Wie im letzten Beitrag beschrieben bekommt unsere zentrale Absaugung auch eine Steuerung. Diese soll Elektropneumatisch den passenden Absperrschieber zur Maschine öffnen und die Absaugung selbst schalten.

Zum Einsatz kommt, wie auch schon bei unserem Druckluft-Anlagen Selbstbauprojekt, eine Siemens Logo Kleinsteuerung.

Ein paar Hintergründe

Ja, man kann solche Lösungen fertig kaufen und so viel teurer sind diese im Vergleich mit unserem Aufbau auch gar nicht. Aus Neuteilen würde sich der Aufbau nicht lohnen, weswegen wird auf einiges an Lagermaterial (Reihenklemmen etc.) aber auch Gebrauchtteilen aus Anlagenrückbauten (Siemens Logo, Schaltnetzteil) zurückgegriffen haben. Einzig das Verteilergehäuse mussten wir neu kaufen.

Hier unsere Gründe eine Siemens Logo einzusetzen:

• Betriebsstundenzähler digital, gesamt und pro Maschine
• Anlauf/Abschaltverzögerung pro Maschine einstellbar
• Zeit- und Differenzdruckgesteuerte automatische Filterabreinigung (Zukünftige Erweiterung)
• Jederzeit erweiter- und neu programmierbar

Schaltschrank

Damit das ganze Geraffel staubgeschützt werkeln kann musste ein passendes Gehäuse her. Das sollte auch nicht zu sehr auftragen, trotzdem aber genug Platz für eine komfortable Verdrahtung bieten. Gefunden haben wir den Hensel KV 9220 Kleinverteiler, jeweils mit einer „offenen“ und einer verblendeten Hutschiene.

Auf dem Foto fehlt noch der Motorschutzschalter, der wird links neben die Logo kommen. Die Anschlüsse sind bereits vorbereitet.

Programmierung

Wenn man „klassich“ programmieren kann ist die grafische Programmierweise der Logo anfangs gewöhnungsbedürftig, manche Dinge ein regelrechter Krampf. Mittlerweile habe ich meinen Frieden

Für diese vergleichsweise einfache Steuerung habe ich inklusive Debugging circa 2 Stunden gebraucht. Hier ein etwas älterer Stand, die Grundfunktionen für 6 Maschinen sind jedoch schon drin.

Hier mal eine kleine Erläuterung zur Maschinenerkennung.

• Eingang I1 geht auf die UND Verknüpfung B011. Über Verbindung zu I10 wird abgefragt ob sich die Absaugung im Schaltzustand „EIN“ befindet.
• Sind beide Zustände „Ja“, also ist die Maschine aktiv und die Steuerung eingeschaltet, wird der Zeit-Bausteil B008 ausgelöst. Hier findet eine Einschalt- und Ausschaltverzögerung statt.
• Q1 schaltet dann die zur Maschine gehörige Klappe bzw. den Schieber
• X2 ist eine sogenannte End-Klemme und muss immer als Abschluss gesetzt werden wenn sich keine weiteren Funktionen anschließen.

Übertragen wir das Programm komfortabel via LAN. Super dabei ist der Live-Modus, mit welchem man die Schaltzustände der Anlage grafisch im Blockdiagramm mitverfolgen kann.

Bedienung & Funktionen

An der Front befinden sich drei Bedienelemente. Ein Drehschalter zur Wahl des Betriebsmodus (Automatik mit Maschinenerkennung sowie Dauer-Ein), ein Taster für Start und einer für Stopp (wird noch gegen „rot“ getauscht.

Praktischweise hat der Platz im Kleinverteiler super hingehauen und ich konnte die Standard-Kontaktelemente verwenden, musste also nicht auf die Mini-Elemente mit Klemmverbindung ausweichen.

Die manuelle Startfunktion können wir nutzen falls wir doch noch manuelle Schieber (z.B. für einen Bodensauger oder eine Kehrklappe) hinzufügen möchten. In der Regel werden wir wohl den Automatikmodus nutzen.

Montage & Anschluss

Hier kommt wieder eines meiner Lieblingswerkzeuge zum Einsatz – auf den Geschmack gebracht hat mich Fabian, der während seines Camper Umbaus ziemlich viele Gewinde in Blech benötigte und eine pneumatische Gewindenietzange mitbrachte.

Sollte ich den Schaltschrank noch mal runternehmen/umbauen wollen halte ich mir so alle Optionen offen.

Bisher befand sich an dieser Stelle ein kleines Gehäuse mit Motorschutzschalter sowie LED für die Differenzdrucküberwachung. Beide Teile werden im neuen System wiederverwendet.

Mit unter 3 kW benötigt der Motor weder einen Stern-Dreieck Anlauf noch anderweitige Beschaltung, sondern kann in der Regel „hart“ durchgeschaltet werden.

