ЧПУ може поставити вас у безвихідь - така велика різноманітність на ринку промислового інструменту.
Тільки багаторічний досвід та специфічні знання дозволяють фахівцям здійснити вибір верстатів ЧПУ відповідно до вимог, що пред'являються до обладнання.
Багато хто просто губиться в цій різноманітності, і це не дивно - вибрати найкращий ЧПУ-верстат буває складно навіть професіоналам, якщо вони не стежать за новинками ринку інструментів, асортимент якого постійно розширюється та вдосконалюється.
Це залежить від того, навіщо він використовуватиметься. Від матеріалів, профілю робіт, необхідної швидкості та точності, від необхідного ресурсу. Багато значних показників таких верстатів безпосередньо залежить від їх оснащення - від властивостей їх комплектуючих і розхідників, від конструктивних особливостей. Розглянемо найголовніші.За якими критеріями краще вибрати ЧПУ верстат?
Шпиндель – одна з головних частин фрезерного верстата. Саме від шпинделя залежить те, які фрези зможуть застосовувати саме з цим верстатом, під якими кутами їх можна буде закріпити і як застосовувати. Привід шпинделя зазвичай вмонтований - тобто, шпиндель є потужним компактним електродвигуном з цангою для затиску фрези.
Багато чого прямо залежить і від якості шпинделя - хороший шпиндель прослужить довго, постійно радуючи вас якістю роботи, поганий може загубити не тільки виріб, але і пошкодити сам верстат у разі аварії, а то і травмувати персонал. До вибору шпинделя слід підходити відповідально, завжди чуйно прислухаючись до рекомендацій виробника верстата і звертаючи увагу в першу чергу на продукцію відомих виробників комплектуючих, що зарекомендували себе.
Це одна з найважливіших характеристик верстата ЧПУ - розмір області фрезерування визначає те, якого розміру виробу зможе обробляти верстат. Для кожної вузької області застосування існують свої вимоги за розмірами, більш універсальні верстати мають регульовану область фрезерування, або свідомо перевищує вимоги більшості кейсів застосування.Область фрезерування
Має значення і влаштування майданчика - не повинно викликати труднощів закріплення та чітке позиціонування деталі заготівлі, інакше можливий серйозний шлюб. Здійснюючи вибір фрезерного верстата ЧПУ для роботи треба заздалегідь визначитися з розмірами оброблюваних деталей, щоб не потрапити в халепу.
ЧПУ верстати поділяються в першу чергу за матеріалом, який покликані обробляти, а також по галузі застосування.Призначення верстата
Внесені дані про розміри і форму деталі стають у них керуючими траєкторіями, які, своєю чергою, перетворюються на керуючі програми у процесі постпроцессирования.
Постпроцессор - спеціальний програмний продукт, який перетворює дані про параметри деталі на індивідуальну програму, керуючу рухами інструменту та/або заготівлі, для кожного конкретного верстата.Постпроцесор
Тут можна докладніше прочитати про створення кінематичних моделей, на прикладі промислових систем фірми Siemens.
Детальну інформацію щодо роботи з кожним конкретним верстатом можна отримати на офіційному сайті виробника. Це найбільш надійний варіант, який убереже багато помилок.
Пульт управління одним із фрезерних ЧПУ-верстатів:
Залежно від специфіки роботи - від матеріалу, необхідних форм обробки та інших факторів, у фрезерних ЧПУ-верстатах використовується велика кількість фрез. Фрези бувають однозахідні, двозахідні, сферичні, v-подібні, сферичні конусні, пірамідальні радіусні з однією або двома ріжучими гранями, гравірувальні, відрізні і т.д.Використовувані фрези
Сферичні та пірамідальні фрези застосовуються для глибокого вибирання матеріалу з деталі, обробки кутів, створення поглиблень відповідної форми. Відрізні та гравірувальні фрези різної форми застосовуються для гравіювання, розрізання деталі, обробки країв виробу, та для надання форми – створення барельєфного зображення. Радіусні та жолобні фрези, як опуклі, так і увігнуті, застосовуються для обробки кутів, країв стільниць та інших деталей, зняття фасок і т.д. Торцеві фрези дозволяють створювати отвори, на відміну від свердел – будь-якої форми.
