Brennschneidanlage

Problemstellung: 

Konstruieren, fertigen und montieren einer automatisierten Brennschneidanlage in der Werkstätte der HTL Neufelden. Die Anlage sollte als Portalsystem ausgeführt werden, wobei die beiden bereits vorhandenen Linearachsen verwendet werden mussten.Die maximalen Blechabmessungen beschränken sich auf 2000x1000mm mit Dicken von 3 bis 100mm. Die Brennschneidanlage soll beliebige Formen aus dem Blech schneiden können.  

Zielsetzung: 

Eine automatisierte, einfach zu bedienende, exakt schneidende und vor allem kostengünstige Brennschneidanlage zu konstruieren und zu bauen.  

Projektablauf: 

§  Entwurf verschiedener Konzepte der mechanischen und softwaremäßigen Realisierung

§  Entwurf und Auslegung der mechanischen Elemente

§  Erstellen der 3D-Zeichnungen in Solid Edge V20

§  Anfertigen der Werkstättenzeichnungen

§  Ankauf der benötigten Komponenten

§  Fertigung der Komponenten in der Werkstatt der HTL Neufelden

§  Verkabelung des Verteilers

§  Montage und Installation der Anlage

§  Programmierung

§  Erstellen der Dokumentation

Ergebnis: 

Die Erwartungen des Auftraggebers wurden erfüllt.
Die in der Zielsetzung festgelegten Aufgaben (Pflichtenheft) wurden nachgewiesen.

Verwertbarkeit: 

Diese Anlage bietet Schülern die Möglichkeit den Umgang mit einer automatisierten Brennschneidanlage zu lernen und auszuprobieren. Außerdem können damit Konturen, wie zum Beispiel der Kerzenständer, zugeschnitten werden, welche keine weitere Fräsbearbeitung mehr erfordern und somit direkt weiterverarbeitet werden können.

 Systembeschreibung: 

§  Als abgehängtes Portal mit 3 Linearachsen ausgeführt, da einfacher und kostengünstiger
§  Bedienung über Bedienelement und selbst erstellter Benutzeroberfläche
§  Die Einrichtung des Bleches erfolgt über einen optischen Kreuzlaser.
§  Schneidtisch als Auflage für die zu bearbeitenden Stahlbleche
§  Wasserwanne für Schneidspritzer und Abkühlung der geschnittenen Bleche
§  Maschinenbrenner zum Schneiden von 3-100mm Blechstärke
§  Die optimale Flamme wird an den Stellrädern des Brenners und an der Gasentnahmestelle eingestellt und mit einem Anzünder entflammt
§  Absaugung erfolgt über zwei getrennte Absaughauben
§  Die Anlage wird über einen PC gesteuert, welcher mit der SPS kommuniziert

Presentation of the problem: 

Design and construct a CNC-controlled thermal cutting machine for the HTL Neufelden. The machine should operate as a portal-system and as a precondition two existing linear axes had to be used. The maximum dimensions of the plate to be handled by the machine were set by 2000x1000mm with a plate thickness range from 3 to 100mm. The cutting machine should be able to cut all kinds of two-dimensional geometries out of the plate.  

Objectives: 

Design and construct a thermal cutting machine, which should be easy to handle, cut exactly and fit into the small budget frame. 

Project schedule: 

§  Elaboration of several different concepts for mechanical-design as well as a control-system
§  Design and structural calculation of the mechanical elements
§  Create 3D-models in Solid Edge V20
§  Detail engineering drawings
§  Specification of  components to be purchased
§  Manufacturing of workshop parts in the school internal workshop
§  Cabling of the control panel
§  Programming the control software
§  Documentation, operation and maintenance manuals 

Results:

The first cut was done on the 1 of April 2009.During a test period all specified tasks have been accomplished successfully. 

Usability: 

The machine allows pupils to operate with a fully automated thermal cutting machine. Complex two-dimensional figures can be easily produced without further machining. 

Description: 

§  Suspended frame consisting of three linear axes, which was the cheapest solution considering the existing circumstances
§  Operation via a visualization-system designed by the team
§  Rigid cutting table designed as a welded frame
§  The correct alignment of the plate on the cutting table is done by an optical cross laser system
§  Two water boxes for collecting slag droplets located below the cutting table
§  Standard machine cutting torch with changeable nozzles
§  Manual adjustment of the flame
§  Smoke and dust suction hood integrated in the existing dust collection system
§  Operation via a PLC-system (Beckhoff) and visualization via a standard PC