CNC - Faserwickelmaschine

Hallo,

nach vielen Versuchen ein Faserkunststoffrohr herzustellen habe ich nun
die ideale Methode gefunden. Darum möchte ich, um bessere Ergebnisse zu erzielen, eine 2 Achs Faserwickelmaschine bauen. Mit dieser Maschine möchte ich einen Faser Roving in gleichbleibenden Mustern auf einen wachsbeschichteten Kern auftragen.

Etwas Info wie es die Großen machen:

http://www.structures.ethz.ch/educa...kript/151-0307-V4.0-K05_Nasswickeltechnik.pdf

http://www.kvb-chemnitz.de/publications/btnfg2.pdf

Warum soviel Aufwand?

Beim Segeln gibt es viele viel zu schwer gebaute Rohr-Teile wie Spi-Baum, Pinnenausleger u.s.w. Diese Wollen ersetzt werden...
Außerdem kann man nie genug Rohre haben...

Die Umsetzung:

Ich möchte eine Art Drehbank mit Schrittmotor bauen, an der sich eine Düse parallel bewegen kann, um den Roving aufzutragen. Ungefähr so wie im ersten Link.

Fragen:

Reicht es wenn ich 2x diese Steuerung

http://www.pollin.de/shop/dt/Mjc5OTgxOTk-/Bausaetze/Diverse/Schrittmotorplatine_Bausatz.html

...und 2x diesen Motor

http://www.pollin.de/shop/dt/NTQ2OT...otoren/Schrittmotor_HOWARD_Ind_1_19_4201.html

...nehme?

1.Kann ich die Motoren dann schon über den PC ansteuern?

2.Und kann ich die Motoren direkt, also ohne Getriebe/Untersetzung anschließen?

3.Wie schließe ich den Sub-d Stecker am Pc an?

Vielen Dank schon mal

Gruß Philipp

Hallo Philipp,

ich würde die Konstruktion etwas anders aufziehen. Erst mal die benötigten Achse / Beeinflussungen festlegen, dann die Verfahrwege und die Führungskonstruktionen machen. Dann die Achsbewegungen auslegen - Spindeln etc. und dann dafür die Motoren auswählen, dann die Steuerung.

Hast du bedacht, dass zwischen Drehachse und Fadenbewegung eine Synchronisierung erfolgen muss. Ich würde auch die Drehachse mit einem Schrittmotor machen und dann eine komplette 3/4-Achssteuerung nehmen.

Du hast sicher nicht die hohen Anforderungen an die Genauigkeit, ich denke 0,1mm reicht völlig, aber auch bei dir darf es zu keinem Schrittverlust kommen, dann geht die Wicklung schief.

Wie lang soll die Arbeitslänge werden? Geht es noch ohne mitfahrende Lünette?

Viele Grüße

Volker

Motoren und Steuerung

Motoren und Steuerung

Hallo Philipp,
die von Dir gewählten Motoren sind sehr schwach !
Und die Steuerung ist zu keiner üblichen Software kompatibel !

Als preiswerte Steuerung empfehle ich Dir Letmathe. Die haben auch stärkere Motoren.

Gruß Hans

Das ging ja Fix...

Das ging ja Fix...

Hallo ihr beiden,

erst ein mal vielen Dank für eure Antworten!

Ich habe mir schon gedacht, das die Sachen nicht unbedingt was taugen

Also hier sind noch mal meine Vorstellungen zur Anlage:

-fürs erste nur eine Länge der Spindel von 1,50m
-Spindel mit einem Schrittmotor
-Düse mit einem Schrittmotor -> Bewegung parallel zur Spindel
-Genauigkeit bei 0,5mm, da der Roving eh "dynamisch" ist
-Das Projekt sollte jetzt nicht viel mehr als ca50€ kosten für die Steuerung/Motoren

Fragen:

-wie kommt es zu einem Schrittverlust?