Приклади фрез, що використовуються:
Різноманітність фрез варіюється від найпростіших, схожих на звичайний свердло або бур, і до дуже складних, з різних матеріалів та всілякої форми, з різною кількістю ріжучих граней. Це забезпечує широкий діапазон розв'язуваних ними завдань.
Для кожного матеріалу та виду робіт необхідний індивідуальний підбір фрез, які допоможе підібрати наш фахівець.
Фрезерні верстати з програмним управлінням - чудовий інструмент, при грамотному використанні здатний створювати дуже широкий асортимент виробів, від рекламних конструкцій до частин інших верстатів, від кухонних дощок до деталей реактивних авіадвигунів. Область їх застосування майже безмежна, а асортимент та ступінь доступності збільшуються з кожним днем.
Нині вже не лише машинобудівний завод може дозволити собі подібне обладнання, а й відносно невелика майстерня, що не може не тішити.
Якщо Вам потрібна консультація щодо вибору ЧПУ верстата - пам'ятайте, що ви завжди можете звернутися до Top 3D Shop!
Хочете більше цікавих новин зі світу 3D-технологій?
Після розгляду варіантів конструкції довгої осі – X – можна перейти до розгляду осі Y. Вісь Y у вигляді порталу – найбільш популярне рішення у співтоваристві хобійних верстатобудівників, і недарма. Це просте і цілком робоче рішення, яке добре себе зарекомендувало. Однак, і в ньому є підводні камені та моменти, які треба усвідомити перед проектуванням. Для порталу вкрай важлива стійкість і правильний баланс - це знизить зношування напрямних та передач, знизить прогин балки під навантаженням, зменшить ймовірність підклинювання при переміщенні. Для визначення правильного компонування подивимося на сили, що додаються до порталу під час роботи верстата.
Розгляньте схему добре. На ній зазначені такі розміри:
- D1 - відстань від області різання до центру відстані між напрямними балки порталу
- D2 - відстань між приводним гвинтом осі X до нижньої напрямної балки
- D3 - відстань між напрямними осі Y
- D4 – відстань між лінійними підшипниками осі X
Тепер розглянемо зусилля, що діють. На малюнку портал переміщається зліва направо за рахунок обертання приводного гвинта осі X (розташований внизу), який рухає гайку, зафіксовану знизу на порталі. Шпиндель опущений і фрезерує заготівлю, при цьому з'являється сила протидії, спрямована на рух порталу. Ця сила залежить від прискорення порталу, швидкості подачі, обертання шпинделя та сили віддачі з фрези. Остання залежить від власне фрези (типу, гостроти, наявності мастила і т.п.), швидкості обертання, матеріалу та інших факторів. Визначення величини віддачі з фрези присвячено безліч літератури з підбору режимів різання, в даний час нам достатньо знати, що при русі порталу виникає складова сила протидії F. Сила F, прикладена до зафіксованого шпинделя, по конструктивним елементам прикладається до балки порталу у вигляді моменту A = D1 * F. Даний момент може бути розкладений на пару рівних за модулем, але різноспрямованих сил A і B, прикладених до напрямних #1 та #2 балки порталу. За модулем Сила А = Сила B = Момент А/D3. Як звідси видно, сили, що діють на напрямні балки, зменшуються, якщо збільшувати D3 - відстань між ними. Зменшення сил знижує знос напрямних та крутильну деформацію балки. Також, зі зменшенням сили А, зменшується і момент B, прикладений до боковин порталу: Момент B = D2 * Сила A. Через великий момент B боковини, будучи не здатними зігнутися строго в площині, почнуть витися і згинатися. Момент B необхідно зменшувати також тому, що необхідно прагнути до того, щоб навантаження завжди розподілялося по всіх лінійних підшипниках рівномірно - це знизить пружні деформації та вібрації верстата, а значить підвищить точність.
Момент B, як було зазначено, можна зменшити кількома шляхами -
- зменшити силу A.
