CybSys

CybSys

пикабушник
пол: мужской
поставил 1 плюс и 0 минусов
490 рейтинг 42 подписчика 49 комментариев 16 постов 7 в "горячем"
5

Внешнее управление частотником

Попытался проверить все мне доступные внешние способы управления частотным преобразователем.

В том числе и от ардуино. Если к ШИМ выводу добавить транзистор и RC цепочку, то можно будет управлять фактически полноценно и подавать на аналоговый вход частотника от нуля до 10 вольт.

По идее еще должно быть управление по  RS-485 интерфейсу, и частотное управление, но похоже что у меня урезанный инвертор, или просто напросто не разобрался)))

7

Самодельный электромобиль — часть 1

ГикТаймс привет! Сейчас достаточно быстро развивается автомобильная индустрия с применением электрической тяги. Многие самоделкины, да и просто увлеченные люди пытаются собрать нечто подобное своими руками, вот и у меня друг решил этим увлечься, а я в сою очередь ему помогаю, и хочу рассказать вам начало этой истории.

Узнал об этом проекте совершенно случайно. У меня на машине развалился ступичный подшипник, вариантов в какой сервис ехать много, в каждом знакомом сервисе работает или управляет друг, товарищ. Выбрал в какой ехать из-за давности встречи с одним из друзей, моим одногруппником по учебе в университете.


Зайдя к нему в бокс, осмотревшись, через некоторое время заметил, в одной стороне на верстаке лежало нечто сваренное из алюминия.

Спросив у него: “Что это?” – Он мне рассказал, что это в будущем машинка на электрической тяге, которую он строит для своей недавно родившейся дочки.


Основная конструкция машины выполнена из алюминиевых деталей, это в основном все то, что осталось от деятельности автосервиса, и еще что-то докупалось на местной барахолке. Детали соединялись между собой TIG сваркой.

Машинка задумывалась с задним приводом, с доработанным мотором от автомобильного стартера. Планетарный редуктор остался в составе мотора, но уже с изменненым корпусом. В качестве выходной ступени поставили угловой редуктор от “болгарки”. В результате этих доработок выходной вал выдает 210 об/мин, в пересчете на линейную скорость, при диаметре колеса 250 мм, машинка сможет разогнаться примерно на 10 км/ч., что для ребенка более чем достаточно (по нашему мнению).

Переднюю подвеску сделали рычажную независимую, пружины подбирались по жесткости из тех, что скопились за многие годы работы сервиса, так что сказать конкретно какие пружины ставили достаточно проблематично.


Рулевую рейку, все же пришлось купить, сами “колхозить” не стали. Заказали ее на всем известном китайском сайте, по конструкции она фактически уменьшенная копия рулевой рейки полноценного автомобиля, качество вполне приличное и вес тоже, так как целиком выполнена из металла, корпус литой.


Из того, что осталось сделать, это доделать заднюю подвеску, установить мотор – редуктор, руль и кресло, развести немного проводки и машинка должна поехать.

Теперь что касается управления скоростью и реверсом. За это все отвечает небольшая коробочка, которая содержит в себе: драйвер мотора, микроконтроллер ардуино и немного обвязки. Изменение скорости осуществляется нажатием на педаль, работающей по принципу датчика холла. Ардуинка согласует работу педали с драйвером двигателя, и осуществляет реверс при переключении тумблера.

Еще хочется реализовать беспроводное управление, для безопасности, хотя бы просто, отключать питание двигателя. В этом конечно нет ничего сложного, но сделаем чуть позже.

Торможение будет осуществляться двигателем.

Что касается энергетической установки, то в качестве нее поставим для начала обыкновенный автомобильный аккумулятор, а потом он возможно будет заменен на литиевый.

PS. Всем приятного чтения, и хороших выходных! )

PSS. Всех причастных и любителей поздравляю с днем САМБО!


На правах автора заверяю, что данный пост может быть размещен так же на гиктаймс.

Показать полностью 2
6

Гребной винт на ЧПУ

Требовалось сделать гребной винт "незацепляйка" по аналогии с тем который был, только с увеличенными размерами и зеркальным расположением лопастей...


Разумеется, это еще не все, только предварительная проба пера - фрезы

5

Моя мастерская, расширяем границы

Всем доброго времени суток! :)

Хочу поделиться своим строительством гаража-мастерской...


Лет 10 назад я снес старый дедовский гараж (из говна и палок) в котором в свое время стоял "муравей". Когда дед уже не мог ездить на мотоцикле да и я подрос, продали "муравьишку" и купили машину.

Тогда я и получил первый серьезный строительный опыт. Гараж был поставлен на ленточный фундамент глубиной в один метр. В него было залито все ненужное железо, бой кирпича, камни. Грунтовые воды у меня там очень высоко находятся и пришлось повозиться, но ничего, справился, молодой, сил много, ума мало...

После заливки фундамента начал складывать стены. Долго думал из чего их делать и в итоге остановился на пенобетоне. Блоки были куплены 600х300х200, сразу скажу что их качество просто отвратительное, но тогда я сразу этого не понял.

Размеры гаража получились 6,5х4,5х2,5 метра, построен параллельно с домом на расстоянии 2 метра. Тогда дед сразу не разрешил строить большой гараж пристроенный к дому - свои причуды, да и денег было в обрез.

Через год я все же перекрыл этот промежуток в два метра, и получилось там не плохое место для рукоделия.

Толщину стены делал 300мм, так как блок плохого качества и некоторые из них были довольно мягкие, геометрия кривенькая.

Крыша делалась односкатная прямо от крыши дома.

После первой зимы когда начал таять снег, а снегоудержатели я к тому времени не успел установить, то вся эта снежная громадина с крыши дома и гаража - съехала словно лавина прямо к соседу на крыльцо. :hehehe:

Он там жил редко, так что вопрос был благополучно улажен, хотя он немного и поорал.


По итогу одного лета/строительства, был построен и введен в эксплуатация гараж :)

Годом ранее был залит фундамент, а на следующий год после постройки самого гаража, были отстроены перемычки (стены) между домом и гаражом. Этим же годом был залит бетонный пол, мешал и заливал все вручную в две лопаты...


В нем как раз у меня стоял мой первый чпу станок от cutmaster - редкостное г..., но тогда я получил не плохой опыт.

Потом в Этом же гараже собирали различные разрывные (испытательные) машины, и подобного рода механизмы.


И вот, пару лет назад решил его расширить, в длину и ширину... Мало того, так у меня стена задняя треснула.

Блогер из меня так себе, но все же, все основные этапы строительства я постарался заснять.

Показать полностью 7
89

Станок с ЧПУ из того что завалялось в гараже

Собираю очередной портально–фрезерный станок с небольшим рабочим полем по дереву, пластику, композитам. Об этом повествование приведено под катом…

Станок с ЧПУ из того что завалялось в гараже ЧПУ, Станок с ЧПУ, Фрезерный станок, Своими руками, Cnc, Ctrl Alt Del, Сапр, Видео, Длиннопост

Скажу сразу — не у всех завалялось в гараже то, что у меня. Ввиду некоторых сторонних механических проектов, у меня скопился некий хлам, который впоследствии мог бы просто заржаветь, после чего, его только в чермет. К такому виду хлама я отнес полированные направляющие валы, немного обрезков дюралевых листов (хоть и не заржавеют, но занимают место). Еще у меня оказался в наличии шаговый двигатель и драйвер.


Помимо всего прочего, из основного осталось доукомплектовать мой имеющийся набор: ШВП, каретками для направляющих валов, двигателями, электроникой и шпинделем. В общем “самую малость”. И при наличии всего этого, не считая всяких мелочей в виде металлообработки и различных метиз, у меня получится станок с ЧПУ.


Прикинув ценник на недостающие комплектующие, и поняв, что осилю такую сумму без особых финансовых затруднений (особенно если покупать все не сразу, а по мере сборки), я все же решился на столь опрометчивый шаг и занялся проектированием будущего станка.

