Domaći CNC od profilne cijevi. Velika portalna CNC glodalica uradi sam

I zato, kao dio ovog nastavnog članka, želim da zajedno s autorom projekta, 21-godišnjim mehaničarom i dizajnerom, napravite svoj vlastiti. Naracija će se voditi u prvom licu, ali znajte da, na moju veliku žalost, ne prenosim svoje iskustvo, već samo slobodno prepričavam autora ovog projekta.

U ovom članku će biti dosta crteža., na njima se prave bilješke engleski jezik, ali sam siguran da će pravi tehničar sve razumjeti bez daljnjeg. Radi lakšeg razumijevanja, podijeliću priču u „korake“.

Predgovor od autora

Već sa 12 godina sanjao sam da napravim mašinu koja bi bila sposobna da stvara razne stvari. Mašina koja će mi dati mogućnost da napravim bilo koji kućni predmet. Dvije godine kasnije naišao sam na frazu CNC ili da budemo precizniji, fraza "CNC glodalica". Nakon što sam saznao da postoje ljudi koji mogu sami napraviti takvu mašinu za svoje potrebe, u svojoj garaži, shvatio sam da to mogu i ja. Moram to uraditi! Tri mjeseca sam pokušavao da prikupim odgovarajuće dijelove, ali nisam popuštao. Tako je moja opsesija postepeno nestala.

U avgustu 2013. ponovo me zaokupila ideja o izradi CNC glodalice. Upravo sam završio diplomu industrijskog dizajna na fakultetu, tako da sam bio prilično siguran u svoje sposobnosti. Sada sam jasno shvatio razliku između mene danas i mene prije pet godina. Naučio sam da radim sa metalom, savladao tehnike rada sa ručnim mašinama za obradu metala, ali što je najvažnije naučio sam da koristim razvojne alate. Nadam se da će vas ovaj tutorijal inspirisati da napravite vlastitu CNC mašinu!

Korak 1: Dizajn i CAD model

Sve počinje promišljenim dizajnom. Napravio sam nekoliko skica kako bih bolje osjetio veličinu i oblik buduće mašine. Nakon toga sam kreirao CAD model koristeći SolidWorks. Nakon što sam modelirao sve dijelove i komponente mašine, pripremio sam tehničke crteže. Koristio sam ove crteže za izradu dijelova na ručnim mašinama za obradu metala: i.

Iskreno priznajem, volim dobro pogodni alati. Zato sam se trudio da se pobrinem da operacije održavanje i podešavanje mašine obavljeno je što jednostavnije. Ležajeve sam stavio u posebne blokove kako bih ih mogao brzo zamijeniti. Vodiči su dostupni za održavanje, tako da će moj auto uvijek biti čist kada se posao završi.

Fajlovi za preuzimanje "Korak 1"

dimenzije

Korak 2: Krevet

Krevet pruža mašini potrebnu krutost. Na njemu će se ugraditi pokretni portal, koračni motori, Z os i vreteno, a kasnije i radna površina. Za izradu nosećeg okvira koristio sam dva Maytec aluminijska profila 40x80mm i dvije aluminijske završne ploče debljine 10mm. Povezao sam sve elemente zajedno pomoću aluminijskih uglova. Da ojačam konstrukciju unutar glavnog okvira, napravio sam dodatni kvadratni okvir od profila manjeg presjeka.

Kako bi se ubuduće izbjeglo prodiranje prašine na vodilice, ugradio sam zaštitne aluminijske uglove. Ugao se montira pomoću T-matica, koje se ugrađuju u jedan od žljebova profila.

Obje krajnje ploče imaju ležajne blokove za montažu pogonskog vijka.

Sklop potpornog okvira

Uglovi za zaštitu vodilica

Fajlovi za preuzimanje “Korak 2”

Crteži glavnih elemenata okvira

Korak 3: Portal

Mobilni portal - izvršna agencija Vaše mašine, pomiče se duž X ose i nosi vreteno za glodanje i oslonac Z Što je portal više, to je deblji radni komad koji možete da obradite. Međutim, visoki portal je manje otporan na opterećenja koja nastaju prilikom obrade. Visoki bočni stupovi portala djeluju kao poluge u odnosu na linearne kotrljajuće ležajeve.

