Problemet som arbetet förhåller sig till är Blekinge Tekniska Högskolas maskinlabs avsaknad av en snabb och precis bearbetningsmetod för att skära ut detaljer i plåt. Syftet med arbetet är således att med vetenskapliga produktutvecklingsmetoder konstruera en plasmaskärande CNC-maskin till maskinlabbet. Arbetet begränsas av en kravspecifikation som förväntas nås. 

Dessa krav är att budgeten till den slutgiltiga konstruktionen inte överstiger 20.000:- SEK. Konstruktionens yttermått överstiger inte 1200x1200 mm, och går att förflytta på plant underlag. Ingående delar går att tillverka i en 3 – axlad CNC maskin, svarv eller fräs alternativt utgörs av standardkomponenter. Plasmaskärarens munstycke behöver vara rörlig i tre dimensioner, där höjdled medges rörlighet från 0 - 40 mm. Precisionen för CNC-maskinen är minst 0,1 mm. Ett arbetsbord som är motståndskraftigt mot brännarens genomskärning skall konstrueras. Kablar från motorer och plasmaskärare hanteras på ett sätt sådant att de inte stör maskinen under drift. 

Metoderna som använts under produktutvecklingsprocessen baseras på ett flertal steg med poängsättningsmatriser där olika lösningar ställs mot varandra och utvärderas. För modellering av systemets komponenter har mjukvaruprogrammet Autodesk Inventor använts. Vid beräkning av belastningsfall har stress Analysis i Inventor använts. Beräkningar har också utförts analytiskt och jämförts med de erhållna från Inventor. 

Arbetet resulterade i ritningsunderlag, BOM-lista och digital konstruktion för en 3-axlig plasmaskärande CNC-maskin. Resultatdelen består även av beräkningar som påvisar konstruktionens hållfasthet, samt maskinens precision och hastighet. Dessa resultat bedöms uppfylla alla krav utifrån den givna kravspecifikationen. Utformningen av CNC-maskinen visade sig vara omfattande. Avgränsningar som gjordes med avseende på detta var att fokusera produktutvecklingsprocessen på maskinens övergripande utformning. Detta för att de element av maskinen som ansågs vara mer kritiska för maskinens funktion hamnade i fokus. 

The problem the work relates to is the lack of a fast and precise processing method for cutting out details from sheet metal at Blekinge Institute of Technology’s machine lab. The purpose of the work is thus to construct a plasma cutting CNC machine for the machine lab using scientific product development methods. The work is limited by requirements and specifications that are expected to be met.

These requirements are that the budget for the final construction does not exceed 20.000 SEK. The outer dimensions of the construction do not exceed 1200x1200 mm and can be moved on a flat surface. Parts for the construction can be manufactured in a 3-axis CNC machine, lathe or mill. Alternatively, purchased parts are composed of standard components. The plasma cutter’s nozzle needs to be movable in three dimensions, where the height is allowed mobility from 0 - 40 mm. The precision of the CNC machine is at least 0.1 mm. The work table is required to be resistant to the torch cutting through. Cables from the motors and plasma cutter are handled in such a way that they do not disturb the machine in operation. 

The methods used during the product development process are based on several steps with scoring matrices where different solutions are compared and evaluated. For modeling of the system’s components the software Autodesk Inventor has been used. For calculations of load cases, the Stress Analysis Tool in Inventor was used. Calculations have also been performed analytically and compared with those obtained from Inventor. 

The work resulted in drawing documents, BOM list and digital construction for a 3-axis plasma cutting CNC machine. The result part also consists of calculations that demonstrate the construction’s strength, as well as the machine’s precision and speed. These results are judged to meet all requirements based on the given specification. The design of the CNC machine turned out to be extensive. The scope of the work was therefore limited to focus the product development process on the machine’s overall design so that the elements of the machine that were considered more critical for the machine’s function came into focus.