Proračun dimenzija stola cnc mašine. CNC modeler kompanija. Kontrolna tabla za jednu od CNC glodalica

Biti svjestan šta je složeno tehničko i elektronski uređaj, mnogi majstori misle da je to jednostavno nemoguće napraviti vlastitim rukama. Međutim, ovo mišljenje je pogrešno: takvu opremu možete sami napraviti, ali za to morate imati ne samo njen detaljan crtež, već i skup potrebnih alata i relevantnih komponenti.

Obrada duraluminijskih zareza na kućnoj stolnoj glodalici

Kada se odlučite za izradu domaće CNC mašine, imajte na umu da to može potrajati značajno vrijeme. Osim toga, bit će potrebni određeni finansijski troškovi. Međutim, ne plašeći se takvih poteškoća i imajući pravi pristup rješavanju svih pitanja, možete postati vlasnik pristupačne, efikasne i produktivne opreme koja vam omogućava obradu radnih komada od razni materijali With visok stepen tačnost.

Da biste napravili glodalicu opremljenu CNC sistemom, možete koristiti dvije opcije: kupiti gotov komplet, iz kojeg se takva oprema sastavlja od posebno odabranih elemenata, ili pronaći sve komponente i sastaviti uređaj koji u potpunosti ispunjava sve vaše zahtjeve vlastitim rukama.

Upute za sastavljanje domaće CNC glodalice

Ispod na fotografiji možete vidjeti izrađene vlastitim rukama, na koje je pričvršćeno detaljna uputstva za proizvodnju i montažu, sa naznakom korišćenih materijala i komponenti, tačnih „šamera” mašinskih delova i približnih troškova. Jedini nedostatak su upute engleski jezik, ali je sasvim moguće razumjeti detaljne crteže bez poznavanja jezika.

Preuzmite besplatne upute za proizvodnju stroja:

CNC glodalica je sastavljena i spremna za rad. Ispod su neke ilustracije iz uputstava za sastavljanje ove mašine.

"Uzorci" mašinskih delova (smanjen prikaz) Početak montaže mašine Međufaza Završna faza montaže

Pripremni radovi

Ako odlučite da ćete dizajnirati CNC mašinu vlastitim rukama bez upotrebe gotovog kompleta, prvo što trebate učiniti je da se odlučite za dijagram strujnog kola, na kojoj će takva mini-oprema raditi.

Za osnovu CNC opreme za glodanje možete uzeti staru bušilica, u kojem je radna glava sa bušilicom zamijenjena glavom za glodanje. Najsloženija stvar koja će se morati dizajnirati u takvoj opremi je mehanizam koji osigurava kretanje alata u tri nezavisne ravnine. Ovaj mehanizam se može sastaviti na bazi kolica iz neradnog štampača, to će osigurati kretanje alata u dvije ravnine.

Lako je povezati softversko upravljanje na uređaj sastavljen prema takvom konceptu. Međutim, njegov glavni nedostatak je što će na takvoj CNC mašini biti moguće obraditi samo obradke od plastike, drveta i tankih lim. To se objašnjava činjenicom da su kolica iz starog štampača, koja će omogućiti kretanje alat za rezanje, nemaju dovoljan stepen krutosti.

Da bi vaša domaća CNC mašina mogla izvoditi potpune operacije glodanja s obradacima iz različitih materijala, dovoljno snažan koračni motor mora biti odgovoran za pomicanje radnog alata. Uopće nije potrebno tražiti koračni motor, može se napraviti od konvencionalnog elektromotora, podvrgavajući ga malom usavršavanju.

Upotreba koračnog motora u vašem će omogućiti da se izbjegne upotreba zavrtnja i funkcionalnost a karakteristike domaće opreme od ovoga se neće pogoršati. Ako se ipak odlučite koristiti kolica iz pisača za svoju mini mašinu, onda je preporučljivo da ih preuzmete sa većeg modela uređaja za štampanje. Za prijenos sile na osovinu opreme za glodanje, bolje je koristiti ne obične, već zupčaste remene koji neće kliziti na remenicama.

Jedna od najvažnijih komponenti svake takve mašine je mehanizam za glodanje. To je njegova proizvodnja koja se mora dati Posebna pažnja. Da biste pravilno napravili takav mehanizam, trebat će vam detaljni crteži, koje ćete morati striktno pratiti.

Crteži CNC glodalice

Počnimo sa sastavljanjem opreme

Osnova domaće CNC opreme za glodanje može biti pravokutna greda, koja mora biti sigurno pričvršćena na šine.

Noseća konstrukcija mašine mora imati visoku krutost, bolje je ne koristiti zavareni spojevi, a sve elemente trebate spojiti samo vijcima.