-reicht dieser Motor? http://rc-letmathe.de/product_info....=1068&osCsid=89d2b766233acd184c6039b5f0bf5a73

-Muss ich den Motor noch untersetzen?

-wie schließe ich die Steuerung http://rc-letmathe.de/product_info....=1152&osCsid=89d2b766233acd184c6039b5f0bf5a73
an den Pc an? Kein Stecker auf dem Bild.

-Kann ich einen Parallel auf USB Adapter verwenden?

-Wenn der Motor 6V Nennspannung hat, kann man aber trotzdem 12Volt anlegen?


Einkaufsliste:

2x http://rc-letmathe.de/product_info....=1068&osCsid=89d2b766233acd184c6039b5f0bf5a73

2x http://rc-letmathe.de/product_info....=1152&osCsid=89d2b766233acd184c6039b5f0bf5a73

1x Netzteil

2x http://www.pollin.de/shop/dt/MDU2OT...er_Adapter/USB_Adapterkabel_auf_Parallel.html


Reihenfolge?

Ich habe ein bisschen Angst, dass ich sehr teuren Elektroschrott rumliegen habe, darum möchte ich das Projekt erstmal günstig halten
Da wir uns in der Schule gerade mit CNC und co. beschäftigen/werden
würde ich die Steuerung als erstes aufbauen um schon einmal mit der Materie bekannt zu werden. Als nächstes wäre dann die Anlage dran.

Ich freue mich auf weitere Antworten

Gruß Philipp

Philipp P. schrieb:

1.Kann ich die Motoren dann schon über den PC ansteuern?

2.Und kann ich die Motoren direkt, also ohne Getriebe/Untersetzung anschließen?

3.Wie schließe ich den Sub-d Stecker am Pc an?

Zum Vergrößern anklicken....

Zu 1.
Prinzipiell ja mit der geeigneten SW (zB EMC2). Allerdings sind Steuerungen mit Takt-Richtungseingang da nicht so kritisch, zB die erwähnte Letmathe.

Zu 3.
Du kannst einfach zwei parallel ports verwenden, oder aber ein Adapterkabel für einen port anfertigen. Noch besser aber: eine Steuerung mit Takt-Richtungs-Eing. Damit sind dann auch 4 Achsen an einem ppt kein problem.

Grüße, Gerd

Philipp P. schrieb:

-wie kommt es zu einem Schrittverlust?

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wenn der motor überlastet wird

Philipp P. schrieb:

-reicht dieser Motor? http://rc-letmathe.de/product_info....=1068&osCsid=89d2b766233acd184c6039b5f0bf5a73

-Muss ich den Motor noch untersetzen?

Zum Vergrößern anklicken....

dazu müsste man wissen welches drehmoment zB an der Spindel erforderlich ist, d.h. max rohrdurchmesser x zugkraft

Philipp P. schrieb:

-Kann ich einen Parallel auf USB Adapter verwenden?

Zum Vergrößern anklicken....

nein

Philipp P. schrieb:

-Wenn der Motor 6V Nennspannung hat, kann man aber trotzdem 12Volt anlegen?

Zum Vergrößern anklicken....

ja, die Stromeinstellung muss zum Motor passen

Grüße, Gerd

Hallo Gerd,

Danke für deine Antworten!

Also muss ich unbedingt einen Parallel Anschluss am PC haben?

Diese Karte wäre dann die Alternative: http://www.pollin.de/shop/dt/MTI0OT...ngskarten/Parallele_Schnittstellen_Karte.html

Passen denn die Motoren und die Steuerungen so, von Letmathe?

Welche kostenlosen Steuerungsprogramme eignen sich für meine Zwecke? WIN 7/Vista


Gruß Philipp

Philipp P. schrieb:

Also muss ich unbedingt einen Parallel Anschluss am PC haben?

Zum Vergrößern anklicken....

