Weil meine bei EBAY gekaufte Drehbank zu wenig Komfort bot und man für jeden Drehzahlwechsel Riemen wechseln musste, beschloß ich also, das Ding komplett umzubauen.

Mit einem Frequenzumrichter und Drehstrommaschine ausgestattet, entfällt schon mal der ständige Riemenwechsel.

Aber wie schnell dreht sich die Spindel ? Welcher Vorschub ist eingestellt ? Wie hoch ist die Schnittgeschwindigkeit ? Also mal wieder einen Controller in das Ding genagelt...

Über Hallsensoren und in die Riemenscheiben eingeklebte Magneten wird die Geschwindigkeit detektiert :

An der Vorschubspindel wird ein abgerauchter Servomotor befestigt und dessen Winkelgeber zur Drehzahldetektion eingesetzt. Das Gequietsche der schrottigen Lager des Motors wird mit viel ekeligem Fett bekämpft :

Dieser enthält gleichzeitig etwas Signalaufbereitung, die mit Heisskleber befestigt wird :

Ein teilbares Zahnrad auf der Welle ermöglicht die Montage ohne die Vorschubmechanik zerlegen zu müssen :

In den Riemenkasten wird hinter einer Blechabschirmung die Elektronik eingebaut :

Die Bedienung erfolgt über einen Druck/Drehgeber und ein 4-zeiliges LC-Display auf der Vorderseite :

Dort kann der Werkstückdurchmesser und die Betriebsart Drehen/Fräsen eingestellt und alle Parameter wie Spindeldrehzahl, Schnittgeschwindigkeit und Vorschub abgelesen werden. Den Schaltplan gibt es hier, die Software liegt hier. Programmiert ist das Ding mit einer Demoversion vom IAR-Compiler, den gibt es hier. Ach ja, das Layout ist wie immer mit einer Demoversion von Protel gemacht, die gibt es hier.

Das ganze Design ist EMV-mäßig eine absolute Katastrophe, aber nichts, was man nicht mit 1Kg Ferriten hinbekommen könnte ;-)

Der Umrichter ist der Einfachheit halber auf eine Aluplatte geschraubt und direkt an die Wand gehängt :

Nebenbei habe ich auch die obere Mutter durch eine Flügelmutter mit eingelötetem Gewindeeinsatz ausgetauscht

und die Tür zum Getriebe und zum Riemenkasten mit einem Magnetschnäpper ausgerüstet, damit ich schneller drankomme :

Da es bei Aldi und Co in letzter Zeit häufig sehr preiswerte Messschieber mit Schnittstelle gab, wollte ich so ein Teil auch an die HQ400 häkeln :

Interessant wird es bei der Schnittstelle. Für Einsteiger gibt es hier Informationen zu den verschiedenen Schnittstellen dieser Teile und hier weiterführende Informationen.

Das Datenformat ist alles andere als wirklich gebräuchlich. Synchron übertragen werden 2 * 24 Bit in Burstpaketen von ca. 800 us Länge und das ca. 3 mal pro Sekunde (Kanal 1 Data, Kanal 2 Clock) :

Jedes Datenpaket sieht so aus :

Interessanterweise ist der Ausschalter an den Dingern ein Fake. Lediglich das Display geht aus, die Daten werden weiter gesendet. Und die Metallteile der Schieblehre liegen auf + der Batterie, - hingegen liegt auf GND.

Das erste Burstpaket enthält eine absolute Position, deren Ursprung ich ums verrecken nicht herausgefunden habe. Ziemlich sinnlos also. Das zweite Burstpaket enthält die relative Position. Diese wird auch auf dem Display angezeigt (Hier z.B. 10.15mm). Das Ausgabeformat ist eine Zahl im Format 1/20480 Inch (So ziemlich das dämlichste Maß, was ich je gesehen habe !).
Es wird übertragen mit LSB zuerst im Einer-Komplement (Data valid bei Clock High). Multipliziert man diese Zahl mit 127/1024, bekommt man ziemlich genau Hunderstel-Millimeter heraus.

Soviel zur Theorie. In Praxis habe ich mal eine Schaltung entworfen, die das ganze auf einem Display anzeigen und ein paar Berechnungen anstellen soll.

Ein kleiner Teil (Impulsaufbereitung und Spannungsstabilisierung) ist aus EMV-Gründen in unmittelbarer Nähe zur Schieblehre angeordnet und versorgt diese auch gleich. Das Kabel zum Rest der Schaltung muss unbedingt geschirmt und einseitig auf GND gezogen werden) :

Die Anschlüsse sind direkt an das Gehäuse geklebt :

Das kleine Kästchen war mal eine SMD-Transportverpackung und wird mit Epoxidharz vergossen. Dieses habe ich mit etwas Toner aus einem alten Kopierer gemischt, damit es diese wunderbare schwarze Farbe erhält :

Der Rest der Schaltung ist (wie bei mir in den letzten Jahren üblich) lose auf Lochraster gefädelt :

Die Taster sind Piezotaster, die Impulse von 20ms liefern. Da das Timing der Schnittstelle hier kritisch ist, sind hinter den Tastern Flipflops angebaut, die deren Impulse verlängern. Das Display hat 4*20 Zeichen (die gibt es mittlerweile sehr preiswert bei Reichelt, ebenso das Gehäuse). Bei der Taktfrequenz des Controllers sollte man nicht unter 5 Mhz internen Takt kommen, sonst wird Assembler notwendig, um das kritische Timing noch hinzubekommen.