Glavni zadatak koji sam planirao riješiti na svojoj CNC glodalici bila je obrada aluminijskih dijelova. S obzirom da je maksimalna debljina aluminijskih blankova koja mi odgovara 60 mm, odlučio sam da napravim razmak portala (udaljenost od radne površine do vrha poprečna greda) jednako 125 mm. Konvertovao sam sve svoje mere u model i tehničke crteže u SolidWorksu. Zbog složenosti dijelova obradio sam ih na industrijskom CNC obradnom centru, što mi je dodatno omogućilo obradu ivica, što bi bilo vrlo teško napraviti na ručnoj glodalici za metal;

Fajlovi za preuzimanje "Korak 3"

Korak 4: Čeljust osi Z

U dizajnu osi Z, koristio sam prednju ploču koja se pričvršćuje na ležajeve za kretanje osi Y, dvije ploče za pojačanje sklopa i montažnu ploču koračni motor i panel za ugradnju vretena za glodanje. Na prednjoj ploči sam ugradio dvije profilne vodilice po kojima će se vreteno kretati po Z osi. Imajte na umu da vijak Z osi nema kontra oslonac na dnu.

Preuzimanja “Korak 4”

Korak 5: Vodiči

Vodilice pružaju mogućnost kretanja u svim smjerovima, osiguravajući glatke i precizne pokrete. Svako pomicanje u jednom smjeru može uzrokovati nepreciznost u obradi vaših proizvoda. Odabrao sam najskuplju opciju - profilirane šine od kaljenog čelika. To će omogućiti konstrukciji da izdrži velika opterećenja i obezbijedi tačnost pozicioniranja koja mi je potrebna. Kako bih osigurao da su vodilice paralelne, koristio sam poseban indikator dok sam ih instalirao. Maksimalno odstupanje jedno u odnosu na drugo nije bilo veće od 0,01 mm.

Korak 6: Vijci i remenice

Vijci pretvaraju rotaciono kretanje iz koračnih motora u linearno kretanje. Kada dizajnirate svoju mašinu, možete odabrati nekoliko opcija za ovu jedinicu: par vijak-matica ili par kugličnih vijaka (kuglični vijak). Matica je u pravilu izložena većim silama trenja tokom rada, a također je manje precizna u odnosu na kuglični vijak. Ako vam je potrebna veća preciznost, onda se svakako trebate odlučiti za kuglični vijak. Ali morate znati da su kuglični vijci prilično skupi.

Na pitanje kako napraviti CNC mašinu može se ukratko odgovoriti. Znajući da je domaća CNC glodalica, općenito, složen uređaj sa složenom strukturom, preporučljivo je da dizajner:

• nabaviti crteže;
• kupiti pouzdane komponente i pričvršćivače;
• pripremite dobar alat;
• Imajte pri ruci CNC strug i bušilicu za brzu proizvodnju.

Ne bi škodilo da pogledate video – svojevrsni vodič za početak. Počeću sa pripremom, kupiti sve što mi treba, smisliti crtež - ovde ispravno rješenje dizajner početnik. Stoga je pripremna faza koja prethodi montaži veoma važna.

Rad na pripremnoj fazi

Za izradu domaće CNC glodalice postoje dvije mogućnosti:

1. Uzimate gotov radni set dijelova (posebno odabranih komponenti), od kojih sami sastavljamo opremu.
2. Pronađite (napravite) sve komponente i počnite sa sklapanjem CNC mašine svojim rukama koja bi zadovoljila sve zahtjeve.

Važno je odlučiti se o namjeni, veličini i dizajnu (kako bez crteža domaće CNC mašine), pronaći dijagrame za njegovu izradu, kupiti ili izraditi neke dijelove koji su za to potrebni i nabaviti olovne vijke.

Ako odlučite stvoriti CNC stroj vlastitim rukama i bez gotovih kompleta komponenti i mehanizama, pričvršćivača, potreban vam je dijagram sastavljen prema kojem će mašina raditi.

Obično, nakon što pronađu šematski dijagram uređaja, prvo modeliraju sve dijelove stroja, pripremaju tehničke crteže, a zatim ih koriste za izradu komponenti od šperploče ili aluminija na tokarskom i glodalskom stroju (ponekad mora biti i bušilica). koristi). Najčešće su radne površine (koji se nazivaju i radnim stolom) šperploča debljine 18 mm.

