Делаем маленький станок с ЧПУ

Как любитель железяк давно загорелся сделать станочек с числовым программным управлением (станок с ЧПУ), идею вынашивал 3 года. Но ведь мечты должны сбываться и я приступил к воплощению своей мечты в реальность. Перечитав множество форумов и пересмотрев огромное количество станков, хоббийных и не только, решил, что это бюджетный прототип, собранный полностью собственными руками: от рамы станка до управляющей электроники. Первым делом определился с рабочей поверхностью станка, узлом линейных перемещений будь-то ШВП (шарико-винтовая передача), шпилька с метрической или трапецеидальной резьбой, зубчатая рейка, ведь от этого будет зависеть выбор материала для изготовления конструкции, мощность двигателей ну и электроники соответственно. Конечно хочется рабочее поле побольше, но чем больше поле, тем дороже станок, поэтому я остановился на рабочем поле 800*800*200. это позволяет обрабатывать достаточно большие детали из мягких материалов таких как дерево, пластики и т.п.

Ну что же переходим к описанию конструкции

Конструкция представляет из себя сварные рамы, которые устанавливаются друг на друга, используются шарикоподшипники, которые позволяют отдельным частям станка двигаться, тем самым изменяется положение режущего инструмента в плоскостях XYZ. Такая конструкция имеет малую стоимость потому, что система линейных перемещений собрана из тех же квадратных труб. КОМПЛЕКТ труб на мой станочек обошелся в 2000 рублей. Далее определяемся чем будем двигать рамы( портал) станка, я остановился: - передача: трапецеидальные винты с шагом 5мм плюс гайки из полиамида.

Шаговые двигатели Nema 23 c ременной передачей (комплект от электрорубанка) на ходовые винты

Процесс постройки

Станина станка (ось Х) изготавливается из прямоугольной трубы 30х60х2мм, опоры портала (ось Y) из трубы 20х20х2мм, направляющие из труб 25х25х2мм. Ось Z я сделал максимально компактной из имеющегося под рукой железа, а точнее два куска квадратной трубы и гаражного, накладного замка :)

Для того что-бы все части двигались относительно друг друга, сделал каретки. Каретка это, 2 уголка с восемью подшипниками. Все узлы сделал с возможностью регулировки для выбора зазоров, которые обязательно появятся в процессе эксплуатации.

Электроника

И так имеем Двигатели Nema23 57H76-D6 57x76мм, 18.6 кг.см, вал 6.35мм, ток 2.6А, шаг 1.8° индуктивность 4,5 мГн Вычислим максимальное напряжение для заданной индуктивности ШД. Чтобы вычислить максимальное напряжение, которое вам следует использовать в зависимости от индуктивности обмоток шагового двигателя, используйте эту формулу: Максимальное напряжение = 32 * SQRT(Индуктивность) (SQRT - это квадратный корень.) 32 * SQRT(4.5) = 67.9В Максимум. После был приобретен импульсный БП NES-350-48 на 48В 7,3А для запитки трех двигателей. Дальше нужны драйвера, которые будут управлять двигателями.

Описание автора по настройке схемы драйвера ШД
Макет печатной платы драйвера ШД в SprintLayout 5.0

Давным давно, когда собирал эти драйвера, была проблема с неправильными IR2104. Ниже тестер.

Макет печатной платы тестера в SprintLayout 5.0

Для удобства подключения и защиты параллельного порта компьютера, собираем плату опторазвязки. Интерфейсная плата позволяет управлять 4-мя любыми контроллерами двигателей для станков ЧПУ с поддержкой сигналов STEP, DIR, ENABLE, двумя силовыми элементами станка, имеет высокоскоростной выход для управления скоростью шпинделя (PWM) и позволяет подключать разнообразные датчики (LIMIT, HOME, E-STOP) в необходимых комбинациях (5 входов). При составлении управляющей программы необходимо учитывать что сигнал ENABLE общий для всех четырех каналов. При использовании указанных в схеме номиналов и аккуратности в монтаже схема в настройке не нуждается.

Макет печатной платы опторазвязки в SprintLayout 5.0

Вот готовая электроника, драйвера и плата опторазвязки

Фото сделанные в процессе постройки

Фото того что изготавливалось на станочке

   Личный блог 0    1812 0

Комментарии ()

    Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии.