Motorisierter Routerlift

Auf die Grundplatte habe ich die beiden Führungsschienen (100 mm lang) geschraubt. Ich weiß dass der Verfahrweg viel zu groß ist, aber wie oben schon erwähnt, lagen die Führungsschienen bei mir rum und haben sich gelangweilt.

Um den Werkzeugträger zu realisieren, habe ich das Aufnahmeloch mit der CNC Fräse in 3 MDF Platten gefräst, und diese Platten dann verleimt, um einen Block mit einer Dicke von 50 mm zu erhalten.
Der Block wurde dann mit der Bandsäge aufgesägt um die Fräse zwischen den zwei Halbkreisen einzuklemmen.

Um die Welle der Oberfräse zu blockieren, wenn der Fräser gewechselt werden soll, habe ich einen Servomotor mit einem Zahnrad ausgerüstet, welches eine Zahnstange vor und zurück bewegt. Am vorderen Ende der Zahnstange habe ich eine Schraube mit eine Feder platziert. Die Schraube drückt auf den Knopf auf der Oberfräse, der die Welle blockiert. Da aber dieser Knopf nur in einer bestimmten Position der Welle diese blockieren kann, ist die Schraube federgelagert und wenn die Welle von oben gedreht wird, schnappt der Druckknopf federgelagert ein, wenn die Position erreicht wurde.
Die nötigen Teile habe ich mit dem 3D Drucker gedruckt.
Der Servomotor wird seitlich am Werkzeugträger angeschraubt und bewegt sich mit der Oberfräse nach oben und unten. Dadurch ist der Mechanismus immer auf der richtigen Höhe in Bezug auf die Fräse.

Um sicherzustellen, dass die Oberfräse nicht zu hoch rausgefahren wird (und an die Fräsplatte stößt) oder zu weit nach unten, und aus den Führungsschienen läuft), habe ich zwei Endschalter eingebaut. Da ich befürchte dass mittelfristig eine Menge Staub beim Fräsen auftreten wird, habe ich mich hierbei gegen normale mechanische Schalter entschieden, und habe stattdessen Hallsensoren verbaut. Dies sind elektronische Bauelement die auf Magnetfelder reagieren. Hört sich im Moment kompliziert an, ist aber genauso einfach wie ein mechanischer Schalter: Die von mir verwendeten Sensoren sind als unipolare Schalter ausgeführt, das Bauteil hat drei Anschlüsse: Plus, Minus und den Schaltausgang (+ wenn ein Magnetfeld erkannt wird, - wenn kein Magnetfeld erkannt wird). Diese Sensoren werden unter anderem in der Automobilindustrie sehr häufig eingesetzt um Positionen abzufragen (ist der Gurt angelegt?, sind die Türen/Fenster geschlossen?, Steuerung von Klappenstellungen im Motor, etc). Die von mir verwendeten Sensoren sind in TO 92 Gehäusen geliefert und ich habe hierfür Halter mit dem 3D Drucker gedruckt in denen die Sensoren platziert sind, und die am Alurahmen verschiebbar befestigt sind.
An die Trägerplatte kommt dann noch ein Magnet geklebt und die Endschalter sind fertig.

Das Programm steuert die Freigabe der Oberfräse (um nicht versehentlich die Fräse einzuschalten, wenn man gerade dabei ist, den Fräser zu wechseln), den Stepper Motor für die Höhenverstellung (über einen TB6600 Stepper Driver), den Servomotor für die Wellenblockierung, die Hallsensoren sowie den LCD und die Schalter.
Der Programmablauf ist folgender:
a. Initialisierung
b. Speichern der aktuellen Position
c. Anfahren des Endschalters oben um die Nullposition des Systems zu erfassen
d. Nullpunkt auf den im EEPROM gespeicherten Nulllevel setzen
e. Die gespeicherte Position (zweiter Schritt) anfahren
Dadurch verliert das System nicht die Position, selbst wenn das System zwischenzeitlich ausgeschaltet wurde. Dies muss natürlich mit Vorsicht betrachtet werden, da nicht sichergestellt werden kann, dass nicht die Steppermotorwelle sich verstellt hat, als kein Strom anlag. Es würde dann zwar noch die „richtige“ Position angezeigt werden, aber diese würde nicht mehr der Position entsprechen, bei der das System ausgeschaltet wurde.
Im „Normalzustand“ zeigt die LCD die aktuelle Höhenposition des Fräsers an. Drückt man auf den Drehschalter kommt man in das Bedienmenü. Hier hat man 5 Punkte zur Auswahl:
1. Höhenverstellung
zum manuellen Verstellen der Höhe des Fräsers
2. Werkzeugwechsel
zum Wechseln des Fräsers
3. Nullen
zum Einstellen des Nullpunktes = Oberkante Fräser = Oberfläche Tisch)
4. Homing
zum manuellen Anfahren des Maschinennullpunktes (oberer Endschalter)
5. Zurück