Programmierung einer Spulenwickelmaschine

Hintergrund

Das Unternehmen B+B Wickeltechnik GmbH wickelt spezielle Spulen für Drosseln und Transformatoren. Für einen neuen Auftrag benötigt dieses Unternehmen eine Maschine die eine spezielle Transformatorspule wickelt, welche auf der Sekundärseite 5000V abgibt. Das Unternehmen erstellte einen Prototypen dieser Maschine für die Laborumgebung und trat an mich heran mit der Bitte den Prototypen zu programmieren und in Betrieb zu nehmen.

Umsetzung

Nach erfolgter Buchung fuhr ich zu diesem Unternehmen und schaute mir die Anlage an. Die Anlage besteht aus vier CNC-gesteuerten Achsen, der Drahtführer ist in zwei Achsen beweglich (vertikal, Z und horizontal, X, oben im Bild). Die Spule ist paralell zur Drehachse linear verschiebbar (Y, rechts im Bild) und die Spule ist CNC-gesteuert drehbar (A)

Wichtig ist, dass der Spulendraht vor Beginn jedes Zyklus an einem Hilfsstift angelegt wird, damit der Draht kontrolliert geführt werden kann. Dieser Hilfsstift musste erst noch montiert werden, hier habe ich verschiedene Positionen ausprobiert und letztendlich aus vorhandenen Materialien eine Lösung ad hoc konstruiert.

Das Bauteil selbst besteht aus zwei Spulen, der Primärwicklung und der Sekundärwicklung. Im Rahmen dieses Projekts sollte vorerst nur die Sekundärwicklung durchgeführt werden, welche sich auf sechs Kammern verteilt. Vor Beginn des Wickelns musste der Draht an den ersten Kontaktstift (Eingang) der Sekundärwicklung angelegt werden, nach Abschluss des Wickelns an den zweiten Kontaktstift (Ausgang) angelegt werden. Der Draht wurde an den Stiften durch mehrere sich überlagernde Windungen angelegt, ohne das dieser gelötet oder geklebt wurde. Der sehr dünne Draht (0,07mm!) hält dort ausschliesslich durch Reibung und eine Vorspannung, die der Drahtführer aufrecht erhält.

Meine Aufgaben bestanden darin für diesen Prozess die Maschinensteuerung zu programmieren. Zur Maschinensteuerung wird das Programm Mach3 des Unternehmens ArtSoft eingesetzt. Der Vorgang wurde von mir mittels G-Code programmiert.

Erfolg

Während der Durchführung fielen mechanische Probleme mit der Z-Achse auf, welche einen Produktivbetrieb vorerst verhindern, das Prinzip und die generelle Machbarkeit dieser Konstruktionsart konnte aber erfolgreich demonstriert werden und das Unternehmen B+B Wickeltechnik ist mit meiner Arbeit zufrieden.