Projekt: Handrad (in Arbeit)

Während der Aufbau der Werkstatt in kleinen Schritten voran geht haben wir ein hübsches „Nebenbeiprojekt“ begonnen.

Das 3D Modell zum Handrad stammt von Tom (im Netz bekannt als „Surmetall“) und wurde freundlicherweise zusammen mit vielen hilfreichen Details zum Aufbau auf ThingiVerse veröffentlicht.

Und als wäre das Handrad an sich noch nicht Grund genug es zu bauen gibt es von Peter Damerau (talla83) noch eine Videoreihe zur Elektronik und Anbindung in Linux CNC über den MESA SmartSerial Bus. Peter hat auch eine passende Platine entworfen und bestückt, welche die Anbindung direkt über den Bus am Handrad selbst erlaubt. Das minimiert den Verkabelungsaufwand deutlich und ist sonst nur bei Handrädern aus der Industrie zu finden.

Damit wird auch unsere Motivation für dieses Projekt deutlicher. Aktuell beschäftigen wir uns nämlich eingehend mit Linux CNC und seinen vielzähligen Möglichkeiten, welches ein Echtzeit-Steuerungssystem bietet – z.B. Closed Loop über Glasmaßstäbe sowie Anbindung von Peripherie via RS232 und RS485.

Teileliste

Folgt. Im Grunde habe ich mich an die Empfehlungen von Tom gehalten, welche auf dem ThingiVerse Eintrag zu finden sind. Einzig die Gewindeeinsätze habe ich gegen eine günstigere Variante ersetzt, da die Originale aus Deutscher Fertigung teuer und nicht immer einfach in kleinen Mengen zu beschaffen sind.

• 2x Zylinderstift 3x12mm DIN 2338 (z.B. hier zu bekommen)
• 3x Gewindeeinsatz Gewindeeinsatz ENSAT 302 M4
• 1x Gewindeeinssatz Gewindeeinsatz ENSAT 302 M3
• 12x Taster 16mm Raster (z.B. von BENKPAK, hier zu bekommen)
• 1x Not-Aus Taster 16mm (z.B. hier zu bekommen)
• 3x Zylinderkopfschraube DIN912 M4 x 20mm
• 1x Kabelverschraubung M16

Schaltgeräte

Alles was hier schaltet (oder encodert…) stammt von AliExpress aus China. Die Qualität ist für den Preis allemal zufriedenstellend, auf die Lieferung muss man allerdings ein paar Wochen warten. Dafür gehen die kleinen Einschreiben-Sendungen auch in der Regel gut durch den Zoll.

Verwendet wurden 16mm Square Push Buttons von BENKPAK in tastender Ausführung.

3D Druck

Gedruckt wurden die Teile auf unserem MakerBot Replicator 2 mit Filament World PLA Plus in Grau. Mit diesem Druck sind wir vom MakerBot Slicer auf Simplify3D gewechselt und arbeiten noch ein wenig an den Einstellungen – wenn man genau hinsieht erkennt man zwischen den Druckbahnen noch ein paar unschöne Lücken. Insgesamt sind wir mit dem Druck aber schon mal zufrieden.

Funktionen

Im Projekt von Tom und Peter dient das Handrad ausschließlich zur Positionierung der Achsen. Doch welche Funktionen sind für uns sinnvoll?

Nach längerer Überlegung werden wir folgende Funktionen umsetzen:

• M12: Vakuum ein/aus
• M10: Pneum. Schraubstock auf/zu
• Pause
• Werkzeugklemmung lösen
• Nullpunkt setzen
• P28: Parkposition anfahren
• M08: KSS start/stopp
• Programm start

Um Platz zu sparen wir die Achswahl über einen Drehschalter vorgenommen.

Die Grafiken wurden in PowerPoint hergestellt, auf transparente Folie gedruckt, augeschnitten und dann unter die Tasterkappe gesetzt. Das war zwar etwas frickelig, sieht jedoch toll aus und verschleißt nicht.

Zusammenbau

Elektronik

Peter hat mir freundlicherweise auch zwei Platinen für das Handraf hergestellt. Dank Reflow ist die Qualität ausgezeichnet, ein Video vom Herstellungsprozess findet ihr hier.

Mit der Platine hat Peter etwas ziemlich bemerkenswertes umgesetzt, nämlich den Smart-Serial BUS Standard der MESA Linux-CNC Karten selbst implementiert und das ganze auf einer sehr kompakten Platine bereitgestellt.

Hier in Kürze mehr!