Bestandsaufnahme und Einschätzung

Motivation / Grundidee

Was ist der Auslöser (Problem, Wunsch), was ist der Zweck des Projektes. Was genau wird gemacht / hergestellt?

Die Wabeco CNC Fräse in der Metallwerkstatt (von FOS/BS Erlangen übernommen) soll in einen benutzbaren Zustand gebracht werden.

Platzbedarf

Wo und wieviel Platz wird dauerhaft benötigt?

Ab wann / wie lange

Ab wann soll es los gehen? Wie lange wirst du voraussichtlich brauchen?

Maschine wurde am 21.08.2024 zum ZAM gebracht.

Zeitrahmen für die Instandsetzung noch schlecht abzuschätzen.

Kontakt

Name, Email oder Telefonnummer?

Oliver

Projekt-Metadaten

Technische Daten der Maschine

Hersteller	Wabeco
Typ	CC-F1210E High Speed
Baujahr	2005
...

Technische Daten der Spindel

Nennspanung	230V, 50 Hz
Nennaufnahme	8,6 A
Nennleistung	2,0 kW
Drehzahl	100-7500 1/min

Technische Daten der Steuerung

Interface Platine	KOSY IF Vers. 4.71 (c) 2001-2003 MAX Computer GmbH
MCU / Software	NCdrive Kosy 4 v1.2 (c) 2005 4CAM GmbH
Achsen	X,Y,Z und U (Rotation) - je 3.0 A
...

Technische Daten der Schrittmotoren (Typnummer laut Dokumentation)

Typnummer	4S56Q-02154S
Art	Unipolar (6 Adern)
Schrittwinkel	1.8 Grad
Größe	NEMA 23 (56 mm Flansch)
Tiefe	54 mm
Haltekraft	0.79 Nm
Strom	3 A

Aktueller Status

Bisher nur Sichtung und visuelle Einschätzung ohne Inbetriebnahme möglich, da der nötige Steuer-PC nicht mitgeliefert wurde. Es wird aktuell versucht, den PC noch zu bekommen.

Einschätzung

Gut

X-, Y- und Z-Mechanik: Robust und hochwertig, augenscheinlich in exzellentem, geradezu neuwertigem Zustand. Zumindest grobe Erkennung von Fehlfunktion kann auch manuell überprüft werden - steht noch aus.
Frässpindel: Hochwertig und leistungsfähig. In der Anschaffung normalerweise sehr teuer. Ebenfalls nahezu neuwertiger Zustand. Funktion (auch Rundlauf) müsste geprüft werden - noch VOR anderen Schritten der Instandsetzung.

Aufgrund des guten Zustands der Mechanik und der Frässpindel erscheint es - nach derzeitigem Stand - sehr sinnvoll, die Maschine instandzusetzen. Wenn diese Maschine (wieder) funktioniert ist sie auf jeden Fall eine Bereicherung für die Metallwerkstatt des ZAM.

Schlecht

Wahrscheinlich fehlerhafte Steuerung. Der nahezu neuwertige Zustand der 20 Jahre alten Wabeco CNC Fräse lässt vermuten, dass diese praktisch nicht genutzt werden konnte. Es könnte durchaus sein, dass der Fehler auch im ZAM auftritt sich aber auch von uns nicht in der aktuell vorhandenen Steuerung beheben lässt.

Eine mögliche Lösung wäre, die komplette Steuerung durch moderne neue Technik zu ersetzen. Der Aufwand wäre relativ hoch, aber ggf. nötig. Hier müsste man verschiedene Varianten erörtern. Die Kosten bei Umbau durch Personen aus dem ZAM liegt je nach Ausführung im drei bis unteren vierstelligen Euro Bereich.

Schade

Keine linearen Encoder. Eine manuelle Nutzung mit Koordinatenanzeige (DRO - digital readout) ist bei der Maschine nicht vorgesehen. Ein Nachrüsten von linearen Encodern ist nur mit erheblichem Aufwand möglich.
Keine Rotations-Encoder. Die X,Y,Z Achsen werden über einfache Schrittmotoren verfahren. Schrittverluste bleiben daher unbemerkt und können zu fehlerhaften Teilen und sonstigen Problem führen. Ein Nachrüsten von Rotations-Encodern ist nur mit erheblichem Aufwand möglich.
Keine End-Stop Schalter. Die Fräse hat leider keine Hardware-Endschalter, die ein Verfahren über die Achsen-Limits verhindern könnten. Allerdings sind pro Achse an einem der beiden Enden mechanische "Home-" Schalter installiert. Zusammen mit der bekannten Länge der jeweiligen Achse lassen sich damit zumindest Software-Limits einrichten. Das Nachrüsten von Hardware-Endschaltern ist daher nicht zwingend nötig.
Fragwürdige Verkabelung. Sämtliche Kabel von der Maschine zu den Treibern und zum Bedienpult sind zwar sauber und ordentlich, sowie in einigermaßen gutem Zustand. Allerdings sind die Kabel vergleichsweise dünn und eventuell ungeschirmt. Hier müsste genauer untersucht werden, ob ggf. die Verkabelung zumindest Teil des Problems der fehlerhaften Funktion der Steuerung ist.
VGA Monitor. Im Bedien-Panel ist ein (alter) VGA Monitor verbaut. Ein Ersatz durch einen modernen Monitor ist möglich, oder aber der Verbau eines Panel-PCs, denn einen PC braucht man ja ohnehin.
Veraltete Motor-Treiber Technik. Ein Teil der "ggf. fehlerhaften Steuerung" ist die externe Box mit den Schrittmotor-Treibern für X,Y,Z und eine vierte Achse, hier "U" Achse genannt (normalerweise "A") für eine Rotationseinheit. Ganz unabhängig davon, ob die Treiber funktionieren, sind diese sicher nicht auf dem heutigen Stand der Technik (Thema Microstepping, Digitale Signal-Aufbereitung, Fehlerfall-Signalisierung...).

Auffällig ist, dass das Gehäuse zwar Leistungselektronik beinhaltet, aber weder einen aktiven Lüfter, noch einen passiven Kühlkörper besitzt - und das Gehäuse zudem allseitig geschlossen ist (keinerlei Lüftungs-Öffnungen). Die Leistungshalbleiter sind für Abführung der Wärme am Gehäuse befestigt - d.h. diese erwärmen im Betrieb das Gehäuse und somit die übrige Elektronik direkt mit.

Dies könnte ein Grund für die Fehlfunktion der Steuerung sein.

Details zur MCU Platine:

Details zur Interfaceplatine:
:
Alte PC Software. -> Muss noch geklärt werden
Frässpindel Drehzahl Einstellung per Drehregler (Poti) ohne Software-Anbindung und Drehzahl-Kontrolle.
Kühlmittelpumpe nicht per Software schaltbar.
Keine Beleuchtung. Es scheint in der Fräse keine Beleuchtung des Arbeitsraumes zu geben. Es ist jedoch wichtig zu sehen, was gerade passiert. Beleuchtung lässt sich mit vergleichsweise geringem Aufwand nachrüsten.
Kein Pendant ("Handbediengerät"). Im Lieferumfang war kein Handbediengerät enthalten, und auch in den schriftlichen Unterlagen wird keines erwähnt. Es wäre wünschenswert, die Maschine damit auszustatten. Das ist - je nach Steuerung - problemlos und jederzeit auch nachträglich möglich. Kosten liegen zwischen ca. 50 und 500 Euro.