Plan digitalisieren

Wer kennt das nicht? Seit kurzem steht eine eigene CNC Fräse in der Werkstatt doch die Pläne der Modelle liegen oftmals nur in papierform auf dem Basteltisch. Nun stellt sich die Frage, wie bekomme ich diese Pläne auf meinen Rechner um anschließend die Teile fräsen zu können? Diese Frage lässt sich unterschiedliche beantworten, einen mir gängigen und zuverlässigen Weg möchte ich hier vorstellen.

Neben einem geeigneten Computer oder Laptop benötigtst du einen Scanner. Optimal ist ein Scanner für das A3 Format, aber auch mit einem A4-Scanner lässt sich so einiges digitalisieren. Als Scanner empfehle ich ausdrücklich Flachbettgeräte, von handgeführten Scannern rate ich ab, diese sind nicht geeignet. Darüber hinaus bieten Copyshops oftmals die Möglichkeit Großformate zu scannen, so hat man sofot den kompletten Plan als Bilddatei zur Verfügung.

Als nächstes stellt sich die Frage nach der optimalen Software. Ich arbeite nun schon seit Jahren mit TurboCAD und bin mehr als zufrieden. Seit einiger Zeit gibt es vom Softwarehersteller auch eine kostenlose TurboCAD 2D Version. Das Problem an dieser Version ist leider, dass sich Bilder nur sehr umständlich einfügen lassen und die Bearbeitungsmöglichkeiten des Bildes stark eingeschränkt sind. Somit einget sich die kostenlose Version nicht für unser Vorhaben. Ich arbeite mit TurboCAD Pro 18, jedoch gibt es hier mittlerweile für das gleiche Geld neure Versionen. Diese TurboCAD Version hat den Vorteil auch 3D zu unterstützen, somit hat man noch einiges Potential für die Zukuft. Die TurboCAD 21 2D/3D Version ist z. B. bei Conrad Elektronik erhältlich. Hier gibt es auch noch eine TurboCAD 21 2D Version, laut Beschreibung ist ein Einfügen von Bildern möglich, Kostenpunkt 49,99 Euro. Falls du diese Version testen solltest, lass mich bitte wissen ob man Bilder einfügen kann. Die nachfolgende Beschreibung basiert auf meiner Version TurboCAD V.18 Pro.

Läuft nun der Scanner und das CAD Programm ist installiert, kann die Arbeit beginnen. Zuerst musst du den Plan einscannen, hierzu reicht ein schwarz/weiß Scan im jpg-Format mit einer Auflösung von 150 bis maximal 300dpi. Wichtig ist, dass bei dem Scan der Plan lesbar bleibt und die Linien klar zu erkennen sind. Hierzu bietet die Scannersoftware meist einige Einstellmöglichkeiten zu Kontrast und Helligkeit. Neben dem scannen des Plans ist es natürlich auch möglich einzelne Bauteile zu scannen, so ist es möglich auch Teile zu digitalisieren von denen keine genaue Zeichnng vorliegt. Mit steigender Erfahrung kann man sich auch mit anderen Dateiformaten des Scan beschäftigen. Somit ist es auch denkbar den Scan im tif-Format zu speichern und oder anstatt s/w als Graustufenbild. Mit welchem Format man schlussendlich arbeitet bleibt jedem persönlich überlassen.

Reale Größe des Scan ermitteln

Es könnte eigentlich so einfach sein, doch hat die Erfahrung gezeigt, dass ein A4 gescanntes Blatt als Datei nicht immer genau der DIN Norm entspricht und somit nicht immer den Abmessungen 210 × 297mm entspricht. Somit muss nach dem Scannen des Plans die reale Größe der Bilddatei ermittelt werden. Hierzu hat sich folgende Vorgehensweise als geeignet herausgestellt.
Hierzu einfach die Datei im Programm Paint öffnen und die Abmessungen direkt am unteren Bildrand ablesen.

Sollten hier keine Werte in mm stehen sondern evtl. px angegeben sein musst du die Einstellungen im Programm entsprechend ändern. Dazu unter Datei -> Eigenschaften -> Einheiten auf cm umstellen und speichern.

TurboCAD Vorlage erstellen

Zu Beginn ist etwas Vorarbeit zu leisten, da diese Vorarbeit bei jedem Plan idetisch ist empfiehlt es sich eine Datei als Vorlage in TurboCAD einzurichten. Nachfolgend erkläre ich dir Schritt für Schritt die weitere Vorgehensweise.