Исходя из длин направляющих и размеров обрезков дюрали (благо они были примерно все одного размера), начал с прорисовки основания.


Размеры:


Обрезки – длина 700мм, высота 70мм, толщина 6 мм.

Направляющие (4 штуки) – диаметр 25мм, длина 740мм.


От этих размеров и отталкивался в ходе построения всей конструкции. Соответственно длина перемещения портала вдоль основания получилась 600мм (X координата).


Ввиду того, что направляющих всего 4 штуки, а докупать их не планировалось, и к тому же у станка три оси перемещения, пришлось делить две направляющие на две более маленьких оси: Y и Z. Поделил так, что ширина рабочего поля по Y получилась 250мм, а по Z — 80мм.

Так как это не первый мой проект станка с чпу, то вместо привычного КОМПАС 3D я использовал SolidWorks. В нем были перерисованы все имеющиеся у меня в наличии и заказанные стандартные детали (двигатели, муфты, направляющие каретки, подшипниковые опоры, ШВП гайки, опоры направляющих), не требующие дополнительной обработки. Далее начал добавлять в проект направляющие, стал их связывать дюралевыми листами, в которых делал технологические отверстия для крепления и установки двигателей, и усиливающих опор.


Кстати о последних. В качестве экономии денежных средств, опоры для направляющих можно было бы не ставить, но так как толщина листа маловата по моему разумению, я посчитал, что такие опоры значительно усилят конструкцию.


Сам портал было решено перемещать, установив две ШВП по краям, а не одну по центру, это хоть и чуть дороже, но зато не надо переживать о весе портала.


После того как основание было готово, я приступил к прорисовке портала. Нарисовал основную балку, которая будет нести на себе портал и перемещать его вдоль всего основания. Балка получилась довольно крепкая за счет параллельных пластин скрепленных и стянутых между собой цилиндрическими осями. Основную плоскость крепления к кареткам сопряг с пластинами, образующими стойки портала. Их усилил листом толщиной 6мм (он у меня тоже в гараже был). Все остальное рисовал так же, как и основание.


Прикрепив к проекту направляющие каретки и ШВП гайку по Y оси, накидал механизм перемещения Z оси. В нем уже использовал Т-образные опоры направляющих, а к направляющим кареткам крепится конечная плита, которая сопрягается со шпинделем.


Хочу сделать маленькое отступление и рассказать про использование мной цилиндрических направляющих. Знаю, что некоторые “специалисты” в комментариях скажут о том, что эти направляющие будут прогибаться, точность будет плохая, жесткость конструкции тоже никакая и все в таком роде. Для обработки тех материалов, по которым этот станок делается и при использовании такого диаметра направляющих, на такую длину как у меня, прогиб будет ничтожен, жесткости более чем достаточно.


Во всей конструкции использовал ШВП диаметром 16мм с шагом 5мм.


После обрисовки силовой рамы станка, добавил к ней несколько вспомогающих элементов, такие как уголки, на которых должен лежать гибкий кабель-канал и опоры, крепящиеся к основанию станка.


Изготовление деталей к станку началось в той же последовательности, в которой их рисовал. Детали из обрезков и листа дюрали я обрабатывал на своем прошлом проекте — станке с ЧПУ. Скажу сразу, если посчитать в общей совокупности, то на обработку всех плоских деталей ушло не более 8 часов. Больше времени потратил на подбор режима резания и ожидание нескольких нужных мне фрез.

В основном использовал фрезу одноперую диаметром 6мм, а также для маленьких отверстий двухперую диаметром 3мм. Конечно же, не обошлось без сломанных фрез, но в конце концов это же опыт, хоть не такой дешёвый как хотелось бы.


Направляющие и хвосты ШВП мне обточили друзья, там тоже не обошлось без косяков. Это все мелочи, такое бывает, когда человек всю жизнь крепко выпивал, а потом резко бросил.

Станок собирался как конструктор, похоже, что в свое время я в них не наигрался и сейчас восполняю это сборкой и конструированием станков. Приятно, когда все детали подходят друг к другу и почти не требуется их дорабатывать и подгонять. Однако дорабатывать все же пришлось. Возникла трудность с сопряжением двигателей и ШВП.


Заказав дополнительно три двигателя аналогичных тому, который у меня уже был, а также 4 муфты для соединения валов двигателей и ШВП. Когда все заказанное пришло, выяснилось, что диаметр выходных валов двигателей 6,2мм, а приехавшие муфты были с отверстиями 8 и 12мм, то, что надо, так как у имевшегося у меня в наличие двигателя выходной вал был 8мм. В итоге я заказал три новых муфты с диаметром 6 и 12мм, после чего я просто рассверлил отверстие до 6,2мм.


Осталось непонятным то, почему вал двигателя на 0,2мм больше и что у них вообще за стандарты такие, или все зависит от конкретного производителя, какой пруток был в наличии такой в качестве вала и решили использовать?


Будьте внимательны при заказах.

Механическая часть почти готова, теперь можно переходить и к электрической. Двигатели подсоединил к драйверам. Два двигателя оси X, подключил параллельно к одному драйверу DM542, другие подсоединил к более дешевым драйверам (без названия) на основе TB6600. Все три драйвера подключил к контроллеру DDCSV2.1 на 4 оси, вот только четвертая ось, именно поворотная, не может быть назначена как дублирующая любой из основных трех. Вместе с контроллером в комплекте шел MPG пульт для ручного управления координатами – крутая штука. Думаю, в дальнейшем она мне не разонравится и будет продолжать меня радовать.


На данный момент сделал навесной монтаж и не протягивал нормальные провода, да и детали еще не все куплены. Фактически подключил для проверки работоспособности механики. На днях только заказал шпиндель воздушного охлаждения на 1,5 кВт. и частотный преобразователь с цангами.


В дальнейшем установлю шпиндель, и буду разводить провода; изготовлю и смонтирую ящик под электронику.


В заключительной части покажу и расскажу, что за зверь у меня такой получился, поговорим о его плюсах и минусах и сделаем выводы.


Спасибо за внимание и приятного чтения!

Показать полностью 3
13

Универсальная машина для проведения испытаний своими руками ч.1

В продолжение тем про испытательные машины, хочу собрать бюджетный вариант машины консольного типа, на небольшую нагрузку (20 кг), для испытания различных материалов…

Универсальная машина для проведения испытаний своими руками ч.1 Cadcam, Своими руками, Разработка под Arduino, Физика, Разрывная машина, Растяжение, Сжатие, Arduino, Видео, Длиннопост

После написания предыдущих двух статей на эту тему, мне были заданы вопросы, связанные с модернизацией и разработкой. Это подтолкнуло меня к написанию статьи. Она будет состоять из двух частей – в этой я расскажу о механической части, а вторая будет посвящена электронике, программному обеспечению и обработке полученных данных.


Кинематическую схему решил взять консольного типа, так как она проще в реализации и меньше по габаритам (в сравнении с двухколонной машиной) при одних и тех же закладываемых характеристиках, но конструктивно она чуть слабее.


Я заложил следующие основные характеристики для своей машины: максимальная нагрузочная способность 20 кг или 200 Н, а максимальный рабочий ход 600 мм.


Приступив к конструированию, определился с основными материалами изготовления деталей машины. Цилиндрические направляющие 20 диаметра и каретки к ним решил купить, не изобретая велосипеда. В качестве перемещающего механизма взял строительную шпильку и гайку с резьбой М20 шагом 2,5 мм. Соединительные плиты силовой рамы, включая основание машины, было решено изготовить из фанеры толщиной 20 мм.


Небольшое отступление для тех, кто начал смеяться: данный проект планируется быть, достаточно бюджетным, и нужен для отработки схемы использования выбранной электроники и разработки программы для управления и обработки данных на персональном компьютере.