- зменшити плече D3
Завдання - зробити сили D і C зробити якомога більш рівними. Ці сили складаються з кількох сил моменту B і ваги порталу. Для правильного розподілу ваги треба розрахувати центр мас порталу та розмістити його точно між лінійними підшипниками. Саме цим пояснюється поширена зигзагоподібна конструкція боковин порталу - це зроблено для того, щоб змістити напрямні назад і наблизити важкий шпиндель до осі X підшипників.
Отже, при проектуванні осі Y враховуйте такі принципи:
- Намагайтеся мінімізувати відстань від приводного гвинта/рейок осі X до напрямних осі Y - тобто. мінімізуйте D2.
- Знижуйте по можливості виліт шпинделя щодо балки, мінімізуйте відстань D1 від області різання до напрямних. Оптимальним ходом Z зазвичай вважається 80-150 мм.
- Знижуйте наскільки можна висоту всього порталу - високий портал схильний до резонансу.
- Розраховуйте заздалегідь центр мас всього порталу, включаючи шпиндель і розробляйте стійки порталу таким чином, щоб центр мас розташовувався точно між каретками напрямних осі X і якомога ближче до гвинта вісі осі X.
- Розносите напрямні балки порталу подалі – максимізуйте D3 для зниження моменту, що додається до балки.
КОНСТРУКЦІЯ ОСІ Z
Наступним кроком є вибір структури найважливішої частини верстата - осі Z. Нижче наведено 2 приклади конструктивного виконання.
Як вже було згадано, при будівництві верстата з ЧПУ необхідно враховувати сили, що виникають при роботі. І першим кроком на цьому шляху є виразне розуміння природи, величини та напряму цих сил. Розглянемо схему нижче:
Сили, що діють на вісь Z
На схемі зазначені такі розміри:
- D1 = відстань між напрямними осі Y
- D2 = відстань уздовж напрямних між лінійними підшипниками осі Z
- D3 = довжина рухомої платформи (базової пластини), на яку власне монтується шпиндель
- D4 = ширина всієї конструкції
- D5 = відстань між напрямними осі Z
- D6 = товщина базової пластини
- D7 = вертикальна відстань від точки додаток сил різу до середини між каретками по осі Z
Подивимося на вигляд спереду і відзначимо, що вся конструкція переміщається вправо по напрямних осі Y. Базова пластина висунута максимально вниз, фреза заглиблена в матеріал і при фрезеруванні виникає сила протидії F, спрямована, природно, протилежно напрямку руху. Величина цієї сили залежить від оборотів шпинделя, числа заходів фрези, швидкості подачі, матеріалу, гостроти фрези і т.п. початком проектування верстата). Як впливає ця сила на вісь Z? Будучи прикладена з відривом від місця, де закріплена базова пластина, ця сила створює крутний момент А = D7 * F. Момент, прикладений до базової пластини, через лінійні підшипники осі Z передається як пар поперечних сил на направляючі. Сили, перетворена з моменту, обернено пропорційна відстані між точками програми - отже, для зниження зусиль, що згинають напрямні, необхідно збільшувати відстані D5 і D2.
Відстань D2 також бере участь у разі фрезерування вздовж осі X - при цьому виникає аналогічна картина, тільки момент, що виникає, прикладений на помітно більшому важелі. Цей момент намагається провернути шпиндель і базову пластину, а сили, що виникають, перпендикулярні площині пластини. У цьому момент дорівнює силі різу F, помноженої відстань від точки різу до першої каретки - тобто. що більше D2, то менше момент(при постійної довжині осі Z).
Звідси випливає правило: за інших рівних треба намагатися обов'язково рознести каретки осі Z подалі один від одного, особливо по вертикалі - це значно збільшить жорсткість. Візьміть за правило ніколи не робити відстань D2 менше ніж 1/2 довжини базової пластини. Також переконайтеся, що товщина платформи D6 достатня, щоб забезпечити бажану жорсткість – для цього необхідно розрахувати максимальні робочі зусилля на фрезі та змоделювати прогин пластини у САПР.
