Навучыцца збіраць станок з ЧПУ з нуля прасцей, чым вы думаеце. Мы падзялілі працэс самастойнай зборкі на шэраг простых для пачаткоўцаў крокаў. Ад куплі дэталяў да ўсталёўкі праграмнага забеспячэння, наша кіраўніцтва па самастойнай зборцы дапаможа вам лёгка зрабіць свой уласны станок з ЧПУ.
Што такое станок з ЧПУ?
Станок з ЧПУ — гэта аўтаматызаваны электраінструмент, які выкарыстоўвае камп'ютэрную праграму для кіравання рухавіком, які прыводзіць у рух 3 восі X, Y і Z, рухаючыся наперад і назад па траекторыі інструмента, створанай праграмным забеспячэннем CAD/CAM, у адпаведнасці з камандамі G-кода. Нарэшце, інструмент на шпіндзелі выконвае вынікі разьбы, рэзання і фрэзеравання.
Што трэба ўлічваць
Калі гаворка ідзе пра станкі з ЧПУ, усе думаюць пра іх высокі кошт і складаныя аперацыі праграмавання, што прымушае нас адчуваць сябе незразумелымі. Насамрэч, мы ведаем і вывучаем ЧПУ, робячы некаторыя простыя і недарагія станкі з ЧПУ, што дазволіла нам перайсці ад пачаткоўца да эксперта ў сучасных тэхналогіях ЧПУ. Складанасць самастойнай зборкі станка з ЧПУ заключаецца ў высокім кошце камплектаў станкоў і складанасці апрацоўкі, а налада і выкарыстанне праграмнага забеспячэння адносна простыя. Пасля месяца вывучэння і даследавання ЧПУ я вырашыў сабраць уласныя камплекты станкоў з ЧПУ Mach3, выкарыстоўваючы мясцовыя матэрыялы.
Складанасць будаўніцтва: Умераны.
Працягласць будаўніцтва: 16 дні.
Інструменты для самастойнага рамонту: Настольныя ціскі, электрычныя дрылі, ручныя пілы, пробійнікі, метчыкі, развёрткі, штангенцыркулі, трубогибы і шрубы.
Прыступаючы да працы
Гэта кіраўніцтва прысвечана стварэнню функцыянальнага станка з ЧПУ з наступнымі характарыстыкамі.
1. Партальная канструкцыя мае добрую ўстойлівасць, вялікі фармат апрацоўкі, кампактны і лёгкі дызайн працоўнага стала w8, лёгкі w8 і просты ў пераноске.
2. Яго можна выкарыстоўваць для рэзкі і фрэзеравання друкаваных плат, ПВХ, акрылу, МДФ, дрэва, алюмінію і медзі.
3. Дакладнасць апрацоўкі можа дасягаць 0.1 мм, што адпавядае патрабаванням большасці друкаваных плат, формаў, штампаў і шыльдаў.
4. Яго кошт ніжэйшы за $1, 000, а зборка зручная і простая.
5. Выкарыстоўваныя дэталі і сыравіну можна знайсці або купіць на месцы, што памяншае клопаты.
6. Працэс самастойнага вырабу не патрабуе занадта складаных інструментаў.
7. Кантролер Mach3, просты ў выкарыстанні.
8. Шпіндзель прыводзіцца ў рух крокавым рухавіком з высокай дакладнасцю.
Як пабудаваць канструкцыю станка з ЧПУ?
Гэты станок з ЧПУ мае фіксаваную партальную канструкцыю. Увесь станок падзелены на асноўны стол, партальную раму, карэтку па восі X, рабочы стол па восі Y і карэтку па восі Z. Крокавы рухавік прывада рабочага стала па восі Y замацаваны на ніжняй пласціне. , шруба, і 2 гладкія планкі і партал у якасці накіроўвалай слізгальнага стала па восі Y.
На партале замацаваны прывадны крокавы рухавік карэткі восі X, хадавы шруба і 2 гладкія стрыжні, якія выкарыстоўваюцца ў якасці слізгальных накіроўвалых карэткі восі X. На карэтцы восі X замацаваны прывадны крокавы рухавік карэткі восі Z, хадавы шруба і 2 гладкія стрыжні, якія выкарыстоўваюцца ў якасці слізгальных накіроўвалых карэткі восі Z.