Использование в конструкции трапециидального винта или ШВП винта, а также в место фанеры — дюраль или сталь, значительно увеличит стоимость машины, а я все же ее не для продажи делаю, а для повторения сего проекта, теми, кто нуждается в подобном силоизмерительном агрегате. Кто, какую кинематическую схему будет использовать и из, каких комплектующих дело лично каждого.

Универсальная машина для проведения испытаний своими руками ч.1 Cadcam, Своими руками, Разработка под Arduino, Физика, Разрывная машина, Растяжение, Сжатие, Arduino, Видео, Длиннопост

Накидал проект в Компас-е, только основные детали, с технологией изготовления которых сразу определился. В виду того, что у меня есть фрезерный станок с ЧПУ почти все компоненты машины изготовленные из фанеры решил обработать на нем.


Разложил все плоские детали в двумерной проекции, сохранил их в векторном формате (*.dxf). Через постпроцессор в CAM программе перевел рисунки в G-code. Станок вырезал все детали за одну установку заготовки, так как размеры его рабочего поля позволяют. Обработав углы наждачной бумагой, все сопрягаемые детали подошли очень хорошо друг к другу.


Направляющие и шпилька были обработаны на токарном станке. Как мы не старались сделать шпильку без биения, она все равно осталась кривой.


После предварительной сборки силовой рамы, стало видно что требуется усилить крепление цилиндрических направляющих к верхней и нижней плитам. Для этого потребовались дополнительные опоры, но покупать их накладно, а вот изготовить их из пластика на 3D принтере самое оно.


Подобрал по каталогу опоры под диаметр моих направляющих, по имеющимся размерам нарисовал их в 3D, все в том же Компас-е.


Друг дал на временное пользование 3D принтер, за пару дней я успел напечатать все опоры и еще несколько дополнительных деталей. Напечатанные опоры встали очень плотно, и это придало всей конструкции хорошую жесткость.

Универсальная машина для проведения испытаний своими руками ч.1 Cadcam, Своими руками, Разработка под Arduino, Физика, Разрывная машина, Растяжение, Сжатие, Arduino, Видео, Длиннопост

На обработанные концы шпильки, по посадке надел шариковые радиальные подшипники. В нижней части подшипники между нижней плитой стянул гайкой. По-правильному, надо использовать опорные подшипники или конические.

Универсальная машина для проведения испытаний своими руками ч.1 Cadcam, Своими руками, Разработка под Arduino, Физика, Разрывная машина, Растяжение, Сжатие, Arduino, Видео, Длиннопост

В качестве силовой установки решил использовать мотор редуктор от стеклоподъемников автомобиля ВАЗ 2110, он создает хороший крутящий момент. Предположил, что его хватит, для того чтобы прокрутить шпильку, нагруженную двадцатью килограммами.


Выходной вал мотор — редуктора квадратного сечения 7х7 мм., для соединения его с хвостом шпильки пришлось напечатать муфту.

Универсальная машина для проведения испытаний своими руками ч.1 Cadcam, Своими руками, Разработка под Arduino, Физика, Разрывная машина, Растяжение, Сжатие, Arduino, Видео, Длиннопост

Что касается работы двигателя применительно испытательной машины, то для проведения корректного испытания, скорость нагрузки должна практически не изменяться. В современных двигательных системах это реализовано в электронных приводах управления. В моем же случае чтобы во время нагрузки скорость движения подвижной плиты не уменьшалась, двигатель должен иметь такую мощность, чтобы не замечать возрастающую на него нагрузку, либо реализовывать это программно, поднимая мощность. Но в таком случае требуется иметь обратную связь, чтобы контролировать скорость.

Универсальная машина для проведения испытаний своими руками ч.1 Cadcam, Своими руками, Разработка под Arduino, Физика, Разрывная машина, Растяжение, Сжатие, Arduino, Видео, Длиннопост

Для измерения расстояния перемещения подвижной плиты, я решил установить энкодер на 24 импульса за оборот, это позволит измерять расстояние с точностью 0,1мм, этого более чем достаточно, учитывая что в сочленении шпилька / гайка имеется люфт. Надеюсь, что энкодер поможет мне в измерении реальной скорости движения. Датчик решил вынести в сторону, напечатав две шестеренки с передаточным отношением один к одному, а также кронштейн для крепления его к торцу несущей плиты мотор – редуктора. После печати, шестеренки получились немного восьмеркой, но это не страшно, главное, что между ними есть зацепление.

Универсальная машина для проведения испытаний своими руками ч.1 Cadcam, Своими руками, Разработка под Arduino, Физика, Разрывная машина, Растяжение, Сжатие, Arduino, Видео, Длиннопост
Универсальная машина для проведения испытаний своими руками ч.1 Cadcam, Своими руками, Разработка под Arduino, Физика, Разрывная машина, Растяжение, Сжатие, Arduino, Видео, Длиннопост

Машина получилась с двумя рабочими зонами, нижней и верхней. Датчик силы на 20 кг, как и собранная машина, консольного типа, его я установил в нижней части, чтобы не мешались провода в случае крепления на подвижной или верхней плите.

Универсальная машина для проведения испытаний своими руками ч.1 Cadcam, Своими руками, Разработка под Arduino, Физика, Разрывная машина, Растяжение, Сжатие, Arduino, Видео, Длиннопост
Показать полностью 8 1
7

Возвращение блудного сына

Эта история о том, как я строил мобильного робота платформу и о дальнейшей судьбе моего «NanoBot-a»…

Возвращение блудного сына Робот, Робототехника, Мехатроника, Своими руками, Сделай сам мобильная платформа, Видео, Длиннопост

Все началось в далеком 2008 году, тогда я был молод наивен и глуп, занимался робототехникой и вообще различной мехатроникой. Идея постройки большой тележки поселилась в моей буйной голове намного раньше, и вот после долгого вынашивания плана изготовления я начал строительство сего чуда детской мысли.


И родил я вот такой прототип:

Возвращение блудного сына Робот, Робототехника, Мехатроника, Своими руками, Сделай сам мобильная платформа, Видео, Длиннопост

Рама из профильной трубы квадратного сечения 25х25мм. А её габаритные размеры 500х500х300 мм. Ну да, мыслил я тогда масштабно… Двигать эту штуку должны были два мотор-редуктора от стеклоочистителя автомобиля УАЗ, ведущие колеса от маленького детского велосипеда, а спереди стояли два флюгерных колеса. И строился этот гигант в квартире.


В виду того, что планы по алгоритмам поведения были «наполеоновские», на борту робота должен был стоять полноценный компьютер, на mini-ITX денег не было, и я нашел обыкновенный PC на маме ATX. Все это вкарячил во внутрь и до кучи еще два гелиевых аккумулятора, обшил все трехмиллиметровым орг. стеклом и в общем и целом штуковина получилась отчасти хоть и красивая, но уж очень большая и тяжелая. Привести в движение у меня ее так и не получилось, так как с электроникой возникли сложности, да и проект я периодически то забрасывал, то вновь начинал заниматься…

Возвращение блудного сына Робот, Робототехника, Мехатроника, Своими руками, Сделай сам мобильная платформа, Видео, Длиннопост

В конце концов, я осознал, что данная конструкция сильно громоздка, и так как главная идея все еще оставалась в голове — то было решено начать все заново…


Почти через год я начал конструирование. Тогда я как раз интересовался САПР и пытался самостоятельно их изучать, в итоге сделал чертежи сначала в AutoCAD а уже чуть позже перевел их в 3D ( когда начал изучать КОМПАС 3D). Чертежи и модель выложу в свободный доступ, мало ли кому пригодится или будет интересно.

Возвращение блудного сына Робот, Робототехника, Мехатроника, Своими руками, Сделай сам мобильная платформа, Видео, Длиннопост

Чертежи я отдал на один знакомый завод, там мне за пару бутылок водки изготовили раму (Россия – за что и дорога). По габаритам она была уже меньше предыдущей 300х300х200, и изготавливалась из двадцатого уголка. Дополнительно были вырезаны ЧПУ лазером пластины для крепления двигателей и контейнер под укладку двух 12 вольтовых аккумуляторов.