Разом, дотримуйтесь наступних правил при конструюванні осі Z портального верстата:
- максимізуйте D1 - це знизить момент (а отже, сили), що діє на стійки порталу
- максимізуйте D2 - це знизить момент, що діє на балку порталу та вісь Z
- мінімізуйте D3 (в межах заданого ходу по Z) - це знизить момент, що діє на балку та стійки портал.
- максимізуйте D4 (відстань між каретками осі Y) – це знизить момент, що діє на балку порталу.
Незважаючи на те, що поняття зручних та красивих адрес для сторінок сайту введено досить давно, користуються ними ще не всі власники сайтів, а рекомендації щодо використання ЧПУ часто не є повними. Ця стаття докладно розкриває питання вибору правильної структури ЧПУ, описує найпоширеніші помилки під час використання цих дружніх адрес, і навіть відповідає деякі інші популярні питання.
Що таке ЧПУ
ЧПУ це скорочення фрази Чяловеко Понятні УРЛи” (англійською, S earch E ngine F riendly URL s), що означає красиві та дружні адреси. Сенси, вкладені в російську та англійську терміни, трохи відрізняються, оскільки ЧПУстосується більше юзабіліті (зручності використання для людини), а SEFбільше спрямований на SEO (бути дружнім пошукачем). Як би там не було, у ЧПУ-адрес є безліч переваг над звичайними адресами, тому їх завжди рекомендується використовувати, але використовувати грамотно, як і будь-який інший інструмент.
Розглянемо приклад ЧПУ
Старі версії адрес (незручних та недружніх):
3. Довжина ЧПУ
Довгі ЧПУ не дуже зручні у плані юзабіліті: їх важко запам'ятати, вони часто обрізаються при вставці посилання на старих форумах і часто в соцмережах (а також у пошуковій видачі, якщо не визначені хлібні крихти), вони також ускладнюють навігацію сайтом.
Приклад довгого та незручного ЧПУ:
Налаштуйте свою CMS таким чином, щоб довжина ЧПУ була не більше 60-80 символів (чим менше, тим краще та зручніше). Якщо у вас підкатегорії товару (наприклад, в інтернет-магазині) мають 4-5 рівень вкладеності, то доцільно відобразити в ЧПУ лише останню підкатегорію або першу та останню, але не всі 4-5, щоб скоротити довжину ЧПУ.
4. Підкреслення чи дефіси?
Що краще використовувати для ЧПУ для поділу слів: підкреслення чи дефіси? Можна й те й інше, але дефіси краще, оскільки їхнього набору потрібно одне натискання на клавіатурі, а підкреслення два (плюс Shift).
А що з пробілами? Прогалини краще не використовувати в ЧПУ, тому що в багатьох випадках вони можуть викликати лише головний біль вебмайстра. Замінюйте пробіли на інші розділові символи (дефіси, підкреслення або принаймні на плюси). Оптимальні ЧПУ містять однотипні символи якоюсь мовою та знаки розділів – жодних прогалин, лапок, ком або інших службових символів.
5. Який ЧПУ вибрати для мультимовних сайтів?
При додаванні додаткових мовних версій сайту необхідно спочатку визначитися, хочете ви їх винести на піддомен, окремий домен або все ж таки додати в ЧПУ? Якщо останній варіант, то оптимальна частина, що відповідає за мовну версію, додавати на початок адреси (відразу після назви домену).
6. Чи потрібні ЧПУ для назв зображень та відео?
Якщо на сайт планується отримувати трафік також з пошуку за зображеннями або відео, то тут важлива лише назва зображення (наприклад, hrizantema.jpg замість 1244_2344.jpg), а сам шлях, де зберігається зображення або відео-файл, не має значення (тільки Google може знаходити зображення на ім'я папки). Також адреси зображень не так активно використовуються як адреси сторінок.
Помилки, що часто виникають при використанні ЧПУ
- Використання пробілів та службових символів.
- Формування занадто довгих ЧПУ-адрес.
- Використання цифрових значень у ЧПУ
Такі адреси складно назвати ЧПУ, оскільки за ними зрозуміло лише, що ми перейдемо до розділу новин, але цифри ID ні про що не говорять.
- Відсутність сторінок на сайті при видаленні правих частин ЧПУ до слішів.