Nicht unbedingt. Du brauchst nur was zusammenpassendes.
Also Software + PC + Steuerung für ppt oder Software + PC + Steuerung für USB. ppt ist allerdings gebräuchlicher. Ein Umsetzer usb-ppt geht nicht.

Philipp P. schrieb:

Passen denn die Motoren und die Steuerungen so, von Letmathe?

Zum Vergrößern anklicken....

Für die spindel-parallele Bewegung würde ich sagen ja. (linearbewegung mit Gewindespindel ?) Für die Spindel selbst, siehe meine Antwort vorher. Letmathe geht nur mit ppt.

Philipp P. schrieb:

Welche kostenlosen Steuerungsprogramme eignen sich für meine Zwecke? WIN 7/Vista

Zum Vergrößern anklicken....

Da fehlt mir leider die Kompetenz.

Grüße, Gerd

Hallo Philipp,

- bei Schrittmotoren in dem Preisbereich und ohne Angabe von Drehmomenten ist meist nicht viel zu erwarten (elektrisch verträgt er knapp 5 Watt - da ist also wirklich kein "Wumms" dahinter). Wenn du deinen Roving zum tränken durch ein paar Walzen und Abstreifer ziehst und das zu wickelnde Rohr ein paar cm Durchmesser hat dürfte da einiges an Kraft erforderlich werden. Du kannst ja mal einen Rovingstrang mit einem Gewicht durch eine improvisierte Tränkeeinrichtung ziehen und dann in entsprechende Drehmomente je nach Rohrdurchmesser umrechnen. Alleine der Schrittmotor für die Spindel dürfte dein Budget sprengen - ausser du hast Glück bei eBay.

Die Steuerung muss den Motorstrom abkönnen und per Parallelport ansteuerbar sein (USB Lösungen sprengen dein Budget um ein mehrfaches). Mit etwas elektrotechnischer Begabung kann man sich das aus L297 / L6203 ICs auf einem Steckbrett aufbauen und mit einem alten PC-Netzteil betreiben.

Dein größtes Problem dürfte allerdings die Software werden - und zwar nicht unbedingt die Steuersoftware (zu der mir allerdings auch keine kostenlose Lösung für Windows einfällt), sondern die Software die dir die NC-Befehle erzeugt. Speziell zum Wickeln dürfte die Auswahl an Software - vor allem im bezahlbaren Rahmen - gegen 0 tendieren.

Dein Budget müsste meiner Meinung nach mindestens im Bereich um 150 Euro liegen - und du musst irgendwie an Software rankommen oder selbst programmieren die dir die Wickel berechnet. Wie wäre es mit einer manuellen Lösung? Eine langsam laufende Bohrmaschine und die Düse manuell führen? Das dürfte gar nicht mal so üble Ergebnisse bringen.


Viele Grüße
Christian

Vielen Dank an euch,

ich habe mir schon gedacht, dass das alles nicht so leicht ist.

Aber gut wieder was gelernt.

Theoretisch müsste sich die Bewegung der Düse ja auch rein Mechanisch mit der Spindel synchronisieren lassen.

Ich muss mal gucken, in meiner Schule haben die bestimmt noch etwas Hardware Unterstützung.

Falls das noch was wird, werde ich euch auf dem Laufenden halten.

Gruß Philipp

Ich würde für den Antrieb des Wickeldornes einen Gleichstrommotor nehmen. Vorteil: billig ,hohes Drehmoment, einfache Drehzahleinstellung. Daran ist eine Zahnscheibe oder Lochscheibe oder Schwarzweiß-Scheibe zur Drehzahlerfassung. Mit diesen Impulsen kannst du den Schrittmotor synchronisiern.
Bei Tintenstrahldruckern ist auch so ein dursichtiger Streifen am Druckerwagen. er scheint grau zu sein, wenn man mit der Lupe hinschaut, erkennt man das Streifenmuster. Eine Lichtschranke erkennt, wenn der Tintenstrahl spritzen muß..
Gruß
Wolfdgang

Danke für die Information, das ist doch mal eine Idee!