Montaža nekih važnih komponenti mašine

U stroju koji ste počeli sastavljati vlastitim rukama, morate osigurati niz kritičnih komponenti koje osiguravaju vertikalno kretanje radnog alata. Na ovoj listi:

• spiralni zupčanik – rotacija se prenosi pomoću zupčastog remena. Dobro je jer remenice ne klize, prenoseći sile ravnomjerno na osovinu oprema za glodanje;
• ako koristite koračni motor (SM) za mini-mašinu, preporučljivo je uzeti kočiju od većeg modela pisača - snažnijeg; stari matrični štampači imali su prilično moćne električne motore;

• za trokoordinatni uređaj, trebat će vam tri SD-a. Dobro je ako u svakoj ima 5 kontrolnih žica, funkcionalnost mini-mašine će se povećati. Vrijedno je procijeniti veličinu parametara: napon napajanja, otpor namotaja i kut rotacije motora u jednom koraku. Za povezivanje svakog koračnog motora potreban vam je poseban kontroler;
• uz pomoć vijaka, rotacijsko kretanje od motora se pretvara u linearno. Da bi se postigla visoka preciznost, mnogi smatraju da je potrebno imati kuglične zavrtnje (kuglični zavrtnji), ali ova komponenta nije jeftina. Prilikom odabira seta matica i montažnih vijaka za montažne blokove, odaberite ih s plastičnim umetcima, to smanjuje trenje i eliminira zazor;

• umjesto koračnog motora, možete uzeti običan električni motor, nakon male modifikacije;
• vertikalna os koja omogućava alatu da se kreće u 3D, pokrivajući cijeli sto za rendgenske snimke. Izrađen je od aluminijumske ploče. Važno je da dimenzije osovine budu prilagođene dimenzijama uređaja. U prisustvu muflna peć, osovina se može izliti prema dimenzijama crteža.

Ispod je crtež napravljen u tri projekcije: bočni pogled, pogled straga i pogled odozgo.

Maksimalna pažnja na krevet

Neophodnu krutost mašine obezbeđuje ležaj. Pomični portal, sistem šinskih vodilica, koračni motor, radna površina, Z osa i vreteno.

Na primjer, jedan od kreatora domaće CNC mašine napravio je noseći okvir aluminijumski profil Maytec - dva dijela (presjek 40x80 mm) i dvije završne ploče debljine 10 mm od istog materijala, povezujući elemente aluminijskim uglovima. Konstrukcija je ojačana, unutar okvira je okvir od profila manje veličine u obliku kvadrata.

Okvir se montira bez upotrebe zavarenih spojeva (zavareni šavovi slabo podnose opterećenja vibracijama). Za pričvršćivanje je bolje koristiti T-matice. Završne ploče omogućavaju ugradnju ležajnog bloka za montažu vodećeg vijka. Trebat će vam klizni ležaj i ležaj vretena.

Zanatlija je utvrdila da je glavni zadatak CNC mašine koja se proizvodi samostalno bila proizvodnja aluminijskih dijelova. Budući da su mu odgovarali radni komadi maksimalne debljine 60 mm, napravio je razmak portala 125 mm (to je udaljenost od gornje poprečne grede do radne površine).

Ovaj težak proces instalacije

Bolje je sastaviti domaće CNC mašine, nakon pripreme komponenti, strogo prema crtežu, tako da rade. Proces montaže pomoću olovnih vijaka treba izvesti sljedećim redoslijedom:

• iskusan majstor počinje pričvršćivanjem prva dva motora na tijelo - iza vertikalne ose opreme. Jedan je odgovoran za horizontalno kretanje glave za glodanje (šinske vodilice), a drugi je odgovoran za kretanje u vertikalnoj ravni;
• pokretni portal koji se kreće duž X ose nosi vreteno za glodanje i oslonac (z os). Što je portal viši, veći obradak se može obraditi. Ali na visokom portalu, tokom obrade, otpornost na nova opterećenja se smanjuje;

• Za pričvršćivanje motora osi Z i linearnih vodilica koriste se prednja, stražnja, gornja, srednja i donja ploča. Tamo napravite postolje za vreteno za glodanje;
• Pogon je sastavljen od pažljivo odabranih matica i vijaka. Da biste pričvrstili osovinu motora i pričvrstili je na klin, koristite gumeni namotaj debelog električnog kabela. Fiksiranje mogu biti vijci umetnuti u najlonsku navlaku.

Zatim počinje montaža preostalih komponenti i sklopova domaćeg proizvoda.

Ugrađujemo elektronsko punjenje mašine

Da biste napravili CNC stroj vlastitim rukama i njime upravljali, morate raditi s pravilno odabranom numeričkom kontrolom, visokokvalitetnom štampane ploče i elektroničke komponente (posebno ako su kineske), što će vam omogućiti da implementirate sve funkcionalnosti na CNC mašini, obrađujući dio složene konfiguracije.