Und so sieht der Eimer fertig montiert aus.

Maschinenerkennung

Auf dem Markt verfügbare Absaugsteuerungen nutzen meistens eine Strom-Wandlerspule welche proportional zum Strom der Maschine eine Spannung ausgibt. Wenn jede Maschine in einer zentralen Unterverteilung separat angeschlossen ist, ist das auch eine super Lösung.

Bei uns sieht die Stromverteilung jedoch (historisch) anders aus. Es hängen mehrere Maschinen an einem Abzweig, was auch grundsätzlich Regelkonform ist. Solange man nicht über den Auslösestrom der Leitungsschutzschalter kommt – platt gesagt nicht mehr Maschinen parallel nutzt als die Sicherung verträgt – ist das auch kein Problem.

Würde ich nun bei Strecken bis 12m eine Stromwandlerspule verwenden, so wäre der Verluststrom sowie die mögliche Störung durch andere Verbraucher möglicherweise ein Problem. Entweder löst die Erkennung dann gar nicht aus oder es gibt Phantom-Starts der Absaugung. Grund ist, dass aus den Wandlerspulen in der Regel nur 1-2V rauskommen, was sich auf lange Distanz schwer übertragen lässt.

Die Lösung sind sogenannte Stromschalter, welche bei einer Erkennung (gleiches Prinzip, Stromwandler) einen Transistor durchschalten. Darüber lässt sich das Signal dann mit 24V übertragen, was wiederum für die Siemens Logo Steuerung der richtige Eingangspegel ist.

Zu finden sind diese Einheiten unter dem Namen Stromerkennungsschalter bzw. Typen M3050 oder M3086. Über das Trimpoti lässt sich die Empfindlichkeit sehr gut einstellen, z.B. auch für Maschinen mit sehr kleiner Leistungsaufnahme.

Damit das ganze nicht in die Maschinen selbst eingebaut werden muss habe ich eine kleine Anschlussbox angefertigt, hier in der 230V Version für die Kappsäge. Über den Schalter lässt sich die Absaugung für die Maschine bei Bedarf auch auf Dauer-EIN oder komplett Aus schalten.

Strom!

Endlich Strom an der Werkbank-Insel. Also fast – eine Verteilerleiste mit Strom und Druckluft gibt es schon, das Kabel dazu muss jedoch noch verlegt und angeschlossen werden.

Auch die Unter-Unterverteilung haben wir fertiggestellt. Jetzt hat jede Maschine ihren eigene Anschluss, direkt nebendran. Wie mit unserem Vermieter abgesprochen konnten wir eine eigene Verteilung nach unserem Bedarf aufbauen, die Einspeisung wollte er durch eigene Elektriker übernehmen. Entsprechend haben wir uns bei der U-UV etwas mehr Mühe gegeben.

Kompressor

Bisher hatten wir noch keine Zeit die zentrale Druckluftversorgung wiederherzustellen. Stück für Stück kommen wir dem Ziel aber näher! Durch den Kauf eines kleinen Leisekompressors konnte in der Zwischenzeit zumindest der Laser schon mal wieder arbeiten, spätestens mit dem „Restart“ der CNC Fräse muss jedoch zwingend eine stabile Druckluftversorgung stehen.

Hier und da haben wir auch ein paar kleinere „Bausünden“ ausgebügelt. Die Kondensat-Ablässe der Luftaufbereitung sind nun etwas ordentlicher verlegt.

Da wir uns entschieden hatten den Schaltschrank fest an der Wand zu montieren mussten einige Kabel verlängert bzw. ausgetauscht werden. Ich bin kein großer Fan von Verbindern in Maschinen, die vibrieren und warm werden. Dank Kran über der Werkbank konnten wir den ganzen Verdichter einfach anheben und bequem im stehen und bei gutem Licht arbeiten.

Auch der Pegelsensor brauchte ein neues Kabel. Als mechanischer Schutz dienen zwei übereinander angebrachte Schrumpfschläuche.

Da wir damals den Schaltschrank so kompakt wie möglich halten wollten war für einen Kabelkamm leider kein Platz mehr. Jetzt wo der Schaltschrank in Sitzhöhe hängt ist es an der Zeit ein paar Sachen zu verbessern. u.a. passen wir die Länge der eingehenden Kabel noch mal an und haben jetzt auch alles ordentlich beschriftet. Etwas Ordnung muss aber noch rein… und auch die letzten zwei Wagoklemmen sind mittlerweile verschwunden.

Motor sowie Steuerung haben dann auch bereits einen ersten kleinen Testlauf absolviert. Bisher ohne besondere Vorkommnisse. Fehlen jetzt noch ein paar Kleinigkeiten und der Anschluss des Verdichters an die Ringleitung. Mehr dazu weiter unten.

