Výpočet rozměrů stolu cnc stroje. Firma CNC modelář. Ovládací panel pro jednu z CNC frézek

Uvědomit si, co je složité technické a elektronické zařízení, mnoho řemeslníků si myslí, že je prostě nemožné vyrobit to vlastníma rukama. Tento názor je však chybný: takové zařízení je možné vyrobit sami, ale k tomu musíte mít nejen jeho podrobný výkres, ale také sadu potřebných nástrojů a příslušných komponent.

Zpracování duralových přířezů na domácí stolní frézce

Při rozhodování o výrobě domácího CNC stroje mějte na paměti, že to může trvat značné množství času. Kromě toho budou vyžadovány určité finanční náklady. Nicméně, aniž byste se báli takových obtíží a měli správný přístup k řešení všech problémů, můžete se stát vlastníkem cenově dostupného, ​​efektivního a produktivního zařízení, které vám umožní zpracovávat obrobky z různé materiály S vysoký stupeň přesnost.

Chcete-li vyrobit frézku vybavenou CNC systémem, můžete použít dvě možnosti: koupit hotovou sadu, ze které je takové zařízení sestaveno ze speciálně vybraných prvků, nebo najít všechny komponenty a sestavit zařízení, které plně vyhovuje všem vašim požadavkům vlastníma rukama.

Návod na sestavení domácí CNC frézky

Níže na fotografii můžete vidět vyrobeno vlastníma rukama, ke kterému je připojeno podrobné pokyny pro výrobu a montáž s uvedením použitých materiálů a komponentů, přesných „vzorů“ strojních součástí a přibližných nákladů. Jedinou nevýhodou je návod anglický jazyk, ale je docela možné porozumět detailním výkresům bez znalosti jazyka.

Stáhněte si zdarma návod na výrobu stroje:

CNC frézka je sestavena a připravena k použití. Níže jsou uvedeny některé ilustrace z návodu k sestavení tohoto stroje.

"Vzory" strojních dílů (zmenšený pohled) Začátek montáže stroje Mezistupeň Konečná fáze montáže

Přípravné práce

Pokud se rozhodnete, že navrhnete CNC stroj vlastníma rukama bez použití hotové sady, pak první věc, kterou musíte udělat, je rozhodnout se pro Kruhový diagram, na kterém takové minizařízení bude fungovat.

Jako základ CNC frézovacího zařízení si můžete vzít staré vrtačka, u kterého je pracovní hlava s vrtákem nahrazena hlavou frézovací. Nejsložitější věcí, kterou bude nutné v takovém zařízení navrhnout, je mechanismus, který zajišťuje pohyb nástroje ve třech nezávislých rovinách. Tento mechanismus lze sestavit na základě pojezdů z nefunkční tiskárny, zajistí pohyb nástroje ve dvou rovinách.

K zařízení sestaveného podle takového konceptu lze snadno připojit softwarové ovládání. Jeho hlavní nevýhodou však je, že na takovém CNC stroji bude možné zpracovávat pouze obrobky z plastu, dřeva a tenkých plech. To se vysvětluje tím, že vozíky ze staré tiskárny, které zajistí pohyb řezací nástroj, nemají dostatečný stupeň tuhosti.

Aby váš podomácku vyrobený CNC stroj mohl provádět plnohodnotné frézovací operace s obrobky z různých materiálů, musí mít na starosti pohyb pracovního nástroje dostatečně výkonný krokový motor. Není vůbec nutné hledat krokový motor, může být vyroben z běžného elektromotoru, který je podroben mírné úpravě.

Použití krokového motoru u vás umožní vyhnout se použití šroubového pohonu a funkčnost a vlastnosti podomácku vyrobeného zařízení se tím nezhorší. Pokud se přesto rozhodnete pro svůj ministroj použít pojezdy z tiskárny, pak je vhodné si je vyzvednout z většího modelu tiskového zařízení. Pro přenos síly na hřídel frézovacího zařízení je lepší použít ne obyčejné, ale ozubené řemeny, které nebudou klouzat na řemenicích.