- Використання незначних слів на адресу
/page/contact.html
/category/news/some-news-title.htmlЧастка /page/ у разі (чи /category/) перестав бути значимою, тому, її можна видалити, щоб скоротити довжину ЧПУ .
Висновок
Часті проблеми з ЧПУ пов'язані, в основному, з використанням старих CMS. У нових системах управління сайтами цей модуль більш-менш добре продуманий і дозволяє гнучко керувати структурою ЧПУ (хоча іноді доводиться додавати допоміжні плагіни). Якщо ви використовуєте старі версії CMS та хочете мати на сайті красиві ЧПУ, варто розглянути варіант переходу на нові системи, вибираючи їх в залежності від типу проекту.
А яких правил дотримуєтесь ви при продумуванні ЧПУ-адрес?
Знаючи про те, що є складним технічним та електронним пристроєм, багато умільців думають, що його просто неможливо виготовити своїми руками. Однак така думка помилкова: самостійно зробити подібне обладнання можна, але для цього потрібно мати не лише його детальне креслення, а й набір необхідних інструментів та відповідних комплектуючих.
Обробка алюмінієвої заготовки на саморобному настільному фрезерному верстаті.
Зважившись на виготовлення саморобного з ЧПУ, майте на увазі, що на це може піти значна кількість часу. Крім того, будуть потрібні певні фінансові витрати. Однак не побоявшись таких труднощів і правильно підійшовши до вирішення всіх питань, можна стати власником доступного за вартістю, ефективного та продуктивного обладнання, що дозволяє виконувати обробку заготовок із різних матеріалів із високим ступенем точності.
Щоб зробити фрезерний верстат, оснащений системою ЧПУ, можна скористатися двома варіантами: купити готовий набір, зі спеціально підібраних елементів якого і збирається таке обладнання, або знайти всі комплектуючі та своїми руками зібрати пристрій, який повністю відповідає всім вашим вимогам.
Інструкція зі збирання саморобного фрезерного верстата з ЧПУ
Нижче на фото можна побачити зроблений власними руками, до якого додається докладна інструкція з виготовлення та збирання із зазначенням матеріалів і комплектуючих, точними «викрійками» деталей верстата і приблизними витратами. Єдиний мінус - інструкція англійською мовою, але розібратися в докладних кресленнях можна і без знання мови.
Завантажити безкоштовно інструкцію з виготовлення верстата:
Фрезерний верстат з ЧПУ зібраний та готовий до роботи. Нижче кілька ілюстрацій з інструкції зі збирання даного верстата
«Викройки» деталей верстата (зменшений вигляд) Початок складання верстата Проміжний етап Заключний етап складання
Підготовчі роботи
Якщо ви вирішили, що конструюватимете верстат з ЧПУ своїми руками, не використовуючи готового набору, то перше, що вам необхідно буде зробити, - це зупинити свій вибір на принциповій схемі, за якою працюватиме таке міні-обладнання.
За основу фрезерного обладнання з ЧПУ можна взяти старий свердлильний верстат, в якому робоча головка зі свердлом замінюється на фрезерну. Найскладніше, що доведеться конструювати в такому устаткуванні, - це механізм, що забезпечує пересування інструменту у трьох незалежних площинах. Цей механізм можна зібрати на основі кареток від принтера, що не працює, він забезпечить переміщення інструменту в двох площинах.
До пристрою, зібраного за такою принциповою схемою, легко підключити програмне керування. Однак його основний недолік полягає в тому, що обробляти на такому верстаті з ЧПУ можна буде лише заготовки із пластику, деревини та тонкого листового металу. Пояснюється це тим, що каретки від старого принтера, які забезпечуватимуть переміщення ріжучого інструменту, не мають достатнього ступеня жорсткості.
Щоб ваш саморобний верстат з ЧПУ був здатний виконувати повноцінні фрезерні операції із заготовками з різних матеріалів, за переміщення робочого інструменту повинен відповідати потужний кроковий двигун. Зовсім не обов'язково шукати двигун саме крокового типу, його можна виготовити із звичайного електромотора, піддавши останній невеликій доробці.