Ach ja, und eine Schallschutzumhausung muss auch noch gebaut werden. Aktuell ist die Kiste ordentlich laut – der offene Platz in der Ecke ist in Sachen Schallverteilung echt schwierig.

Schweißtisch

Bei unserem Dauer-Bohrprojekt geht es auch weiter. Pro Besuch in der Werkstatt kommen 2-3 neue „Zeilen“ á 12 Bohrungen hinzu. Bald haben wir die benötigten 144 Löcher erreicht. Bisher hält der 16mm Kernlochbohrer (Fein UltraFein 50) gut durch, die Löcher sind nach wie vor innerhalb der Toleranz.

Druckluftverteilung

In Sachen Druckluft sind wir etwas im Verzug geraten. Die Tanks hängen an der Wand, der Kompressor steht an seinem Platz und die Anschlussdosen sind montiert… nur die Verlegung der Druckluftleitungen gestaltet sich noch etwas schwierig, da die flexiblen Rohre von der Rolle sich doch etwas widerspenstig zeigen.

Details zum Projekt findet ihr hier:

• Vorstellung
• Teil 1: Software
• Teil 2: Schaltschrank
• Teil 3: Rahmen
• Teil 3,5: Zwischenstand
• Teil 4: Montage & Rohrleitungen
• Teil 5: Inbetriebnahme
• Teil 6: Test, Demontage, Transport, Fazit.

659 Liter?!

659 Liter, so viel Luft hat der Kompressor bei seinem ersten Testlauf verdichtet und bei 6,59 bar in den 100 l Tank gedrückt.

Schaltschrank

Im Schaltschrank ist es etwas voll geworden. Neben ein paar zusätzlichen Reihenklemmen, sowie dem Anschluss der Leitungen durch das Bodenblech, sind auch nochmal diverse Verbindungen zur Spannungsverteilung nötig gewesen.

Natürlich geht es bei so einem Projekt nicht ohne 2 oder 3 obligatorische Wagoklemmen… diese sind jedoch nur temporär, bis der Kompressor auf dem Dachboden steht.

Nebenbei haben wir dem Kompressor noch eine CEE Anbaubuchse verpasst um beim Anschluss flexibler zu sein.

Der erste Testlauf

Damit wir später nicht in gebückter Haltung auf dem Dachboden irgendwelche Fehler ausbessern müssen, haben wir den Kompressor nochmal einigen Tests unterzogen.

Zur Sicherheit hatte ich den Programmlauf auf die Funktionstaste des TDE (Logo Textdisplay) – quasi als Totmannschalter. Wie sich aber schnell zeigte war diese Vorsichtsmaßnahme nicht nötig, alles lief erstaunlich problemlos und fehlerfrei.

Ergebnis: Der Kompressor sprang auf anhieb an, war vollständig dicht (dank Loctite 542 Gewindedichtmittel Mittelfest) und pumpt dank 4 kW Motor den 100 Liter Tank in kürzester Zeit auf 10 bar auf.

Software

Während der Verdrahtung hatten sich Lagebedingt einige Ein- und Ausgänge verschoben. Das muss in der Software noch entsprechend nachgezogen werden. In einem eigenen Artikel gehe ich nochmal im Detail auf die Software ein und wie die einzelnen Funktionen des Kompressors zusammen arbeiten.

Entwässerung

Bei unserem alten Kompressor hatten wir nur wenig Montivation uns um die Entwässerung zu kümmern – der Weg auf den Dachboden, die gebückte Haltung und schlechte Zugängigkeit haben dafür gesorgt, dass Kessel und Wasserabscheider regelmäßig voll waren. Entsprechend haben wir uns beim Eigenbau für die Komfortlösung entschieden…

Blick auf die automatische Entwässerung von Vorfilter, Feinfilter und Aktivkohlefilter. Direkt hinter dem Tank wollen wir möglichst viel Feuchtigkeit und Öl abfangen um die Ringleitung sauber zu halten.

Der Kondensattank besitzt im Deckel (mitte) einen Pegelstandssensor, welcher auf dem Textdisplay eine Warnung ausgibt sowie den Kompressor anhält.

An den Tanks befindet sich jeweils noch ein Magnetventil für den automatischen (zeitgesteuerten) Ablass.

Druckluftverteilung

Während ich einige Stunden in den Schaltschrank gestarrt habe um meine Verkabelung und die korrekte/vollständige Erdung zu überprüfen hat Fabian die Druckluft-Ringleitung in der Werkstatt fertiggestellt.