Ovaj zahtjev se objašnjava činjenicom da zavarivanja ne podnose dobro vibracijska opterećenja, kojima će nužno biti izložena noseća konstrukcija opreme. Takva opterećenja će na kraju dovesti do činjenice da će se okvir stroja s vremenom početi urušavati, a u njemu će doći do promjena geometrijskih dimenzija, što će utjecati na točnost postavki opreme i njene performanse.

Zavareni šavovi pri montaži domaćeg okvira glodalicačesto izazivaju razvoj igre u njegovim čvorovima, kao i otklon vodilica, koji nastaje pod teškim opterećenjima.

U glodalici, koju ćete sastaviti vlastitim rukama, mora se osigurati mehanizam koji osigurava kretanje radnog alata u okomitom smjeru. Za to je najbolje koristiti vijčani zupčanik, čija će se rotacija prenositi pomoću zupčastog remena.

Važan detalj glodalice je njegova vertikalna os, koja se za domaći uređaj može napraviti od aluminijske ploče. Veoma je važno da dimenzije ove ose budu precizno prilagođene dimenzijama uređaja koji se montira. Ako imate na raspolaganju peć za mufle, tada možete vlastitim rukama napraviti vertikalnu os stroja, izlivajući je od aluminija prema dimenzijama navedenim na gotovom crtežu.

Nakon što su sve komponente vaše domaće glodalice pripremljene, možete početi sa sastavljanjem. Ovaj proces počinje ugradnjom dva koračna motora, koji se montiraju na tijelo opreme iza njegove vertikalne ose. Jedan od ovih elektromotora bit će odgovoran za pomicanje glave za glodanje u horizontalnoj ravnini, a drugi - za pomicanje glave, respektivno, u vertikalnoj ravnini. Nakon toga se montiraju preostale komponente i sklopovi domaće opreme.

Rotaciju na sve komponente domaće CNC opreme treba prenositi samo preko remenskih pogona. Prije povezivanja sistema na montiranu mašinu programska kontrola, trebali biste provjeriti njegove performanse u ručnom načinu rada i odmah otkloniti sve uočene nedostatke u njegovom radu.

Proces montaže možete pogledati na videu, koji je lako pronaći na internetu.

Koračni motori

U dizajnu bilo koje CNC glodalice, nužno postoje koračni motori koji omogućuju kretanje alata u tri ravnine: 3D. Prilikom dizajniranja domaćeg stroja za ovu svrhu, možete koristiti elektromotore ugrađene u matrični pisač. Većina starijih modela matričnih štampača opremljena je električnim motorima prilično velike snage. Osim koračnih motora iz starog štampača, vrijedi uzeti jake čelične šipke, koje se također mogu koristiti u konstrukciji vaše domaće mašine.

Da biste napravili CNC ruter vlastitim rukama, trebat će vam tri koračna motora. Pošto ih u matričnom štampaču ima samo dva, biće potrebno pronaći i rastaviti još jedan stari uređaj za štampanje.

Ispostavilo se veliki plus ako motori koje pronađete imaju pet kontrolnih žica: to će značajno povećati funkcionalnost vaše buduće mini-mašine. Također je važno saznati sljedeće parametre koračnih motora koje ste pronašli: koliko stupnjeva se okreće u jednom koraku, koliki je napon napajanja, kao i vrijednost otpora namotaja.

Dizajn pogona domaće CNC glodalice sastavljen je od matice i klina, čije se dimenzije prvo moraju odabrati prema crtežu vaše opreme. Za pričvršćivanje osovine motora i pričvršćivanje na klin, prikladno je koristiti debeli gumeni namotaj od električnog kabela. Elementi vaše CNC mašine, poput stezaljki, mogu se napraviti u obliku najlonske čahure u koju se ubacuje vijak. Da bude tako jednostavno strukturni elementi, trebat će vam obična turpija i bušilica.

Elektronsko punjenje opreme

Vašom CNC mašinom, uradi sam, upravljaće se softverom, a vi morate da izaberete pravi. Prilikom odabira takvog softvera (možete ga sami napisati), važno je obratiti pažnju na to da je efikasan i da omogućava mašini da implementira sve svoje funkcionalnosti. Takav softver treba da sadrži drajvere za kontrolere koji će biti instalirani na vašoj mini glodalici.

U domaćoj CNC mašini obavezan je LPT port, kroz koji elektronski sistem kontrolisati i povezati sa mašinom. Vrlo je važno da se ova veza ostvaruje preko ugrađenih koračnih motora.

Prilikom odabira elektroničkih komponenti za svoju mašinu, važno je obratiti pažnju na njihov kvalitet, jer će od toga ovisiti točnost. tehnološke operacije koji će raditi na njemu. Nakon instaliranja i povezivanja svih elektronskih komponenti CNC sistema, potrebno je da preuzmete potrebne softver i vozači. Tek nakon toga slijedi probni rad mašine, provjera ispravnog rada stroja pod kontrolom preuzetih programa, uočavanje nedostataka i njihovo brzo otklanjanje.