Kako bi se izbjegli problemi upravljanja, domaće CNC mašine među komponentama imaju sljedeće komponente:

• koračni motori, neki su stali na primjer Nema;
• LPT port, preko kojeg se CNC kontrolna jedinica može povezati sa mašinom;
• drajveri za kontrolere, instalirani su na mini glodalici, povezujući se u skladu sa dijagramom;

• Rasklopne ploče (kontrolori);
• Jedinica za napajanje od 36V sa transformatorom za smanjenje snage koji se pretvara u 5V za napajanje upravljačkog kruga;
• laptop ili PC;
• dugme odgovorno za zaustavljanje u nuždi.

Tek nakon toga se testiraju CNC mašine (u ovom slučaju majstor će napraviti probni rad, učitavajući sve programe), a postojeći nedostaci se identifikuju i otklanjaju.

Umjesto zaključka

Kao što vidite, moguće je napraviti CNC koji nije inferioran kineskim modelima. Nakon što smo napravili komplet rezervnih dijelova potrebne veličine, koji imaju visokokvalitetne ležajeve i dovoljno pričvršćivača za montažu, ovaj zadatak je u moći onih koje zanima softverska tehnologija. Nećete morati dugo tražiti primjer.

Na slici ispod prikazani su neki primjeri numerički upravljanih mašina, koje su napravili isti majstori, a ne profesionalci. Niti jedan dio nije napravljen na brzinu, proizvoljne veličine, već je ugrađen u blok sa velikom preciznošću, pažljivim poravnanjem osi i upotrebom visokokvalitetnih olovni zavrtnji i sa pouzdanim ležajevima. Tačna je tvrdnja: kako sastavite, tako ćete i raditi.

Duralumin blank se obrađuje pomoću CNC-a. Sa takvom mašinom, koju je sastavio majstor, možete obaviti mnogo glodanja.

Znajući da se radi o složenom tehničkom i elektroničkom uređaju, mnogi majstori misle da ga je jednostavno nemoguće napraviti vlastitim rukama. Međutim, ovo mišljenje je pogrešno: takvu opremu možete sami napraviti, ali za to morate imati ne samo detaljan crtež, ali i komplet neophodni alati i povezane komponente.

Obrada duralumin blanka na kućnoj stolnoj glodalici

Kada se odlučite za izradu vlastite CNC mašine, imajte na umu da to može potrajati dosta vremena. Osim toga, bit će potrebni određeni finansijski troškovi. Međutim, ne bojeći se takvih poteškoća i ispravnim pristupom svim pitanjima, možete postati vlasnik pristupačne, efikasne i produktivne opreme koja vam omogućava da obrađujete izratke od razni materijali sa visokim stepenom tačnosti.

Da biste napravili glodalicu opremljenu CNC sistemom, možete koristiti dvije opcije: kupiti gotov komplet, iz kojeg se takva oprema sastavlja od posebno odabranih elemenata, ili pronaći sve komponente i sastaviti uređaj vlastitim rukama koji će u potpunosti ispunjava sve Vaše zahtjeve.

Upute za sastavljanje domaće CNC glodalice

Ispod na fotografiji možete vidjeti izrađene svojim rukama, koji je u prilogu detaljna uputstva o proizvodnji i montaži, sa naznakom upotrijebljenih materijala i komponenti, tačnih „šablona“ mašinskih dijelova i približnih troškova. Jedini nedostatak je da su uputstva na engleskom, ali je sasvim moguće razumjeti detaljne crteže bez poznavanja jezika.

Preuzmite besplatne upute za izradu mašine:

CNC glodalica je sastavljena i spremna za rad. Ispod su neke ilustracije iz uputstava za sastavljanje ove mašine.

„Uzorci” mašinskih delova (smanjen prikaz) Početak montaže mašine Međufaza Završna faza montaže

Pripremni radovi

Ako odlučite da ćete dizajnirati CNC mašinu vlastitim rukama, bez upotrebe spreman set, onda je prva stvar koju treba da uradite jeste da izaberete shematski dijagram, prema kojem će takva mini-oprema raditi.

Možete uzeti staru kao osnovu za CNC opremu za glodanje. bušilica, u kojem se radna glava sa bušilicom zamjenjuje glodalom. Najteža stvar koja će se morati dizajnirati u takvoj opremi je mehanizam koji osigurava kretanje alata u tri nezavisne ravnine. Ovaj mehanizam se može sastaviti pomoću kolica iz neradnog štampača, to će osigurati kretanje alata u dvije ravnine.

Lako je povezati softversko upravljanje na uređaj sastavljen prema ovom konceptu. Međutim, njegov glavni nedostatak je što se na takvoj CNC mašini mogu obraditi samo obradaci od plastike, drveta i tankih materijala. lim. To se objašnjava činjenicom da su kolica iz starog štampača, koja će omogućiti kretanje alat za rezanje, nemaju dovoljan stepen krutosti.