Wir nutzen übrigens das 22mm System von Schneider. Die Dichtigkeitsprüfung bzw. das Abdrücken steht noch aus, aber in Sachen Aufbau sind wir schonmal sehr zufrieden. Im Nachhinein hätten wir jedoch mehr gerade Stangen nehmen sollen, diese sind im Vergleich zur sehr widerspenstigen Rollenware deutlich einfacher zu verlegen.

Hier der Anschluss der Druckluftaufbereitung für die CNC Fräse. Anstatt Gummileitungen haben wir Panzerschläuche aus dem Solar/Sanitärbereich verbaut. Mit 10 bar Betriebsdruck passen diese gut zu unseren Anforderungen, sie sind günstig und ziemlich robust.

Wie geht es weiter?

Der Kompressor hat den ersten Test erfolgreich gemeistert, ganz fertig sind wir trotzdem noch nicht. Demnächst stehen noch folgende Arbeiten an:

• Gestell und Anschluss Tank 2 und 3
• Alles wieder zerlegen
• Auf den Dachboden verbringen
• Und wieder anschließen / an die Ringleitung anbinden

Schaltschrank

Hier ist (bis auf die 24V Verteilung) mittlerweile alles vorbereitet. Wie im CAD geplant haben alle Bauteile sauber rein gepasst und die Verkabelung war schnell erledigt.

Bedieneinheit

Auch die Bedieneinheit ist am Wochenende fertig geworden. Aufgrund der Kabelfühurng und Zugänglichkeit haben wir die Bedienelemente auf die Seite gesetzt. Ansonsten ist alles genau so wie vom CAD „vorhergesagt“ ausgegangen.

… die Beschriftung werden wir nochmal etwas überarbeiten müssen.

Rahmenkonstruktion

Die Rahmenkonstruktion für Verdichter, Schaltschrank sowie einen Tank ist fertig geworden. Es ist doch immer wieder erstaunlich wie die Arbeiten aufhalten… Mehr Details hier.

Fazit!

Nanu, sieh mal hier Fabian… ’n zölliges Rückschlachventil! Du Fabian, wo kommt der denn her? Sach ma Fabian, der sieht doch noch gut aus. Geiht der nich noch? Du Fabian, der geight ja noch!

PS: Das Original zum Screenshot findet ihr übrigens hier.

Werkzeugmagazin SK30

Bis zur finalen Lösung (z.B. in Form eines Wandregals, wie bei unseren SK40 Aufnahmen) dauert es noch etwas. Damit die SK30 Aufnahmen für die CNC Fräse nicht in der Gegend rum fliegen haben wir provisorisch einen kleinen Halter aus Multiplex gefräst.

Zugegeben, die Schrauben von oben sind nicht besonders hübsch, aber die Konstruktion ist stabil und zweckmäßig geworden. Aktuell besitzen wir 10 Werkzeugaufnahmen, erste Hochrechnungen haben einen Bedarf von insgesamt 22 Aufnahmen ergeben (jeweils für Holz, Alu, Schaumstoff). Tendenziell läuft es also auf ein großes automatisiertes Werkzeugmagazin hinaus…

Neben dem Regal befindet sich übrigens unsere neu erworbene Montagehilfe für die Werkzeugaufnahmen. Diese funktioniert mit Rollen und klemmt auch Aufnahmen ohne Mitnehmernuten.

Alu Fräserei

Alu war in Sachen Genauigkeit und Oberflächenqualität immer ein Knackpunkt beim alten X-Antrieb mit Zahnstangen. Für nennenswerte Vorschüben war der Antrieb einfach zu elastisch. Doch mit dem Umbau auf Kugelumlaufspindeln mit angetriebenen Muttern gibt es das Problem nicht mehr.

Langsam tasten wir uns an die Leistungsfähigkeit unserer Maschine heran. Hier und da muss nochmal etwas ausgerichtet werden, aber im Großen und Ganzen sind wir mit dem Ergebnis schonmal sehr zufrieden.

Werkzeug: Sorotec Einschneider „Pro Alu“, 8mm und 4mm

Kabeldurchführung

Hier mal ein kleines Drehteil aus Kunststoff (POM), spontan gedreht. Bisher war der Rechner außen am „Steuerwagen“ montiert, was jedoch bei den Mengen an umherfliegenden Spänen irgendwann problematisch werden könnte. Damit die Kabel nicht am scharfen Blech reiben entstand diese simple Kabeldurchführung – manchmal ist Drehen eben doch einfacher/schneller als Drucken…

Fehlersuche

Nicht gerade meine Lieblingsbeschäftigung, aber manchmal muss es eben sein. In meine Ader-Dokumentation hatte sich ein kleiner Fehler eingeschlichen und einer der Zustandssensoren spuckte „komische Messwerte“ aus…

Die Lösung war dann ganz einfach: Unsere Spindel besitzt drei Sensoren: 1. Greifer offen 2. Konus leer 3. Spindel dreht sich. Für letzteren Fall gibt der Sensor pro Umdrehung jeweils 2 Flanken „High“ und 2 Flanken „Low“ aus.

