Trecer

пикабушник
1396 рейтинг 241 подписчик 217 комментариев 4 поста 3 в "горячем"
563

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 3

Ссылки на предыдущие статьи:

Часть 2: https://pikabu.ru/story/stroim_chpu_frezer_s_rabochim_polem_...

Часть 1:

https://pikabu.ru/story/stroim_chpu_frezer_s_rabochim_polem_...

Да, с последней статьи прошло больше года. Извиняюсь за такую задержку – во всем виноват диплом.

Общая схема:

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 3 ЧПУ, Фрезеровка, Станок, Деревообработка, Своими руками, Длиннопост

Итак, приступим. Для начала стоит разбить всю электрику на составляющие. У нас это будет:

1. ШД

2. Блок питания ШД (шаговых двигателей)

3. Драйверы ШД

4. Плата управления

5. ПК

6. Шпиндель, Частотный преобразователь

7. Автоматы


Начнем по порядку – шаговые двигатели.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 3 ЧПУ, Фрезеровка, Станок, Деревообработка, Своими руками, Длиннопост

С их выбором нужно определиться еще до начала постройки станка т.к., во-первых, двигатели должны обладать достаточной мощностью для обеспечения требуемых ускорений по всем осям, с другой стороны нет смысла ставить мощные двигатели, если станок не обладает достаточной жесткостью. Сами ШД отличаются по размеру, току, индуктивности, количеству полюсов, моменту и минимальному шагу. Стандартные размеры обозначаются NEMA + число. Число в индексе показывает геометрические размеры двигателя. Стандартные размеры приведены ниже, на них можно ориентироваться при моделировании станка. Длина двигателя не отображается в названии его типоразмера.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 3 ЧПУ, Фрезеровка, Станок, Деревообработка, Своими руками, Длиннопост

Требуемый момент для двигателя рассчитывается в зависимости от типа и шага подачи, скорости подач, требуемых ускорений, веса подвижных частей и т.д. В интернете есть куча онлайн-калькулятором и форумов конкретно по этому вопросу.

Максимальное напряжение можно рассчитать по формуле U=1000⋅√L, где U – максимальное напряжение, L – индуктивность в мГн (миллигенри). В целом, чем выше напряжение, тем стабильнее будет работа на больших оборотах. Однако, чаще ограничение на напряжение накладывают не сами двигатели, а их драйверы, но об этом позже.

Так же двигатели отличаются по углу поворота на шаг. Обычно, это 1.8 градуса (или 200 шагов на оборот). Этот параметр следует учитывать при настройке ПО.

Я лично для себя выбрал двигатели NEMA 23, длина двигателя 112 мм., ток – 3A., момент 30 кгс*см.


Блок питания

С двигателями, вроде, разобрались. Теперь для них нужен блок питания. Тут все просто – считаем суммарный ток ШД и под них подбираем мощность блока питания. Как я уже писал выше, чем выше напряжение, тем лучше работа на больших оборотах, но сильно поднимать не получится из-за драйверов ШД. У меня блок питания на 12.5 А, 48 V. На блоках питания обычно есть подстроечный резистор, которым можно менять напряжение в диапазоне +-5-10 V. На данный момент станок работает на 45 V. Очень рекомендую брать запас в мощности 10-15%, потому что китайцы очень любят завышать мощность. Так же, рекомендую при покупке бюджетного БП сразу разобрать его и убедиться в том, что все схемы плотно прижаты к радиаторам. У меня она была не до конца прижата.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 3 ЧПУ, Фрезеровка, Станок, Деревообработка, Своими руками, Длиннопост

Драйверы.

Вот тут есть, где развернуться. Сначала я заказал одни из самых дешевых – TB6600. В принципе, многие на них собирают станки и ничего плохого сказать не могу, но попробовав как работает станок на хороших драйверах, возвращаться к этим уже не хочется. 