Для фіксацыі шпіндзеля на карэтцы восі Z маюцца L-вобразныя мацавальныя кранштэйны і U-вобразныя стопорныя кольцы.
Гайка, спалучаная з ходовым шрубай, прыварана да карэткі восяў X, Y і Z.
Як зрабіць схему для станка з ЧПУ?
Схема складаецца з 3 аднолькавых прывадных частак крокавага рухавіка: восі X, восі Y, восі Z. Цяпер возьмем вось X у якасці слупка, каб праілюстраваць прынцып яе працы.
Схема драйвера крокавага рухавіка з L297/L298
Схема ў асноўным складаецца з 2 інтэгральных схем L297 і L298, прызначаных для кіравання крокавымі рухавікамі. Асноўнай функцыяй L297 з'яўляецца размеркаванне імпульсаў. Яна генеруе лагічныя імпульсы на сваіх выходных клемах A, B, C і D для кіравання L298. L297 таксама мае 2 ШІМ-перарывальнікі для кіравання токам фазнай абмоткі і рэалізацыі кіравання перарывальнікам пастаяннага току для атрымання добрых характарыстык крутоўнага моманту і частаты.
Імпульс восі X ад HDR1 (вывад 2) паступае на CLOCK (вывад 18) мікрасхемы U1 (L297) і апрацоўваецца мікрасхемай U1 на яе выходных клеммах A, B, C, D, C (вывады 4, 6, 7, 9) для генерацыі выходнага лагічнага імпульсу. Выхадны лагічны імпульс паступае на мікрасхему U2 (L298) для кіравання падвойным H-мостам на яго выходных клеммах (вывады 2, 3, 13 і 14) для вываду крокавых імпульсаў, якія прыводзяць да кручэння крокавага рухавіка.
L298 — гэта інтэгральная схема з падвойным H-мостам, якая забяспечвае высокую напругу і высокі ток.
L297 і L298 выкарыстоўваюцца для стварэння поўнай сістэмы прывада, якая можа кіраваць 2-фазнымі крокавымі рухавікамі з максімальным напружаннем 46 В і токам 2 А на фазу.
Вывад SYNC (вывад 1) мікрасхемы U1 — гэта вывад сінхранізацыі, падлучаны да вываду 1 мікрасхем U3 і U5 для рэалізацыі сінхранізацыі некалькіх мікрасхем L297.
Плата кіравання драйверам крокавага рухавіка
Вывад ENABLE (вывад 10) U1 дазваляе кіравальнаму вываду кіраваць выходнай логікай. Пры нізкім узроўні INH1, INH2, A, B, C, D прымусова ўсталёўваюцца на нізкі ўзровень, што робіць драйвер L298 неактыўным. Вывад CONTROL (вывад 11) выкарыстоўваецца для выбару кіравання сігналам перарывальніка. Пры нізкім узроўні сігнал перарывальніка ўздзейнічае на INH1, INH2, а пры высокім узроўні — на сігналы A, B, C, D. Першы падыходзіць для аднаступенчатага рэжыму працы, а 2 рэжымы могуць выкарыстоўвацца для крокавага рухавіка ў біпалярным рэжыме працы.
VREF (вывад 15) S1U1 з'яўляецца вывадам рэгулявання апорнага напружання, і напружанне на гэтым вывадзе рэгулюецца для ўстанаўлення пікавага току фазнай абмоткі крокавага рухавіка.
Камплекты драйвераў крокавых рухавікоў
Вывад cw/ccw (вывад 17) раздыма U1 з'яўляецца вывадам для вызначэння кірунку кручэння крокавага рухавіка восі X, і сігнал, які задае кірунак для восі X ад HDR1 (вывад 6), падключаны да гэтага вываду.
HALF/FULL (вывад 19) — гэта вывад кіравання рэжымам узбуджэння. Пры высокім узроўні сігналу гэта паўкрокавы рэжым кіравання, а пры нізкім — поўны крок. RESET (вывад 20) — гэта асінхронны сігнал скіду, яго функцыяй з'яўляецца скід размеркавальніка імпульсаў.
