Digitale Höhenanzeige beim Dickenhobel

Digitale Positionsanzeige beim Dickenhobel
1/1 Digitale Positionsanzeige beim Dickenhobel
Technik
Heimwerken
von frenchi38
07.04.18 18:16
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Ich habe die Investition eines Abricht- und Dickenhobels genehmigt bekommen (es soll noch ein weiteres Spielbett realisiert werden) und ich habe mir den Scheppach HMS 850 Abricht- und Dickenhobel zugelegt. Beim ersten Rumspielen mit der Maschine lag mir noch die Billigschieblehre von diesem Projekt im Weg und hat mich angelächelt. Und wenn man mich nett anlächelt, kann ich nicht widerstehen: also hab ich sie mir geschnappt und entschieden, dass mein neuer Dickenhobel eine digitale Höhenanzeige braucht, da er sonst nicht zu gebrauchen sei. Und wieder ist ein Projekt geboren, welches vielleicht sinnfrei ist, aber fürs Überleben der Menschheit eine entscheidende Rolle spielt.

Hier geht es zu meinen anderen Projekten.


Schieblehre, Scheppach Abricht und Dickenhoben, Digitale Höhenanzeige
4.7 5 21

Bauanleitung

Benötigtes Material

Stk. Beschreibung Material Maße
digitaler Messschieber     
1   Arduino Uno     
LCD Nokia 5110     
Plastikgehäuse     
Taster     

Benötigtes Werkzeug

1 Das Konzept

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Bild 1: proof of concept
1/2 Bild 1: proof of concept
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Das Auslesen des Messschiebers habe ich ja schon in diesem Projekt vorgestellt (Bild 1), und jetzt habe ich endlich auch eine praktische Anwendung. Ziel ist es, eine Anzeige an den Dickenhobel zu bringen, die es ermöglicht die Dicke die gehobelt wird, direkt anzuzeigen. Die originale Dickenanzeige (Bild 2) an der Scheppach HMS 850 ist eher als Anhaltswert zu betrachten. Ich möchte die zu hobelnde Dicke direkt einstellen und ablesen können, und auch bei Serienfertigung mich nicht immer messend an den Endwert herantasten/hobeln. Also werde ich den Messschieber so modifizieren, dass ich ihn an den Dickenhobel anbringen kann, damit er mir die eingestellte Dicke (= Abstand zwischen Tisch und Messer) anzeigt. Erschwerend kommt dazu, dass ich noch eine Restgarantiezeit von 9 Jahren, 11 Monaten und 10 Tagen auf das Gerät habe, und somit bauliche Veränderungen, die die Garantie erlöschen lassen würden ausgeschlossen sind.

2 Der Aufbau

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Bild 3: Der Messschieber
1/9 Bild 3: Der Messschieber
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Ein Messschieber (Bild 1) besteht aus zwei Teilen: Dem Stab mit dem festen Messschenkel und dem Schieber, an dem sich bei digitalen Messschiebern auch die Anzeige befindet. Um die Tischhöhe des Dickenhobels zu „messen“ muss ich also den Stab mit dem Maschinenkörper, und den Schieber mit dem Tisch verbinden. Bei Bewegung des Tisches wird der Schieber des Messschiebers bewegt und auf dem Stab verschoben.
Als erstes habe ich den Messschieber von allem Ballast befreit, den ich nicht benötige: den Stab vom Tiefenmesser und die Innenmessschenkel. Da mein Messschieber aus Billigplastik (Entschuldigung: Carbon Fiber Composites = glasfaserverstärktem Kunststoff) besteht, war es sehr einfach, die entsprechenden Amputationen mit Zange und Säge vorzunehmen. (Bild 3).
In den Stab habe ich zwei Löcher gebohrt, mit denen ich den Stab an der Maschine befestigen werde (Bild 4).
Das geht bei meiner Maschine recht einfach: An der Rückseite der Maschine befinden sich Drahtgebilde, die wohl zum Aufwickeln des Netzkabeln dienen. Diese sind mit zwei M5-Schrauben am Gehäuse befestigt. (Bild 5) Eines dieser Drahtgebilde habe ich abgebaut und die beiden Gewindelöcher zur Befestigung eines Holzblocks genutzt (Bild 6). An diesen Holzblock habe ich den Stab des Messschiebers geschraubt. Durch die beiden Löcher im Stab Schraube ich diesen an den Holzblock (Bild 7) (Das Sackloch ist eine Freimachung für eine der oberen Befestigungsschrauben). Ich habe den Stab aber nicht direkt gegen den Block geschraubt, sondern mit je drei Unterlegscheiben einen Zwischenraum zwischen Block und Stab gelassen. Dieser Zwischenraum wird benötigt, damit der Schieber frei auf dem Stab verschoben werden kann.

Am Tisch selber befindet sich eine Zunge die auf die Skala am Gehäuse zeigt (Bild 8), und so die Höhe bzw Hobeldicke anzeigt. Diese Zunge wird abgebaut und in den Schenken des Schiebers ein entsprechendes Loch gebohrt. Über eine Abstandshülse wird dann der Schieber über eine M4 Schraube mit dem Tisch verbunden. (Bild 9).

