CNC-AG Projekt 2

Wir konstruieren mit Hilfe des frei verfügbaren CAD-Programms FreeCad dieses einfache Teil:

Mit ihm wollen wir zwei kleine Linienlaser an der CNC-Fräse befestigen, sodaß man mit dem Kreuzungspunkt der Linien einfach einen bestimmten Punkt auf dem Fräswerkstück anfahren kann.

FreeCad Arbeitsbereiche (Workbenches)

Mit FreeCad können viele unterschiedliche Aufgaben erledigt werden. Dafür verfügbare Werkzeuge sind in Arbeitsbereichen gruppiert.
Wir verwenden den Arbeitsbereich Part Design , der seinerseits auf 2D-Skizzen des Bereichs Sketcher basiert. Später werden wir den Arbeitsbereich Path benutzen, um den Steuercode (g-code) für die CNC-Maschine zu erzeugen.

In der FreeCad Grafikoberfläche kann man den gewünschten Arbeitsbereich in einer Scrollbar auswählen:

Darunter sind in mehreren Abschnitten Darstellungs- bzw. Bearbeitungsoptionen per Icon aufzurufen. Die Optionen werden wählbar, sobald sie farbig hinterlegt sind.
Unten rechts gibt es eine Auswahlmöglichkeit für verschiedene Operationsmodi der Maus. Wir benutzen die Handhabung, die in Blender üblich ist.

Part Design

Mit den Part Design Werkzeugen ist es möglich, aus 2D Sketches 3D-Körper zu erzeugen.
Sobald man das Symbol „Neues Dokument erstellen“ oben links anklickt, erscheint in der sogenannten Combo-Ansicht die Aufgabe „Körper erstellen“.

Durch Klicken auf „Körper erstellen“ wird ein Datenblock für einen Körper erzeugt und die nächste Aufgabe „Skizze erstellen“ angezeigt.

Nach dem Klick auf „Skizze erstellen“ müssen wir entscheiden, auf welcher Ebene der zu konstruierende Körper ruhen soll.
Wir wählen die xy-Ebene:

Die Optionen können wir ignorieren.
Durch Klicken auf OK gelangen wir nun in den Sketcher-Arbeitsbereich:

Sketcher

Unter den Symbolen für die Ansichtsoptionen in der zweiten Symbolzeile erscheinen jetzt in Zeile drei die wichtigsten Sketcher-Funktionen.
In der linken Hälfte die Skizzengeometrien, rechts die Skizzenbeschränkungen, darunter weitere Skizzierwerkzeuge. Eine vollständige Liste der Optionen erhält man durch Aufklappen von „Sketch“ in der obersten Zeile. Die Symbolzeilen können angepasst werden.
Die Combo-Ansicht zeigt unter dem Reiter „Aufgaben“ den Status der Zeichnung und die Möglichkeiten, Werte zu verändern.
Alle Details der Bedienung sind ausführlich in der Sketcher-FreeCad-Dokumentation beschrieben. Die Links dahin findet man unter „Hilfe“.

Wir beginnen jetzt mit der Konstruktion unseres Werkstücks. Die Zeichnung wird so gestaltet, dass später in einem Zug mit der Part-Design-Funktion „Aufpolstern“ ein Körper erzeugt werden kann. Die Bemassungen der Geometrie sind überschlägig, sie können später verändert werden.

Das schrittweise Vorgehen zeigen wir in unserer Veranstaltung: Ein Aussenkreis beschreibt den Umfang des Werkstücks. Zwei kleine Kreise erzeugen die Aussparungen für die beiden Strichlaser. Einige weitere Aussparungen ermöglichen den Einbau einer waagerechten Spannschraube zur Befestigung des Laserträgers an der Frässpindel:

Sobald die Skizze vollständig eingeschränkt ist, wird sie hellgrün dargestellt. Das Sketcher-Fenster kann geschlossen werden. Das würde ggf. auch mit unvollständiger Einschränkung gehen.
Durch das Schließen gelangen wir zurück zur Part-Design-Funktion.

Aus den angebotenen Aktionen wählen wir die Aufpolsterung durch Anklicken aus.

Die vorgeschlagenen 10mm können wir übernehmen, unser Fräsmaterial ist ähnlich dick.
Durch Klicken auf OK wird der Körper erzeugt.

Wenn wir die Ansicht im rechten Grafikfenster mit dem Navigationswürfel 45° um die y-Achse kippen, erkennen wir die erfolgreiche Aufpolsterung.

Für die folgende Ansicht schalten wir ausserdem die Combo-Ansicht auf den „Modell“-Reiter um.
In dem Bereich „BezeichnungenEigenschaften“ klicken wir das Element „Pad“(Aufpolsterung) an. Jetzt sehen wir in dem Elementenbaum die unterliegende Skizze.
Durch Markieren (Anklicken) eines Elements und anschließendes Betätigen der Leertaste kann man das Element im Grafikenster sichtbar oder unsichtbar machen.

Jetzt wäre Gelegenheit den Elementen sprechende Namen zu geben. Dazu kann für jedes Element mit der rechten Maustaste ein Kontextmenü aufgerufen werden.

In der untere Hälfte der Combo-Ansicht werden für das aktive Element Daten zur Ansicht (z.B. Farbe, Transparenz) und zu den Element-Eigenschaften angezeigt. Die Werte können hier geändert und in das Grafikfenster übernommen werden.