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 3 ЧПУ, Фрезеровка, Станок, Деревообработка, Своими руками, Длиннопост

Так же эти драйверы штампуют на каждом втором заводе в Китае. С одной стороны, это хорошо отражается на цене, с другой – качество может очень сильно отличаться. В процессе эксплуатации один из драйверов (на оси Z) сгорел и испортил заготовку. Далее был куплен TB6560 исключительно чтобы доделать заказ, но он сгорел буквально через 30 секунд, хотя был выставлен на 3 A. После этого я взял Leadshine DM542 и в этот момент я понял, насколько четко может работать мой станок. Во-первых, двигатель стал работать намного тише, а главное - при том же токе гораздо лучше фиксируются шаги. Т.е. если на T6600 я могу при поданном напряжении провернуть винт ШВП, то при использовании этого драйвера сделать это практически невозможно (я все же смог провернуть на один шаг за муфту, но для этого реально нужно прилагать серьезные усилия). Так же, двигатели меньше греются. Старшие версии имеют возможность подключение через rj45 к ПК для более тонкой настройки ШД.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 3 ЧПУ, Фрезеровка, Станок, Деревообработка, Своими руками, Длиннопост

При работе TB6600 температура около 50 С, DM542 – 35-40 C. Ну и конечно разница в цене этих драйверов: TB6600 – около 700 р, Leadshine – около 2500-3500 р. На самом деле, на мой взгляд, имеет смысл собрать сначала на TB6600, потому что есть ненулевой шанс что-то перепутать и сжечь драйвер. Выше я писал, что станок работает на напряжении 45 вольт и что сгорел один из драйверов. Улавливаете связь? На TB6600 было заявлена поддержка напряжения до 50 вольт, но на 48 один из них испустил дух, поэтому так же советую занизить напряжения питания до 40-45 вольт при использовании этих драйверов.


Плата управления или плата опторазвязки. Основная ее задача в том, чтобы передать сигнал от ПК на драйверы и частотный преобразователь и передать сигналы с концевых выключателей на ПК. Так же она гальванически развязывает цепь драйверов ШД и концевиков с ПК. принципиально бывают трех видов – с приемом сигнал с LPT порта, с USB и со специальной платы, которая ставится в PCI-E порт и работает с NCStudio. У меня работает одна из самых дешевых плат с передачей сигнала через LPT порт. Брал ее исключительно из-за возможности управления 5 драйверами т.к. 4 у меня используются для передвижения по трем осям и еще планируется поворотная ось (как потом оказалось, пятая ось тут немного урезана, поэтому плату в ближайшее время заменю).

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 3 ЧПУ, Фрезеровка, Станок, Деревообработка, Своими руками, Длиннопост

Ничего хорошего про нее сказать не могу. Во-первых, сам LPT довольно чувствителен к помехам, во-вторых сейчас сложно найти материнскую плату с LPT, а внешние не всегда работают корректно. Но ее большой плюс – это цена около 500р.

Наиболее продвинутой и приближенной по точности, надежности и плавности управления считается плата StepMaster ver 2.5, но и цена на нее соответствующая – 7500, если брать у производителя. Я, поскольку планирую использование станка в коммерческих целях, буду переходить именно на нее.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 3 ЧПУ, Фрезеровка, Станок, Деревообработка, Своими руками, Длиннопост

ПК.


Основное требование – стабильная работа. Если плата управления работает через LPT, то хорошо, если порт будет на материнке. Если нет, то придется покупать PCI-E -> LPT. У меня работает без проблем, но потенциально чем больше компонентов, тем выше шанс отказа.


Шпиндель и частотный преобразователь.


Обычно продаются в комплекте. Бывают на 800, 1500 и 2200 Ватт. У меня стоит на 2200, но для обработки древесины, на мой взгляд, хватит и 1500. При работе станка потребление частотника редко переваливает за 500 Ватт. Шпиндели бывают жидкостного и воздушного охлаждения. Я себе брал жидкостного т.к. показалось это более технологично, к тому же, они тише. До этого разговор шел про бесколлекторный шпиндель, но бывают еще и коллекторные. Неплохой вариант, если планируется небольшой станок для домашней мастерской или гаража, но чувствителен к грязи, имеет гораздо меньший ресурс и более шумный.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 3 ЧПУ, Фрезеровка, Станок, Деревообработка, Своими руками, Длиннопост

Защитные автоматы: у меня стоит по автомату на

• ПК

• помпу охлаждения

• драйверы ШД и частотник.