Возвращение блудного сына Робот, Робототехника, Мехатроника, Своими руками, Сделай сам мобильная платформа, Видео, Длиннопост

Так как все это делалось достаточно долго, рама успела заржаветь, в последствии, я отдал ее на порошковую покраску. К двигателям напрямую через дополнительные полуоси, установленные в шарикоподшипниках, крепились колеса диаметром 125мм. Спереди установил одно маленькое флюгерное колесо. Обшить раму решил железом, тогда это казалось более технологичным, чем вырезать из орг. стекла, так как я знал контору где резали сталь на ЧПУ, да и покрасить потом можно было бы в любой цвет…

Возвращение блудного сына Робот, Робототехника, Мехатроника, Своими руками, Сделай сам мобильная платформа, Видео, Длиннопост
Возвращение блудного сына Робот, Робототехника, Мехатроника, Своими руками, Сделай сам мобильная платформа, Видео, Длиннопост
Возвращение блудного сына Робот, Робототехника, Мехатроника, Своими руками, Сделай сам мобильная платформа, Видео, Длиннопост
Возвращение блудного сына Робот, Робототехника, Мехатроника, Своими руками, Сделай сам мобильная платформа, Видео, Длиннопост
Возвращение блудного сына Робот, Робототехника, Мехатроника, Своими руками, Сделай сам мобильная платформа, Видео, Длиннопост

С рамой вроде все понятно, перейдем к электронике. Управлять роботом планировалось удаленно с PC, и на борту робота тоже планировал поставить что-то из мелких компов. К тому времени я уже умудрился подрезать у родственника старенький нетбук ASUS, по размерам он идеально вписывался в верхнюю часть робота над аккумуляторами. Но для управления роботом одного нетбука недостаточно, для этого потребовалось купить еще три платы от «Open Robotics», плата на основе микроконтроллера AVR для управления и сбора данных OR-AVR-M128-DS, плата для связи с нетбуком OR-USB-UART и силовая плата драйвер OR-MD2-10A-12V-X, сейчас бы я конечно сделал все на ардуино, но тогда это было не настолько популярно, да и эти модули были разработаны специально для роботов-тележек. К управляющей плате планировалось подключить несколько датчиков дальномеров, пару энкодеров, планировал управлять несколькими сервомашинками для изменения угла сканирования дальномеров. Хотел сделать дальномер на основе лазерной указки и видео камеры. Но до этого так и не дошло, все ограничилось подключением электроники и написанием простенькой программки для управления. Управлял удалённо используя программу TeamViewer. В моей программке было простое соединение с портом, окно приема передачи данных, строка ввода скорости (ШИМ в процентах), и несколько кнопок направления движения.

В итоге из-за непоняток с электроникой проект остался без должного внимания, занимался им раз в крайне редко. Со временем понял, что разработку жалко выкидывать или убирать в гараж. Решил продать за символическую стоимость. Подумал, что наверное есть люди которым это тоже интересно, которые лучше владеют электроникой и программированием, может кто то занимается отработкой каких то алгоритмов поведения/ движения, ну или кому-то просто нужна рекламная платформа в выставочный павильон или магазин (ноги конечно он поломать мог).


Продал целиком вместе с электроникой, аккумулятором, нетбуком, дальномерами, сервами (прямоугольные вырезы с двумя отверстиями в нижней и верхней круглой крышке под сервы MG996r), дисплеем 16х2, и парой светодиодных матриц (квадратные вырезы в листе передней облицовки как раз под них).

Возвращение блудного сына Робот, Робототехника, Мехатроника, Своими руками, Сделай сам мобильная платформа, Видео, Длиннопост

Как я понял, человек купивший мою платформу робота, дал ей вторую жизнь.Я был рад, что эта железяка будет жить. Это было в 2016 году, и путешествие началось из славного города Иваново, в город-герой Тулу.


Однако буквально недавно со мной связался третий хозяин и сообщил, что теперь платформа у него (Калининградская область). Видимо у первого покупателя что-то пошло не так… Связавшийся со мной человек меня не разочаровал, но платформу ему передали без некоторых сопутствующих компонентов, ну а в остальном вроде все цело, ха не мудрено, так как обшивка робота сделана из металла 1,5 мм толщины, ему в пору в боях роботов участвовать…


Робот получил некоторый апгрейд, и вот что написал про это новый обладатель:

«Приехала ко мне платформа. Путем некоторых манипуляций был поставлен 10 Ач 12В аккумулятор, добавлен роутер TL-MR3020 с кастомной прошивкой OpenRobotisc, вебка Логитек С270 на кронтейней с сервой, микрохаб на 4 порта и конвертер DC-DC для питания роутера. Потом все это было прикручено стяжками, изолентой и прочими подручными средствами. „Он ОЖИЛ!(с) Робоцип“ Адская железная 18 кг дура мечущаяся по маленькой комнате как ошпаренная и способная в лучшем случае сбить с ног, а в худшем переломать ноги… Надо менять колеса на нормальные, менять опорное колесо, нормально закреплять электронику и окультуривать провода. И после всех доделок и доработок этот чудо-ящик сможет гонять по двору пугая кошку и соседа-алкаша. А если поставить китайский манипулятор на 6 сервах — то и лапать предметы можно дистанционно.».

Возвращение блудного сына Робот, Робототехника, Мехатроника, Своими руками, Сделай сам мобильная платформа, Видео, Длиннопост
Возвращение блудного сына Робот, Робототехника, Мехатроника, Своими руками, Сделай сам мобильная платформа, Видео, Длиннопост

А это уже из самого свежего, последние новости:

Вот такая вот история получилась о моем малыше, надеюсь, что новый владелец не забросит робота, и он еще долго будет жить (и владелец, и робот). В противном случае участь платформы быть закопанной под яблоней для насыщения грунта железом. Это, конечно, определенная польза для яблони, но не прямое предназначение созданного робота.


Что касается названия «NanoBot», то все достаточно просто. Наверное многие помнят огромное количество рекламы (по зомбо-ящику), в которой присутствовала настолько популярная приставка «нано», что и я решил добавить эту приставку в название своего робота, тем более она в полной мере охарактеризовывала его физические параметры.

Показать полностью 12 5
57

Одноступенчатый редуктор с приводом от Шагового Двигателя

В этом посте я хочу рассказать про изготовление при помощи ранее изготовленного мной станка с ЧПУ одноступенчатой прямозубой передачи.

Одноступенчатый редуктор с приводом от Шагового Двигателя Своими руками, Arduino, Cnc, ЧПУ, Станок, Станок с ЧПУ, Шестеренки, Шаговые двигатели, Видео, Длиннопост

Не так давно мной был спроектирован портальный станок с ЧПУ, про его разработку и постройку на этом ресурсе расположена моя предыдущая статья.


Сразу хочу сказать, что данный проект служит только для получения опыта проектирования простых зубчатых пар и их изготовления для возможного применения в последующих проектах.


Так как на изготовленном станке планировалось обрабатывать не только дерево и пластики, а еще и дюраль, то интересно было сделать зубчатую пару как раз из этого материала.


По наличию у меня были обрезки дюралевого листа толщиной 6мм. В качестве привода я решил использовать Шаговый Двигатель (ШД) 23HS8430, он тоже у меня был в наличие и валялся без дела.


Проектирование началось с моделирования всего механизма в среде Компас 3Д, сразу же возникло несколько ограничений, ввиду малого размера дюралевой заготовки, а это соответственно повлияло на габариты ведомой шестерни, а так же на количество и размер зубьев, так как наименьший диаметр фрезы которая у меня была, составлял всего 2мм, а это значит что наименьший радиус которым я могу описать контур в процессе изготовления 1мм.


Учтя все ограничения, я перевел двигатель в 3Д модель и дальше стал сопрягать с ним остальные детали…


Теперь что касается построения зубчатой пары: в машиностроительной конфигурации Компас 3Д (v13) есть такая утилита как «Расчеты цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления», в ней производим геометрический расчет, вводя требуемые параметры: число зубьев, модуль и т.д. Углубляться в это не буду, достаточно будет прочитать главу про построение зубчатых передач из курса механики: детали машин.