Jednou z nejdůležitějších součástí každého takového stroje je frézovací mechanismus. Je to jeho výroba, která musí být dána Speciální pozornost. Chcete-li správně vyrobit takový mechanismus, budete potřebovat podrobné výkresy, které bude třeba přísně dodržovat.

Výkresy CNC frézky

Začněme s montáží zařízení

Základem podomácku vyrobeného CNC frézovacího zařízení může být obdélníkový nosník, který musí být bezpečně upevněn na kolejnicích.

Nosná konstrukce stroje musí mít vysokou tuhost, je lepší ji nepoužívat svařované spoje a všechny prvky musíte připojit pouze šrouby.

Tento požadavek je vysvětlen tím, že svary jsou velmi špatně tolerovány vibračním zatížením, kterému bude nutně vystavena nosná konstrukce zařízení. Taková zatížení nakonec povedou k tomu, že se rám stroje začne časem hroutit a dojde v něm ke změnám geometrických rozměrů, což ovlivní přesnost nastavení zařízení a jeho výkon.

Svařované švy při montáži domácího rámu frézkačasto vyvolávají vývoj vůle ve svých uzlech, stejně jako vychýlení vodítek, které se tvoří při silném zatížení.

Ve frézce, kterou budete sestavovat vlastníma rukama, musí být zajištěn mechanismus, který zajistí pohyb pracovního nástroje ve svislém směru. K tomu je nejlepší použít šroubový převod, jehož rotace se bude přenášet pomocí ozubeného řemene.

Důležitým detailem frézky je její svislá osa, která může být pro domácí zařízení vyrobena z hliníkové desky. Je velmi důležité, aby rozměry této osy byly přesně přizpůsobeny rozměrům montovaného zařízení. Pokud máte k dispozici muflovou pec, můžete si vyrobit svislou osu stroje vlastníma rukama a odlévat ji z hliníku podle rozměrů uvedených na hotovém výkresu.

Poté, co jsou všechny součásti vaší domácí frézky připraveny, můžete ji začít sestavovat. Tento proces začíná instalací dvou krokových motorů, které jsou namontovány na těle zařízení za jeho vertikální osou. Jeden z těchto elektromotorů bude zodpovědný za pohyb frézovací hlavy v horizontální rovině a druhý - za pohyb hlavy ve vertikální rovině. Poté se namontují zbývající komponenty a sestavy domácího zařízení.

Rotace na všechny součásti podomácku vyrobeného CNC zařízení by měla být přenášena pouze přes řemenové pohony. Před připojením systému ke smontovanému stroji ovládání programu, měli byste zkontrolovat jeho výkon v ručním režimu a okamžitě odstranit všechny zjištěné nedostatky v jeho provozu.

Postup montáže můžete sledovat na videu, které snadno najdete na internetu.

Krokové motory

V konstrukci jakékoli CNC frézky jsou nutně krokové motory, které zajišťují pohyb nástroje ve třech rovinách: 3D. Při navrhování domácího stroje pro tento účel můžete použít elektromotory instalované v jehličkové tiskárně. Většina starších modelů jehličkových tiskáren byla vybavena elektromotory s dosti vysokým výkonem. Kromě krokových motorů ze staré tiskárny se vyplatí vzít silné ocelové tyče, které lze použít i při konstrukci vašeho domácího stroje.

Chcete-li vyrobit CNC router vlastníma rukama, budete potřebovat tři krokové motory. Vzhledem k tomu, že v jehličkové tiskárně jsou pouze dva, bude nutné najít a rozebrat další staré tiskové zařízení.

Ukazuje se velké plus pokud motory, které najdete, mají pět ovládacích vodičů: výrazně to zvýší funkčnost vašeho budoucího mini-stroje. Důležité je také zjistit následující parametry vámi nalezených krokových motorů: o kolik stupňů se otočí v jednom kroku, jaké je napájecí napětí a také hodnotu odporu vinutí.

