Bohrroboter-Modell
Bohren anhand Bohrkoordinaten, welche aus CAE-Modell extrahiert worden sind.
Management Summary
Für meine Diplomarbeit konstruierte, programmierte/konfigurierte und baute ich schliesslich ein Bohrroboter-Modell, wobei die Bohrkoordinaten aus dem Modell über ein Add-In in ein Excel-File exportiert werden können. In dem Excel-File werden die Daten so in wenigen Schritten aufbereitet, so dass sie in ein Vorlage G-Code File kopiert und auf einer SD-Karte abgespeichert werden können. Das Bohrroboter-Modell besitzt ein LCD mit einem integrierten SD-Kartenleser. Somit kann der Benutzer die G-Code Files anwählen und den Bohrvorgang starten. Nachdem der Bohrauftrag fertig ist, fährt der Bohrkopf zurück zum Nullpunkt und ist bereit für den nächsten Auftrag.
Einleitung
Für meine Arbeit inspirierte mich ein Bohrroboter, welcher Gewerk übergreifend Löcher bohren kann. Wir setzten diesen geschäftlich auf einer Bauerstelle ein. Aus diesem Grund kam ich auf die Idee ein Modell zu Show-Zwecken zu entwerfen und selbst aufzubauen. Dieses Modell erlaubt es Kunden den grundsätzlichen Vorgang zu zeigen, welcher nötig ist, um Löcher automatisiert bohren zu können.
Aufbau
Der Aufbau gleicht dem eines 3D-Druckers, wie man im ersten Bild in der Galerie erkennen kann. Der äussere wie auch innere Rahmen besteht aus 30x30 mm Aluminiumprofilen. Die innere Rahmenkonstruktion bildet meine Y-Achse ab und wird wie die X- und Z-Achse auf Linearführungen geführt. X- und Y-Achsen werden mittels Schrittmotoren (NEMA17) und Zahnriemen angetrieben. Die Z-Achse wird über zwei Schrittmotoren und dazugehörigen Trapezgewindespindeln (10 mm Ø / 2 mm Steigung pro Umdrehung) angetrieben. Die schwarzen Teile im gerenderten Bild sind selbst konstruierte 3D-Druckteile.
Elektronik
Ich setzte ein Arduino MEGA2560 mit einem Ramps 1.6 Shield als meine zentrale Steuereinheit ein. Das Ramps Shield bildet die Schnittstelle zu den Motoren und Endschaltern. Ausserdem werden darauf meine verwendeten DRV8825 Schrittmotortreiber eingesteckt. Ich verwendete explizit diese Schrittmotortreiber, da diese den notwendigen Strom für die Schrittmotoren zur Verfügung stellen können.
Firmware
Ich setzte eine Open Source Firmware namens Marlin für mein Bohrroboter-Modell ein. Diese Firmware wurde speziell für 3D-Drucker entwickelt, weshalb ich sie dem entsprechend auf meine Bedürfnisse anpassen musste.
Schluss
Das fertiggestellte Bohrroboter-Modell in Aktion kann im obenstehenden Video betrachtet werden.
Viel Spass beim Anschauen!