Одноступенчатый редуктор с приводом от Шагового Двигателя Своими руками, Arduino, Cnc, ЧПУ, Станок, Станок с ЧПУ, Шестеренки, Шаговые двигатели, Видео, Длиннопост

Использованная мной утилита производит расчет и построение шестерни, также если при расчете возникают ошибки, то она об этом информирует. После расчета выводит отчет со всеми геометрическими размерами. Из него мне потребовалось только межосевое расстояние, так как саму шестерню он прорисовывает автоматически.

Одноступенчатый редуктор с приводом от Шагового Двигателя Своими руками, Arduino, Cnc, ЧПУ, Станок, Станок с ЧПУ, Шестеренки, Шаговые двигатели, Видео, Длиннопост

Для большего интереса я решил сделать шестерни с разным количеством зубьев и передаточным отношением 2:1.

Одноступенчатый редуктор с приводом от Шагового Двигателя Своими руками, Arduino, Cnc, ЧПУ, Станок, Станок с ЧПУ, Шестеренки, Шаговые двигатели, Видео, Длиннопост

Исходя из межосевого расстояния, было нарисовано основание. С ним сопрягли двигатель и ось, на которой будет крепиться ведомая шестерня.

Одноступенчатый редуктор с приводом от Шагового Двигателя Своими руками, Arduino, Cnc, ЧПУ, Станок, Станок с ЧПУ, Шестеренки, Шаговые двигатели, Видео, Длиннопост

После окончания 3Д проектирования, все детали перевел в 2Д вид и сохранил их в векторном формате *.dxf.


Для того чтобы вырезать все детали на станке, я преобразовал векторный формат в G-code через постпроцессор в программе ArtCam. Полученный файл загрузил в станок и после обнуления координат, вырезал все детали.

В ведомую шестерню запрессовал подшипник, он достаточно плотно вошел, так как я занизил отверстие на несколько соток.


Отдельно на токарном станке выточили ось, на которую устанавливается ведомая шестерня.


Дальше все достаточно просто, собрал узел в едино, и осталось только его закрутить.

Но пришлось подождать месяц, так как драйвера для ШД у меня не оказалось, и я заказал драйвер DM542 на Али.


Для того чтобы ШД закрутился на вход драйвера требуется подать частотный сигнал, для этого я на ардуино уно собрал генератор частоты с изменяемой частотой с помощью внешне подключенного энкодера на 24 импульса.

Одноступенчатый редуктор с приводом от Шагового Двигателя Своими руками, Arduino, Cnc, ЧПУ, Станок, Станок с ЧПУ, Шестеренки, Шаговые двигатели, Видео, Длиннопост

Сразу хочу оговориться, что код для прошивки ардуино нашел на просторах Интернета.


Генератор частоты может: — генерировать меандр на 16 битном таймере. Диапазон частот 1Гц — 8МГц. Регулировка частоты производится энкодером. До частоты 2,8 кГц разрешение 1 герц, на частотах выше таймер аппаратно уже не может поддерживать это разрешение, поэтому более высокие частоты синтезируются, задавая параметром не требуемую частоту, а просто инкременируя регистр сравнения. Получается чем выше частота — тем больше шаг между щелчками энкодера. Вращая энкодер, с не нажатой кнопкой частота меняется на 1Гц; с нажатой кнопкой один шаг — 100Гц. Выше 2,8кГц. вращение энкодера с нажатой кнопкой так — же ускоряет счёт. Программного подавления дребезга контактов энкодера нет, поэтому нужно повесить конденсаторы 0,01..0,1 мкф. относительно земли. На кнопке конденсатор не обязателен. Рассчитанная математически частота выводится в сериал.

***********************************************************************************

/* Генератор 1 Hz..8 MHz. Энкодер подключен к пинам A0 и A1, кнопка

энкодера подключена к A2. Требуется использовать конденсаторы 0,01..0,1uf

относительно земли на каждый из 2х выводов энкодера.

Скетч для ардуино на мк atmega328 (UNO,Nano, MiniPro)

*/


float freq;

void setup() {

pinMode (9,OUTPUT); // выход генератора

pinMode(A0,INPUT); // с рассчетом, что энкодере внешняя подтяжка-

pinMode(A1,INPUT); // -к шине питания. Если нету, то подтянуть программно.

pinMode(A2,INPUT_PULLUP); //кнопка энкодера


Serial.begin(9600);

PCICR=1<<PCIE1; //разрешить прерывание PCINT

PCMSK1=(1<<PCINT9);// По сигналу на А1 создавать прерывание

TCCR1A=1<<COM1A0; //подключить выход OC1A первого таймера

TCCR1B=0;//

}


ISR (PCINT1_vect){

static boolean gen_mode=0; //флаг режима управления

static uint32_t enc=1; //переменная счёта энкодера

uint32_t ocr=OCR1A;

uint32_t divider=1; //переменная коэфф. деления прескалера


byte n=PINC&3; //считать значение энкодера

boolean knopka = PINC&(1<<2); // 0-кнопка нажата, 1-кнопка НЕ нажата.

if (freq<2848) gen_mode=0; //переключение режима управления по частоте

if (freq>=2848) gen_mode=1; //переключение режима управления по OCR


// Если увеличение частоты

if (n==3||n==0){

if (gen_mode){if (knopka){ if(ocr>0) {ocr--; } } else { if(ocr>9)ocr-=10; } }

else knopka? enc++ : enc+=100; // в нч режиме

} //end GetUP


// Если уменьшение частоты

if (n==2||n==1){

if (gen_mode){ if (knopka){ if(ocr<65535) {ocr++; } } else { if(ocr<=65525)ocr+=10; } }

else {if (knopka) { if (enc>=2)enc--; } else { if (enc>100) enc-=100; } }

} //end GetDown


if(gen_mode){ OCR1A=ocr; freq= (float)F_CPU/2 / (OCR1A+1); }

else { //расчёт прескалера и OCR по нужной частоте

divider=1; ocr = (F_CPU / enc /2 /divider) -1;

if (ocr >65536) { divider=8; ocr = F_CPU / enc /2 /divider;

if (ocr >65536) { divider=64; ocr = F_CPU / enc /2 /divider;

if (ocr >65536) {divider=256; ocr = F_CPU / enc /2 /divider;

if (ocr >65536) { divider=1024; ocr = F_CPU / enc /2 /divider;

if (ocr >65536){ocr=65536; }}}}} OCR1A=ocr-1;

//запись в регистр прескалера

switch (divider) {

case 1: TCCR1B=1|(1<<WGM12); break;

case 8: TCCR1B=2|(1<<WGM12); break;

case 64: TCCR1B=3|(1<<WGM12); break;

case 256: TCCR1B=4|(1<<WGM12); break;

case 1024: TCCR1B=5|(1<<WGM12); break; }


freq= (float) F_CPU/2 / (OCR1A+1) /divider;

} //end if !gen_mode

}

void loop() {


if (freq <10000) { Serial.print(freq,1);Serial.println(" Hz "); }

if (freq >10000) { Serial.print(freq/1000,3);Serial.println(" kHz");}


delay(100);

}

*****************************************************************************************


После того как все собрал, подсоединил и залил в Arduino скетч, можно приступать к включению:

Теперь про работу сего механизма: вращение и работа передачи вполне не плохое хоть и при звоне шестерен. В итоге получилось разогнать до 12,5 оборотов в секунду ведущую шестерню, а на ведомой соответственно в два раза меньше. Сгенерированная частота при этом составила порядка 5кГц при 400 имп/об. выставленное на драйвере. При этой частоте двигатель еще не уходил в ступор, а это значит, что можно было дать частоту и больше.