Konstrukce pohonu domácí CNC frézky je sestavena z matice a čepu, jejichž rozměry je nutné nejprve vybrat podle výkresu vašeho zařízení. Pro upevnění hřídele motoru a jeho připevnění k čepu je vhodné použít silné pryžové vinutí z elektrického kabelu. Prvky vašeho CNC stroje, jako jsou svorky, mohou být vyrobeny ve formě nylonového pouzdra, do kterého je vložen šroub. Aby to bylo jednoduché konstrukční prvky, budete potřebovat běžný pilník a vrtačku.

Elektronické plnění zařízení

Váš CNC stroj pro kutily bude řízen softwarem a vy si musíte vybrat ten správný. Při výběru takového softwaru (můžete si ho napsat sami) je důležité věnovat pozornost skutečnosti, že je efektivní a umožňuje stroji implementovat všechny jeho funkce. Takový software by měl obsahovat ovladače pro ovladače, které budou nainstalovány na vaší mini frézce.

V domácím CNC stroji je LPT port povinný, přes který elektronický systém ovládat a připojit ke stroji. Je velmi důležité, aby toto spojení bylo provedeno prostřednictvím instalovaných krokových motorů.

Při výběru elektronických součástek pro váš kutilský stroj je důležité věnovat pozornost jejich kvalitě, protože na tom bude záviset přesnost. technologické operaceže na něm poběží. Po instalaci a připojení všech elektronických součástí CNC systému je třeba stáhnout potřebné software a řidiči. Teprve poté následuje zkušební provoz stroje, kontrola správného chodu stroje pod kontrolou stažených programů, zjištění nedostatků a jejich rychlé odstranění.

V rámci přípravy na návrh technologického postupu se provádí podrobný rozbor výkresu pro zjištění chybějících rozměrů a konstrukčních a technologických údajů. Chybějící kóty a další údaje lze získat od konstruktéra, z výkresů sestav nebo geometrickými konstrukcemi obrysu součásti.

Aby se usnadnila příprava NC, musí kótování ve výkresu součásti splňovat požadavky programování.

Vzhledem k tomu, že zpracování na CNC strojích probíhá podle příkazů, které určují souřadnice bodů trajektorie v pravoúhlém souřadnicovém systému, musí být rozměry na výkresech specifikovány také v pravoúhlém souřadnicovém systému z jednotných návrhových základů dílu. Chcete-li to provést, musíte vybrat počátek souřadnic a směr os. Je žádoucí, aby se směr os relativního souřadnicového systému součásti po její instalaci na stroj shodoval se směrem souřadnicových os stroje.

Při použití kót na výkresech lze v některých případech zadat díry, skupiny děr nebo prvky součásti v lokálním souřadnicovém systému, jak je znázorněno pro díru B (obr. 11.8, a). Přechod z takového systému se začátkem v bodě A do hlavního systému nezpůsobuje potíže.

Montážní otvory umístěné v jednom nebo druhém poloměru od středu hlavního otvoru jsou obvykle nastaveny středovým úhlem oblouku mezi jejich osami a poloměry. U CNC strojů by takové informace měly být nahrazeny souřadnicemi os každého otvoru (obr. 11.8, b). V uvažovaném příkladu je vhodné přiřadit osu velké díry jako počátek souřadnic, protože poskytuje minimální délku nečinných (polohovacích) pohybů během zpracování.

Rýže. 11.8. Kótování na výkresech dílů pro CNC stroje:

a) v místním souřadnicovém systému; b) v souřadném systému hlavního otvoru

Díly mají často velké množství malých montážních otvorů. Určení souřadnic os každého z nich je nepraktické, protože to ztěžuje čtení kresby. V takových případech je pro označení rozměrů racionální použít tabulkovou metodu, která je také vhodná pro programování (obr. 11.9, a).

Při zpracování zakřivených obrysů plochých dílů na CNC stroji je nutné na výkresu uvést rozměry poloměrů oblouků, souřadnice středů poloměrů a souřadnice bodů spojení oblouků (obr. 11,9, b).

