CNC-Gravurmaschine in Betrieb genommen
Hintergrund
Die MS Stubnitz ist ein ehemaliges DDR-Fischereifahrzeug und Kühlschiff. Heute ist Sie ein schwimmendes Kulturzentrum in Hamburg. An Bord gibt es einen laufenden Bedarf an denkmalgetreuer Beschilderung wie z.B. Kammerschilder, Hinweisschilder oder weitere Beschriftungen. gefräst, nicht gedruckt. Dafür stand eine CNC-Gravurmaschine bereit, die seit etwa fünf Jahren niemand mehr bedient hatte. Der Crew-Member, der sich darum gekümmert hatte, war von Bord gegangen und hatte nichts hinterlassen: keine Dokumentation, keine Software, keinen Rechner. Die Crew fragte mich, ob ich die Maschine wieder zum Laufen bringen kann. Ich bin am 7. Juni mit hrmny nach Hamburg gefahren. Wir haben beide Remote-Office gemacht und tagsüber von Bord für unsere Arbeitgeber gearbeitet, die Arbeit an der Fräse fand abends und nachts statt.
Bestandsaufnahme und Reparatur
Die Maschine ist unbekannter Herkunft, ohne jegliche Herstellerangaben oder Typenschild. Die Steuerung erfolgt per Arduino mit GRBL-Firmware. Die Spindel spannt mit einer ER11-Spannzange Stichel mit 3,175 mm Schaft.
Der Sonntag ging für Bestandsaufnahme, Aufräumen und erste Inbetriebnahmeversuche drauf. Beim Einschalten bewegte sich nichts. Die Ursache war schnell gefunden: Der Enable-Pin der Schrittmotortreiber war nicht gesteckt. Beim Versuch, ihn wieder anzuschließen, riss ein weiteres Kabel ab. Wir haben daraufhin die zweireiige Buchsenleiste, die Schrittmotortreiber und Motion Controller verbindet, vollständig ausgetauscht. Am Montag machte die Maschine die ersten Bewegungen.
Die Maschine hatte keine Endlagenschalter. Dienstag und Mittwoch haben wir mechanische Endschalter für alle Achsen eingebaut und verkabelt – X und Y je zwei, Z einen am oberen Anschlag. Gleichzeitig haben wir weitere Adern in den Kabelbaum eingezogen, die den späteren Anschluss einer Touchplate zur Werkzeuglängenvermessung vorbereiten.
Hindernisse
Mittwochnacht zeigte sich, dass der Z-Limit-Switch nicht ausgelesen wurde. Wir gingen zunächst von einem Hardwareschaden am Arduino aus und fragten in der Hamburger Hacker-Community nach einem Ersatz. Noch am Donnerstagnachmittag brachte uns jemand einen Arduino vorbei. Er zeigte mit derselben Firmware dasselbe Verhalten – kein Hardwareschaden also.
Das eigentliche Problem war eine GRBL-Konfiguration, die von einer drehzahlsteuerbaren Spindel ausging. In dieser Konfiguration wird ein Pin als PWM-Ausgang für die Spindeldrehzahl belegt und steht damit nicht mehr als Eingang für den Z-Limit-Switch zur Verfügung. Mit KI-Unterstützung haben wir die entsprechende Zeile in der Firmware-Konfiguration gefunden und dann diese auskommentiert, die Firmware neu geflasht, und dann funktionierte auch der Z-Endlagenschalter.
Schrift und Vorlagen
Bevor wir zur Maschine fuhren, hatte ich etwa ein Jahr zuvor viele der vorhandenen Originalschilder fotografiert und eine typografische Studie angefertigt, um den verwendeten Font zu rekonstruieren. Das stellte sich als unnötig heraus: An Bord existierte bereits ein Font, den Künstler speziell für das Schiff entwickelt hatten.
Die Originalschilder wurden mit einem Pantografen hergestellt, der als Vorlage eine TGL-Schrift der DDR verwendete. Beim Pantografen werden eckige Schriftelemente durch den Durchmesser des Zeigers und Fräsers abgerundet, die Schrift sieht deshalb nicht mehr aus wie die TGL-Vorlage, sondern hat charakteristische Rundungen. Außerdem entsteht beim Einstechen in einen neuen Buchstaben am Einstichpunkt manchmal ein etwas tieferer Kreis, weil der Fräser kurz verweilt. Das sieht man bei einigen Originalschildern. Der neue Font berücksichtigt beides: Er hat die Rundungen und setzt an den Einstichpunkten der Buchstaben bewusst einen leicht vergrößerten Kreis. Das Ergebnis ist keine Kopie der TGL-Schrift, sondern eine Rekonstruktion der tatsächlichen Pantografen-Optik.
Ergebnis
Am Freitagabend haben wir Schilder produziert – von einer Liste, die die Crew vorher zusammengestellt hatte: fehlende und defekte Schilder aus dem gesamten Schiff. Darunter eine Serie von 32 Schildern, die zeigen, in welche Richtung der Lüftungsgriff in den jeweiligen Kammern gedreht werden muss. Danach haben wir eine Bedienungsanleitung geschrieben, die den gesamten Workflow von Inkscape bis zum fertigen Schild abdeckt. Zwei Crew-Member haben eine Einweisung bekommen und sollten in der Lage sein, die Maschine selbstständig zu bedienen.
Die Touchplate fehlt noch. Der Anschluss ist vorbereitet, sie müsste nur beschafft und angeschlossen werden.