Так же установлен вводной автомат. Драйверы и частотник объединены т.к. если будет проблема в частотнике, то я предпочитаю, чтобы выбило автом и ШД так же остановились, то же самое и в обратную сторону. Еще неплохо бы устновить рел напряжения, а еще лучше стабилизатор, особенно если в сети наблюдаются скачки напряжения.


Теперь по сумме:

ШД – 4 х 2 500 = 10 000

Драйверы – 4 х 3 000 = 12 000

Плата управления – 7 500

Блок питания – 2 500

Шпиндель + Частотный преобразователь – 26 000

Автоматы, провода – 5 000

ПК – 15 000

ИТОГО 80 000, хотя по факту траты перевалили за 100к уже

Всем спасибо за внимание. Если есть вопросы, буду рад ответить.

Показать полностью 9
75

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 2

Ссылка на предыдущую статью:

https://pikabu.ru/story/stroim_chpu_frezer_s_rabochim_polem_...


В прошлой статье мы рассмотрели 3D-модели станка и некоторые его особенности. В этой части хочу обратить внимание на некоторые нюансы, которые возникли при сборке.


Основная проблема была в недоступности, а точнее непозволительной дороговизне, обработки деталей на фрезерных станках, поэтому изначально конструкция разрабатывалась таким образом, чтобы ее можно было с достаточной точностью собрать в гаражных условиях. Еще раз хочу обратить внимание, что этот станок разрабатывался преимущественно для работы по дереву и мягким металлам, а если еще точнее, то для художественной обработки оных. Он НЕ проектировался для работы по твердым металлам и НЕ позволяет обрабатывать детали с допусками ниже 11-8 квалитета в зависимости от твердости материала и размера заготовки (почему зависит от размера заготовки – будет понятно далее)


Начнем, пожалуй, инструмента, который применялся при постройке:

• Болгарка – без нее никуда.

• Сварочный аппарат – металлы толщиной до 4 мм варились полуавтоматом (проволокой 0.8 мм); металлы свыше 4 мм варились сварочным инвертором (электродами 3мм).

• Хороший угольник.

• Сварочный зажим, струбцины и иные самодельный и импровизированные средства фиксации.

• Паяльник и сопутствующие принадлежности.

• Метчик М6, М5, М4.

• Дрель, шуруповерт.

• Иной ручной инструмент – ключи, напильники, молоток, кувалда и т.д.


Как видите, удалось обойтись без использования дорогостоящего и специализированного инструмента. Нужно сказать, что в процессе постройки очень не хватало лазерного нивелира, причем подошел бы самый дешевый китайский стоимостью около 1500р.


Теперь о самом процессе постройки: первым делом были сварены боковые опоры. Тут важно было исключить перекос ног т.к. тогда не получилось бы сделать регулировку стола по высоте (эта регулировка была предусмотрена для дальнейшей установки 4-й оси).

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 2 ЧПУ, Фрезерный станок, Текст, Длиннопост, Видео

Для обеспечения необходимой точности были использованы три отрезка профильной трубы 60х60х4, на которые сверху были положены профили 80х80х3, которые и образуют боковины станка.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 2 ЧПУ, Фрезерный станок, Текст, Длиннопост, Видео

Сначала ноги прихватывались по углам, затем проваривались крест-на-крест примерно по 3-4 см. за раз, чтобы исключить коробление металла. Справедливости ради стоит отметить, что длинные профили все же повело (появился горб) и потом достаточно времени было потрачено на то, чтобы компенсировать это, и все равно до конца не получилось выровнять их. Это и является основной преградой для точной обработки больших деталей.

Далее был изготовлен портал. Изначально планировалось сделать прорези в 30 двутавре для облечения, но позже от этой затей пришлось отказаться так как были опасения, что это может усугубить коробление при сварке, ну и делать их болгаркой так себе затея, учитывая выигрыш в массе примерно в 5 кг.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 2 ЧПУ, Фрезерный станок, Текст, Длиннопост, Видео

Кстати, сварка портала была единственной операцией, которую делал не я.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 2 ЧПУ, Фрезерный станок, Текст, Длиннопост, Видео

Для изготовления каретки оси Х был использован кусок двутавра 40. Был отрезан кусок длиной (шириной?) 180мм, далее отрезав лишнее получился элемент в виде буквы «Г».