D3-D26 — гэта дыёды свабоднага ходу H-моста драйвера L298.
Як наладзіць кантролер ЧПУ Mach3?
Mach3 — найбольш распаўсюджаны кантролер ЧПУ для станкоў з ЧПУ. Яго ўстаноўка простая. Спачатку ўстаўце карту руху Mach3 у матчыну плату кампутара. У аперацыйнай сістэме Windows драйвер Mach3 будзе ўсталяваны па змаўчанні.
Камплект кантролера ЧПУ з 3-восевым USB Mach3
Вы таксама можаце выбраць DSP, NcStudio, Mach4, Syntec, OSAI, Siemens, LNC, FANUC і іншыя кантролеры ЧПУ.
Як усталяваць і выкарыстоўваць праграмнае забеспячэнне CAD/CAM?
Найбольш распаўсюджанае праграмнае забеспячэнне CAD/CAM для станкоў з ЧПУ ўключае Type3, ArtCAM, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, MeshCAM, Solidworks, AlphaCAM, MasterCAM, UcanCAM, CASmate, PowerMILL, Aspire, Alibre, AutoCAD, Fusion360, Autodesk Inventor, Rhinoceros. 3D, які можа праектаваць 2D/3D чарцяжы для стварэння траекторый апрацоўкі інструментаў.
Праграмнае забеспячэнне CAD/CAM
Як сабраць камплекты станкоў з ЧПУ?
Ніжні стол, карэтка па восі X, працоўны стол па восі Y і карэтка па восі Z вырабляюцца на гібальным станку з дыяметрам 1.5...2mm Халоднакатаныя сталёвыя пласціны, якія могуць забяспечыць найлепшую дакладнасць апрацоўкі. Калі няма гібкоў, іх таксама можна сагнуць уручную з дапамогай ручнога малатка ў вялікіх цісках. Падчас апрацоўкі ручным малатком да дэталі варта дадаць жалезную падкладку, каб пазбегнуць слядоў ад малатка на дэталі. Пасля згінання патрабуецца дадатковае фармаванне. Ніводная з плоскасцей не дэфармуецца і не ўтварае вугла 90 градусаў адна да адной. Каб забяспечыць правільнае становішча прабівання, кончык разметвальнай іголкі, паралельны і перпендыкулярны першай лініі разметкі, павінен быць тонкім, лінія разметкі павінна быць дакладнай, а гняздо для пазіцыянавання ўзору прабівальніка павінна быць акуратным і дакладным.
Камплекты станкоў з ЧПУ
Напрыклад, прасвідруйце адтуліну дыяметрам 6 мм за 2 разы. Спачатку прасвідруйце адтуліну свердзелам дыяметрам 4 мм. Вызначце, ці правільная адтуліна дыяметрам 4 мм, згодна з лініяй папярочнага размяшчэння. Калі яна недакладная, выкарыстайце садовы напилок для карэкцыі, і, нарэшце, разсверліце адтуліну. 6mм свердзела, так што памылка становішча адтуліны адносна невялікая.
Партальную частку можна выразаць ручной пілой з жалезнага кіля антыстатычнай падлогі з таўшчынёй сценкі 1.2mm згодна з чарцяжом, і яго можна сагнуць, апрацаваць і фармаваць у цісках. Светлавая планка, якая выкарыстоўваецца ў якасці 3-восевай накіроўвалай рэйкі X, Y, Z, патрабуе гладкай паверхні з гладкім дыяметрам 8-10mmПраблему можна вырашыць, разабраўшы накіроўвалую рэйку выкарыстанага матрычнага прынтара і гумовы ролік для нанясення чарнілаў у старым картрыджы лазернага прынтара. 2 гладкія планкі ў кожным кірунку павінны быць аднолькавай даўжыні, а тарцы павінны быць плоскімі. Прасвідруйце адтуліны ў цэнтры тарцоў, каб падключыць дрот M5, і замацуйце іх з дапамогай... 5mm балты. Выкананне павінна быць гарызантальным і вертыкальным, асабліва 2 светлавыя панэлі ў кожным кірунку павінны быць абсалютна паралельнымі. Паралельнасць вельмі важная, яна вызначае поспех або няўдачу вытворчасці.
