Platinenbohrmaschine
Das Bohren ist, sofern der Rest funktioniert, der bei weitem zeitaufwändigste Schritt bei der Platinenherstellung. Wie so oft bei zeitaufwändigen, langweiligen Arbeiten entstehen schnell gedanken nach Automatisierung... Die wäre hier auch klar, eine CNC-Bohrmaschine.Dies scheitert aber an den Kosten und der aufwändigen Herstellung (ohne Drehmaschine und Fräse nicht möglich), so wird es also weiterhin per Hand gehen müssen. Zuerst lief das mit der dicken Säulenbohrmaschine und einem Adapter (da das 16mm-Bohrfutter nicht unter 3mm spannen kann), der aus der Welle eines billigen Proxxonfakes und dem originalen Porxxonschnellspannbohrfutter (nur das originale taugt was) besteht.3000u/min sorgen dabei für langsame Arbeit, der Lärm der Kiste (2 Keilriemen, großer Motor) verbessert das nicht.An Hartmetallbohrer sowieso nicht zu denken, geht ein HSS-Bohrer pro Platine drauf (abgeschliffen). Zwischenzeitlich kam ein Proxxon-Borhständer her, der aber eine absolute Fehlkonstruktion war:Der Vorschubhebel verkantet die mies konstruierte Führung, so dass der Vorschub arg ruckt und sogar kleinere HSS-Bohrer tötet.
Irgendwann entstand dann mal die Idee, den Vorschub anderweitig zu realisieren.Eine Gewindespindel sollte, passend angebracht, eine verkanungsfreie gleichmäßige Bewegung ermöglichen, erfordert dazu aber einen Motorantrieb.Und das erfordert dann wiederum eine Automatiksteuerung.
Aus 2 Endschaltern, einem DC-Motor und 2 Relais wurde letztendlich ein Schrittmotor und eine digitale Steuerung mit digitaler Einstellung der Borhtiefe...
Zuerst aber mal der mechanische Teil:
Die Spindel wird von 2 Kugellagern axial und radial gelagert (oben Festlager, unten vorgespanntes Lager), die Mutter ist im festen Teil eingeklebt. Angetrieben wird die Spindel per Zahnriemen.Die Motorbefestigung sollte eigentlich nur experimentellen Zwecken dienen, wurde dann aber doch so behalten da sie hinreichend gut funktioniert.
Vorschubspindel
Motorhalterung
Spindel, Referenzsensor
Hier ist dann auch schon der erste elektronische Teil zu sehen, der Näherungssensor der zusammen mit dem Blechstück den Referenzkontakt darstellt.
Auf die Steuerungselektronik werde ich hier nicht sehr weit eingehen, da diese mithin nicht gerade optimal ist. Bei der Konzeption wurde vor allem auf das Vorhandensein aller Bauteile geachtet, damit das Objekt schnellstmöglich fertig wird.Daher gibts auch einen wilden Mix zwischen 4000er und 74HC Logik und einige suboptimale Konstrukte.Ein Schaltplan existiert momentan nicht. Wenn dennoch jemand daran interessiert ist möge er sich per Mail melden.
Die grobe Funktion ist folgendermaßen: Nach Druck der Starttaste (=Fußschalter) wird das Taktfreigabesignal und das Richtungssignal zum Treiber gesetzt und der Zähler gestartet.Wenn der Zähler nach der per Codierschalter eingestellten Zahl an Schritten abgelaufern ist, wird das Richtungssignal gelöscht und gewartet, bis das Referenzsignal wieder aktiv wird, um auch das Freigabesignal zu löschen.
Der Aufbau der Elektronik erfolgt auf Lochraster, mehr ist hier wirklich nicht nötig.Auf den Bildern fehlt noch die Schrittmotorendstufe.
Lochraster
Gefädelter Salat
Testaufbau, noch mit externer Endstufe
Das Ganze wurde dann, zusammen mit einem Netztrafo, in ein Gehäuse eingebaut, das aus 1mm-Stahlblech zugeschnitten und gebogen wurde (und durch mangelnde Präzision glänzt). Der Netztrafo entstammt einem defekten Ladegerät und ist so unbrauchbar ausgeführt, dass die Lötösen sofort locker waren und mit Heisskleber gesichert werden mussten...
Gehäuse offen
Rückseite
komplett
Letztendlich bleibt nur zu sagen, dass die Maschine hervorragend funktioniert und man damit deutlich besser arbeiten kann als per Hand, da man beide Hände frei hat zur Positionierung und durch den sehr gleichmäßigen Vorschub auch Hartmetallbohrer nicht abbrechen.