Frischluft

Bisher war bei den vorderen Schaltschränken keine aktive Belüftung nötig. Im Hinblick auf längere Fräsjobs und die neue Spannungsversorgung haben wir uns jetzt doch für eine Nachrüstung entschieden.

Im Betrieb sind die Lüfter (unten im Schaltschrank) so gut wie nicht hörbar. Damit surren jetzt insgesamt 3 Schaltschranklüfter an der Maschine friedlich vor sich hin.

Mindermengen Schmierung

Auch die Tröpfen-Mindermengenschmierung Dynacut MDM ist (zumindest temporär) wieder an der Maschine montiert. Richtig eingestellt erreicht man mit dieser Einheit nebelfreie und gut dosierbare Schmierung.

Für die Trockenzerspanung haben wir außerdem Luft- und Schmierstoffzufuhr getrennt geschaltet (M7 = Luft, M8 = Luft + KSS). Lästiges „Umschalten“ per Hand entfällt.

Lessons Learned: Schaltschränke und deren Lage

In dieser Position habe ich in letzter Zeit häufig vor/unter/neben der Maschine verharrt. Für die nächste Maschine haben wir gelernt:

1. Schaltschränke sind nie groß genug
2. Schaltschränke sollten sich in Steh/Sitzhöhe befinden

Aus Platzgründen haben wir unsere drei Schaltschränke unter die Maschine gebaut. Diese lassen sich zwar ausziehen / ausschwenken, ihre Höhe ist jedoch nicht veränderbar. Beim Schweißen nennt man so etwas wohl „Zwangslage“.

Lessons Learned: Nervige Fehlersuche

Nach dem Einbau des neuen Schaltnetzteils wollte auf einmal einer der Closed Loop Stepper (Hybris Servos) nicht mehr drehen. Sobald ich mehr als 2 Schritte verfahren bin ist die Endstufe mit einem Positionierungsfehler ausgestiegen.

Der Fehler war noch einer Viertelstunde recht schnell gefunden. Eine der Encoder-Adern hatte sich aus der Aderendhülse verabschiedet. Grund war eine mangelhafte Zugentlastung und dadurch ein Zug auf eine einzelne Ader.

Teilefertigung

Hier und da entstanden auch wieder ein paar Teile auf der konventionellen Universalfräsmaschine. Natürlich macht sowas Spaß, die CNC Fräse haben wir trotzdem nicht nur einmal vermisst…

Drucksensor

Dieser kleine orange Zwerg (ifm electronic PQ7834) ist streng genommen ein Druckschalter. Er zeigt zwar digital den aktuellen Differenzdruck an, kann diese Information jedoch nur in zwei einfachen Schaltzuständen mit Ein/Aus ausdrücken. Dafür lässt sich der Sensor komfortabel menügeführt einrichten.

Mit dem Druckschalter überwachen wir ob ausreichend Druck für den Werkzeugwechseler sowie die Sperrluft zur Verfügung steht.

Insgesamt ist die Spannungsversorgung deutlich kompakter geworden. Hier noch ohne die Kabelkamm-Abdeckungen.

Links im Bild ist auch bereits die PILZ Sicherheits-Kleinsteuerung mm0p zu sehen, mit welcher wir künftig alle sicherheitsrelevanten Schaltaufgaben realisieren werden. Neben dem klassischen Not-Aus/Not-Halt sollen die Alarm-Signale der Motorendstufen und die Rückmeldung des Frequenzumrichters eingebunden werden. Stoppt die Spindel z.B. durch Überlast werden auch die Antriebsmotoren gestoppt. Leider fehlt uns aktuell noch die nötige Software zum parametrisieren der Kleinsteuerung.

Nebenbei wurden auch gleich noch ein paar „Jugendsünden“ beseitigt. Nun sind alle einzeladern mindestens auf einer Seite mit einem bedruckten Kennzeichner beschriftet. Das macht künftige Änderungen oder die Fehlersuche deutlich einfacher.

Reihenklemmen

Da ich selbst immer ziemlich lange nach passenden (und kompakten) Klemmlösungen suche möchte ich gerne meine neuste Lösung etwas detaillierter beschreiben.

Ich möchte gar nicht wissen, wie viel Geld ich schon für Reihenklemmen ausgegeben habe. Vor allem da währned diverser Umbauten der Schaltschränke auch immer mal wieder ganze Reihen ausgebaut und wieder eingelagert wurden.