Застосування крокового двигуна у вашому дасть можливість уникнути використання гвинтової передачі, а функціональні можливості та характеристики саморобного обладнання від цього не стануть гіршими. Якщо ж ви все-таки вирішите використовувати для свого міні-верстата каретки від принтера, то бажано підібрати їх від великогабаритнішої моделі друкарського пристрою. Для передачі зусилля на вал фрезерного обладнання краще застосовувати не звичайні, а зубчасті ремені, які не будуть прослизати на шківах.
Одним з найважливіших вузлів будь-якого подібного верстата є механізм фрезера. Саме його виготовлення необхідно приділити особливу увагу. Щоб правильно зробити такий механізм, вам знадобляться докладні креслення, яким необхідно буде суворо дотримуватися.
Креслення фрезерного верстата з ЧПУ
Приступаємо до збирання обладнання
Основою саморобного фрезерного обладнання з ЧПУ може стати балка прямокутного перерізу, яку треба надійно зафіксувати на напрямних.
Несуча конструкція верстата повинна мати високу жорсткість, при її монтажі краще не використовувати зварні з'єднання, а з'єднувати всі елементи потрібно тільки за допомогою гвинтів.
Пояснюється ця вимога тим, що зварні шви дуже погано переносять вібраційні навантаження, яким обов'язково буде піддаватися конструкція обладнання, що несе. Такі навантаження в результаті призведуть до того, що рама верстата почне руйнуватися з часом, і в ній відбудуться зміни в геометричних розмірах, що позначиться на точності налаштування обладнання та його працездатності.
Зварні шви при монтажі рами саморобного фрезерного верстата часто провокують розвиток люфту в його вузлах, а також прогин напрямних, що утворюється при серйозних навантаженнях.
У фрезерному верстаті, який ви збиратимете своїми руками, повинен бути передбачений механізм, що забезпечує переміщення робочого інструменту у вертикальному напрямку. Найкраще використовувати для цього гвинтову передачу, обертання на яку передаватиметься за допомогою зубчастого ременя.
Важлива деталь фрезерного верстата – вертикальна вісь, яку для саморобного пристрою можна виготовити з алюмінієвої плити. Дуже важливо, щоб розміри цієї осі були точно підігнані під габарити пристрою, що збирається. Якщо у вашому розпорядженні є муфельна піч, виготовити вертикальну вісь верстата можна своїми руками, відливши її з алюмінію за розмірами, зазначеними в готовому кресленні.
Після того, як усі комплектуючі вашого саморобного фрезерного верстата підготовлені, можна приступати до його збирання. Починається цей процес із монтажу двох крокових електродвигунів, які кріпляться на корпус обладнання за його вертикальною віссю. Один з таких електродвигунів відповідатиме за переміщення фрезерної головки у горизонтальній площині, а другий – за переміщення головки, відповідно, у вертикальній. Після цього монтуються інші вузли та агрегати саморобного обладнання.
Обертання на всі вузли саморобного обладнання з ЧПУ має передаватися лише за допомогою ременних передач. Перш ніж підключати до зібраного верстата систему програмного управління, слід перевірити його працездатність у ручному режимі та одразу усунути всі виявлені недоліки у його роботі.
Подивитися процес збирання можна на відео, яке нескладно знайти в інтернеті.
Крокові двигуни
У конструкції будь-якого фрезерного верстата, оснащеного ЧПУ, обов'язково присутні крокові двигуни, які забезпечують переміщення інструмента у трьох площинах: 3D. При конструюванні саморобного верстата для цього можна використовувати електромотори, встановлені в матричному принтері. Більшість старих моделей матричних друкарських пристроїв оснащувалися електродвигунами, що мають досить високу потужність. Окрім крокових електродвигунів із старого принтера варто взяти міцні сталеві стрижні, які також можна використовувати у конструкції вашого саморобного верстата.
Щоб своїми руками зробити фрезерний верстат з ЧПУ, вам знадобляться три крокові двигуни. Оскільки в матричному принтері їх всього два, необхідно буде знайти та розібрати ще один старий друкарський пристрій.