Hierbei muss aufgepasst werden, dass Schieber und Stab zueinander nicht verschoben oder verdreht werden, damit die Messungen sauber ablaufen können.
Die Position wird dann über die Schnittstelle ausgelesen, und an einen Arduino weitergeben. Hier habe ich beschrieben, wie dies im Prinzip funktioniert.

3 Die Elektronik

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Bild 12: Arduino
1/9 Bild 12: Arduino
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Da das Ganze ja auch einen Mehrwert bringen soll, möchte ich, dass die Anzeige sowohl absolut (die Dicke, die das Werkstück nach dem Hobel haben wird) als auch inkremental (wie viel Holz wird beim nächsten Arbeitsgang abgenommen) funktioniert. Diese Darstellung und notwendige Umrechnung wird vom Arduino (Bild 12) übernommen. Als Anzeige habe ich mich für ein LCD Grafik Modul mit einer Auflösung von 84x48 Pixel mit dem Kontroller PCD5844 entschieden. (Bild 13) Bekannt ist dieses LCD Modul, da es in den Nokia 5110 Telefonen verwendet wurde, und noch heute gerne zum Basteln benutzt wird (Für die jungen Füchse: das Nokia 5110 war ein Telefon im letzten Jahrtausend, als man Telefone noch zum Telefonieren benutzt hat.)
Damit man die absolute Dicke berechnen kann, muss dem Arduino noch die aktuelle Position mitgeteilt werden.
Um mit dem Arduino zu kommunizieren habe ich 3 Taster (Bild 14) hinzugefügt. Die Funktion der Schalter ändert sich bei den verschiedenen Modi, und wird auf dem Bildschirm angezeigt.

Die Anzeige kommt zusammen mit drei Tastern in ein kleines Kunststoffgehäuse. Hierzu habe ich die Durchbrüche angerissen und an der Bohrmaschine viele Löcher gebohrt. (Bild 15), Die Stege habe ich dann mit einem Fräser in meiner Proxxon Mini Bohrmaschine weggefräst (Bild 16) und dann die Kanten saubergefeilt (Bild 17). In die so erstellten Durchbrüche kommen der LCD Bildschirm sowie die Taster (Bild 18). Das ganze Gehäuse wird dann an der Parallelführung des Hobels befestigt. (Bild 19)

4 Die Software

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Bild 20: absolute Darstellung
1/5 Bild 20: absolute Darstellung
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Als Anzeige Modus kann „absolut“ (Bild 20) oder „inkrementell“ (Bild 21) gewählt werden. Beim Absolutmodus zeigt das Gerät den absoluten Abstand zwischen der Oberkante des Tisches und des Hobelmessers an, also die Dicke des gehobelten Werkstückes. Beim Inkrementalmodus kann ein willkürlicher Nullpunkt gesetzt werden (über die linke Taste) und somit zum Beispiel ein Maß eingestellt werden, welches abgehobelt werden soll.
Damit das Gerät die absolute Höhe ausgeben kann, muss einmal mitgeteilt werden, wo der Tisch steht. Hierzu wird einfach ein Stück Holz auf Dicke gehobelt, und nach dem letzten Hobelgang der Tisch nicht verstellt, die Dicke des Holzstückes vermessen (so genau wie möglich) und dem Anzeigegerät mitgeteilt. Hierzu gibt es unter Einstellungen (Bild 22) den Menüpunkt „Offset“ in dem man die gemessene Höhe nach dem Hobeln eingibt (Bild 23). Ist dies erfolgt, „weiß“ das Gerät wo es im Verhältnis zum Messer steht und kann die absolute Position ausgeben. Unter Einstellungen kann auch noch die Hintergrundbeleuchtung des LCDs eingestellt werden (Bild 24)

5 Die Benutzung

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Bild 25: die aktuelle Dicke messen
1/5 Bild 25: die aktuelle Dicke messen
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Bei inkrementeller Nutzung wird einfach nach dem ersten Hobeln auf Null gesetzt, und dann stellt man nach Anzeige ein, was beim nächsten Schritt abgenommen werden soll.
Bei absoluter Darstellung muss erst ein Kalibriergang durchgeführt werden. Hierzu wird ein Stück Holz gehobelt und die Dicke nach dem Hobeln gemessen (Bild 25). Dieser Wert wird dann bei Einstellungen – Zero Offset eingegeben (Bild 26) und mit Ok übergeben. Dies ist jetzt die aktuell angezeigte Position (Bild 27). Nun wird die gewünschte Zieldicke nach Anzeige eingestellt und losgehobelt. (Bild 28). Wenn alles richtig gemacht wurde, ist das gehobelte Werkstück jetzt tatsächlich so dick wie eingestellt (Bild 29)

23 Kommentare

zu „Digitale Höhenanzeige beim Dickenhobel“

Gute Umsetzung des Konzeptes. Hoffentlich hast damit nicht nur eine Scheingenauigkeit.
2018-04-07 19:06:59

Auch eine Lösung der Dickenbestimmung..... Ist mir bei meiner Scheppach aber noch nicht abgegangen.
2018-04-07 20:20:21

Schönes Projekt. hast du den Code selbst ersonnen oder gab es das schon? Ist das irgendwo veröffentlich oder zugänglich? Auf GIT oder sonstwo? Welche Librarys hast du genommen?
Cool jedenfalls, jetzt ist deine Ablesung genauer als der rumpelnde Scheppachhobel es je einhalten könnte. Ich hab den gleichen, in grün.