Ходавы шруба трох восяў мае дыяметр 6mм і крокам 1mmГэты хадавы шруба можа быць выкарыстаны для адразання патрэбнай даўжыні ад доўгага хадавога шрубы, які прадаецца ў краме будаўнічых матэрыялаў, для аздаблення столі. Супраціў і зазор павінны быць невялікімі, а гайка прыварана ў адпаведную адтуліну карэткі, каб мінімізаваць люфт і павысіць дакладнасць гравіравальнага станка.
Слізгальная ўтулка — гэта латуневы раз'ём для шланга, які можна набыць у краме будматэрыялаў. Неабходна выбраць унутраны дыяметр крыху меншы за дыяметр слізгальнай планкі, а затым з дапамогай ручнога разверткі падкруціць унутраны дыяметр, каб ён дакладна адпавядаў дыяметру слізгальнай планкі. Пры неабходнасці адпаліраваць аптычную вось металаграфічнай наждачнай паперай, разрэзаць слізгальную ўтулку на секцыі даўжынёй 6 мм, усяго 12 секцый, а затым прыпаяць яе ў адпаведную адтуліну карэткі магутным паяльнікам. Не ўстаўляйце слізгальную ўтулку падчас зваркі. Калі прыпой пранікае ўнутр, выкарыстоўвайце хларыд цынку ў якасці флюсу для забеспячэння якасці пайкі. Пры зборцы сачыце за тым, каб супраціў слізгальнага стала быў малым і пастаянным. Калі супраціў вялікі, слізгальную ўтулку можна разагрэць паяльнікам, каб адпавядаць патрабаванням.
Вал крокавага рухавіка і шрубавы стрыжань злучаныя меднай трубкай 6mСтрыжневая антэна дыяметрам м. Шрубавы стрыжань і медная трубка трывала звараныя і канцэнтрычныя. Другі канец меднай трубкі ўстаўляецца ў вал крокавага рухавіка, а затым прасвідроўваецца гарызантальна. У невялікую адтуліну ўстаўляецца штыфт для яго фіксацыі, а другі канец шрубавага стрыжня прыварваецца з гайкай да карэткі.
Гэты станок з ЧПУ можна гнутка кіраваць у залежнасці ад памеру і памеру ўласных матэрыялаў, але ўвесь станок не павінен быць занадта вялікім, каб пазбегнуць дрэннай калянасці.
Як працаваць на станку з ЧПУ?
Перад апрацоўкай на станках з ЧПУ неабходна загадзя падрыхтаваць спіс праграм апрацоўкі:
1. Вызначце працэдуру апрацоўкі дэталі, а таксама інструменты і хуткасць рэзання, якія выкарыстоўваюцца для апрацоўкі.
2. Вызначце кропку злучэння контуру дэталі.
3. Усталюйце пазіцыю пачатку і закрыцця нажа і пазіцыю пачатку каардынат.
Запішыце набор каманд лікавага кіравання ў адпаведнасці з зададзеным фарматам аператара, увядзіце набор каманд у прыладу лікавага кіравання для апрацоўкі (дэкадавання, працы і г.д.), узмацніце сігнал праз схему кіравання, прывядзіце ў рух серварухавік для вываду вуглавога зрушэння і вуглавой хуткасці, а затым пераўтварыце кампаненты праз выканаўчы кампанент. Лінейнае зрушэнне працоўнага стала рэалізуецца для рэалізацыі падачы.
Давайце пачнем працаваць на станку з ЧПУ з 9 крокаў, як паказана ніжэй.
Крок 1. Праграмаванне ЧПУ.
Перад апрацоўкай неабходна прааналізаваць і скампіляваць праграму ЧПУ. Калі праграма доўгая або складаная, не праграмуйце на станку з ЧПУ, а выкарыстоўвайце праграмавальную машыну або камп'ютэрнае праграмаванне, а затым скапіюйце яе ў сістэму ЧПУ станка з ЧПУ праз дыскету або інтэрфейс сувязі. Гэта дапаможа пазбегнуць выкарыстання машыннага часу і павялічыць дадатковы час апрацоўкі.