Habe hier noch so einen Bohrmaschinenmotor mit Planetengetriebe rumliegen...

Ich schau mal bei meinem Drucker nach.

Gruß Philipp

Hallo,

ich habe mich jetzt noch einmal etwas informiert und werde das Projekt in Angriff nehmen.
Da ich das Projekt als Abitur Arbeit machen werde (macht dann ein Teil der Abi-Note aus)
ist mein Budget wesentlich höher.

Frage 1:

Da ich nur eine Steuerung für 2 Motoren brauche, währe die Steuerung von Letmathe ja überdimensioniert. Gibt es vielleicht eine Steuerung, die ungefähr das Gleiche kostet, an der ich die Synchronisierung besser umsetzen kann? z.B. eine für nur 2 Motoren.

Frage 2:

Ist es nicht besser einen guten Schrittmotor mit Untersetzung an die Spindel zu setzen, als einen Getriebemotor mit Drehgeber, da ein Schrittmotor für 60€ immer noch günstiger ist?

Frage 3:

Ich habe mir jetzt Mach 3 für die Drehbank geholt, kann ich da die Motoren Synchronisieren?

Vielen Dank für eure Antworten im Voraus!

Gruß Philipp

Hallo Philipp,

ich würde Schritt für Schritt vorgehen (macht sich auch in der Arbeit gut wenn du das so dokumentierst):

1. Rovingtränkeeinrichtung bauen - die benötigst du ja eh und wenn du dann den Roving dort mit einer Federwaage durchziehst ist (in Verbdinung mit dem maximalen Teiledurchmesser) klar welches Drehmoment deine Motoren benötigen werden. Danach ist klar was nötig ist und was nur rausgeschmissenes Geld wäre

2. Vor und Nachteile Schritt - und Getriebemotoren:
Getriebemotor: billig mit Getriebe aus Akkubohrschrauber zu haben. Ich empfehle es dir aber nicht, da die Synchronisation mit dem 2. Motor z.B. per Lochscheibe in der Praxis nicht so leicht ist wie es sich auf den 1. Blick anhört. Es ist nicht mit an / ausschalten des 2. Motors getan, sondern du musst zumindest einen Motor in der Drehzahl reglen können was vom PC aus ziemlich schwierig ist und auch eine relativ teure Ansteuerung benötigt. Falls du nicht gerade mit Microcontrollern oder Arduino etc. gut vertraut bist würde ich davon unbedingt die Finger lassen. Der elektrische und programmiererische Aufwand ist um ein vielfaches höher als bei der Schrittmotorlösung.

Schrittmotor: vermutlich teurer, aber: es ist Steuerungstechnik im Gegensatz zu Regelungstechnik bei Getriebemotoren. Du musst keine Drehzahlen messen etc. sondern gibst einfach nur vor was zu tun ist und die Motoren machen dann auch exakt das (solange sie nicht überlastet sind) - das ist wesentlich einfacher und genauer als die Geschwindigkeit eines 2. Motors entsprechend der eines 1. Motors nachzuregeln.

Dein größtes Problem ist und bleibt in beiden Fällen die Software falls mehr als nur einfache Rohrwickelmuster erzeugt werden sollen. Anyway... am Ende wird es mit Schrittmotoren viel leichter gehen auch wenn dir Mach3 selbst nicht beim erzeugen des Wickelmusters helfen wird. (Du kannst aber z.B. auch manuellen G-Code schreiben - ist zumindest für einfache Rohe nicht unbedingt ein Hexenwerk und lässt sich mit Excel oder sogar einem einfachen Texteditor erschlagen - elegant und flexibel ist das allerdings nicht)

Viel Erfolg bei der Arbeit!


