CNC-Fräse

Probleme und Lösungen

Endschalter

Es wurden Mikrotaster verwendet. Diese neigen beim Schließen bzw. im geschlossenen Zustand bei Er-
schütterungen zum Prellen. Das äußert sich im Betrieb dadurch, daß die Software sich teilweise etwas merkwürdig verhält.
Bei dieser Fräse sind die Endschalter an der y-Achse fest mit dem Rahmen verbunden. Bei x- und z-Achse werden sie mit bewegt. Im ersten Versuch wurden die Taster als Schließer geschaltet. Die Referenzfahrt funktioniert für die y-Achse einwandfrei. Bei x- und z-Achse werden die Taster geschlossen. Die Fräse hält allerdings nach wenigen Schritten vor dem Öffnen der Taster an. An den bewegten Tastern wird das Prellen scheinbar durch die mechanischen Schwingungen des Schrittantriebes verstärkt.
Im zweiten Versuch wurden die Taster als Öffner geschaltet. Öffnende Mikrotaster prellen normalerweise nicht. Während der Referenzfahrt hielt die Fräse manchmal sporadisch vor dem Erreichen der Nullpunkt-Position an (nur x- und z-Achse). Ein leichtes Klopfen auf einen der Taster bewirkte die selbe Reaktion. Die mechanischen Schwingungen der Schrittmotoren können also auch bei geschlossenen Kontakten Prellen verursachen.
Abhilfe schafft eine elektronische Entprellung. Hier wurde zuerst ein ein Tiefpaß benutzt.

Tiefpaß zum Entprellen, Download zum Belichten.

Sehr selten traten trotzdem noch Probleme bei der Referenzfahrt auf. Als Ursache stellte sich das Aufbauprin-
zip der Taster heraus:
Bevor der Mikrotaster kippt, sinkt die Anpreßkraft der Kontakte. Damit steigt auch der Übergangswiderstand der Kontakte, der dann auch erschütterungsempfindlich wird. Bei der Schrittweite von 8um durchfährt die Frä-
se diesen kritischen Bereich mit mehreren Schritten, was dazu führt, daß der Taster unmittelbar vor dem Kip-
pen für mehrere zehn ms öffnet. Das Problem trat hier zwar nur an einem Taster auf, der mit der Achse be-
wegt wurde. Für einige Anwendungen mit unbewegten Tastern sollte diese Variante ausreichen.
Hier war aber eine Lösung gefragt, die das Ausgangssignal erst mit dem Kippen des Tasters ändert. Da die Mikrotaster in Form von Umschaltern vorlagen, konnten RS-Flip-Flops eingesetzt werden. Die ändern ihr Aus-
gangssignal nur noch in dem Moment, wo der Taster umschaltet. Das Prellen eines Kontaktes hat keinen Einfluß mehr auf das Ausgangssignal.

Entprellen mit RS-Flip-Flops, Prinzipschaltung.


Entprellen mit RS-Flip-Flops, Download zum Belichten.

Die RS-Flip-Flops wurden aus NAND Gattern gebaut. Mit dieser Entprelling traten nie wieder Probleme auf.