Für die kompakte Versorgung von Netzteilen, Aggregaten und allem was sonst noch mit Netzspannung versorgt werden muss habe ich mich in der Gebäudeinstallationstechnik umgesehen. Alle großen Hersteller (Phoenix, Wago, Weidmüller, etc.) haben ähnliche Produkte im Angebot, ich zeige hier den Aufbau der Verteilung mit Produkten von Weidmüller.

Im Montierten Zustand sieht der Anschlussblock für meinen Aufbau so aus:

Die Verteilung ist denkbar einfach. PE wird von der Hutschiene abgegriffen (normgerechten Anschluss beachten!), N kommt über die Neutralleiter-Sammelschiene (bzw. die blaue Einspeiseklemme) und die Phase wird von hinten in die Klemmstelle angeschlossen.

Aufbau

Block 1: Einphasige Anschluss

• 1x Abschlussplatte (PAP PDL4S)
• 10x Dreileiterklemmen (PDL 4 S/NT/L/PE) mit Phase, Neutralleiter und PE pro Abgang
• 1x Steckbrücke dreifach (ZQV 2.5/10) auf der Phase. Somit kann ich 3 Verbraucher sehr einfach an einen Sicherungskreis hängen
• 1x Abschlussplatte (PAP PDL4S) als optischen Trenner

Block 2-4: Dreiphasiger Anschluss

• 1x Dreileiter Klemme (PDL 4 S/L/L) für Phasen L2 und L3 als Erweiterung für die benachbarte Klemmreihe.
• 1x Dreileiterklemmen mit Phase L1, Neutralleiter und PE pro Abgang (PDL 4 S/NT/L/PE)
• 1x Abschlussplatte (PAP PDL4S) als optischen Trenner

Block 5: Einspeisung N

• Weidmüller Neutralleiter-Trennreihenklemme PNT 6/10
• Weidmüller Sammelschiene SSCH 10X3X1000 CU/SN

Montage

Die Montage gestaltet sich recht simpel auf der Hutschiene. Die Reihenklemmen mit PE können bauartbedingt nur von unten aufgegleist und dann oben auf der Schiene eingerastet werden.

Nach dem Zuschnitt der Neutralleiterschiene wird diese von oben in den Klemmenkörper geschoben. Die einzelnen Neutralleiter-Abnehmer werden mit dem Schraubenzieher „aufgeschoben“. Das ist sehr komfortabel und kann zu diagnosezwecken (Prüfung) ganz einfach deaktiviert werden.

Der blaue Punkt zeigt an, ob die Klemmstelle mit der Neutralleiterschiene verbunden ist.

Die restlichen Arbeiten an der Verkabelung waren mit Eintreffen der fehlenden Teile schnell erledigt.

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Sitzt, passt und hat eben keine Luft mehr…

Bei den Einbaumaßen des Schaltschranks hatte ich die Abstandshalter vergessen, welche hinter der Montageplatte sitzt und für etwas Luft für herausstehende Schrauben sorgt. Aktuell lässt sich die Türe nur ganz knapp und unter leichter Gewaltanwendung schließen. Das Anschlussfeld der Netzdrossel sowie das Gehäuse des Netzfilters sind zu hoch… Also mussten die Abstandshalter raus und die Schrauben wurden mit dem Winkelschleifer plan geschliffen.

Erledigt!

Umbau Netzspannungsverteilung

Um den Stromhunger der neuen Spindel zu stillen muss die Netzspannungsverteilung umgebaut werden. Die bisherige Spindel war nur über eine einzelne Phase mit 16 A „C“ abgesichert, zukünftig arbeiten wir mit 3 x 20 A „C“.

Auf dem Weg beseitigen wir außerdem einen kleinen Planungsfehler beim Aufbau des Schaltschranks. Für die Stromverteilung hatten wir anstatt der üblichen Phasenschiene mit Einzeladern gearbeitet. Das beschränkt jedoch etwas die Flexibilität beim aufteilen der Verbraucher.

Anbindung

Alle benötigten Kabel sind eingetroffen. Dank großzügiger Auslegung passt das neue 11,2 mm Kabel (Lapp ÖLFLEX® FD CLASSIC 810 12G 0.75mm²) ohne Bauchschmerzen in die Energieketten der X sowie Y/Z Achsen.

Etwas enger geht es im Galgen der Z Achse vor. Mit so viel Zuwachs hatten wir bei der Auslegung der Maschine nicht gerechnet

Beim Eintritt in den Schaltschrank wir das Anschlusskabel der Spindel über den Kabelschirm flächig geerdet. Grundsätzlich ist bei HF Anwendungen eine beidseitige Erdung angebracht, aufgrund des Kunftstoffsteckverbinders der HSD Spindel ist dies jedoch nicht so einfach möglich. Wir werden das Störfeld bei Gelegenheit mal überprüfen lassen.