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 2 ЧПУ, Фрезерный станок, Текст, Длиннопост, Видео

Самое сложное во всей сборке были небольшие проставки под каретки TBR20UU и под гайки ШВП. Их приходилось шлифовать вручную, сначала на точиле, затем доводились на бруске.

Про саму сборку писать особо и нечего. Она представляла из себя цикл примерил – просверлил – допилил напильником – собрал – разобрал так как где-то что-то не сошлось, и так по кругу много раз.


Далее после пробного запуска станок был разобран для покраски. Большая часть деталей была зашкурена, загрунтована и затем покрашена, но некоторые из-за моей криворукости пришлось красить прямо на металл так как время поджимало.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 2 ЧПУ, Фрезерный станок, Текст, Длиннопост, Видео

Процесс изготовления станка был начат 12 июля, первый запуск был 20

Сейчас осталось проложить кабельканалы, немного разобраться с проводами в распределительном ящике, поставить емкости для охлаждающей жидкости и СОЖ. На данный момент станок выглядит вот так:

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 2 ЧПУ, Фрезерный станок, Текст, Длиннопост, Видео

И небольшое видео работы видео работы.

Как видите, даже имея очень скудный набор инструмента и отсутствие доступа к высокоточным станкам возможно собрать рабочий ЧПУ-фрезер. Однако собирать еще один в таких же условиях я уже бы не стал. Да и саму концепцию переработал бы. Но что сделано – то сделано.

Всего было затрачено времени на станок на данный момент примерно полтора месяца работы. Работа велась на протяжении всего дня, иногда и ночами. Такие большие временные затраты обусловлены многими факторами: отсутствие или неудовлетворительное состояние инструмента, отсутствие доступа к металлообрабатывающим станкам, отсутствие поблизости нормальных магазинов (так, например, за винтами с внутринним шестигранником пришлось ехать в соседний город), работа практически в одиночку, ну и тот факт, что я занимался этим впервые.


Следующую статью планирую по электронике и финансовым затратам.


Всем спасибо за внимание.

Показать полностью 7 2
263

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 1.

Для начала немного бэкграунда: я студент технического ВУЗа, специальность далека от данной темы, но кое-какие базовые знания были даже на момент начала изучения темы ЧПУ-станков. Сама идея создания ЧПУ-фрезера появилась примерно год назад. Далее несколько месяцев было проведено на различных форумах, в поисках статей и видео на YouTube. Далее в течение полугода создавал и переделывал 3D модели будущего станка. Всего к моменту первого заказа комплектующих было сделано 6 версий станка, еще 2 версии появились на этапе сборки. Тут стоит сказать, что общая концепция была выбрана уже на этапе создания второй или третьей модели и дальше версии отличались отдельными узлами.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 1. ЧПУ, Фрезерный станок, 3D модель, Текст, Длиннопост

Немного про саму концепцию станка и о целях его создания: изначально идея была построить наиболее простой в изготовлении станок с рабочим полем примерно 500х500, но позже захотелось и какого-то коммерческого использования. Так размеры поля увеличились до 1800х900 мм. Именно такой размер был выбран из-за возможности обрабатывать за один установ наличники, раскраивать фанеру, разрезая стандартный лист 1500х1500 на две части и т.д. Важную роль сыграли еще и стандартные размеры винтов ШВП.


Сам станок представляет собой сварную конструкцию из профиля 80х80х3, 60х60х3, 60х60х2, двутавр 30, двутавр 40. Сварная конструкция была выбрана по двум причинам: дешевизна и доступность обработки в гаражных условиях. Станок портального типа с приводами ШВП 1605. Направляющие SBR20. Изначально хотел конечно сделать на HWIN, но цена сыграла решающую роль. Сейчас могу сказать, что со своими задачами SBR20 справляются. К тому же опорные модули SBR20UU имеют винт для выбора люфта и при необходимости их можно немного поджать тем самым уменьшив люфты (насколько это будет работать пока не проверял – не было необходимости).


