Gummifaden.(Breite der Arbeitsplatte = Abstand zwischen den Motoren.)

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18.4 Schneidedaten - Trapezflächen

So werden die Stäbe immer in den Führungsebenen gehalten.

Die Seilhaken werden nicht unmittelbar am Schneidedraht eingehängt, sondern in dieses Ausgleichslager, welches auf dem Schneidedraht verschoben werden kann.

So sieht das Ausgleichslager aus:

Bügel und Endring aus Kupferdraht 1.5qmm, (Elektro-Installations-Draht).Röhrchen aus Messingrohr 2mm Außendurchmesser.Teile miteinander verlötet.Löcher am Messingrohr sauber entgraten, damit das Lager gut gleiten kann.

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18.4 Schneidedaten - Trapezflächen

Hier sieht man die Führungsseile (Dyneema, gelb, 0.2mm Durchmesser), die mit ihren Haken am Ausgleichslager eingehängt sind und damit den Schneidedraht tragen/führen, so wie bisher.

Neu ist:Durch den Bügel des Ausgleichslagers läuft der Führungsstab und hält dieses 'in der Spur'.

Der Schneidedraht läuft durch das Messingröhrchen, so wird der seitliche Ausgleich möglich.

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18.4 Schneidedaten - Trapezflächen

So hab ich oben meine Führungsstäbe gelagert.Den Lagerpunkt kann jeder selbst wählen und an seine Gegebenheiten anpassen.

Um den vollen Arbeitsbereich überdecken zu können ist es vielleicht auch mal nötig die Führungsstangen anders zu positionieren. Das muß von Fall zu Fall ausprobiert werden.

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18.4 Schneidedaten - Trapezflächen

Kann der Führungsstab nicht an der Tischkante geführt werden, weil der Tisch zu schmal ist, so ist auch diese Variante möglich.

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18.4 Schneidedaten - Trapezflächen

Meine aktuelle Version ist jetzt diese:Der Führungsstab wird zwischen Arbeitsplatte und einem Messingrohr geführt. (Die Version mit dem Gummifaden hat gelegentlich geklemmt.)

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18.4 Schneidedaten - Trapezflächen

Bei mir werden die Führungsstangen nur bei Bedarf mitgeschleppt, ansonsten sind sie nach oben geklappt. Die Ausgleichslager können jedoch immer am Schneidedraht bleiben.

Ich empfehle, die Führungsstangen aus Holz anzufertigen. Führungsstangen aus Metall leiten den Schneidestrom unter Umständen dort hin, wo er nichts zu suchen hat !!!

Mit dieser Anordnung sind Geometriefehler und Fehler durch seitliches Ausweichen des Bügels minimiert !Damit sehe ich gegenüber Portal-Schneideanlagen keinen Nachteil mehr!!!

**) Das Thema wurde wegen der Winkelfehler schon im Nov.2009 von gx_turbo im RCN-Forum angedacht.

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18.4 Schneidedaten - Trapezflächen

18 Holmbohrungen schneiden

Das Programm Holm__3.exe erstellt die Schneidedaten für eine zylindrische oder konische Holmbohrung.(Alternativ kann auch das Programm KonZyl__4.exe verwendet werden.)

18.1 Vorgehensweise

In der Eingabemaske des Programms können alle nötigen Daten eingegeben werden (Koordinatenlage, Durchmesser, Brennspurbreite jeweils für die Ost- und Westseite).

Die Ergebnisdaten werden anschließend aus der Datei Holm_99.neu per copy&pace in die Profil-Schneidedaten-Datei eingestellt.Und zwar so, daß der Holmschnitt vor dem Profilschnitt, von oben in den Styroblock erfolgt.

Entsprechend müssen in der Profil-Schneidedaten-Datei die Laufwege noch eingebessert werden. Dabei hilft uns das Programm Track__6.exe .