Da bi vaša domaća CNC mašina mogla izvoditi potpune operacije glodanja s radnim komadima izrađenim od različitih materijala, za pomicanje radnog alata mora biti odgovoran dovoljno snažan koračni motor. Apsolutno nije potrebno tražiti koračni motor, on se može napraviti od konvencionalnog električnog motora, podvrgavajući ga manjim modifikacijama.

Korištenje koračnog motora u vašem će omogućiti da se izbjegne upotreba vijaka, a funkcionalnost i karakteristike domaće opreme neće se pogoršati. Ako se ipak odlučite koristiti kolica od pisača za svoju mini mašinu, onda je preporučljivo da ih odaberete iz većeg modela uređaja za štampanje. Za prijenos sile na osovinu opreme za glodanje, bolje je koristiti ne obične, već zupčaste remene koji neće kliziti na remenicama.

Jedna od najvažnijih komponenti svake takve mašine je mehanizam za glodanje. Upravo njegovoj proizvodnji treba posvetiti posebnu pažnju. Da biste pravilno napravili takav mehanizam, trebat će vam detaljni crteži, koje ćete morati striktno pratiti.

Crteži CNC glodalice

Počnimo sa sastavljanjem opreme

Osnova domaće CNC opreme za glodanje može biti pravokutna greda, koja mora biti sigurno pričvršćena na vodilice.

Noseća konstrukcija stroja mora imati visoku krutost pri ugradnji, bolje je ne koristiti zavarene spojeve, a svi elementi trebaju biti povezani samo vijcima.

Ovaj zahtjev se objašnjava činjenicom da zavareni šavovi vrlo slabo podnose opterećenja vibracijama, kojima će nužno biti podvrgnuti Osnovna struktura oprema. Takva opterećenja će u konačnici dovesti do toga da okvir stroja s vremenom počne propadati, a u njemu će doći do promjena geometrijskih dimenzija, što će utjecati na točnost postavki opreme i njene performanse.

Zavari pri ugradnji domaćeg okvira glodalicačesto provociraju razvoj zazora u njegovim čvorovima, kao i skretanje vodilica, što se događa pri teškim opterećenjima.

Glodalica koju ćete sastaviti vlastitim rukama mora imati mehanizam koji osigurava kretanje radnog alata u okomitom smjeru. Za to je najbolje koristiti navojni zupčanik, čija će se rotacija prenositi pomoću zupčastog remena.

Važan dio glodalice je njena vertikalna osa, koja domaći uređaj može se napraviti od aluminijumske ploče. Veoma je važno da dimenzije ove ose budu precizno prilagođene dimenzijama uređaja koji se montira. Ako imate na raspolaganju muflnu peć, onda možete sami napraviti vertikalnu os mašine tako što ćete je izliti od aluminijuma prema dimenzijama navedenim na gotovom crtežu.

Kada su sve komponente vaše domaće glodalice pripremljene, možete početi sa montažom. Ovaj proces počinje ugradnjom dva koračna motora, koji se montiraju na tijelo opreme iza njegove vertikalne ose. Jedan od ovih elektromotora bit će odgovoran za pomicanje glave za glodanje u horizontalnoj ravnini, a drugi će biti odgovoran za pomicanje glave, odnosno u vertikalnoj ravni. Nakon toga se ugrađuju preostale komponente i sklopovi domaće opreme.

Rotaciju na sve komponente domaće CNC opreme treba prenositi samo preko remenskih pogona. Prije povezivanja sistema na montiranu mašinu programska kontrola, trebali biste ručno provjeriti njegove performanse i odmah otkloniti sve uočene nedostatke u njegovom radu.

Proces montaže možete pogledati u videu koji je lako pronaći na internetu.

Koračni motori

Dizajn bilo koje glodalice opremljene CNC-om nužno sadrži koračne motore koji osiguravaju kretanje alata u tri ravnine: 3D. Prilikom dizajniranja domaćeg stroja za ovu svrhu, možete koristiti elektromotore ugrađene u matrični pisač. Većina starijih modela matričnih štampača opremljena je električnim motorima prilično velike snage. Osim koračnih motora, vrijedi uzeti jake čelične šipke iz starog pisača, koje se također mogu koristiti u dizajnu vaše domaće mašine.

Za izradu vlastite CNC glodalice trebat će vam tri koračna motora. Pošto ih u matričnom štampaču ima samo dva, biće potrebno pronaći i rastaviti još jedan stari uređaj za štampanje.