Zuerst legst du dir einen zweiten Layer (Ebene) an, hierzu gehst du über Format -> Layer...

Anschließend erstellst du den neuen Layer über einen Klick auf den rot markierten Button. Nun gibst du den Namen ein, zum Beispiel "Scan". Abschließenden auf OK klicken und das Fenster Layer schließen.

Wenn du öfters Pläne digitalisieren willst, empfiehlt es sich jetzt die Datei als Vorlage abzuspeichern. Hierzu reicht es die Datei als dxf-Datei z. B. mit dem Namen Vorlage_digitalisieren.dxf zu speichern.

Scan auf Layer einfügen

Jetzt muss das gescannte Bild auf dem vorher erstellen Layer eingfügt werden. Zuerst den richtigen Layer über das Drop-Down-Menü auswählen, in unserem Fall den Layer "Scan".

Nun über die Funktion Einfügen -> Bild -> Aus Datei... den Scan auswählen und auf "Öffnen" klicken. Nun mit dem Kreuz einmal mit der linken Maustaste auf das Arbeitsplatt klicken, anschließend erscheint ein Rechteck welches sich über die Mausbewegung vergößern oder verkleinern lässt. Jetzt ziehst du das Bild in Richtung rechts unten größer und fügst es mit einem Klick auf das Arbeitsblatt ein. TurboCAD bietet auch andere Wege die Größe des Bildes vorzugeben, allerdings möchte ich hier lediglich auf den sichersten Weg eingehen.
Nun markierst du das Bild durch einen Klick mit der Maus, es sollte nun wie im nachfolgenden Bild aussehen.

Jetzt kommt die zuvor ermittelte reale Größe des Scan zum Einsatz, in unserem Fall 297 x 210mm. Diesen Wert trägst du unten bei Größe X und Größe Y ein, in unserem Fall 297mm Breite für Größe X und 210mm Höhe für Größe Y.

Achte dabei auch darauf das der markierte Button "Seitenverhältnis beibehalten" nicht aktiviert ist. Ist dieser aktiv ändert sich bei Eingabe eines Wertes bei X der Wert bei Y entsprechend dem Seitenverhältnis, dies ist jedoch hier nicht erwünscht.

Bei Scanns im A3 Format sind die Werte entsprechend größer, sollte dein Scan im Hochformat sein sind die Werte entsprechend vertauscht. Demnach bei A4 ca. 210mm Breite und ca. 297mm Höhe. Abschließend einmal auf die Entertaste drücken. Um nun beim späteren nachzeichen der Teile den Scan nicht zu verschieben und um uns das Arbeiten zu erleichtern, sperren wir den Layer auf dem sich der Scan befindet nun. Durch das Sperren ist es dir nun nicht mehr möglich auf der Ebene des Layer mit dem Scan zu zeichnen oder diesen auszuwählen. Um den Layer zu sperren wählst du diesen im Drop-Down Menü an und markierst das Schloss, so dass es gelb wird.

Stimt nun die Ausrichtung des Plans kann nun die eigentlich Arbeit beginnen, das Nachzeichnen. Sollte der Plan verdreht sein ist es erforderlich dies zu korrigieren.

Plan auf dem Arbeitsblatt ausrichten

Immer wieder passiert es, dass der Plan den man nachzeichnen möchte nicht sauber ausgerichtet ist. Dies sollte man vor dem Zeichnen korrigieren, denn damit garantiert man später symetrische Teile und spart sich auch etwas Arbeit. Ich richte oft den Plan bei jedem einzelnen Spant neu aus, ob das erforderlich ist hängt von der Qualität der Vorlage ab. Hier zeige ich dir nun einen möglich Weg die Ausrichtung zu korrigieren. Zuerst musst du die Sperre des Layer aufheben, dazu das oben erwähnte gelbe Schloss anklicken, so dass dieses grau wird.
In vielen Plänen sind Spanten bzw. Rippen mit einer Mittellinie oder Markierung versehen, hier in diesem Beipeil markiert eine gestrichelte Linie den Mittelpunkt des Spantes.

Zuerst an einem definierten Startpunkt, Schnittpunkt auf dem Plan in der Mitte einer Linie, eine Linie zeichnen. (großer roter Kasten zeigt die Vergrößerung des Kleinen). Darauf achten das der Orthomodos aktiv ist. (Ich habe die Linienstärke zur besseren Sichtbarkeit auf 1mm gestellt, im CAD zeichnen wir jedoch immer mit 0mm!)