U pripremi za projektovanje tehnološkog procesa, vrši se detaljna analiza crteža kako bi se identifikovale nedostajuće dimenzije i konstruktivni i tehnološki podaci. Nedostajuće dimenzije i drugi podaci mogu se dobiti od projektanta, iz montažnih crteža ili geometrijskim konstrukcijama konture dijela.

Kako bi se olakšala priprema NC-a, dimenzioniranje na crtežu dijela mora zadovoljiti zahtjeve programiranja.

Budući da se obrada na CNC mašinama vrši prema komandama koje određuju koordinate tačaka putanje u pravougaonom koordinatnom sistemu, dimenzije na crtežima se moraju specificirati i u pravougaonom koordinatnom sistemu iz jedinstvenih projektnih osnova dela. Da biste to učinili, morate odabrati ishodište koordinata i smjer osi. Poželjno je da se smjer osa relativnog koordinatnog sistema dijela poklopi nakon njegove ugradnje na stroj sa smjerom koordinatnih osa stroja.

Prilikom primjene dimenzija na crtežima, u nekim slučajevima se rupe, grupe rupa ili dijelovi dijelova mogu specificirati u lokalnom koordinatnom sistemu, kao što je prikazano za rupu B (Sl. 11.8, a). Prelazak sa takvog sistema sa početkom u tački A na glavni sistem ne izaziva poteškoće.

Rupe za montažu koje se nalaze na jednom ili drugom polumjeru od središta glavne rupe obično su postavljene središnjim kutom luka između njihovih osa i radijusa. Za CNC mašine, takve informacije treba zamijeniti koordinatama osa svake rupe (slika 11.8, b). U primjeru koji se razmatra, preporučljivo je dodijeliti os velike rupe kao ishodište koordinata, jer obezbeđuje minimalnu dužinu kretanja u stanju mirovanja (pozicioniranja) tokom obrade.

Rice. 11.8. Dimenzionisanje na crtežima delova za CNC mašine:

a) u lokalnom koordinatnom sistemu; b) u koordinatnom sistemu glavne rupe

Dijelovi često imaju veliki broj malih montažnih rupa. Određivanje koordinata ose svake od njih je nepraktično, jer ovo otežava čitanje crteža. U takvim slučajevima, za označavanje dimenzija, racionalno je koristiti tabelarni metod, koji je takođe pogodan za programiranje (slika 11.9, a).

Prilikom obrade zakrivljenih kontura ravnih dijelova na CNC mašini, potrebno je na crtežu navesti dimenzije polumjera lukova, koordinate centara polumjera i koordinate spojnih tačaka lukova (sl. 11.9, b).

Rice. 11.9. Dimenzioniranje na crtežima detalja tabelarnom metodom:

a) osovine montažnih rupa; b) krivolinijske konture

Prema opštem pravilu za nanošenje dimenzija na crteže delova obrađenih na strugovima, preseci sa uskim tolerancijama (dimenzije a 1, a 2, a 3 na sl. 11.10, a) i srednji preseci sa širokim tolerancijama (dimenzije u 1, u 2, u 3, u 4). To je sasvim opravdano za mašine sa ručnim upravljanjem, jer. radnik samo treba da zadrži upravo ove dimenzije. Za CNC mašinu to nije važno, jer je tačnost pomaka ista, a ishodište se u pravilu ne poklapa sa bazom dizajna i nalazi se izvan dela. Stoga, dimenzije za takve dijelove treba primijeniti u lancu (slika 11.10, b).

Rice. 11.10. Dimenzioniranje na crtežima dijelova za tokarenje:

a) na mašinama sa ručnim upravljanjem; b) na CNC mašinama

Općenito, primjena dimenzija na crtežima dijelova koji se obrađuju na CNC mašinama treba biti takva da prilikom pripreme upravljačkog programa nema potrebe za njihovim ponovnim proračunom.

I tako, u okviru ovog članka-uputstva, želim da zajedno sa autorom projekta, 21-godišnjim mehaničarom i dizajnerom, napravite svoj vlastiti. Naracija će se voditi u prvom licu, ali znajte da, na moju veliku žalost, ne prenosim svoje iskustvo, već samo slobodno prepričavam autora ovog projekta.

U ovom članku će biti mnogo crteža, napomene uz njih su napravljene na engleskom, ali sam siguran da će pravi tehničar sve razumjeti bez daljnjeg. Radi lakšeg razumijevanja, podijeliću priču u "korake".