Programmiert ist das Teil mit der Demoversion von PICC18 von Hi-Tech, den Brenner findet ihr hier.

Die Software für das Teil hat folgende Funktionen :

- Anzeige einer relativen Position -
- Anzeige eines relativen Durchmessers -
- Nullsetzen der aktuellen Position -
- Eingabe eines Werkstückdurchmessers -
- Anzeige eines Absoluten Durchmessers (nach Eingabe) -

Das Display wird huckepack montiert :

Die Taster übernehmen bei der Durchmesser-Eingabe "Softkey"-Funktionen :

Den Quellcode und das Hex-File findet ihr hier. Weiterführende Informationen liegen hier.

Jetzt fehlt natürlich noch der mechanische Teil. Der Messschieber soll die Position des Planvorschubs anzeigen. Dazu habe ich als erstes die Nasen abgetrennt und 3 Löcher hineingebohrt :

Der Dremel-Fake von Aldi mit einer kleinen Schleifscheibe hat hier gute Dienste geleistet. Die Löcher waren mit einem billigen Vidiabohrer (ebenfalls von Aldi) bei guter Kühlung ohne Vorbohren bei niedriger Drehzahl ebenfalls kein Problem.
Die Montage am Support sollte eigentlich seitlich erfolgen, aber an der vorgesehenen Stelle links am Quertisch war nicht genug Platz. Deshalb habe ich den Tisch mit einer stabilen Konstruktion nach hinten verlängert :

Als ich die Schieblehre dann eingebaut hatte ist sie verreckt ! VERDAMMTE SCHEISSE ! Tot.

Die Elektronik aus einem nur leicht anders aussehenden ALDI-Messschieber auf die Mechanik zu transplantieren hat überhaupt nicht funktioniert. Scheinbar hatte der ein leicht anderes Messprinzip.

MANN kam ich mir mal wieder verarscht vor. Erstmal bei Ebay einen zumindest gleich aussehenden Messschieber geordert. Derweil hatte ich Zeit, die Mechanik zu komplettieren. Der Schieber aus Aluprofilen hatte allerdings den Nachteil sich durchzubiegen und damit Messfehler zu verursachen :

Interessanterweise hat das Teil aus Baustahl ähnliche Probleme. Schätze, ich muß das Vorhaben, oben auf den Anbau eine durchgehende Blechplatte zu schrauben erstmal aufgeben.

Der nächste Messchieber war dann identisch konstruiert und ich konnte dessen Elektronik auf meine Mechanik flanschen. Der Antrieb erfolgt jetzt direkt. Der Schlitz in der Abdeckplatte wird dann mit einer Bürste soweit möglich verdeckt :

Das Kästchen ist jetzt an der Wand festgedübelt und ich werde demnächst mal den ersten Praxistest machen.

Inzwischen kann man den Kram angeblich auch fertig bei ELV kaufen. Geprüft habe ich das nicht.

Nachtrag: Das Design stammt aus dem Jahre 2002, ist mittlerweise knappe 10 Jahre alt und war stets zickig bis unbrauchbar. Warum und was ich dagegen getan habe findet ihr weiter unten im Text. Finger Januar 2012.

Die Drehbank stammt übrigens von der Firma Güde und hat die Bezeichnung HQ400B. Wenn ihr auch eine solche Maschine besitzt, meldet euch bitte bei mir.

Ganz nebenbei, das hier findet sich in der Bedienungsanleitung :

Hier folgen jetzt noch einige Umbauten anderer HQ400-Besitzer. Dieser Frequenzumrichter wurde direkt mit der Maschine verschraubt

und mit einem eigenen Bedienpanel versehen :

Die ganze Maschine ruht in einer Stahlwanne, um die fehlende Span/Kühlmittelwanne zu ersetzen :

Zu Weihnachten habe ich mir einen Anbaumessschieber gegönnt. Der sollte natürlich auch eine schöne Anzeige bekommen (siehe weiter oben, das hier ist ein 10 Jahre altes Foto).

Da ich die originalen Designdaten aus dem Jahre 2002 nicht wiedergefunden habe, habe ich auf der Basis des oben erwähnten ELV-Entwurfs, welcher schon lange wieder aus dem Programm genommen wurde, eine neue Schaltung entworfen, welche auf dem PIC-Modul beruhen sollte.

Als ich da so vor mich hin frickelte dachte ich mir : "Finger, was tust du da eigentlich?". Das Ding ist doch schon fertig, da müssen nur neue Komperatoren dran und eine neue Software rein. OK, die Taster sind auch scheisse, die RS232 funktioniert nicht richtig und die Versorgung ist unterdimensioniert. Aber ansonsten doch schon ein TOP-Entwurf. Also ein wenig im alten Schaltplan herumgemalt und eine neue Software geschrieben.

Der Messschieber bekommt eine weniger anfällige Position wie damals:

Ein Blechdeckel schützt das Ding vor herabfallenden Spänen:

An die Knöpfe kommt man zwar nicht mehr, aber die Software ist auch nicht mehr darauf angewiesen. Aus EMV-Gründen bleibt die Batterie drin. Diese muß man also gelegentlich wechseln.

Der Kasten hängt inzwischen dann auch an einer anderen Position und die hakeligen Piezotaster von damals sind einem Druck-Drehgeber gewichen, welcher Nullstellung und die Eingabe von Werkstückabmessungen ermöglicht.

Hier nochmal ein Bild von einer weiteren Maschine, allerdings ohne externe Auswertung:

Zum Ablesen muß man sich also etwas bücken....

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