Спасибо за прочтение! :)

Показать полностью 5 2
39

Вакуумметр для манометрического преобразователя ПМТ-2

Вакуумметр для манометрического преобразователя ПМТ-2


Привет Друзья! Не так давно я начал собирать установку ионно-плазменного (магнетронного) напыления (см. мои публикации). В процессе испытания и работы с установкой было принято много решений по ее модернизации и улучшению.

Вакуумметр для манометрического преобразователя ПМТ-2 Своими руками, Arduino, Физика, Плазма, Вакуум, Измерения, ЧПУ, Видео, Длиннопост

Одним из таких улучшений стало внедрение в установку вакуумметра для измерения глубины вакуума. Виду того, что одним из моих личных требований является мобильность установки и расположение всех ее компонентов внутри корпуса устройства, пришлось отказаться от внешних вакуумметров, например, таких как ВИТ-2. Помимо этого мне необходимо соблюсти момент бюджетности изготовления установки, а покупные вакуумметры достаточно не дешевы. В качестве детектирующего устройства выбрал лампу ПМТ-2, так как был небольшой опыт работы с ней и ее стоимость вполне приемлема.

Вакуумметр для манометрического преобразователя ПМТ-2 Своими руками, Arduino, Физика, Плазма, Вакуум, Измерения, ЧПУ, Видео, Длиннопост

Итак, как же работает данный манометрический преобразователь? Принцип действия тепловых (термопарных) преобразователей к которым относится лампа ПМТ-2, основан на зависимости молекулярной теплопроводности газа от его давления. Перенос теплоты происходит от тонкой металлической нити, нагреваемой электрическим током, через разреженный газ к вакуумному насосу, находящемуся при комнатной температуре.

Вакуумметр для манометрического преобразователя ПМТ-2 Своими руками, Arduino, Физика, Плазма, Вакуум, Измерения, ЧПУ, Видео, Длиннопост

В термопарном преобразователе ПМТ-2, в стеклянной колбе закреплены держатели (1), на которых точечной сваркой закреплен V-образный нагреватель из тонкой проволоки (2), к средней точке которого приварен спай платина-платина-родиевая термопара (3).


По нити нагревателя (2) пропускается ток IН постоянной величины, который нагревает спай термопары (3), и в ее цепи возникает термо Э.Д.С. Так как температура нагревателя зависит от давления (плотности) газа, то его изменение будет приводить к изменению Э.Д.С. термопары, которая измеряется милливольтметром (5), а ток накала нити IН регулируется реостатом и измеряется прибором (6).


Лампа ПМТ-2 достаточно грубый измеритель давления заточенный под ВИТ. Калибруется в запаянном состоянии. Ток накала подбирается по шкале ВИТ, 100 делений — ток накала.

После лампа отпаивается (срезается, она как ампула), впаивается в вакуумную систему.

Вакуумметр для манометрического преобразователя ПМТ-2 Своими руками, Arduino, Физика, Плазма, Вакуум, Измерения, ЧПУ, Видео, Длиннопост

Давайте теперь перейдем к описанию конструкции моего вакуумметра: Прежде чем получать показания с лампы, необходимо запитать ее нить накала, и подать на нее порядка 100мА (112-116мА). Для этого был взят регулятор напряжения купленный на eBay и вместе с последовательно включенным резистором был подсоединен к лампе. Так как регулятор при наименьшем своем значении напряжения давал сильно большое значение по току, то и пришлось использовать резистор.


Измерение вакуума подразумевает измерение напряжения в милливольтовом диапазоне, для этого все на том же торговом портале была куплена не замысловатая электроника: микроконтроллерная плата Ардуино Уно, модуль LCD1602 и АЦП ADS1115 на 16Bit.


В модуле АЦП имеется 4 аналоговых канала, я воспользовался всего одним, подключив входы ардуино SDA и SCL к соответствующим выводам модуля ацп. А термопару лампы подключил к выводам GND и A0 модуля.


На этом всё подключение закончилось и можно переходить к описанию прошивки (скетча):

********************************************************************************************

#include <LiquidCrystal.h>

#include <EEPROM.h>

#include <Wire.h>

#include <Adafruit_ADS1015.h>


Adafruit_ADS1115 ads;

LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);


long val = 0;

long zero = 0;

int V = 0;

int F = 0;

int Time = 100;


void setup() {

lcd.begin(16, 2);

Serial.begin(9600);

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("CybSys presents");


//выбираем разрешение АЦП

// ads.setGain(GAIN_TWOTHIRDS); // 2/3x gain +/- 6.144V 1 bit = 3mV 0.1875mV (default)

// ads.setGain(GAIN_ONE); // 1x gain +/- 4.096V 1 bit = 2mV 0.125mV

// ads.setGain(GAIN_TWO); // 2x gain +/- 2.048V 1 bit = 1mV 0.0625mV

// ads.setGain(GAIN_FOUR); // 4x gain +/- 1.024V 1 bit = 0.5mV 0.03125mV

// ads.setGain(GAIN_EIGHT); // 8x gain +/- 0.512V 1 bit = 0.25mV 0.015625mV

ads.setGain(GAIN_SIXTEEN); // 16x gain +/- 0.256V 1 bit = 0.125mV 0.0078125mV

ads.begin();

}


void loop() {

int16_t adc0;

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Press: ");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("Vol:");

adc0 = ads.readADC_SingleEnded(0);

float voltage = (adc0 * (0.256/32767.5))*1000;

float pres = 2.217*exp(-voltage/0.3134)+0.175*exp(-voltage/1.97)+543.59*exp(-

voltage/211689.45)+(-543.57);

lcd.setCursor(7,0);

lcd.print(pres,5);

lcd.setCursor(5,1);

lcd.print (voltage,5);

Serial.print("Vol:");

Serial.println(voltage, 5);

delay(200);

}

***************************************************************************************

Текст прошивки не сложный и не большой, так как в основном применяются библиотечные функции. Основная сложность возникла только при переводе значений напряжения в значения давления, так как эта зависимость не линейна.

Вакуумметр для манометрического преобразователя ПМТ-2 Своими руками, Arduino, Физика, Плазма, Вакуум, Измерения, ЧПУ, Видео, Длиннопост

Эта градуировочная зависимость была оцифрована и проэкспонирована, тем самым получили формулу по которой достаточно точно производится расчет пониженного давления.


Видео работы устройства:

Что касается дальнейшей реализации моего проекта, то хочу выкинуть из нутра установки насос, все равно его производительности не хватает и места много занимает, вместо него встанет система охлаждения магнетрона (радиатор с кулером и помпа, возможно что еще небольшой герметичный объем с охлаждающей жидкостью). Шланги хочу заменить на нормальные вакуумные армированные (они не сильно дорогие). Конечно же надо встроить систему измерения вакуума с лампой (хотя бы той же ПМТ-2). И наверное самое сложное: реализация нормального основания (оно сейчас у меня текстолитовое) и магнетрона, хочу реализовать все это из алюминия, так как сопрягаемая плоскость основания с колпаком должна быть шлифованной (с текстолитом так не получится), а магнетрон все равно переделывать — не хочу заморачиваться с нержавейкой и сделаю почти все детали из дюрали на ЧПУ портальном станке, который уже собран. Так же хочу выкинуть белый диск с ЛАТРа и вместо него поставить привод, ШД например, и управлять потенциометром с приборной панели. А совсем в далеком будущем вообще избавиться от ЛАТРа.

Показать полностью 4 1
146

Большой портальный фрезерный станок с ЧПУ своими руками

Здравствуй дорогой читатель, в этой статье хочу поделиться своим опытом постройки фрезерного портального станка с числовым программным управлением.