Predgovor autora

Već sa 12 godina sanjao sam da napravim mašinu koja će moći da stvara razne stvari. Mašina koja će mi dati mogućnost da napravim bilo koji kućni predmet. Dvije godine kasnije, naišao sam na frazu CNC tačnije na frazu "CNC glodalica". Nakon što sam saznao da postoje ljudi koji mogu sami napraviti takvu mašinu za svoje potrebe, u svojoj garaži, shvatio sam da bih to mogao i ja. Moram to uraditi! Tri mjeseca sam pokušavao da prikupim prave dijelove, ali nisam popuštao. Tako je moja opsesija postepeno nestala.

U avgustu 2013. ponovo me zainteresovala ideja o izgradnji CNC glodalice. Upravo sam završio diplomski studij na Univerzitetu za industrijski dizajn, tako da sam bio prilično siguran u svoje sposobnosti. Sada sam jasno shvatio razliku između mene danas i mene prije pet godina. Naučio sam raditi s metalom, savladao tehnike rada na ručnim mašinama za obradu metala, ali što je najvažnije, naučio sam koristiti razvojne alate. Nadam se da će vas ovaj tutorijal inspirirati da kreirate vlastitu CNC mašinu!

Korak 1: Dizajn i CAD model

Sve počinje promišljenim dizajnom. Napravio sam nekoliko skica kako bih bolje osjetio veličinu i oblik buduće mašine. Nakon toga sam kreirao CAD model koristeći SolidWorks. Nakon što sam modelirao sve dijelove i sklopove mašine, pripremio sam tehničke crteže. Koristio sam ove crteže za izradu dijelova na ručnim strojevima za obradu metala: i.

Da budem iskren, volim dobre. zgodni alati. Zato sam pokušao da se pobrinem da se operacije odvijaju održavanje i podešavanje mašine je maksimalno olakšano. Ležajeve sam stavio u posebne blokove kako bi se mogla brzo zamijeniti. Vodiči su servisni tako da će moj auto uvijek biti čist kada se posao završi.

Preuzimanja "Korak 1"

dimenzije

Korak 2: Krevet

Krevet pruža mašini potrebnu krutost. Biće opremljen pokretnim portalom, koračnim motorima, Z-osom i vretenom, a kasnije i radnom površinom. Koristio sam dva Maytec aluminijumska profila 40x80mm i dve aluminijumske završne ploče debljine 10mm da napravim osnovni okvir. Povezao sam sve elemente međusobno na aluminijske uglove. Da ojačam konstrukciju unutar glavnog okvira, napravio sam dodatni kvadratni okvir od profila manjeg presjeka.

Kako bi se u budućnosti izbjegla prašina na šinama, postavio sam aluminijske zaštitne kutove. Ugao se montira pomoću T-matica, koje se ugrađuju u jedan od žljebova profila.

Obje završne ploče su opremljene nosećim blokovima za montažu pogonskog vijka.

Montaža okvira nosača

Uglovi za zaštitu šina

Preuzimanja "Korak 2"

Crteži glavnih elemenata kreveta

Korak 3: Portal

Pomični portal je izvršno tijelo vaše mašine, kreće se duž X ose i nosi vreteno za glodanje i oslonac ose Z. Što je portal viši, to je deblji radni komad koji možete obraditi. Međutim, visoka portalna platforma je manje otporna na opterećenja koja se javljaju tokom obrade. Visoki bočni stupovi portala djeluju kao poluge u odnosu na linearne kotrljajuće ležajeve.

Glavni zadatak koji sam planirao riješiti na svojoj CNC glodalici bila je obrada aluminijskih dijelova. S obzirom da je maksimalna debljina aluminijskih otvora za mene 60 mm, odlučio sam da razmak portala (udaljenost od radne površine do gornje poprečne grede) bude jednak 125 mm. U SolidWorksu sam konvertovao sve svoje mere u model i tehničke crteže. Zbog složenosti dijelova obrađivao sam ih na industrijskom CNC obradnom centru, što mi je dodatno omogućilo obradu ivica, što bi bilo vrlo teško napraviti na ručnoj glodalici za metal.

Preuzimanja "Korak 3"

Korak 4: Čeljust osi Z

U dizajnu osi Z, koristio sam prednju ploču koja se pričvršćuje na ležajeve pokreta Y ose, dvije ploče za pojačanje sklopa, ploču za montažu koračnog motora i ploču za montiranje vretena za glodanje. Na prednjoj ploči sam ugradio dvije profilne vodilice po kojima će se vreteno kretati po osi Z. Imajte na umu da vijak osi Z nema kontra oslonac na dnu.