Виявиться великим плюсом, якщо знайдені вами двигуни матимуть п'ять дротів управління: це дозволить значно збільшити функціональність вашого майбутнього міні-верстата. Важливо також з'ясувати наступні параметри знайдених вами крокових електродвигунів: на скільки градусів здійснюється поворот за один крок, напруга живлення, а також значення опору обмотки.
Конструкція приводу саморобного фрезерного верстата з ЧПУ збирається з гайки та шпильки, розміри яких слід попередньо підібрати за кресленням вашого обладнання. Для фіксації валу електродвигуна та для його приєднання до шпильки зручно використовувати товсту гумову обмотку від електричного кабелю. Такі елементи верстата з ЧПУ, як фіксатори, можна виготовити у вигляді нейлонової втулки, в яку вставлений гвинт. Для того щоб зробити такі нескладні конструктивні елементи, вам знадобляться звичайний напилок та дриль.
Електронна начинка обладнання
Керувати вашим верстатом з ЧПУ, зробленим своїми руками, програмне забезпечення, а його необхідно правильно підібрати. Вибираючи таке забезпечення (його можна написати і самостійно), важливо звертати увагу на те, щоб воно було працездатним та дозволяло верстату реалізовувати всі свої функціональні можливості. Таке програмне забезпечення має містити драйвери для контролерів, які будуть встановлені на ваш фрезерний міні-верстат.
У саморобному верстаті з ЧПУ є обов'язковим порт LPT, через який електронна система управління і підключається до верстата. Дуже важливо, щоб таке підключення здійснювалося через встановлені крокові електродвигуни.
Вибираючи електронні комплектуючі для свого верстата, зробленого своїми руками, важливо звертати увагу на їхню якість, оскільки саме від цього залежатиме точність технологічних операцій, які на ньому виконуватимуться. Після встановлення та підключення всіх електронних компонентів системи ЧПУ потрібно виконати завантаження необхідного програмного забезпечення та драйверів. Тільки після цього слідують пробний запуск верстата, перевірка правильності роботи під управлінням завантажених програм, виявлення недоліків та його оперативне усунення.
І так, в рамках цієї статті-інструкції я хочу, щоб ви разом з автором проекту, 21-річним механіком і дизайнером, виготовили свій власний . Оповідання вестиметься від першої особи, але знайте, що на превеликий жаль, я ділюся не своїм досвідом, а лише вільно переказую автора цього проекту.
У цій статті буде досить багато кресленьПримітки до них зроблені англійською мовою, але я впевнений, що справжній технар все зрозуміє без зайвих слів. Для зручності сприйняття, я розіб'ю розповідь на кроки.
Передмова від автора
Вже 12 років я мріяв побудувати машину, яка буде здатна створювати різні речі. Машину, яка дасть мені можливість виготовити будь-який предмет домашнього вжитку. Через два роки я натрапив на словосполучення ЧПУабо якщо говорити точніше, то на фразу "Фрезерний верстат з ЧПУ". Після того, як я дізнався, що є люди, здатні зробити такий верстат самостійно для своїх потреб, у своєму власному гаражі, я зрозумів, що теж зможу це зробити. Я маю це зробити! Протягом трьох місяців я намагався зібрати відповідні деталі, але не зрушив із місця. Тому моя одержимість поступово згасла.
У серпні 2013 року ідея побудувати фрезерний верстат з ЧПУ знову захопила мене. Я тільки-но закінчив бакалаврат університету промислового дизайну, так що я був цілком впевнений у своїх можливостях. Тепер я чітко розумів різницю між мною сьогоднішнім та мною п'ятирічної давності. Я навчився працювати з металом, освоїв техніку роботи на ручних металообробних верстатах, але найголовніше я навчився застосовувати інструменти для розробки. Я сподіваюся, що ця інструкція надихне вас на створення верстата з ЧПУ!
Крок 1: Дизайн та CAD модель
Все починається із продуманого дизайну. Я зробив кілька ескізів, щоб краще відчути розміри та форму майбутнього верстата. Після цього я створив модель CAD, використовуючи SolidWorks. Після того, як я змоделював усі деталі та вузли верстата, я підготував технічні креслення. Ці креслення використовувався для виготовлення деталей на ручних металообробних верстатах: і .
