Projekt studentského CNC stroje

Tags: 3D tisk | Arduino | CNC stroje | Digitalizace | VOŠ a SPŠ | Vzdělávání

Le­toš­ní rok při­ná­ší nejen ve výuce řadu úska­lí a změn. Stu­den­ti pra­cu­jí v do­má­cím pro­stře­dí, ko­mu­ni­ku­jí se svými vy­u­ču­jí­cí­mi pro­střed­nic­tvím sku­pi­no­vé spo­lu­prá­ce a in­di­vi­du­ál­ních kon­zul­ta­cí. Di­gi­ta­li­za­ce mění za­běh­lé pří­stu­py a me­to­di­ku. Od­bor­ná výuka v tomto ob­do­bí není snad­ná a při­blí­žit našim stu­den­tům po­třeb­né zna­los­ti je někdy oprav­do­vým oříš­kem.

Po­dí­vej­me se na jeden z pro­jek­tů, který vzni­kl na naší škole v ob­do­bí do­má­cí práce a distanč­ní­ho vzdě­lá­vá­ní. Po­ku­si­li jsme se v něm s ně­ko­li­ka stu­den­ty vy­tvo­řit pra­cov­ní tým, který se cho­pil no­vé­ho od­bor­né­ho té­ma­tu.
Kon­cem první vlny epi­de­mie jsme hle­da­li pro­jek­ty, kde bychom spo­ji­li širší spek­trum tech­nic­kých pro­blé­mů. Po úspěš­né re­a­li­za­ci la­bo­ra­tor­ních zdro­jů padla volba na vý­raz­ně slo­ži­těj­ší téma, od kte­ré­ho jsme oče­ká­va­li za­jí­ma­vý tech­nic­ký pro­blém s vyš­ším po­dí­lem kon­strukč­ních a vý­rob­ních po­stu­pů. Našim cílem bylo zkon­stru­o­vat a po­stup­ně re­a­li­zo­vat vý­ro­bu ma­lé­ho ob­rá­bě­cí­ho CNC stro­je ří­ze­né­ho uni­ver­zál­ním mi­k­ro­po­čí­ta­čem s roz­ši­řu­jí­cí­mi mo­du­ly a ote­vře­ným pro­gra­mo­vá­ním.

Hlav­ní myš­len­kou té­ma­tu pro­jek­tu je našim stu­den­tům při­blí­žit jednu z vý­raz­ných ob­las­tí pro­dukč­ních tech­no­lo­gií, která je úzce svá­za­ná se stra­te­gi­e­mi di­gi­ta­li­za­ce Prů­mys­lu 4.0. Pro­jekt je po­stup­ně re­a­li­zo­ván s vy­u­ži­tím PLM soft­waru a fi­nanč­ně do­stup­ných tech­no­lo­gií vý­ro­by včet­ně metod 3D tisku.

Konstrukční řešení malého studentského CNC stroje

Našim zá­klad­ním kon­cep­tem je pro­jekt ma­lé­ho CNC stro­je, který je jed­no­du­še vy­ro­bi­tel­ný s vy­u­ži­tím mi­ni­ma spe­ci­ál­ních sou­čás­tí. Hlav­ním cílem je nízká cena re­a­li­za­ce umožňující pří­pad­nou repli­ka­ci té­ma­tu v po­do­bě ma­tu­rit­ních pro­jek­tů. CNC stroj je na­vr­žen mo­du­lár­ně tak, abychom se stu­den­ty vy­zkou­še­li zá­klad­ní tech­nic­ká ře­še­ní z po­čát­ku pro 2D ob­rá­bě­ní s pří­pad­nou mož­nou kon­ver­zí v bu­douc­nu na 3D ob­rá­bě­ní.

Pro návrh CNC stroje je využíván výhradně digitální prototyp a technická vizualizace

Vý­ho­dou při vzá­jem­né práci na pro­jek­tu je na­sa­ze­ní PLM ná­stro­jů, slu­žeb tech­no­lo­gic­ké­ho clou­du a prů­mys­lo­vé vi­zu­a­li­za­ce. Díky di­gi­tál­ní­mu vý­vo­ji je možné re­a­li­zo­vat efek­tiv­ně­ji on-line spo­lu­prá­ci týmu s pří­mou in­te­gra­cí kon­zul­ta­cí a dis­ku­se se stu­den­ty na dálku. Na při­lo­že­ných ob­ráz­cích mů­že­te vidět jednu z fi­nál­ních kon­cepč­ních stu­dií pro­jek­tu stu­dent­ské­ho CNC stro­je, která byla při­pra­ve­na v při­bliž­ně ve čtyřech dvou­ho­di­no­vých on-line se­tká­ních s na­ši­mi stu­den­ty.

Optimalizace jednotlivých konstrukčních uzlů v průběhu on-line výuky

Pa­ra­me­t­ric­ká data jed­not­li­vých sou­čás­tí jsou přímo op­ti­ma­li­zo­vá­na pro snad­nou vý­ro­bu a do­stup­nost sou­část­ko­vé zá­klad­ny. Nej­ná­klad­něj­ší po­lož­kou kon­struk­ce jsou li­ne­ár­ní lo­žis­ka a vo­di­cí brou­še­né tyče. Zá­klad­ní verze CNC stro­je je ur­če­na pro ří­ze­ní kro­ko­vý­mi mo­to­ry řady NEMA ve spo­je­ní s mo­du­lár­ní­mi elek­tro­ni­kou po­sta­ve­nou na mi­k­ro­po­čí­ta­či Ar­dui­no.
Rád bych po­dě­ko­val touto ces­tou našim stu­den­tům a ko­le­go­vi Mar­ti­no­vi Ťu­po­vi za spo­lu­prá­ci. Více in­for­ma­cí o pro­jek­tech vzni­ka­jí­cích na VOŠ a SPŠ ve Žďáru nad Sá­za­vou s vy­u­ži­tím PLM a BIM tech­no­lo­gií mů­že­te najít na www.spszr.cz.