Preuzimanja "Korak 4"

Korak 5: Vodiči

Vodilice pružaju mogućnost kretanja u svim smjerovima, osiguravaju glatke i precizne pokrete. Svako poigravanje u jednom od smjerova može uzrokovati nepreciznost u obradi vaših proizvoda. Odabrao sam najskuplju opciju - profilirane šine od kaljenog čelika. To će omogućiti konstrukciji da izdrži velika opterećenja i obezbijedi tačnost pozicioniranja koja mi je potrebna. Kako bih osigurao da su vodilice paralelne, koristio sam poseban indikator prilikom njihove instalacije. Maksimalno odstupanje jedno u odnosu na drugo nije bilo veće od 0,01 mm.

Korak 6: Vijci i remenice

Vijci pretvaraju rotacijsko kretanje iz koračnih motora u linearno kretanje. Kada dizajnirate svoju mašinu, možete birati između nekoliko opcija za ovaj sklop: par vijak-matica ili par kugličnih vijaka (kuglični vijak). Matica je u pravilu izložena većim silama trenja tokom rada, a također je manje precizna u odnosu na kuglični vijak. Ako vam je potrebna veća preciznost, onda se svakako trebate odlučiti za kuglični vijak. Ali morate znati da su kuglični vijci prilično skupi.

Prilikom odabira CNC rutera (CNC rutera) odlučiti:

1. Sa kojim materijalom ćete raditi. O tome ovise zahtjevi za krutost dizajna glodalice i njen tip.

Na primjer, CNC mašina od šperploče obrađuje samo drvo (uključujući šperploču) i plastiku (uključujući kompozitne materijale - plastiku sa folijom).

Na aluminijskoj glodalici već je moguće obrađivati ​​zareze od obojenih metala, dok će se povećati i brzina obrade proizvoda od drveta.

Mašine za glodanje aluminijuma nisu pogodne za obradu čelika, ovde su već potrebne masivne mašine sa ležištem od livenog gvožđa, dok će obrada obojenih metala na takvim glodalicama biti efikasnija.

2. sa veličinom izradaka i veličinom radnog polja glodalice. Ovo definira zahtjeve za mehaniku CNC mašine.

Prilikom odabira mašine obratite pažnju na proučavanje mehanike mašine, mogućnosti mašine zavise od njenog izbora i nemoguće ju je zameniti bez značajnije izmene dizajna!

Mehanika CNC glodanje mašina napravljena od šperploče i aluminijuma je često ista. Više detalja u nastavku teksta.

Ali što je veća veličina radnog polja mašine, to će biti potrebne čvršće i skuplje vodilice za linearno kretanje za njegovu montažu.

Prilikom odabira strojeva za visoke obradne komade sa velikim visinskim razlikama, uvriježeno je mišljenje da je dovoljno odabrati mašinu sa velikim hodom Z. Ali čak i sa velikim Z-hodom, nemoguće je proizvesti dio sa strmi nagibi ako je visina dijela veća od radne dužine glodala, odnosno veća od 50 mm.

Razmotrite uređaj glodalice i opcije za odabir na primjeru CNC strojeva serije Modelist.

A) Izbor dizajna CNC mašine

Postoje dvije opcije za izradu CNC mašina:

1) dizajni sa pokretnim stolom, slika 1.
2) dizajn sa pokretnim portalom, slika 2.

Slika 1Mašina za glodanje kliznog stola

Prednosti dizajn mašine sa pokretnim stolom - ovo je jednostavnost implementacije, veća krutost mašine zbog činjenice da je portal fiksiran i pričvršćen za okvir (bazu) mašine.

Mana- velike dimenzije u odnosu na dizajn sa pokretnim portalom, te nemogućnost obrade teških dijelova zbog činjenice da pokretni sto nosi dio. Ovaj dizajn je sasvim prikladan za obradu drveta i plastike, odnosno lakih materijala.

slika 2 Mašina za glodanje sa pokretnim portalom (portal mašina)

Prednosti dizajn glodalice sa pokretnim portalom:

Kruti sto koji može izdržati veliku težinu radnog komada,

Neograničena dužina radnog komada,

kompaktnost,

Mogućnost izvođenja mašine bez stola (npr. za ugradnju rotacione ose).

Nedostaci:

Manja strukturalna krutost.

Potreba za korištenjem čvršćih (i skupih) vodilica (zbog činjenice da portal "visi" na vodilicama, a nije fiksiran na kruti okvir stroja, kao u dizajnu s pokretnim stolom).

B) Izbor mehanike CNC glodalice

Predstavljena je mehanika (vidi brojeve na sl. 1, sl. 2 i sl. 3):

3 - držači vodiča

4 - linearni ležajevi ili čahure

5 - noseći ležajevi (za pričvršćivanje olovnih vijaka)

6 - olovni vijci

10 - spojnica za spajanje osovine vodećeg vijka sa osovinom koračnih motora (SM)

12 - trna matica

slika 3

Izbor sistema linearnog kretanja glodalice (vodilice - linearni ležajevi, olovni vijak - olovna matica).