5D von mir.
2018-04-07 21:26:35

Sau Cooles Projekt. Sowas gefällt mir sehr gut!
Zwei Anmerkungen: Der erste und zweite Arbeitsschritt sind identisch (doppelt) lag wohl mal wieder am PM. Und unter Punkt 4 (Die Elektronik) fehlt dein Bild Nr. 19.
Das 5110 war damals ein tolles Handy und nei damit konte man nicht nur telefonieren - Ich habe damals damit liebend gerne "snake" gespielt :)
Ist es schwierig den Arduino Uno zu programmieren? Oder sind die Einstellungen darauf schon vorgegeben? Den von diesen Chinabilligheimerschieblehren habe ich auch noch zwei Stück bei mir rumliegen. Habe damals eine an meiner Ständerbohrmaschine angebaut. Die erfüllt bis heute tapfer ihre Dienste und alle hatten die Befürchtung, das die Batterie bald lehr sein sollte. Hällt aber immer noch prima durch. Wie wird die Stromversorgung des Arduino gemacht, läuft das über die Batterie der Schieblehre? Fragen über Fragen, ich weiß, aber dafür gibt's schließlich fünf Hobelspäne!
2018-04-07 21:46:40

Gute Lösung.
2018-04-07 22:02:05

Super Idee und super Umsetzung! 5D
2018-04-07 23:28:33

Ich bin ja auch so ein Technikfreak, und für soetwas immer zu haben. Sehr gut umgesetzt
2018-04-08 00:21:21

Klasse Lösung und gut gemacht.5D
2018-04-08 00:46:38

Hast du super gemacht 5d
2018-04-08 06:53:53

@saberlod: Danke für den Hinweis. Ich habe einen der ersten Arbeistschritte gelöscht, und zwei Bilder hinzugefügt.

Ist es schwierig den Arduino zu programmieren? Wie bei allem: wenn du es kannst ist es einfach. Die Frage müsste eher sein: ist es schwierig es zu lernen? Und da ist die Antwort nein: Eine sehr grosse Fangemeinde im Internet hat immer eine Antwort auf deine Fragen, und die Erfolgserlebnisse sind sehr schnell da. Wenn es jemanden interessiert, kann ich es nur empfehlen, die Einstiegsschwelle ist sehr gering, aber die Möglichkeiten unbegrenzt.
Die Stromversorgung des Messschiebers ¨kommt vom Arduino, wie im proof of concept kurz beschrieben (ist aber quick and dirty, kann/sollte man eigentlich mit einem Spannungswandler machen....)
2018-04-08 10:01:01


@ turrican: Ja, den Code habe ich mir selbst erstellt, mit Hilfe von einigen verschiedenen Artikeln im Ntez bezüglich der Datenaufbereitung. Wenn Interesse besteht kann ich gerne den Code nächste Woche bei Github hochladen.

Als libraries habe ich die für den LCD 5110 Bildschirm (LCD5110_Graph) sowie 'ne lib für die Tastenerkennung (Button) und EEProm verwaltung (EEPROM) verwendet.
2018-04-08 10:04:37

@alle: Danke für die netten Kommentare.
2018-04-08 10:04:52

Was man alles bauen kann, was dann auch noch funzt! Bin begeistert über Dein Wissen zur Elektronik. 5D
2018-04-08 11:27:28

Ein Read out mit tollen Features. Einfach nur Hammer 5D + Bookmark
LG Holzpaul
2018-04-08 16:34:42

Super gemacht.
2018-04-08 19:10:58

Klasse Arbeit
2018-04-08 21:34:49

Ich bin beeindruckt. Das ist eine Welt, in der ich mich überhaupt nicht auskenne. Also bleibt es beim analogen Messen.

5 D
2018-04-08 21:59:38

Klasse Umsetzung 5d
2018-04-09 07:51:06

Unabhängig von Notwendigkeit und Sinnhaftigkeit finde ich Idee, Umsetzung und Beschreibung klasse.
Ich mag auch solche Projekte, bei denen es hauptsächlich darum geht, ob etwas funktioniert und wie es realisiert werden kann.
5D
2018-04-09 10:05:06

klasse Idee
2018-04-09 15:27:49

Super Lösung. Fünf Daumen von mir.
2018-04-10 07:34:31

Ich könnte es nie nachbauen, aber mir gefallen Deine technischen Spielereien und Deine Ideen, die Du prima umsetzen kannst, Hut ab.
2018-04-12 19:06:36

Mir gefällt auch, was du da gemacht hast ! Prima Lösung !
Fünf Daumen von mir dafür !
2018-05-19 22:41:09

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