Einbindung Modbus

Um die Einbindung des Frequenzumrichters über Modbus hatten wir uns länger gedrückt. Beim zunächst vorhandenen „China FU“ der Firma Hyria war die Dokumentation der Register nicht sonderlich akkurat und so war die Anbindung über die I/Os bzw. den Analogausgang der CSMIO Steuerung im endeffekt einfacher.

Mit dem Hitachi WJ200 sowie der deutlich komplexeren Spindel wollen wir uns nochmal an das Thema heran wagen.

Das soll in Mach3 eingebunden werden:

Eingänge

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Ausgänge

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Schaltschrankbelüftung

Damit dem Frequenzumrichter und seinen „Mitbewohnern“ im Schaltschrank nicht zu warm besitzt der Schaltschrank einen temperaturgesteuerten Filterlüfter mit 24 m³/h Förderleistung und erträglichen 30 dBA Lautstärke.

Mit der größeren Spindel ist auch mit deutlich mehr Abwärme zu rechnen, weswegen der Lüfter sowie der Luftaustritt gedoppelt werden sollen. Ob das wirklich nötig ist muss sich erst noch zeigen. Die Teile liegen jedenfalls schon mal hier und können schnell eingebaut werden.

Bedientafel

Für etwas mehr Bedienkomfort werden am Schaltschrank noch 3 Befehls- und Meldegeräte angebracht.

1. Drehschalter „sicherer halt“ um bei manuellen Werkzeugwechseln oder Kontrollarbeiten ein unkontrolliertes Anlaufen der Spindel zu verhindern
2. Leuchtmelder für Betriebsbereitschaft
3. Leuchtdrucktaster für Fehler bzw. Reset

Die 22,5 mm Löcher kommen wie gewohnt mit dem Stufenbohrer in den Schaltschrank.

Aufräumen

Unter der Maschine sieht es im Moment noch ein wenig wild aus. Die Kabel und Leitungen müssen bei nächster Gelegenheit wieder neu gebündelt werden. So recht fehlt mir dazu aber die Motivation… unter der Maschine ist es sehr unbequem.

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Pneumatikverteilung

Die Verteilung wurde bisher über eine Hohlschraube gelöst. Aufgrund der gestiegenen Menge an Abhängen und zur besseren Übersicht gibt es nun einen Verteilerblock.

Eingang 1x 1/2 Zoll, Ausgänge 1x 1/2 Zoll   4x 1/8 Zoll

Montiert unter der Maschine sieht das ganze dann so aus:

Sicherheitsschaltung

Neben einem Satz neuer Sicherungsautomaten ist auch eine PILZ mm0.p Sicherheits-Kleinsteuerung bei uns eingetroffen. Damit wollen wir zukünftig einen echten Not-Halt mit besseren Diagnosefunktionen realisieren.

Neben 4 Pilztastern können so auch die Servoendstufen, der Drucksensor sowie der Frequenzumrichter überwacht werden. Näheres dazu in Kürze in einem separaten Artikel.

Drehbank Cazeneuve HBX360

Auch bei der Drehbank gibt es wieder ein paar kleine News. Nachdem Fabian herausgefunden hat wieso der Motorschutzschalter immer fliegen geht (Franzosen… die Skala geht von Max. nach Min. anstatt umgekehrt) konnten wir die ersten Tests fahren. Alle Vorschübe und Funktionen klappen einwandfrei.

Material: Alu (Gegossen, Legierung unbekannt) und SANDVIK R166.OL-16UN01-160 Schneidplatten

Einzig der (offensichtlich) selbstgedrehte Futterflansch macht uns Probleme. Der Außendurchmesser der Passfläche für das Futter war deutlich zu klein und das Material ist wohl auch nur 0815er Baustahl gewesen. Kurzerhand hat Fabian drei Schweißnähte gesetzt und diese entsprechend abgedreht.

Unsere gebraucht erworbene Bohrstange besitzt einen Kanal zur Innenkühlung. Damit wir diesen zukünftig auch sinnvoll nutzen können haben wir ein G 1/4 Gewinde eingebracht.

Mehr Artikel zur Drehmaschine bzw. deren Restauration finden sich hier.

Schaltschrank HSD Spindel

Der Schaltschrank des Frequenzumrichters wurde wieder befüllt. Nach ein paar kleinen Modifikationen passt jetzt alles und die Türe geht wieder komplett zu. Mehr dazu hier.

Abdeckung Horizontalspindel Korradi UW1

Unsere Korradi UW1 hatte die unangenehme Eigenschaft in der Horizontalspindel Spähne und Schmutz zu sammeln. Aus einer defekten Werkzeugaufnahmen entstand unter Zuhilfenahme eines Winkelschleifers dieser Stopfen. Weitere Artikel zur Maschine gibt es hier.