Крок 2. Уключыце машыну.
Звычайна спачатку ўключаецца асноўнае харчаванне, каб станок з ЧПУ меў умовы для ўключэння. Запусціце сістэму ЧПУ націскам ключа, і станок уключыцца адначасова, а на ЭЛТ-дысплеі сістэмы кіравання ЧПУ адлюстроўваецца інфармацыя пра стан падключэння шрубы і іншага дапаможнага абсталявання.
Крок 3. Усталюйце цвёрдую кропку апоры.
Перад пачаткам апрацоўкі ўсталюйце кропку прывязкі руху кожнай каардынаты станка. Гэты крок павінен быць выкананы першым для станка сістэмы кіравання павелічэннем.
Крок 4. Пачніце праграмаванне ЧПУ.
У залежнасці ад носьбіта праграмы (стужка, дыск), яна можа быць уведзена з дапамогай стужкі, праграматара або праз паслядоўную сувязь. Калі гэта простая праграма, яе можна ўводзіць непасрэдна на панэль кіравання ЧПУ з дапамогай клавіятуры або ўводзіць сегмент за сегментам у рэжыме MDI для дыстанцыйнай апрацоўкі сегментаў. Перад апрацоўкай у праграму таксама неабходна ўвесці пачатак каардынат дэталі, параметры інструмента, зрушэнне і розныя значэнні кампенсацыі.
Крок 5. Рэдагаванне праграмы.
Калі ўведзеную праграму трэба змяніць, перамыкач рэжымаў працы трэба перавесці ў становішча рэдагавання. Выкарыстоўвайце клавішу рэдагавання для дадання, выдалення і змянення.
Крок 6. Праверка і адладка праграмы.
Спачатку заблакуйце станок і запусціце сістэму. Гэты крок прызначаны для праверкі праграмы. Калі ёсць памылкі, яе трэба адрэдагаваць зноў.
Крок 7. Фіксацыя і выраўноўванне дэталі.
Зафіксуйце і выраўнуйце апрацоўваную дэталь і ўсталюйце эталон. Метад выкарыстоўвае ручное паступовае перамяшчэнне, бесперапыннае перамяшчэнне або ручное перамяшчэнне кола станка. Усталюйце пачатковую кропку ў пачатку праграмы і ўсталюйце спасылку на інструмент.
Крок 8. Пачніце апрацоўку на станку з ЧПУ.
Бесперапынная апрацоўка звычайна выкарыстоўвае дапаўненне праграм у памяць. Хуткасць падачы пры апрацоўцы з ЧПУ можна рэгуляваць перамыкачом хуткасці падачы. Падчас апрацоўкі можна націснуць кнопку прыпынення падачы, каб прыпыніць рух падачы і назіраць за станам апрацоўкі або выканаць ручное вымярэнне. Зноў націсніце кнопку запуску цыкла, каб аднавіць апрацоўку. Каб пераканацца ў правільнасці размяшчэння чашы, яе варта яшчэ раз праверыць перад даданнем. Падчас фрэзеравання для плоскіх выгнутых дэталяў замест інструмента можна выкарыстоўваць аловак для малявання контуру дэталі на паперы, што больш інтуітыўна зразумела. Калі ў сістэме ёсць траекторыя інструмента, функцыя мадэлявання можа быць выкарыстана для праверкі правільнасці праграмы.
Крок 9. Выключыце машыну.
Пасля дадання, перад адключэннем харчавання, звярніце ўвагу на праверку стану станка з ЧПУ і становішча кожнай часткі станка. Спачатку адключыце харчаванне станка, затым адключыце харчаванне сістэмы і, нарэшце, адключыце асноўнае харчаванне.
Пытанні і адказы
Колькі тыпаў станкоў з ЧПУ можна сабраць самастойна?
Найбольш распаўсюджаныя тыпы станкоў з ЧПУ, якія можна вырабіць самастойна, ўключаюць фрэзерныя станкі з ЧПУ, такарныя станкі з ЧПУ, фрэзерныя станкі з ЧПУ, шліфавальныя станкі з ЧПУ, свердзелы з ЧПУ, лазеры з ЧПУ і плазменныя разцы з ЧПУ.