Kao vodiči se mogu koristiti:

1) vodilice sa valjcima, Slika 4.5

Slika 4

Slika 5

Ova vrsta vodiča pronašla je svoj put u dizajnu amaterskih lasera i alatnih mašina iz industrije namještaja, Slika 6.

Nedostatak je niska nosivost i nizak resurs, jer izvorno nisu bili namijenjeni za upotrebu u strojevima s velikim brojem pokreta i velikim opterećenjem, niske čvrstoće aluminijumski profil vodilice dovodi do kolapsa, slika 5 i kao rezultat toga, nepopravljivog zazora, što čini dalju upotrebu mašine neprikladnom.

Druga verzija valjkastih vodilica, slika 7, takođe nije pogodna za velika opterećenja i stoga se koristi samo u laserskim mašinama.

Slika 7

2) okrugle vodilice, su čelična osovina izrađena od visokokvalitetnog ležajnog čelika otpornog na habanje sa brušenom površinom, površinski kaljenom i tvrdim hromom, prikazana pod brojem 2 na slici 2.

Ovo je optimalno rješenje za amaterske dizajne, jer. Cilindrične vodilice imaju dovoljnu krutost za rukovanje mekim materijalima u malim CNC mašinama uz relativno nisku cijenu. Ispod je tabela za odabir prečnika cilindričnih vodilica, ovisno o maksimalnoj dužini i minimalnom otklonu.

Neki Kinezi proizvođači jeftinih alatnih mašina vodilice nedovoljnog promjera, što dovodi do smanjenja točnosti, na primjer, kada se koriste na aluminijskoj mašini na radnoj dužini od 400 mm, vodilice promjera 16 mm dovest će do otklona u sredini pod vlastitom težinom za 0,3 ..0,5 mm (ovisno o težini portala).

Uz pravi izbor promjera osovine, dizajn strojeva koji ih koriste je prilično jak, velika težina osovina daje strukturi dobru stabilnost, ukupnu strukturnu krutost. Na mašinama većim od jednog metra, upotreba okruglih vodilica zahteva značajno povećanje prečnika da bi se održala minimalna deformacija, što upotrebu okruglih vodilica čini nerazumno skupim i teškim rešenjem.

Dužina ose	Mašina za šperploču	Aluminijumska mašina za obradu drveta	Aluminijumska mašina za rad sa aluminijumom
200mm	12	12	16	12
300mm	16	16	20	16
400mm	16	20	20	16
600mm	20	25	30	16
900mm	25	30	35	16

3) profilne šine vodilice
Polirana osovina na velikim mašinama se zamjenjuju profilnim vodilicama. Upotreba nosača duž cijele dužine vodilice omogućava korištenje vodilica mnogo manjih promjera. Ali upotreba ove vrste vodiča nameće visoki zahtjevi na krutost nosećeg okvira mašine, jer ležajevi od duraluminijumskog ili čeličnog lima sami po sebi nisu kruti. Mali promjer šinskih vodilica zahtijeva korištenje čelične profilirane cijevi debelih stijenki ili strukturnog aluminijskog profila velikog presjeka u dizajnu stroja kako bi se postigla potrebna krutost i nosivost okvira stroja.
Upotreba posebnog oblika profilne šine omogućava bolju otpornost na habanje u odnosu na druge tipove šina.

Slika 8

4) Cilindrične vodilice na nosaču
Cilindrične vodilice na nosaču su jeftiniji analog profilnih vodilica.
Kao i profilni, oni zahtijevaju upotrebu ne pločastih materijala u okviru mašine, već profesionalnih cijevi velikog poprečnog presjeka.

Prednosti - nema otklona i efekta opruge. Cijena je duplo veća od cijene cilindričnih vodilica. Njihova upotreba je opravdana kada je dužina putovanja iznad 500 mm.

slika 9 Cilindrične vodilice na nosaču

Pokret se može izvršiti kao čahure(trenje klizanja) - sl.10 na lijevoj strani i koristeći linearni ležajevi(trenje kotrljanja)- pirinač. 10 desno.

slika 10 Čaure i linearni ležajevi

Nedostatak kliznih čahura je trošenje čahure, što dovodi do pojave zazora i povećanog napora da se savlada trenje klizanja, što zahtijeva upotrebu snažnijih i skupljih koračnih motora (SM). Njihova prednost je niska cijena.

Nedavno je cijena linearnih ležajeva toliko pala da je ekonomski isplativo odabrati čak iu jeftinim hobi dizajnima. Prednost linearnih ležajeva je manji koeficijent trenja u odnosu na čahure, te, shodno tome, većina snage koračnih motora odlazi na korisne pokrete, a ne na borbu protiv trenja, što omogućava korištenje motora manje snage.