Biće veliki plus ako motori koje pronađete imaju pet kontrolnih žica: to će značajno povećati funkcionalnost vaše buduće mini-mašine. Također je važno saznati sljedeće parametre koračnih motora koje ste pronašli: koliko stupnjeva se okreće u jednom koraku, koliki je napon napajanja, kao i vrijednost otpora namotaja.

Dizajn pogona domaće CNC glodalice sastavljen je od matice i klina, čije dimenzije treba unaprijed odabrati prema crtežu vaše opreme. Za pričvršćivanje osovine motora i spajanje na klin, prikladno je koristiti debeli gumeni namotaj iz električnog kabela. Dijelovi vaše CNC mašine, kao što su stege, mogu se napraviti u obliku najlonske čahure u koju se ubacuje vijak. Da bi se tako jednostavno strukturni elementi, trebat će vam obična turpija i bušilica.

Elektronska oprema

Vašom DIY CNC mašinom će upravljati softver i potrebno je pravilno odabrati. Prilikom odabira takvog softvera (možete ga sami napisati), važno je obratiti pažnju na to da je operativan i da omogućava mašini da ostvari svu svoju funkcionalnost. Takav softver mora sadržavati drajvere za kontrolere koji će biti instalirani na vašoj mini glodalici.

IN domaća mašina Kod CNC-a je neophodan LPT port, preko kojeg je elektronski kontrolni sistem povezan sa mašinom. Vrlo je važno da se takva veza ostvaruje preko ugrađenih koračnih motora.

Prilikom odabira elektroničkih komponenti za Vašu domaću mašinu važno je obratiti pažnju na njihovu kvalitetu, jer će o tome ovisiti točnost tehnoloških operacija koje će se na njemu izvoditi. Nakon instaliranja i povezivanja svih elektronskih komponenti CNC sistema, potrebno je da preuzmete potreban softver i drajvere. Tek nakon toga slijedi probni rad mašine, provjera ispravnog rada pod kontrolom učitanih programa, utvrđivanje nedostataka i njihovo brzo otklanjanje.

Tada je započeo pokret koji traje do danas...

Sve se nastavilo proučavanjem foruma posvećenih CNC temama i odabirom osnovnog koncepta dizajna mašine. Odlukom o materijalima koji će se obrađivati ​​na budućoj mašini i njenom radnom polju, pojavile su se prve skice na papiru, koje su kasnije prenete na računar. U okruženju trodimenzionalnog modeliranja KOMPAS 3D, mašina je vizualizovana i počela da dobija manje detalje i nijanse, kojih je bilo više nego što bismo želeli, od kojih se neki i danas rešavaju.

Dizajn mašina je montažna okvirna osnova iz 80. godine profilna cijev sa zidom od 4mm. Sa obje strane dužine postolja pričvršćene su profilne vodilice za valjanje 25. standardne veličine, na koje se ugrađuje portal, izrađen u obliku tri profilne cijevi zavarene zajedno iste standardne veličine kao i baza.

Mašina je četvoroosna i svaka osovina se pokreće kugličnim vijkom. Dvije ose se nalaze paralelno duž dugačke strane mašine, uparene su softverom i vezane za X koordinatu. Prema tome, preostale dvije ose su Y i Z koordinate.

Skačući naprijed, htio bih odmah reći da se montaža i proizvodnja okvira pokazala kao radno najintenzivniji i financijski najskuplji događaj u konstrukciji stroja. Originalna ideja sa potpuno zavarenim okvirom je, po našem mišljenju, superiornija u svim aspektima u odnosu na montažnu konstrukciju. Iako se mnogi možda neće složiti sa mnom.

Odmah želim da rezervišem da ovde za sada nećemo razmatrati mašine napravljene od aluminijskih strukturnih profila;

Nastavljajući sa sastavljanjem stroja i raspravljajući o tome na forumima, mnogi su počeli savjetovati izradu dijagonalnih čeličnih krakova unutar i izvan okvira kako bi se dodala još veća krutost. Nismo zanemarili ovaj savjet, ali smo konstrukciji dodali i krakove, jer se okvir pokazao prilično masivnim (oko 400 kg). A po završetku projekta, perimetar će biti prekriven čeličnim limom, koji će dodatno povezati konstrukciju.