Зізнаюся чесно, я люблю добрі зручні інструменти. Саме тому я постарався зробити так, щоб операції з технічного обслуговування та регулювання верстата здійснювалися якомога простіше. Підшипники я помістив у спеціальні блоки, щоб мати можливість швидкої заміни. Напрямні доступні для обслуговування, тому моя машина завжди буде чистою після закінчення робіт.
Файли для завантаження «Крок 1»
габаритні розміри
Крок 2: Станіна
Станина забезпечує верстату необхідну жорсткість. На неї буде встановлений рухомий портал, крокові двигуни, вісь Z та шпиндель, а пізніше і робоча поверхня. Для створення несучої рами я використовував два алюмінієві профілі Maytec перетином 40х80 мм і дві торцеві пластини з алюмінію товщиною 10 мм. Усі елементи я поєднав між собою на алюмінієві куточки. Для посилення конструкції всередині основної рами зробив додаткову квадратну рамку з профілів меншого перерізу.
Для того, щоб уникнути попадання пилу на напрямні, я встановив захисні куточки з алюмінію. Куточок змонтований з використанням Т-подібних гайок, встановлених в один із пазів профілю.
На обох торцевих пластинах встановлені блоки підшипників для встановлення гвинта.
Несуча рама у зборі
Куточки для захисту напрямних
Файли для завантаження «Крок 2»
Креслення основних елементів станини
Крок 3: Портал
Рухомий портал - виконавчий орган вашого верстата, він переміщається осі X і несе на собі фрезерний шпиндель і супорт осі Z. Чим вище портал, тим товщі заготовка, яку ви можете обробити. Однак, високий портал менш стійкий до навантажень, які виникають у процесі обробки. Високі бічні стійки порталу виконують роль важелів щодо лінійних підшипників кочення.
Основне завдання, яке я планував вирішувати на своєму фрезерному верстаті з ЧПУ – це обробка алюмінієвих деталей. Оскільки максимальна товщина підходящих алюмінієвих заготовок 60 мм, я вирішив зробити просвіт порталу (відстань від робочої поверхні до верхньої поперечної балки) рівним 125 мм. У SolidWorks всі свої вимірювання я перетворив на модель та технічні креслення. У зв'язку зі складністю деталей, я обробив їх на промисловому обробному центрі з ЧПУ, це додатково дозволило мені обробити фаски, що було б дуже важко зробити на ручному фрезерному верстаті по металу.
Файли для завантаження «Крок 3»
Крок 4: Супорт осі Z
У конструкції осі Z я використовував передню панель, яка кріпиться до підшипників переміщення по осі Y, дві пластини для посилення вузла, пластину для кріплення крокового двигуна та панель для встановлення фрезерного шпинделя. На передній панелі я встановив дві профільні напрямні, за якими відбуватиметься переміщення шпинделя по осі Z. Зверніть увагу на те, що гвинт осі Z не має контропори внизу.
Файли для завантаження «Крок 4»
Крок 5: Напрямні
Напрямні забезпечують можливість переміщення у всіх напрямках, забезпечують плавність та точність рухів. Будь-який люфт в одному з напрямків може спричинити неточність в обробці ваших виробів. Я вибрав найдорожчий варіант – профільовані загартовані сталеві рейки. Це дозволить конструкції витримувати високі навантаження та забезпечить необхідну мені точність позиціонування. Щоб забезпечити паралельність напрямних, я використовував спеціальний індикатор під час встановлення. Максимальне відхилення щодо один одного становило не більше 0,01 мм.
Крок 6: Гвинти та шківи
Гвинти перетворюють обертальний рух від крокових двигунів на лінійний. При проектуванні свого верстата ви можете вибрати кілька варіантів цього вузла: Пара гвинт-гайка або кулько-гвинтова пара (ШВП). Гвинт-гайка, як правило, більше піддається силам тертя під час роботи, а також менш точна щодо ШВП. Якщо вам потрібна підвищена точність, то однозначно необхідно зупинити свій вибір на ШВП. Але ви повинні знати, що ШВП досить дороге задоволення.