Za konverziju rotaciono kretanje u translaciji na CNC mašini potrebno je koristiti navojni zupčanik ( olovni vijak ). Zbog rotacije vijka, matica se pomiče naprijed. U strojevima za glodanje i graviranje mogu se koristiti kliznih vijčanih zupčanika i spiralni kotrljajući zupčanici .

Nedostatak kliznog vijčanog zupčanika je prilično veliko trenje, što ograničava njegovu upotrebu pri velikim brzinama i dovodi do habanja matice.

Klizni vijčani zupčanici:

1) metrički vijak. Prednost metričkog vijka je njegova niska cijena. Nedostaci - niska preciznost, mali korak i mala brzina. Max brzina Pomak propelera (brzina mm`s u minuti) na osnovu maksimalne brzine koračnog motora (600rpm). Najbolji vozači će zadržati obrtni moment do 900 o/min. Sa ovom brzinom rotacije, možete dobiti linearni pomak:

Za M8 vijak (razmak navoja 1,25 mm) - ne više od 750 mm/min,

Za M10 vijak (razmak navoja 1,5 mm) - 900 mm/min,

Za M12 vijak (razmak navoja 1,75 mm) - 1050 mm/min,

Za M14 vijak (razmak navoja 2,00 mm) - 1200 mm/min.

Pri maksimalnoj brzini, motor će imati oko 30-40% svog originalno specificiranog momenta, a ovaj način se koristi isključivo za kretanje u praznom hodu.

Prilikom rada na tako malom pomaku, povećana potrošnja za rezače, nakon nekoliko sati rada, na rezačima se stvaraju naslage ugljika.

2) keystone vijak. U dvadesetom veku, zauzimao je vodeću poziciju u mašinama za obradu metala, pre pojave kugličnih vijaka. Prednost - visoka preciznost, veliki korak navoja, a samim tim i velika brzina kretanja. Potrebno je obratiti pažnju na vrstu obrade, što je glatkija i ujednačenija površina vijka, duži je vijek trajanja prijenosnika vijak-matica. Valjani zavrtnji imaju prednost u odnosu na vijke sa navojem. Nedostaci trapeznog prijenosa vijčane matice - prilično visoka cijena u usporedbi s metričkim vijkom, trenje klizanja zahtijeva upotrebu koračnih motora dovoljno velike snage. Najčešći zavrtnji su TR10x2 (prečnik 10 mm, korak navoja 2 mm), TR12x3 (prečnik 12 mm, korak navoja 3 mm) i TR16x4 (prečnik 16 mm, korak navoja 4 mm). U alatnim mašinama, označavanje takvog zupčanika TR10x2, TR12x3, TR12x4, TR16x4

Pogoni šrafova:

Kuglični vijčani prijenos (SVP). Kod kugličnog vijka trenje klizanja zamjenjuje se trenjem kotrljanja. Da bi se to postiglo, kod kugličnog vijka, vijak i matica su odvojeni kuglicama koje se kotrljaju u udubljenjima navoja. Recirkulacija kuglica je osigurana pomoću povratnih kanala koji idu paralelno sa osom vijka.

Slika 12

Kuglični vijak pruža mogućnost rada pod velikim opterećenjima, dobru glatkoću rada, značajno povećan resurs (trajnost) zbog smanjenog trenja i podmazivanja, povećanu efikasnost (do 90%) zbog manjeg trenja. Može raditi pri velikim brzinama, pruža visoku preciznost pozicioniranja, veliku krutost i bez zazora. To jest, mašine koje koriste kuglične vijke imaju mnogo duži resurs, ali imaju višu cijenu. Mašine imaju oznake SFU1605, SFU1610, SFU2005, SFU2010, gdje je SFU jednostruka matica, DFU je dvostruka matica, prve dvije cifre su prečnik zavrtnja, druge dvije su korak navoja.

olovni vijak glodalica se može pričvrstiti na sljedeći način:

1) Dizajn sa jednim nosećim ležajem. Pričvršćivanje se vrši na jednoj strani vijka navrtkom na noseći ležaj. Druga strana vijka je pričvršćena na osovinu koračnog motora preko krute spojnice. Prednosti - jednostavnost dizajna, nedostatak - povećano opterećenje na ležaju koračnog motora.

2) Dizajn sa dva potisna ležaja. Dizajn koristi dva noseća ležaja na unutrašnjim stranama portala. Nedostatak dizajna je složenija implementacija u odnosu na opciju 1). Prednost je manje vibracija ako vijak nije savršeno ravan.

3) Dizajn sa dva potporna ležaja u zatezanju. Dizajn koristi dva noseća ležaja na vanjskim stranama portala. Prednosti - vijak nije deformiran, za razliku od druge opcije. Nedostatak je složenija implementacija dizajna u odnosu na prvu i drugu opciju.