Pređimo sada na mehaničko pitanje ovog projekta. Kao što je ranije rečeno, kretanje osovina mašine se odvijalo kroz par kugličnih vijaka prečnika 25 mm i koraka od 10 mm, čija se rotacija prenosila od koračnih motora sa 86 i 57 prirubnica. U početku je bila namijenjena direktnoj rotaciji samog propelera kako bi se riješio nepotrebnog zazora i dodatnih zupčanika, ali to se ne bi moglo učiniti bez njih zbog činjenice da je uz direktnu vezu između motora i propelera, ovaj drugi će početi da se odmotava pri velikim brzinama, posebno kada je portal u ekstremnim pozicijama. S obzirom na činjenicu da je dužina vijaka duž osi X bila gotovo tri metra, ugrađen je vijak promjera 25 mm radi manjeg progiba, inače bi bio dovoljan vijak od 16 mm.

Ova nijansa otkrivena je već tokom proizvodnje dijelova, te je bilo potrebno brzo riješiti ovaj problem proizvodnjom rotirajuće matice, a ne vijka, što je dizajnu dodalo dodatni sklop ležaja i remenski pogon. Ovo rješenje je također omogućilo da se vijak dobro zategne između nosača.

Dizajn rotirajuće matice je prilično jednostavan. U početku smo odabrali dva konusna kuglična ležaja, koja su zrcaljeno na maticu kugličnog vijka, nakon što smo prethodno odrezali navoj sa njegovog kraja kako bi učvrstili prsten ležaja na maticu. Ležajevi se, zajedno sa maticom, uklapaju u kućište, a cijela konstrukcija je pričvršćena na kraj stuba portala. Na prednjoj strani kugličastog vijka, matice su pričvrstile adaptersku čahuru na vijke, koja je naknadno okrenuta sastavljena na trnu kako bi se poravila. Na njega su stavili remenicu i stegnuli je sa dvije kontra-matice.

Odlučili smo da napravimo nosače kugličnih vijaka sami, ispostavilo se da su dvije vrste: nosači za rotirajuće vijke (Y i Z osa) i nosači za nerotirajuće vijke (X osa). Nosači za rotirajuće vijke mogu se kupiti, budući da se radi uštede self-made 4 dijela nisu bila dovoljna. Druga stvar je s nosačima za nerotirajuće vijke - takvi nosači se ne mogu naći u prodaji.

Iz onoga što je ranije rečeno, X-os se pokreće rotirajućim maticama i preko remenskog zupčanika. Odlučili su i da druge dvije ose Y i Z naprave kroz remenski zupčanik, što će dodati veću pokretljivost u promjeni prenesenog momenta, dodati estetiku u smislu ugradnje motora ne duž ose kugličnog vijka, već na sa strane, bez povećanja dimenzija mašine.

Sada idemo glatko na električni dio, a počećemo sa pogonima jer su izabrani koračni motori, naravno, iz razloga niže cene u odnosu na motore sa povratne informacije. Na osi X ugradili su dva motora sa 86. prirubnicom, na Y i Z osi je bio motor sa 56. prirubnicom, samo sa različitim maksimalnim obrtnim momentom. Pokušaću da zamislim u nastavku puna lista kupljeni delovi...

Električni krug mašine je prilično jednostavan: koračni motori su povezani sa drajverima, koji su zauzvrat povezani na ploču interfejsa, koja je takođe povezana preko paralelnog LPT porta na personalni računar. Koristio sam 4 drajvera, po jedan za svaki motor. Instalirao sam sve iste drajvere radi pojednostavljenja instalacije i povezivanja, sa maksimalnom strujom od 4A i naponom od 50V. Kao sučelje za CNC mašine koristio sam relativno jeftinu opciju domaćeg proizvođača, kako je navedeno na web stranici najbolja opcija. Ali ovo neću ni potvrditi ni demantovati, ploča je jednostavna za korištenje i najvažnije je da funkcionira. U svojim prošlim projektima koristio sam ploče kineskih proizvođača, također rade, a po periferiji se malo razlikuju od one koju sam koristio u ovom projektu. Primijetio sam na svim ovim pločama, jedna možda nije značajna, ali mana je što na njih možete instalirati samo do 3 granična prekidača, ali su potrebna barem dva takva prekidača za svaku osu. Ili jednostavno nisam razumio? Ako imamo 3-osni stroj, onda u skladu s tim moramo ugraditi granične prekidače u nulte koordinate stroja (ovo se još naziva i “početna pozicija”) iu krajnje vanjske koordinate tako da u slučaju kvara ili nedostatka radnom polju, jedna ili druga osovina jednostavno nije otkazala (jednostavno se nije slomila). Moj krug koristi: 3 krajnja beskontaktna induktivna senzora i tipku za hitne slučajeve „E-STOP“ u obliku pečurke. Energetski dio se napaja iz dva pulsni izvori 48V napajanje. i 8A. Vreteno je vodeno hlađeno na 2,2 kW, povezano preko frekventnog pretvarača. Brzina se postavlja od PC, budući da je frekventni pretvarač povezan preko interfejs ploče. Brzina se reguliše promjenom napona (0-10 volti) na odgovarajućem terminalu frekventni pretvarač.