Rýže. 11.9. Kótování na detailních výkresech pomocí tabulkové metody:

a) osy montážních otvorů; b) křivočaré obrysy

Podle obecného pravidla pro nanášení rozměrů na výkresech součástí obráběných na soustruzích jsou profily s úzkými tolerancemi (rozměry a 1, a 2, a 3 na obr. 11.10, a) a mezisekce s širokými tolerancemi (rozměry v 1, v 2, ve 3, ve 4). To je u strojů s ručním ovládáním zcela oprávněné, protože. pracovník potřebuje pouze dodržet přesně tyto rozměry. U CNC stroje to nevadí, protože přesnost posunů je stejná a původ se zpravidla neshoduje s konstrukční základnou a je mimo součást. Proto by měly být rozměry pro takové části aplikovány v řetězci (obr. 11.10, b).

Rýže. 11.10. Kótování na výkresech dílů pro soustružení:

a) na strojích s ručním ovládáním; b) na CNC strojích

Obecně by aplikace rozměrů na výkresech dílů zpracovávaných na CNC strojích měla být taková, aby při přípravě řídicího programu nebylo nutné je přepočítávat.

A tak v rámci tohoto článku-návodu chci, abyste si spolu s autorem projektu, 21letým mechanikem a konstruktérem, vyrobili svůj vlastní. Vyprávění bude vedeno v první osobě, ale vězte, že k mé velké lítosti nesdílím své zkušenosti, ale pouze volně převyprávím autora tohoto projektu.

V tomto článku bude spousta kreseb, poznámky k nim jsou psány v angličtině, ale jsem si jistý, že skutečný technař bez dalšího porozumí všemu. Pro snadnější pochopení rozdělím příběh na "kroky".

Předmluva od autora

Už ve 12 letech jsem snil o tom, že postavím stroj, který bude schopen vytvářet různé věci. Stroj, který mi dá možnost vyrobit jakýkoli předmět do domácnosti. O dva roky později jsem na to slovní spojení narazil CNC nebo přesněji k frázi "CNC frézka". Poté, co jsem zjistil, že existují lidé, kteří si takový stroj dokážou vyrobit sami pro svou potřebu, ve vlastní garáži, jsem si uvědomil, že to zvládnu i já. musím to udělat! Tři měsíce jsem se snažil sbírat správné díly, ale nepohnul jsem se. Takže moje posedlost postupně vyprchala.

V srpnu 2013 mě znovu zaujala myšlenka postavit CNC frézku. Právě jsem dokončil bakalářské studium na Vysoké škole průmyslového designu, takže jsem si byl docela jistý svými schopnostmi. Nyní jsem jasně pochopil rozdíl mezi mnou dnes a mnou před pěti lety. Naučil jsem se pracovat s kovem, osvojil si techniky práce na ručních kovoobráběcích strojích, ale hlavně jsem se naučil používat vývojové nástroje. Doufám, že vás tento tutoriál inspiruje k vytvoření vlastního CNC stroje!

Krok 1: Návrh a CAD model

Vše začíná promyšleným designem. Udělal jsem několik náčrtů, abych získal lepší představu o velikosti a tvaru budoucího stroje. Poté jsem vytvořil CAD model pomocí SolidWorks. Poté, co jsem vymodeloval všechny díly a sestavy stroje, připravil jsem technické výkresy. Pro výrobu dílů na ručních kovoobráběcích strojích jsem použil tyto výkresy: a.

Budu upřímný, mám rád dobré. šikovné nástroje. Proto jsem se snažil zajistit, aby operace na údržba a seřízení stroje bylo co nejjednodušší. Ložiska jsem umístil do speciálních bloků, aby je bylo možné rychle vyměnit. Vodítka jsou opravitelná, takže moje auto bude po dokončení práce vždy čisté.

Stahování "Krok 1"

rozměry

Krok 2: Postel

Lože poskytuje stroji potřebnou tuhost. Vybavena bude pohyblivým portálem, krokovými motory, osou Z a vřetenem, později i pracovní plochou. K vytvoření základního rámu jsem použil dva hliníkové profily Maytec 40x80mm a dvě hliníkové koncovky o tloušťce 10mm. Všechny prvky jsem k sobě připojil na hliníkových rozích. Pro zpevnění konstrukce uvnitř hlavního rámu jsem vyrobil další čtvercový rám z profilů menšího průřezu.