Viele Grüße
Christian

Guten Abend liebes Forum,

so langsam wird das was. Ich habe mir jetzt einen Linearantrieb mit einer Länge von 2m aus einer HO Eisenbahnstrecke gebaut. Hört sich jetzt vielleicht nach Spielzeug an, ist auch so aber ich habe nur Vollmetallwagen und Räder genommen. Insgesamt fährt der Wagen dann auf 3 Schienen ist sehr spielfrei und hat für die Kräfte (Gemessen mit max 50N), die zur Spindel wirken genug Festigkeit. Später soll der Wagen mit einem Draht, der an dem Linearantrieb hin und zurück läuft, von einem Schrittmotor mit Windenrolle angetrieben werden. Gründe für diesen etwas amüsanten Linearantrieb waren für mich die gute Erweiterbarkeit ohne irgendwann abzuhängen (durchzubiegen), der Preis und die Geschwindigkeit die man erreichen kann.

Hier ein Bild von der Konstruktion:


Wenn mein Werkstück einen Durchmesser von 10cm hat und die Aufwickelspannung 2kg betragen soll, dann brauch ich doch einen Schrittmotor mit min. 1Nm (2kg*5cm (r))?
Die Drehzahl sollte so bei max 60 U/min sein.
hat jemand vielleicht noch einen starken Schrittmotor rumliegen?
Oder einen sehr schnellen für den Linearantrieb?

Gruß Philipp

Hallo Philipp,

interessante Lösung!
Habe ich das richtig erkannt: Es gibt zwei Schienen nebeneinader und eine senkrecht dazu?

Grüße Klaus.

Ja, hast du.
ich habe das ebend gerade noch einmal mit 3 Zügen und insgesamt 6 Achsen versucht, scheint ganz gut zu funktionieren.

Hast du da genügend "Haftung", dass dir bei etwas Schrägzug (z. B. bei starken Dickeänderungen des Wickelkörpers) die Wägen nicht ausspringen?

Ansonsten ist es vom Prinzip den Kugellagerführungen (vgl. Bild) vergleichbar, nur dass bei dir eine einfach Möglichkeit der Längenanpassung gegeben ist...

Ich hoffe du lässt uns weiter an deiner Entwicklung teilhaben.
Schöne Grüße
Klaus.

Danke, das du auch mit denkst

Stimmt, die Kräfte, die Diagonal zu dem Antrieb wirken werden muss ich noch etwas besser abfangen.

Wenn ich eine Kugel gelagerte Lösung bauen würde müsste das dann ja so aussehen:

NNNNNNNNNNNNNNNNNNN
N-------K------K------N
N---NNNNNNNNNNNN---N
N---NNNNNNNNNNNN---N
N-K-NNNNNNNNNNNN-K-N
N---NNNNNNNNNNNN---N
N-----K--NNNN---K----N
NNNNNN--NNNN---NNNNN
----------NNNN----------

N= Material K=Kugellager -=Freiraum

...Um allen Kräften entgegen zu wirken.

Werde gleich noch etwas rum probieren...

Gruß Philipp

Im Prinzip ja...
... aber: Bei dem von mir gezeigten Bild (CNC-Styro-Schlitten) sind auf dem Vierkant oben 2x2 und unten 1x2 Kugellager verbaut. Idealerweise nimmt man dann Kugellager mit Bund (die hatte ich aber nicht) oder man macht "Gleitscheiben", die ein Verkanten des Wagens verhindern. Bei den geringen Kräften und bei ausreichendem Abstand der oberen Lagerpaare ist das kein Problem, so dass die bei dir seitlich eingezeichneten Lager entfallen könnten...
Man braucht damit nur drei Lagerachsen.
Man könnte statt dem Vierkantrohr auch eine Rundstange (-rohr) nehmen. Die Lager würden dann zwar nur an der Kante laufen, die gesamte Einheit könnte sich aber im beschränktem Maße drehen -- ist aber nicht erforderlich, oder?

Gruß Klaus.