Olovne matice oni su:

Bronza bez zazora. Prednost takvih orašastih plodova je izdržljivost. Nedostaci - teško se proizvodi (kao rezultat - visoka cijena) i imaju visok koeficijent trenja u usporedbi s kaprolonskim maticama.

Caprolon bez zazora. Trenutno je kaprolon postao široko rasprostranjen i sve više zamjenjuje metal u profesionalnim dizajnima. Pokretna matica od kaprolona punjenog grafitom ima znatno manji koeficijent trenja u odnosu na istu bronzu.

slika 14 Olovna matica od kaprolona punjenog grafitom

U matici sa kugličnim vijkom (kuglični vijak) trenje klizanja zamjenjuje se trenjem kotrljanja. Prednosti - nisko trenje, mogućnost rada velike brzine rotacija. Nedostatak je visoka cijena.

Izbor spojnice

1) povezivanje pomoću krute spojnice. Prednosti: krute spojnice prenose više obrtnog momenta sa osovine na vratilo, bez zazora pod velikim opterećenjima. Nedostaci: zahtijeva preciznu ugradnju, jer ova spojnica ne kompenzira neusklađenost i neusklađenost osovina.

2) spajanje pomoću mehove (split) spojnice. Prednost upotrebe mehove spojnice je u tome što njena upotreba omogućava kompenzaciju neusklađenosti instalacije pogonskog vratila i ose koračnog motora do 0,2 mm i neusklađenosti do 2,5 stepeni, što rezultira manjim opterećenjem koračnog motora ležaj i duži resurs koračnog motora. Takođe vam omogućava da prigušite nastale vibracije.

3) povezivanje pomoću bregastog kvačila. Prednosti: omogućava vam da prigušite nastale vibracije, prenijete više obrtnog momenta s osovine na vratilo, u usporedbi s podijeljenom. Nedostaci: manja kompenzacija neusklađenosti, neusklađenost instalacije pogonskog vratila i ose koračnog motora do 0,1 mm i neusklađenost do 1,0 stepeni.

C) Izbor elektronike

Predstavljena je elektronika (vidi slike 1 i 2):

7 - kontroler koračnog motora

8 - napajanje kontrolera koračnog motora

11 - koračni motori

Postoje 4-žične, 6-žične i 8-žične koračni motori . Svi se mogu koristiti. U većini modernih kontrolera, veza se provodi pomoću četverožičnog kruga. Ostali provodnici se ne koriste.

Prilikom odabira stroja važno je da koračni motor ima dovoljnu snagu da pomjeri radni alat bez gubljenja koraka, odnosno bez zazora. Što je veći korak navoja vijaka, bit će potrebni snažniji motori. Obično, što je veća struja motora, veći je njegov obrtni moment (snaga).

Mnogi motori imaju 8 izlaza za svaku polovinu namota zasebno - to vam omogućava da povežete motor sa namotima povezanim serijski ili paralelno. Sa paralelno povezanim namotajima, trebat će vam drajver sa dvostruko većom strujom nego kod serijski spojenih namotaja, ali će biti dovoljna polovina napona.

Sa serijama, naprotiv - da bi se postigao nazivni obrtni moment, biće potrebna polovina struje, ali da bi se postigla maksimalna brzina, biće potreban dvostruki napon.

Količina pokreta po koraku je tipično 1,8 stepeni.

Za 1.8, dobijate 200 koraka po punom okretu. U skladu s tim, za izračunavanje broja koraka po mm ( "Korak po mm" (Korak po mm)) koristimo formulu: broj koraka po okretu / korak zavrtnja. Za vijak sa korakom od 2 mm dobijamo: 200/2=100 koraka/mm.

Izbor kontrolera

1) DSP kontroleri. Prednosti - mogućnost odabira portova (LPT, USB, Ethernet) i neovisnost frekvencija STEP i DIR signala od rada operativni sistem. Nedostaci - visoka cijena (od 10.000 rubalja).

2) Kontroleri kineskih proizvođača za amaterske alatne mašine. Prednosti - niska cijena (od 2500 rubalja). Nedostatak su povećani zahtjevi za stabilnošću operativnog sistema, potrebno je pridržavanje određenih pravila konfiguracije, poželjno je koristiti namjenski računar, dostupne su samo LPT verzije.

3) Amaterski dizajni kontrolera na diskretnim elementima. Niska cijena Kineski kontrolori zamjenjuju amaterske dizajne.

Najrasprostranjeniji u dizajnu amaterskih mašina su kineski kontroleri.

Odabir napajanja

Nema17 motori zahtevaju napajanje od najmanje 150W

Nema23 motori zahtevaju napajanje od najmanje 200W