Nun den Orthomodus deaktivieren und den Fang einschalten, jetzt eine zweite Linie mit dem gleichen Startpunkt genau auf eine angrenzenden geraden Linie zeichnen. In diesem Beispiel ist es der obere Umriss des Spantes. Dazu musst du nun mit dem aktiven Fang den Startpunkt (im Beipsiel die linke Seite der Linie) wählen, also auf die Funktion Linie klicken, dann den Fang abschalten und die Linie durch einen zweiten Klick mittig auf den Strich in der Zeichnung legen.

Jetzt benötigen wir die Bemaßungsfunktion "Winkel", dazu auf den entsprechenden Button klicken. Danach mit eingeschaltetem Fang die beiden Endpunkte der beiden zuvor gezeichneten Linien anklicken. Sollte sich ein Kontextmenü öffen, so musst du hier auf Linie klicken. Dieses Kontextmenü erscheint dann, wenn TurboCAD mehrere Auswahlmöglichkeiten festgestellt hat. Es besteht auch die Möglichkeit das du zwischen zwei Linien wählen kannst, hier musst du dann die gewünschte Linie wählen.

Hast du nun beide Endpunkte ausgewählt, musst du den Mauszeiger zwischen die Linien bewegen. Es sollte dann so wie auf dem nachfolgenden Bild aussehen. Anschließend sofot die linke Maustaste beätigen um den Winkel zwischen den beiden Linien zu messen.

Der Winkel wurde nun gemessen und die Schrift ist schwarz gefüllt.

Danach Doppelklick auf den Wert des Winkels, es erscheint nachfolgendes Menü. Hier musst du unter Einheiten/Toleranz den Wert bei Genauigkeit auf 4 stellen. Dies ist für uns absolut ausreichend. Nun mit OK bestätigen.

Der nun angezeigte Wert entspricht der erforderlichen Drehung um die wir korrigieren müssen. Die in diesem Fall gezeigten 0,36° sind zwar minimal, machen sich jedoch in der Regel beim Abzeichnen bemerkbar.

Jetzt musst du das Bild anklicken und unten unter Drehung den Wert -0,36 (Drehung nach rechts) eingeben, anschließend mit Enter besätitgen. Die Zeichnung richtet sich entsprechend aus.

Die zu Beginn mit dem Orthomodus gezogene Linie liegt nun parallel zum oberen Spantenumriss.

Nachzeichnen des Plans

Auch hierbei gibt es einige Möglichkeiten, um dir den Einstieg zu erleichtern werde ich dir nun beschreiben wie du einen Spant nachzeichnest, bei Rippen ist die Vorgehensweise identisch. Spanten lassen sich in der Regel einfacher digitalisieren als Rippen, da Spanten meist spiegelgleich sind. Zuerst zeichnest du die Mittellinie nach, hierbei verwendest du die Funktion Linie bei aktiviertem Orthomodus und deaktiviertem Fang. Du musst nicht genau die Linie nachzeichnen, es genügt eine Linie in etwa der Länge der Mittellinie zu ziehen und diese anschließend einfach auf die Mittellinie zu verschieben.

Da die Linien des gescannten Plans in der Regel im CAD sehr dick erscheinen zeichne ich generell immer auf der Linie. Die dadurch entstehenden Abweichungen, wenn man dies so nennen kann, sind unrelevant.

Jetzt beginne ich die Umrisse des Spantes auf einer Seite nachzuzeichnen. In diesem Fall genügt die Funktion Linie, da der Spant keine Kurven besitzt. Hast du nun die Umrisse abgezeichnet sollte es in etwa so aussehen.

Abgesehen von der Mittellinie habe ich zur Verdeutlichung und besseren Sichtbarkeit die Linienstärke auf 1mm gestellt, im CAD zeichnen wir jedoch immer mit 0mm!

Nun musst du die überstehenden Linien stutzen, hierzu bietet TurboCAD die gleichnamige Funktion "Stutzen". Anschließend hast du in diesem Fall die meiste Arbeit hinter dir.