Колькі каштуе зборка камплектаў для станкоў з ЧПУ?
Кошт камплектаў для самаробных станкоў з ЧПУ ўключае камп'ютар, плату кіравання, дэталі станка і аксэсуары. Большая частка выдаткаў сканцэнтравана на абсталяванні, якое залежыць ад дакладнасці, неабходнай для вашага плана апрацоўкі на станку з ЧПУ, і сярэдні кошт ніжэйшы за $1, 000.
Што можа рабіць станок з ЧПУ?
Станкі з ЧПУ могуць выконваць фрэзераванне, такарную апрацоўку, рэзку, разьбу, гравіроўку, маркіроўку, шліфоўку, гнутку, свідраванне, чыстку, зварку металу, дрэва, пластыка, пенапласту, тканіны і каменя.
Як выбраць шпіндзельны рухавік?
Шпіндзельны рухавік з'яўляецца асноўнай дэталлю для станкоў з ЧПУ. Неабходна купіць правільны шпіндзельны рухавік для вашых бізнес-планаў, усё ў залежнасці ад матэрыялаў, якія вы апрацоўваеце, і дакладнасці, неабходнай для вашых праектаў.
Як выбраць сістэму перадачы?
Адно з іх — выбраць шрубу ці шарыкавую вінтоўку пры выбары сістэмы перадачы. Тут я насамрэч раю выбраць шарыкавую вінтоўку значна лепш. Нягледзячы на тое, што я выкарыстоўваю ходовую вінтоўку, я ўсё ж рэкамендую выбраць шарыкавую вінтоўку. Шарыкавая вінтовая ...
Як выбраць крокавы рухавік?
Пакуль працуе станок з ЧПУ, крокавы рухавік працуе. Калі рухавік падабраны нядбайна, то, па-першае, ён вельмі лёгка награваецца. Рухавік награваецца, калі станок пачынае працаваць, а гэтага нам не трэба. Крутоўны момант рухавіка таксама з'яўляецца праблемай, якую трэба ўлічваць, і лёгка страціць крокі, калі крутоўны момант недастатковы. Таму не прагніце пры выбары крокавага рухавіка.
засцярогі
Незалежна ад таго, ці будуеце вы даступны фрэзерны станок з ЧПУ, або выраб найлепшага бюджэтнага такарнага станка з ЧПУ, нават працуючы самастойна з самым танным фрэзерным станком з ЧПУ, першая засцярога - гэта крыніца харчавання станка з ЧПУ. На станку ёсць 1 крокавыя рухавікі і адзін рухавік шпіндзеля. Такім чынам, ток станка з ЧПУ падчас выкарыстання вельмі вялікі. Пры куплі крыніцы харчавання пастаяннага току варта набываць крыніцу харчавання пастаяннага току з большым намінальным токам. Фактарам, які вызначае хуткасць рухавіка шпіндзеля, з'яўляецца напружанне крыніцы харчавання пастаяннага току. Чым вышэй напружанне, тым хутчэй можа круціцца максімальная хуткасць шпіндзеля, таму напружанне не можа быць занадта малым.
Карацей кажучы, я мяркую, што намінальнае напружанне самаробнага станка з ЧПУ складае каля 30 В, а намінальны ток — не менш 10A каб забяспечыць нармальную працу машыны. Напружанне 30 В у асноўным выкарыстоўваецца на рухавіку шпіндзеля, а крокаваму рухавіку не патрэбна такая высокая напруга. Паколькі крокавы рухавік прыводзіцца ў рух шрубай, крутоўны момант можа быць вялікім нават пры невялікай напрузе. Таму я мяркую, што для напружання, якое падаецца на крокавы рухавік, дастаткова толькі 12 В. Крокавы рухавік выкарыстоўвае 12 В, але напружанне, якое забяспечваецца крыніцай харчавання пастаяннага току, складае 30 В. Тут неабходна выкарыстоўваць трансфарматар. Магутнасць гэтага трансфарматара павінна быць высокай. Ток трох крокавых рухавікоў павінен праходзіць праз гэты трансфарматар. Трансфарматар не можа справіцца з цеплавыдзяленнем, што прывядзе да сур'ёзнага нагрэву.
