Tragflächen-Schneidemaschine

CNC-Spezialgerät aus Druckerteilen für Modellbauer
von Ralf Stoffels – 23.09.2011

Diese Maschine schneidet mit CNC-gesteuertem Heißdraht in Minutenschnelle Styropor-Tragflächen für Modellflugzeuge. Die Profilkoordinaten findet man im Web, das Styropor im Baumarkt.

Die Tragflächenschneidemaschine in der c't

Bild "Elektronik:CNC-Hotwire-ct-Titelbild.jpg"
Nachdem ich die Styroporschneidemaschine beim Wettbewerb des Heise-Verlags "Mach flott den Schrott" eingereicht habe, konnte ich zwar keinen der attraktiven Preise gewinnen aber die c't Redaktion fand das Projekt interessant genug, um daraus einen Artikel in der c't zu machen. Alle Details des Projektes findet ihr daher im Heft 10/2012 der c't.
Den Artikel könnt ihr dort gegen geringes Entgelt als PDF herunterladen (Oder als c't PLUS Abonnent gratis): http://www.heise.de/artikel-archiv/ct/2012/10/164_kiosk  

Die Online-Zugaben (Ein paar mehr Details und weiterführende Links) zum Artikel gibt es auch bei Heise unter: http://www.ct.de/1210164

Alle Layout-Dateien und den Sourceccode gibt es natürlich auch hier bei Surasto. Siehe Links am ende dieses Artikels.

PCHotwire - Überblick


Bild "Elektronik:CNCHotwire-1.jpeg"

Zutaten

Schrott:


Gekauft:


Open Source:



Beschreibung

Grundsätzlich ist die Idee nicht neu, denn solche Geräte gibt es ab 2000 Euro zu kaufen. Bei mir wurde sie durch das Vorhandensein zweier defekter HP-Drucker vom Typ Deskjet 694C inspiriert: vier Schrittmotoren und zwei Linearführungen – das schreit nach einer CNC-Maschine!

Bild "Elektronik:CNCHotwire-2.jpeg"

Um beliebige Styropor-Tragflächen für Modellflugzeuge zu schneiden, wird ein durch Strom erhitzter Stahldraht auf beiden Seiten eines Styroporblocks entsprechend der Profilkoordinaten mit X-Y-Antrieben unabhängig voneinander bewegt. Hierzu treiben Schrittmotoren mittels Gewindestangen die ehemaligen Druckköpfe an, die ich vom Ballast ihres früheren Lebens befreit habe.

Bild "Elektronik:CNCHotwire-3.jpeg"

Die Druckernetzteile versorgen die Schaltung mit Strom und heizen den Draht. Die Steuerung der Schrittmotoren übernimmt ein ATMega168, der auf einer eigens dafür geätzten Platine werkelt. Um mir das Leben leichter zu machen, habe ich die frei verfügbare Arduino-Firmware und die passende Programmierumgebung verwendet.

Bild "Elektronik:CNCHotwire-4.jpeg"

Um den Programmieraufwand auch auf der PC-Seite einfach zu halten, habe ich dort Processing eingesetzt.

Bild "Elektronik:CNCHotwire-6.png"

Das Video (hosted by YouTube)




Alles, was man zum Nachbau braucht


Links

Arduino-Entwicklungsumgebung für die Controllerplatine: http://arduino.cc
Processing-IDE für die PC Software: http://processing.org
Infos zum Selberbrennen der Arduino Firmware in den Mikrocontroller hier bei Surasto: Arduino

Hardware - Eagle Sources

Schaltplan der Hauptplatine: arduino-step-Hauptplatine.sch
Schaltplan der Stepperdriver-Platinen: arduino-step-Driver.sch
Layout der Hauptplatine: arduino-step-Hauptplatine.brd
Layout der Stepperdriver-Platinen: arduino-step-Driver.brd

Software

PC Hotwire Download

Hotwire-Galerie

 
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X-Motor
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Y-Achse links
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Y-Achse rechts
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Y-Motor
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Drahthalterung
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Y-Achse links
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Elektronik unter der Platte
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Motortreiber
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Y-Endschalter
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Die komplette Maschine
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Teile für Y-Achse
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Y-Antrieb (M6 Gewindestange)
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Drahthalterung (Lüsterklemme)
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Y-Achse aus Alu U-Profilen
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Y-Achse von Oben
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Endschalter
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X-Motor Verbindung zur Gewindestange
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