Sve električne komponente osim motora, vretena i krajnjih prekidača montirane su u elektro metalni ormarić. Sva kontrola mašine se vrši sa personalnog računara, pronašli smo stari računar na matičnoj ploči ATX forme. Bilo bi bolje da se malo smanjite i kupite mali mini-ITX sa ugrađenim procesorom i video karticom. S obzirom na veliku veličinu električne kutije, bilo je teško uklopiti sve komponente unutar njih. Na dno kutije sam postavio tri ventilatora za prisilno hlađenje, jer je vazduh u kutiji bio veoma vruć. Na prednju stranu je pričvršćena metalna ploča sa rupama za tipke za uključivanje i zaustavljanje u nuždi. Na ovom panelu je bila i utičnica za uključivanje računara, uklonio sam je iz kućišta starog mini računara, šteta što nije radio. Na stražnjem kraju kutije su postavljene i poklopne ploče za konektore za napajanje od 220 V, koračne motore, vreteno i VGA konektor.

Sve žice od motora, vretena, kao i creva za vodu za njegovo hlađenje položene su u fleksibilne kablovske kanale širine 50 mm.

specifikacije:

Radni prostor, mm: 2700x1670x200;
Brzina kretanja osovine, mm/min: 3000;
Snaga vretena, kW: 2,2;
Dimenzije, mm: 2800x2070x1570;
Težina, kg: 1430.

Lista dijelova:

Profilna cijev 80x80 mm.
Metalna traka 10x80mm.
Kuglični vijak TBI 2510, 9 metara.
Navrtke sa kugličnim vijcima TBI 2510, 4 kom.
Vodilice profila HIWIN kolica HGH25-CA, 12 kom.
Šina HGH25, 10 metara.
Koračni motori:
NEMA34-8801: 3 kom.
NEMA 23_2430: 1 kom.
Remenica BLA-25-5M-15-A-N14: 4 kom.
Remenica BLA-40-T5-20-A-N 19: 2 kom.
Remenica BLA-30-T5-20-A-N14: 2 kom.

Interfejs ploča StepMaster v2.5: 1 kom.
Pogon koračnog motora DM542: 4kom. (Kina)
Preklopno napajanje 48V, 8A: 2 kom. (Kina)
Frekventni pretvarač 2,2 kW. (Kina)
2,2 kW vreteno. (Kina)

Čini se da sam naveo glavne dijelove i komponente, ako nešto nisam uključio, napišite u komentarima i dodaću.

Nakon igranja sa drvetom i plastikom, odlučili smo da grizemo duraluminij, oduševio sam se, iako sam prvo slomio nekoliko rezača promjera 2 mm dok sam birao načine rezanja. Dural reže vrlo samouvjereno, i ispada prilično čist rez, duž obrađene ivice.

Još nismo probali obraditi čelik, ali mislim da će bar mašina moći da gravira, ali za glodanje je vreteno preslabo, bilo bi ga šteta ubiti.

Inače, mašina se dobro nosi sa zadacima koji su joj dodeljeni.

Mašina se pokazala prilično funkcionalnom, prilično krutom, masivnom i kvalitetnom. Održava dobru tačnost pozicioniranja. Prilikom mjerenja kvadrata od duraluminija, dimenzija 40x40, tačnost je bila +- 0,05 mm. Preciznost obrade većih dijelova nije mjerena.

Šta je sledeće…: Ostalo je još dovoljno posla na mašini, u vidu pokrivanja vođica i kugličnih vijaka zaštitom od prašine, pokrivanja mašine po obodu i postavljanja plafona na sredini postolja koji će formirati 4 velike police za hlađenje vreteno, skladište alata i opreme. Željeli su jednu od četvrtina baze opremiti četvrtom osovinom. Također je potrebno ugraditi ciklon na vreteno za uklanjanje i prikupljanje strugotina prašine, posebno ako obrađujete drvo ili tekstolit iz kojih prašina leti svuda i taloži se posvuda.

U vezi buduća sudbina mašinu, onda sve nije jasno, pošto sam imao teritorijalni problem (preselio sam se u drugi grad), a sada skoro da nema ko da radi na mašini. A gore navedeni planovi ne garantuju da će se ostvariti. Ovo niko nije mogao da zamisli pre dve godine. Dodaj oznake