Большой портальный фрезерный станок с ЧПУ своими руками Своими руками, ЧПУ, Cnc, Станок, Станок с ЧПУ, Фрезеровка, Видео, Длиннопост

Подобных историй в сети очень много, и я наверное мало кого удивлю, но может эта статья будет кому то полезна. Эта история началась в конце 2016 года, когда я со своим другом – партнером по разработке и производству испытательной техники аккумулировали некую денежную сумму. Дабы просто не прогулять деньги (дело то молодое), решили их вложить в дело, после чего пришла в голову идея изготовления станка с ЧПУ. У меня уже имелся опыт постройки и работы с подобного рода техникой, да и основной областью нашей деятельности является конструирование и металлообработка, что сопутствовало идее с постройкой станка ЧПУ.


Вот тогда то и началась движуха, которая длиться и по сей день…


Продолжилось все с изучения форумов посвященных ЧПУ тематике и выбора основной концепции конструкции станка. Предварительно определившись с обрабатываемыми материалами на будущем станке и его рабочим полем, появились первые бумажные эскизы, в последствии которые были перенесены в компьютер. В среде трех мерного моделирования КОМПАС 3D, станок визуализировался и стал обрастать более мелкими деталями и нюансами, которых оказалось больше чем хотелось бы, некоторые решаем и по сей день.

Одним из начальных решений было определение обрабатываемых на станке материалов и размеры рабочего поля станка. Что касается материалов, то решение было достаточно простым - это дерево, пластик, композитные материалы и цветные металлы (в основном дюраль). Так как у нас на производстве в основном металлообрабатывающие станки, то иногда требуется станок, который обрабатывал бы быстро по криволинейной траектории достаточно простые в обработке материалы, а это в последствии удешевило бы производство заказываемых деталей. Отталкиваясь от выбранных материалов, в основном поставляемых листовой фасовкой, со стандартными размерами 2,44х1,22 метра (ГОСТ 30427-96 для фанеры). Округлив эти размеры пришли к таким значениям: 2,5х1,5 метра, рабочее пространство определенно, за исключением высоты подъёма инструмента, это значение выбрали из соображения возможности установки тисков и предположили что заготовок толще 200мм у нас не будет. Так же учли тот момент, если потребуется обработать торец какой либо листовой детали длиной более 200мм, для этого инструмент выезжает за габариты основания станка, а сама деталь/заготовка крепится к торцевой стороне основания, тем самым может происходить обработка торца детали.


<b>Конструкция станка</b> представляет собой сборное рамное основание из 80-й профильной трубы со стенкой 4мм. По обе стороны длинны основания, закреплены профильные направляющие качения 25-го типоразмера, на которые установлен портал, выполненный в виде трех сваренных вместе профильных трубы того же типоразмера что и основание.


Станок четырех осевой и каждую ось приводит в движение шарико-винтовая передача. Две оси расположены параллельно по длинной стороне станка, спаренных программно и привязанных к Х координате. Соответственно оставшиеся две оси – это Y и Z координаты.

Почему именно остановились на сборной раме: изначально хотели делать чисто сварную конструкцию с закладными приваренными листами под фрезеровку, установку направляющих и опор ШВП, но для фрезеровки не нашли достаточно большого фрезерно-координатного станка. Пришлось рисовать сборную раму, чтобы была возможность обработать все детали своими силами с имеющимися на производстве металлообрабатывающими станками. Каждая деталь, которая подвергалась воздействию электродуговой сварки, была отожжена для снятия внутренних напряжений. Далее все сопрягаемые поверхности были выфрезерованны, и в последствии подгонки пришлось местами шабрить.


Залезая вперед, сразу хочу сказать, что сборка и изготовление рамы оказалась самым трудоемким и финансово затратным мероприятием в постройке станка. Первоначальная идея с цельно сваренной рамой по всем параметрам обходит сборную конструкцию, по нашему мнению. Хотя многие могут со мной и не согласиться.


Многие любители и не только, собирают такого рода и размера (и даже большего) станки у себя в мастерской или гараже, делая целиком сварную раму, но без последующего отжига и механической обработки за исключением сверления отверстий под крепление направляющих. Даже если повезло со сварщиком, и он сварил конструкцию с достаточно хорошей геометрией, то в последствии работы этого станка ввиду дребезга и вибраций, его геометрия будет уходить, меняться. Я конечно могу во многом ошибаться, но если кто то в курсе этого вопроса, то прошу поделиться знаниями в комментариях.


Сразу хочу оговориться, что станки из алюминиевого конструкционного профиля мы тут пока рассматривать не будем, это скорее вопрос другой статьи.


Продолжая сборку станка и обсуждая его на форумах, многие начали советовать сделать внутри рамы и снаружи диагональные стальные укосины для добавления еще большей жесткости. Мы этим советом пренебрегать не стали, но и добавлять укосины в конструкцию то же, так как рама получилась достаточно массивной (около 400 кг). А по завершению проекта, периметр обошъётся листовой сталью, что дополнительно свяжет конструкцию.


Давайте теперь перейдем к механическому вопросу этого проекта. Как было ранее сказано, движение осей станка осуществлялось через шарико–винтовую пару диаметром 25мм и шагом 10мм, вращение которой передается от шаговых двигателей с 86 и 57 фланцами. Изначально предполагали вращать непосредственно сам винт, дабы избавиться от лишних люфтов и дополнительных передач, но без них не обошлось в виду того, что при прямом соединении двигателя и винта, последний на больших скоростях начало бы разматывать, особенно когда портал находится в крайних положениях. Учитывая тот факт, что длина винтов по Х оси составила почти три метра, и для меньшего провисания был заложен винт диаметром 25мм, иначе хватило бы и 16 мм-го винта.


Этот нюанс обнаружился уже в процессе производства деталей, и пришлось быстрым темпом решать эту проблему путем изготовления вращающейся гайки, а не винта, что добавило в конструкцию дополнительный подшипниковый узел и ременную передачу. Такое решение так же позволило хорошо натянуть винт между опорами.


Конструкция вращающейся гайки довольно проста. Изначально подобрали два конических шарикоподшипника, которые зеркально одеваются на ШВП гайку, предварительно нарезав резьбу с ее конца, для фиксации обоймы подшипников на гайке. Подшипники вместе с гайкой вставали в корпус, в свою очередь вся конструкция крепится на торце стойки портала. Спереди ШВП гайки закрепили на винты переходную втулку, которую в последствии в собранном виде на оправке обточили для придания соостности. На неё одели шкив и поджали двумя контргайками.

Очевидно, что некоторые из вас, зададутся вопросом о том – «Почему бы не использовать в качестве механизма передающего движения зубчатую рейку?». Ответ достаточно прост: ШВП обеспечит точность позиционирования, большую двигающую силу, и соответственно меньший момент на валу двигателя (это то, что я с ходу вспомнил). Но есть и минусы – более низкая скорость перемещения и если брать винты нормального качества, то соответственно и цена.

Кстати, мы взяли ШВП винты и гайки фирмы TBI, достаточно бюджетный вариант, но и качество соответствующее, так как из взятых 9 метров винта, пришлось выкинуть 3 метра, ввиду несоответствия геометрических размеров, ни одна из гаек просто не накрутилась…

В качестве направляющих скольжения, были использованы профильные направляющие рельсового типоразмера 25мм, фирмы HIWIN. Под их установку были выфрезерованны установочные пазы для соблюдения параллельности между направляющими.


Опоры ШВП решили изготовить собственными силами, они получились двух видов: опоры под вращающиеся винты (Y и Z оси) и опоры под не вращающиеся винты (ось Х). Опоры под вращающиеся винты можно было купить, так как экономии ввиду собственного изготовления 4 деталей вышло мало. Другое дело с опорами под не вращающиеся винты – таких опор в продаже не найти.


Из сказанного ранее, ось Х приводится в движение вращающимися гайками и через ременную зубчатую передачу. Так же через ременную зубчатую передачу решили сделать и две другие оси Y и Z, это добавит большей мобильности в изменении передаваемого момента, добавит эстетики в виду установки двигателя не вдоль оси винта ШВП, а сбоку от него, не увеличивая габариты станка.