Mit dieser Vorgehensweise ist die Lage der Holmbohrung unabhängig vom Profilschnitt.Allerdings kann der Holmschnitt nur von oben in den Block erfolgen (oder von der Seite). Entsprechend muß das eigentliche Profil gegebenenfalls auf den Rücken gelegt werden. Dabei hilft uns das Programm Move__8.exe .

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20. Schneidedaten für einen Flugzeugrumpf erstellen

19 Schneidedaten für einen Flugzeugrumpf erstellen.

Auch hier hilft uns PROFILI Pro, es kann nicht nur Flügelprofile bearbeiten, nein es können auch 'fette' Rumpfspanten bearbeitet werden!

19.1 Rumpfprofile erstellenZuerst muss der Rumpf in Abschnitte unterteilt und die jeweiligen Rumpfspanten in einer Skizze dargestellt werden, zum Beispiel so:

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20. Schneidedaten für einen Flugzeugrumpf erstellen

Dann wird das 'Profil' von Hand (Lineal und Taschenrechner) digitalisiert. Es reichen etwa 10 Stützpunkte aus, um das Profil zu beschreiben.

PROFILI wird später diese Punkte verbinden und die Kontur mit einem Spline glätten.

Die ermittelten Koordinatenwerte werden jetzt in eine Datei RumpfSpant_4.DAT eingetragen:

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20. Schneidedaten für einen Flugzeugrumpf erstellen

In die erste Zeile kommt der Name des 'Profils'. Diesen Namen übernimmt PROFILI in seine Profil-Bibliothek.Dann folgen die Tabellenwerte: Zuerst jeweils der X-Wert, daneben der Z-Wert.Alle Koordinatenwerte sind auf '1' in X-Richtung normiert !!!Die X-Werte beginnen bei 1.0, laufen nach 0.0 und unten wieder zurück nach 1.0 .Diese Laufrichtung entspricht dem späteren Schneideweg.

Dieses Datei-Format kann aus einer anderen Profildatei, durch Überschreiben gewonnen werden.

Anmerkung:Die Werte für die untere Profilseite tragen das Minuszeichen (gespiegelte Werte).Das Profil für den zweiten Rumpfspant (hinteren Rumpfspant) habe ich durch 'verschlanken' erhalten: Alle Z-Werte mit 0.2 multipliziert, ergibt RumpfSpant5.dat .Ebenso sind die Werte für die weiteren Spanten (innere Spantkontur) aus den Ursprungswerten abgeleitet und als RumpfSpant_4innen.dat abgespeichert.

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20. Schneidedaten für einen Flugzeugrumpf erstellen

19.2 Rumpfprofile in die PROFILI-Biblithek einbringen

Dazu wird PROFILI aufgerufen. Im Menüpunkt

Profile Profilverwaltung Importieren Importiere ein Profil aus einem .DAT File

anwählen, und die neuen Profile einbringen:

19.3 Rumpf-Daten in PROFILI erstellen

Und schon kann in PROFILI unter:

Panels Wing Panel Management

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20. Schneidedaten für einen Flugzeugrumpf erstellen

Panel management New foam panel

der Rumpf (wie jeder Flügel) gestaltet werden:

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20. Schneidedaten für einen Flugzeugrumpf erstellen

Hier der Ei-förmige, vordere Spant

Hier der hintere Spant, mit seiner schlankeren Ei-Form

Das Ergebnis, eine GCode-Datei für 4 Achsen, mit der wir ein Rumpfsegment schneiden können.

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20. Schneidedaten für einen Flugzeugrumpf erstellen

Prima !!!Aaaaaber:

Leider gestattet PROFILI es derzeit nicht:- Das Rumpf-Innere mittels der Funktion 'Lightening hole settings' zu generieren/aushöhlen, oder- Holme mittels 'Spares setting' vorzusehen.

Diese Funktionen sind zwar in PROFILI vorhanden, können aber bei Anwahl von '3) For CNC hot wire cutter' (Menüpunkt 'Templates configuration') nicht verwendet werden.