Aby se v budoucnu na kolejnice neprášilo, nainstaloval jsem hliníkové ochranné rohy. Úhelník se montuje pomocí T-matic, které se instalují do jedné z drážek profilu.

Obě koncové desky jsou opatřeny ložiskovými bloky pro montáž unášecího šroubu.

Sestava nosného rámu

Rohy pro ochranu kolejnic

Stahování "Krok 2"

Výkresy hlavních prvků postele

Krok 3: Portál

Pohyblivý portál je výkonným orgánem vašeho stroje, pohybuje se podél osy X a nese frézovací vřeteno a podpěru osy Z. Čím vyšší je portál, tím tlustší obrobek můžete zpracovat. Vysoký portál je však méně odolný vůči zatížení, ke kterému dochází při zpracování. Vysoké boční sloupky portálu fungují jako páky vzhledem k lineárním valivým ložiskům.

Hlavním úkolem, který jsem plánoval vyřešit na své CNC frézce, bylo opracování hliníkových dílů. Protože pro mě vyhovující maximální tloušťka hliníkových přířezů je 60 mm, rozhodl jsem se, že světlost portálu (vzdálenost od pracovní plochy k hornímu příčnému nosníku) bude rovna 125 mm. V SolidWorks jsem všechna svá měření převedl do modelu a technických výkresů. Vzhledem ke složitosti dílů jsem je opracovával na průmyslovém CNC obráběcím centru, což mi navíc umožnilo zpracovávat sražení hran, což by bylo na ruční frézce kovů velmi obtížné.

Stahování "Krok 3"

Krok 4: Třmen v ose Z

V provedení osy Z jsem použil přední panel, který se upevňuje na ložiska pohybu osy Y, dvě desky pro vyztužení sestavy, desku pro montáž krokového motoru a panel pro montáž frézovacího vřetena. Na přední panel jsem nainstaloval dvě profilová vodítka, po kterých se bude vřeteno pohybovat podél osy Z. Vezměte prosím na vědomí, že šroub osy Z nemá dole opěrku.

Stažení "Krok 4"

Krok 5: Průvodce

Vodítka poskytují možnost pohybu ve všech směrech, zajišťují hladké a přesné pohyby. Jakákoli vůle v jednom ze směrů může způsobit nepřesnosti ve zpracování vašich produktů. Zvolil jsem nejdražší variantu – profilované kolejnice z kalené oceli. To umožní konstrukci odolat vysokému zatížení a zajistit přesnost polohování, kterou potřebuji. Aby byla vodítka rovnoběžná, použil jsem při jejich instalaci speciální indikátor. Maximální vzájemná odchylka nebyla větší než 0,01 mm.

Krok 6: Šrouby a kladky

Šrouby převádějí rotační pohyb z krokových motorů na lineární pohyb. Při navrhování vašeho stroje si můžete vybrat z několika možností pro tuto montáž: Pár šroub-matice nebo pár kuličkových šroubů (kulový šroub). Matice šroubu je zpravidla během provozu vystavena větším třecím silám a je také méně přesná vzhledem ke kuličkovému šroubu. Pokud potřebujete zvýšenou přesnost, pak se rozhodně musíte rozhodnout pro kuličkový šroub. Ale měli byste vědět, že kuličkové šrouby jsou poměrně drahé.

Při výběru CNC routeru (CNC router) rozhodni se:

1. S jakým materiálem budete pracovat. Od toho se odvíjí požadavky na tuhost konstrukce frézky a její typ.

Například překližkový CNC stroj zpracuje pouze dřevo (včetně překližky) a plasty (včetně kompozitních materiálů - plast s fólií).

Na frézce z hliníku je již možné zpracovávat polotovary z barevných kovů, přičemž se zvýší i rychlost zpracování dřevěných výrobků.