Теперь давайте плавно перейдем к <b>электрической части</b>, и начнем мы с приводов, в качестве них были выбраны шаговые двигатели, разумеется из соображений более низкой цены по сравнению с двигателями с обратной связью. На ось Х поставили два двигателя с 86-м фланцем, на оси Y и Z по двигателю с 56-м фланцем, только с разным максимальным моментом. Ниже постараюсь представить полный список покупных деталей…


Электрическая схема станка довольно проста, шаговые двигатели подключаются к драйверам, те в свою очередь подключается к интерфейсной плате, она же соединяется через параллельный порт LPT с персональным компьютером. Драйверов использовал 4 штуки, соответственно по одной штуке на каждый из двигателей. Все драйвера поставил одинаковые, для упрощения монтажа и подключения, с максимальным током 4А и напряжением 50В. В качестве интерфейсной платы для станков с ЧПУ использовал относительно бюджетный вариант, от отечественного производителя, как указанно на сайте лучший вариант. Но подтверждать или опровергать это не буду, плата проста в своем применении и самое главное, что она работает. В своих прошлых проектах применял платы от китайских производителей, они тоже работают, и по своей периферии мало отличаются, от использованной мной в этом проекте. Заметил во всех этих платах, один может и не существенный, но минус, на них можно всего лишь установить до 3-х концевых выключателя, но на каждую ось требуется как минимум по два таких выключателя. Или я просто не разобрался? Если у нас 3-х осевой станок, то соответственно нам надо установить концевые выключатели в нулевых координатах станка (это еще называется «домашнее положение») и в самых крайних координатах чтобы в случае сбоя или не хватки рабочего поля, та или иная ось просто не вышла из строя (попросту не сломалась). В моей схеме использовано: 3 концевых без контактных индуктивных датчика и аварийная кнопка «Е-СТОП» в виде грибка. Силовая часть запитана от двух импульсных источников питания на 48В. и 8А. Шпиндель с водяным охлаждением на 2,2кВт, соответственно включенный через частотный преобразователь. Обороты устанавливаются с персонального компьютера, так как частотный преобразователь подключен через интерфейсную плату. Обороты регулируются с изменения напряжения (0-10 вольт) на соответствующем выводе частотного преобразователя.


Все электрические компоненты, кроме двигателей, шпинделя и конечных выключателей были смонтированы в электрическом металлическом шкафу. Все управление станком производится от персонального компьютера, нашли старенький ПК на материнской плате форм фактора ATX. Лучше бы, чуть ужались и купили маленький mini-ITX со встроенным процессором и видеокартой. При не малых размерах электрического ящика, все компоненты с трудом разместились внутри, их пришлось располагать достаточно близко друг к другу. В низу ящика разместил три вентилятора принудительного охлаждения, так как воздух в нутрии ящика сильно нагревался. С фронтальной стороны прикрутили металлическую накладку, с отверстиями под кнопки включения питания и кнопки аварийного останова. Так же на этой накладке разместили панельку для включения ПК, ее я снял с корпуса старого мини компьютера, жаль, что он оказался не рабочим. С заднего торца ящика тоже закрепили накладку, в ней разместили отверстия под разъемы для подключения питания 220V, шаговых двигателей, шпинделя и VGA разъем.


Все провода от двигателей, шпинделя, а также водяные шланги его охлаждения проложили в гибкие кабель каналы гусеничного типа шириной 50мм.

Что касается программного обеспечение, то на ПК размещенного в электрическом ящике, установили Windows XP, а для управления станком применили одну из самых распространенных программ Mach3. Настройка программы осуществляется в соответствии с документацией на интерфейсную плату, там все описано достаточно понятно и в картинках. Почему именно Mach3, да все потому же, был опыт работы, про другие программы слышал, но их не рассматривал.


<b>Технические характеристики:</b>


Рабочее пространство, мм: 2700х1670х200;

Скорость перемещения осей, мм/мин: 3000;

Мощность шпинделя, кВт: 2,2;

Габариты, мм: 2800х2070х1570;

Вес, кг: 1430.


<b>Список деталей:</b>


Профильная труба 80х80 мм.

Полоса металлическая 10х80мм.

ШВП TBI 2510, 9 метров.

ШВП гайки TBI 2510, 4 шт.

Профильные направляющие HIWIN каретка HGH25-CA, 12 шт.

Рельс HGH25, 10 метров.

Шаговые двигатели:

NEMA34-8801: 3 шт.

NEMA 23_2430: 1шт.

Шкив BLA-25-5M-15-A-N14: 4 шт.

Шкив BLA-40-T5-20-A-N 19: 2 шт.

Шкив BLA-30-T5-20-A-N14: 2 шт.


Плата интерфейсная StepMaster v2.5: 1 шт.

Драйвер шагового двигателя DM542: 4шт. (Китай)

Импульсный источник питания 48В, 8А: 2шт. (Китай)

Частотный преобразователь на 2,2 кВт. (Китай)

Шпиндель на 2,2 кВт. (Китай)


Основные детали и компоненты вроде перечислил, если что-то не включил, то пишите в комментарии, добавлю.

<b>Опыт работы на станке:</b> В конечном итоге спустя почти полтора года, станок мы все же запустили. Сначала настроили точность позиционирования осей и их максимальную скорость. По словам более опытных коллег максимальная скорость в 3м/мин не высока и должна быть раза в три выше (для обработки дерева, фанеры и т.п.). При той скорости, которой мы достигли, портал и другие оси упершись в них руками (всем телом) почти не остановить - прёт как танк. Начали испытания с обработки фанеры, фреза идет как по маслу, вибрации станка нет, но и углублялись максимум на 10мм за один проход. Хотя после заглубляться стали на меньшую глубину.


По игравшись с деревом и пластиком, решили погрызть дюраль, тут я был в восторге, хоть и сломал сначала несколько фрез диаметром 2 мм, пока подбирал режимы резания. Дюраль режет очень уверенно, и получается достаточно чистый срез, по обработанной кромке.


Сталь пока обрабатывать не пробовали, но думаю, что как минимум гравировку станок потянет, а для фрезеровки шпиндель слабоват, жалко его убивать.


А в остальном станок отлично справляется с поставленными перед ним задачами.

<b>Вывод, мнение о проделанной работе:</b> Работа проделана не малая, мы в итоге изрядно при устали, так как ни кто не отменял основную работу. Да и денег вложено не мало, точную сумму не скажу, но это порядка 400т.р. Помимо затрат на комплектацию, основная часть расходов и большая часть сил, ушла на изготовление основания. Ух как мы с ним намаялись. А в остальном все делалось по мере поступления средств, времени и готовых деталей для продолжения сборки.


Станок получился вполне работоспособным, достаточно жестким, массивным и качественным. Поддерживающий хорошую точность позиционирования. При измерении квадрата из дюрали, размерами 40х40, точность получилась +- 0,05мм. Точность обработки более габаритных деталей не замеряли.


<b>Что дальше…:</b> По станку есть еще достаточно работы, в виде закрытия пыле - защитой направляющих и ШВП, обшивки станка по периметру и установки перекрытий в середине основания, которые будут образовывать 4 больших полки, под объем охлаждения шпинделя, хранения инструмента и оснастки. Одну из четвертей основания хотели оснастить четвертой осью. Также требуется на шпиндель установить циклон для отвода и сбора стружки о пыли, особенно если обрабатывать дерево или текстолит, от них пыль летит везде и осаждается повсюду.


Что касается дальнейшей судьбы станка то тут все не однозначно, так как у меня возник территориальный вопрос (я переехал в другой город), и станком заниматься сейчас почти некому. И вышеперечисленные планы не факт что сбудутся. Не кто этого два года назад и предположить не мог.


В случае продажи станка с его ценником все не понятно. Так как по себестоимости продавать откровенно жалко, а адекватная цена в голову пока не приходит.


На этом я пожалуй закончу свой рассказ. Если что-то я не осветил, то пишите мне, и я постараюсь дополнить текст. А в остальном многое показано в видео про изготовления станка на моем YouTube канале.

Показать полностью 8
Отличная работа, все прочитано!