Da dieser Spant später im Modell noch einen Gurt erhält muss dieser entsprechend ausgespart werden. Nun lässt sich mit der Funktion "Bemaßung Parallel" die Maße des Gurtes ermitteln. In diesem Fall habe ich 4,76mm und 3,83mm ermittelt, jetzt sollte man mit klarem Modellbauerverstand die Werte sinnvoll runden. Ich habe mich für einen Gurt mit den Maßen 4x5mm entschieden da solche Leisten von einem 5mm Brettchen abgeschnitten werden können.

Um nun den rechteckigen Ausschnitt zu erstellen zeichne ich ein Rechteck mit der gleichnamigen Funktion "Recheck". Dies erfolgt lediglich durch einen einmaligen Links-Klick auf das Arbeitsplatt und der Eingabe der Größe A (4mm), Größe B (5mm) und einem abschließenden Drücken auf die Enter-Taste. Jetzt habe ich meinen Ausschnitt erstellt, der jedoch momentan noch ziemlich verloren in der Gegend rumsteht.

Um diesen Ausschnitt nun richtig zu platzieren sind zwei Schritte notwenig, einaml das Verschieben des Rechtecks mit der Fangfunktion und abschließend das richtige Positionieren mit der Funktion "Kopieren: Vektorversatz". Dies hört sich komplizierter an als es eigentlich ist. Sobald man etwas Erfahrung mit TurboCAD gesammelt hat gehen diese Schritt einfach von der Hand.

Ohne auf die genauen Bezeichnungen einzugehen hier ein Bild der Fangfunktionen die die nun aktivieren musst. In dieser Kombination sind die Fangfunktionen bei mir zu 99% eingestellt und aktiv sobald Button ganz links "Kein Fang" nicht aktiv ist.

Jetzt das Rechteck anwählen und genau auf dem gelben Punkt greifen und mit gedrückter linker Maustaste auf den Schnittpunkt zwischen Mittellinie und oberem Spantenriss ziehen. Durch die Fangfunktion findet das Programm automatisch den Schnittpunkt und platziert das Rechteck mittig auf diesem.

Anschließsend sollte es bei dir genau wie auf dem Bild unten aussehen.

Nun verschiebst du das Rechteck mit der Funktion "Kopieren: Vektorversatz", so dass das Reckeck über der Zeichnung passend zum liegen kommt. Hierzu markierst du das Rechteck und klickst auf die Funktion "Kopieren: Vektorversatz". Jetzt muss du den Anfangspunkt des Versatz definieren, hierzu klickst du mittig auf die obere linie des Rechtecks. Anschließend musst du den Endpunkt des Versatz definieren, hierzu klickst du auf den Schnittpunkt des Spantenumrisses und der Mittellinie.  Genau in diesem Moment hat sich auch das Rechteck verschoben. Es sitzt nun an der richtigen Stelle.

Mit einem Druck auf die Taste "Entf" deiner Tastatur löschst du das nicht versetzte Rechteck.

Weiter müssen wir nun die nicht benötigten Seiten des Rechtecks entfernen. Hierzu nutzen wir die Funktion "Objekt teilen". Klicke nun auf das Symbol der Funktion "Objekt Teilen" und markiere anschließend das Rechteck. Jetzt klickst du auf den Schnittpunkt der untere Linie des Rechtecks und der Mittellinie. Das Rechteck wurde soeben an einer stelle geteilt. Da du nun noch eine zweite Teilung benötigen klickst du wieder auf das Rechteck und klickst nun auf das link obere Ecke des Rechtecks. Jetzt besteht unser Rechteck aus zwei Teilen. Im nachfolgenden Bild siehst du die zwei Teilungspunkte des Rechtecks.

Um den überflüssigen Teil zu Entfernen klickst du nun den rechten Teil des Rechtecks an und entfernst diesem mit einem Druck auf die Entfernen-Taste deiner Tastatur. Nun den noch vorhandenen Teil des Rechtecks markieren, die Funktion "Stutzen" wählen und auf die obere Linie des Spantenumrisses klicken.

Anschließend alle erstellen Linien des Umrisses markieren und auf den Button der Funktion "Kopieren: Spiegeln" klicken. Jetzt musst du Striche links neben der Mittellinie auf die gegenüberliegende Seite spiegeln, die Mittelliene ist somit die Spiegellinie.

Nun Klickst du einmal auf das obere Ende und einmal auf das Untere Ende der Mittellinie.

Jetzt kannst du den Spant markieren und von der Vorlage ziehen. Du hast nun erfolgreich ein einfaches Bauteil digitalisiert und kannst es jetzt mit einer CAM Software zum Fräsen vorbereiten.