Отдельно стоит отметить что станок имеет разборную конструкцию. Это было одним из основных требований т.к. предполагается транспортировка станка. Стол крепится на 16 болтах М10 и связывает между собой боковины, которые, в свою очередь, являются сварными.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 1. ЧПУ, Фрезерный станок, 3D модель, Текст, Длиннопост

Так же боковины связаны листами толщиной 3мм (на изображении выше они не показаны), которые крепятся на 8 винтах М6 с торцов конструкции и предотвращают ее перекос по оси OY (оси здесь и далее как показано на изображении №1).

Портал выполнен из двутавра 30. Сейчас бы сделал его менее массивным, хотя с другой стороны это позволило увеличить расстояние между направляющими оси Х. Направляющие имеют длину 1100мм, винт ШВП 1000мм. Модули крепления ШВП здесь, как, впрочем, и везде, BF12 и BK12. На фото ниже представлен его общий вид. В процессе были переделаны крепления гаек ШВП оси Y к порталу в связи с невозможностью засверлиться в торец материала, а так же невозможностью регулировки перекоса гайки.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 1. ЧПУ, Фрезерный станок, 3D модель, Текст, Длиннопост

Каретка оси Х выполнена из куска двутавра 40, обрезанного в форме буквы «Г». Такая конструкция была выбрана из соображений улучшения несущей способности направляющих. Таким образом получилось, что основную составляющую вертикальной нагрузки несет верхняя направляющая, горизонтальные же нагрузки в большей степени воспринимаются нижней направляющей. Другим достоинством данного решения был простой алгоритм параллельной установки направляющих. Сначала нижняя и верхняя направляющая вставлялась в каретки, затем подбиралось такое смещение верхней направляющей, чтобы плоскость каретки оси Х была вертикальна, затем крепилась одним винтом (в середине), затем перемещениями каретки в крайние положения выравнивались края и так же закреплялись, после крепилась нижняя направляющая. На самом деле это на бумаге все красиво получается, а в жизни пришлось с этими направляющими немало помучиться, однако мне кажется в других вариантах проблем было бы еще больше.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 1. ЧПУ, Фрезерный станок, 3D модель, Текст, Длиннопост

Дальнейшее рассмотрение узлов считаю бессмысленным, если будет интересно могу позже дополнить, а так же с радостью отвечу на вопросы в комментариях.

Ну и в конце фото что получилось в итоге. Извиняюсь за такую кривую фотографию - на выходных сделаю нормальные фото.

Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 1. ЧПУ, Фрезерный станок, 3D модель, Текст, Длиннопост

Следующая статья будет о процессе создания механической части уже в железе. Так же планируется статья по электронике и, возможно, по финансовой составляющей проектировки и постройки.


Спасибо за внимание.

Показать полностью 4
-6

Как не стоит продавать машину

Поехали сегодня с другом посмотреть ему машину. Нашли на авто.ру вот такую

Как не стоит продавать машину Авто, Продажа, Нехороший человек, Продавец

И цена нормальная, и состояние неплохое, к тому же у самого омега б, впечатления только положительные.

Позвонили продавцу, договорились встретиться в 6. Прямо перед выездом еще раз созвонились, все согласовали.

Приехали в 6:15, при этом в 5:50 позвонили и предупредили, что опаздываем. На месте уже звоним хозяину авто, а он просто не берет трубку. В течении часа мы пытались с ним связаться - результата 0! В итоге 3 часа времени, 100+ километров и все зря. На сайте жалобу на объявление оставил. Не знаю, даст ли это что то.

Не надо так делать.

Эти открытки сделали пикабушники. Сможете лучше?

Наш дикий конкурс открыток продолжается! Поздравили друзей, босса и любимую учительницу, а потом не помедлили и прислали свое творение нам? Все правильно сделали. Потому что до конца конкурса, в котором мы разыгрываем оригинальные подарочные наборы, осталось меньше 10 дней.


А чтобы поймать музу, вот порция открыток от пользователей Пикабу, которые они сделали в нашем конструкторе. Главное, не стесняйтесь!

Эти открытки сделали пикабушники. Сможете лучше?

Как поучаствовать в конкурсе:

1. Заходите на страницу конструктора.

2. Выбирайте тему: День интернета, День работников леса или 3 сентября (никогда не поздно).

3. Делайте открытку и не забудьте ее сохранить.

4. Отправляйте свою работу в приложении Сбербанк Онлайн (никаких платежей, все бесплатно).

Отличная работа, все прочитано!