Diverses

Wir haben uns für die aktuell offenen Pneumatikleitungen ordentliche Stopfen gegönnt. Abklemmen mit Kabelbindern oder stopfen mit Schrauben war auf Dauer weder hübsch noch Praktikabel. Lange hatten wir gezögert, da die Stopfen mit teils 3 Euro / Stück etwas teuer waren. Unsere neue Quelle bietet die Stopfen für ca. 2 Euro an.

Damit ist der Umbau der Pneumatik abgeschlossen.

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Vorher

Hier der bisherige Aufbau mit dem 2,2 kW Hitachi WJ200 Frequenzumrichter. Dieser hat uns treue Dienste geleistet und wird deshalb künftig durch seinen großen Bruder mit mehr als der doppelten Nennleistung ersetzt. Insgesamt war auch noch ziemlich viel Platz im Schaltschrank.

Die Wasserkühlung wird ebenfalls nicht mehr benötigt, die neue Spindel arbeitet mit einem Ventilator mit eigenem Motor. Benötigt wird jedoch dringend der Platz im Schaltschrank!

Fabian hat schon mal alles für den Umbau vorbereitet und den Schrank leer gemacht.

Planung

Aus den bisherigen Bauprojekten haben wir gelernt. Zwar ist auch dieser Schaltschrank nicht im CAD entstanden, aber immerhin gibt es eine maßstabsgetreue Zeichnung.

Bis die restlichen Teile (Reihenklemmen, Adernleitung, etc.) da sind, bleibt Zeit für eine erste Stellprobe.

UPDATE: Mittlerweile hat sich das Layout nochmal geändert, zu sehen auf den folgenden Fotos. Der Platzbedarf des überdimensioniertem Netzfilters ist gigantisch.

Komponenten

Was alles in den Schaltschrank rein muss…

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Netzfilter und Drossel wurden großzügig ausgelegt. Damit haben wir aber für eine eventuelle künftige Aufrüstung der Spindel genügend Luft nach oben.

Blecharbeiten

Der neue Aufbau im Schaltschrank wird sich grundlegend unterscheiden, weswegen 24 neue Löcher gebohrt werden müssen. Alle Gewinde sind M5.

Und es kommt mal wieder wie es kommen musste. Loch 23, der Maschinengewindebohrer bricht ab. Natürlich war es der letzte in M5.

Zusätzlich zum Schaltschrankinneren wird sich auch an der Türe etwas ändern. Neben zwei LEDs für den Betriebszustand kommt ein Reset Taster nach außen. Um die neue Spindel zu schonen werden wir die Schutzeinrichtungen zunächst einmal sehr konservativ einstellen – was zu mehr Abschaltungen führen könnte.

FOTO TÜRE

Verkabelung

Hier die Anfänge der Verkabelung. Um für eine spätere, eventuell noch leistungsstärkere, Spindel gerüstet zu sein wurden alle leistungsrelevanten Leitungen in 6 mm² ausgeführt. Für unsere max. 6 kW (Spitzenleistung) ist das aktuell nicht nötig, ich wollte nur ungern in ferner Zukunft wieder bei Null anfangen.

Gleiches gilt für die Auswahl von Netzfilter und Netzdrossel. Beide sind dauerhaft Spannungsfest bis 36A, Spitze verkraften beide Komponenten nochmal deutlich mehr.

6 mm² sollte die Zange laut Hersteller schaffen. 6 mm² schafft sie auch, es Bedarf jedoch ein wenig Überredung.

Bei der letzten Teilebestellung sind mir zwei kleine Fehler unterlaufen. Die gekauften Reihenklemmen sind zwar bis 6 mm² angegeben, das gilt jedoch nur für starre Adern. Bei Maschinen, welche Vibrationen ausgesetzt sind, dürfen jedoch nur flexible Adern verwendet werden und so muss ich nochmal einige Klemmen austauschen.
Der zweite Fehler ist weniger tragisch – der M12 Verbindungsstecker des Drucksensors sitzt um 45° verdreht oben auf dem Gehäuse. Aus Gewohnheit hatte ich einen gewinkelten Stecker bestellt, welcher nun blöd im Raum herum steht. Werde ich wohl erst mal so lassen.

Umbau Spannungsversorgung

Bisher kamen wir mit einer Phase (Absicherung 16 A Typ „C“) aus. Für den etwas größeren Hunger der neuen Spindel werden wir auf 3 x 16 A aufstocken. Die Absicherung erfolgt direkt im Schaltkasten für die Spindel.

Im nächsten Artikel werden wir uns mit dem Umbau der Z Achse sowie der Pneumatik beschäftigen.