Ebenso läßt die Funktion 'Template - foam block Distance' (Menüpunkt 'Templates setting'), häufig nicht die Werte zu, die nötig sind, um die Daten auf unsere Schneide/Führungsebenen zu beziehen.

Leider :-(Deshalb müssen wir uns selber helfen:

19.4 Weiterbearbeitung der Rumpf-Daten in MyFormat

Wir wandeln die GCode-Daten in MyFormat mittels PROFILI_to_MyFormat__8.exeund hängen ggf. Daten aus einer zweiten GCode-Datei an (diese beschreiben die Aushöhlung des Rumpfes).

Das Ergebnis schauen wir uns über die Plotfunktion von Plot_Cut__6.exe an:

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20. Schneidedaten für einen Flugzeugrumpf erstellen

Jetzt kann das Bauteil eventuell gedreht und in Position gebracht werden, dazu das Programm Move__8.exe verwenden.

Das Ergebnis schauen wir uns wieder über die Plotfunktion von Plot_Cut__6.exe an:

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20. Schneidedaten für einen Flugzeugrumpf erstellen

Hier sehen wir schon, an einigen Punkten müssen wir Korrekturen von Hand durchführen: Fehlende Punkte unten rechts, Anlaufweg im grünen Bereich.

Was jetzt noch fehlt, ist der Bezug der Schneidedaten auf unsere Schneide/Führungsebenen, die bei mir 1060mm Abstand voneinander haben.

Hier hilft das Programm: Expand __4.exe

Das Ergebnis schauen wir uns wieder über die Plotfunktion von Plot_Cut__6.exe an:

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20. Schneidedaten für einen Flugzeugrumpf erstellen

Das sieht doch lustig und unerwartet aus!

Weil das Bauteil nur 300mm lang ist und stark konisch/trapezförmig verläuft, gibt es auf der Führungsebene Ost diesen auch in der Schneiderichtung geänderten Weg.

Zu guter Letzt fehlt nur noch der Anreise-Weg vom Absetzpunkt zum Startpunkt und zurück.

Hier hilft uns das Programm Track__6.exe ,

aber das kennen wir ja schon aus dem Kapitel 'Erstellen eigener Schneidedaten mittels PROFILI'.

Du siehst, das Ganze geht nicht 'im Vorbeigehen'.

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20. Schneidedaten für einen Flugzeugrumpf erstellen

Aber die Vorgehensweise mittels PROFILI gestattet uns auch Rumpf-Daten, mit Form und Lage der Spanten zueinander, überschaubar zu erstellen. Ich halte das für einen brauchbaren Weg, um eine GCode-Datei für 4 Achsen zu generieren, zumal hier auch die beiden unterschiedlichen Brenndurchmesser mit berücksichtigt werden.

Und so sieht es dann beim Schneiden aus:

Probeschnitt

Schnitt im Block

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20. Schneidedaten für einen Flugzeugrumpf erstellen

Fertiger Rumpf-Abschnitt

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21. Freie Schnitte

20 Freie SchnitteIrgendwann braucht man auch mal einen Freihand-Schnitt im Styropor, nach Art der Laubsäge oder Dekupiersäge:

Im Prinzip haben wir bereits alles nötige dazu: Schneidetrafo, Dimmer zum Regeln, Arbeitsplatte ...

Also, schnell einen Haken in die Decke dübeln,Schneidedraht einhängen, Kabel anklemmen,

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21. Freie Schnitte

Schneidedraht durch die Tischplatte führen,

Natürlich muß das Loch genau senkrecht unter dem Haken sein ;-)Die Senkkopfschraube, mit einen 1mm-Loch, dient als Büchse zur Führung des Drahtes. So kann die Drahtschlaufe leicht durch die Bohrung im Tisch gesteckt werden.

Schneidedraht mit einem Gewicht vorspannen (hier ein kleiner Schraubstock), Schneidestrom anklemmen,

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21. Freie Schnitte

Schon kann geschnitten werden.

Und so wird anschließend alles an der Decke 'aufgeräumt'.

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