Frézky na hliník nejsou vhodné pro zpracování oceli, zde jsou již potřeba masivní stroje s litinovým ložem, přičemž opracování barevných kovů na takovýchto frézách bude efektivnější.

2. s velikostí obrobků a velikostí pracovního pole frézky. Tím jsou definovány požadavky na mechaniku CNC stroje.

Při výběru stroje věnujte pozornost nastudování mechaniky stroje, na jeho výběru závisí schopnosti stroje a bez výrazné úpravy konstrukce jej nelze vyměnit!

Mechanika CNC frézování stroj vyrobený z překližky a hliníku je často stejný. Více podrobností níže v textu.

Ale čím větší je velikost pracovního pole stroje, tím tužší a dražší lineární pohybová vedení budou vyžadována pro jeho montáž.

Při volbě strojů pro výškové obrobky s velkými výškovými rozdíly panuje obecně mylná představa, že stačí zvolit stroj s velkým zdvihem Z. Ale ani s velkým zdvihem Z nelze vyrobit díl s strmé svahy, pokud je výška dílu větší než pracovní délka frézy, to znamená více než 50 mm.

Zvažte zařízení frézky a možnosti výběru na příkladu CNC strojů řady Modelist.

A) Volba konstrukce CNC stroje

Existují dvě možnosti pro stavbu CNC strojů:

1) designy s pohyblivým stolem, obrázek 1.
2) design s pohyblivým portálem, obrázek 2.

Obrázek 1Frézka s posuvným stolem

Výhody provedení stroje s pohyblivým stolem - jedná se o jednoduchost realizace, větší tuhost stroje díky tomu, že portál je pevný a upevněný k rámu (základně) stroje.

Chyba- velké rozměry oproti provedení s pohyblivým portálem a nemožnost opracování těžkých dílů vzhledem k tomu, že díl nese pohyblivý stůl. Tento design je docela vhodný pro zpracování dřeva a plastů, to znamená lehkých materiálů.

obrázek 2 Frézka s pohyblivým portálem (portálový stroj)

Výhody konstrukce frézky s pohyblivým portálem:

Pevný stůl, který odolá velké hmotnosti obrobku,

Neomezená délka obrobku,

kompaktnost,

Možnost provedení stroje bez stolu (např. osazení rotační osy).

nedostatky:

Menší strukturální tuhost.

Potřeba použití pevnějších (a dražších) vodítek (vzhledem k tomu, že portál „visí“ na vodítkách a není připevněn k tuhému rámu stroje, jako v provedení s pohyblivým stolem).

B) Volba mechaniky CNC frézky

Jsou uvedeny mechaniky (viz čísla na obr. 1, obr. 2 a obr. 3):

3 - držáky vodítek

4 - lineární ložiska nebo pouzdra

5 - nosná ložiska (pro upevnění vodicích šroubů)

6 - vodící šrouby

10 - spojka pro spojení hřídele vodícího šroubu s hřídelí krokových motorů (SM)

12 - běžící matice

obrázek 3

Volba lineárního pohybového systému frézky (vodítka - lineární ložiska, vodící šroub - vodicí matice).

Jako vodítka lze použít:

1) válečková vedení, Obrázek 4.5

Obrázek 4

Obrázek 5

Tento typ vodítka se dostal do návrhů amatérských laserů a obráběcích strojů z nábytkářského průmyslu, obrázek 6

Nevýhodou je nízká nosnost a malé zdroje, protože nebyly původně určeny pro použití ve strojích s velkým počtem pohybů a vysokým zatížením, nízkou pevností hliníkový profil vedení vede ke zhroucení, obrázek 5, a v důsledku toho k nenapravitelné vůli, což činí další použití stroje nevhodným.

Jiná verze válečkových vedení, obrázek 7, také není vhodná pro vysoké zatížení, a proto se používá pouze v laserových strojích.

Obrázek 7

2) kulaté vodítka, jsou ocelová hřídel vyrobená z vysoce kvalitní ložiskové oceli odolné proti opotřebení s broušeným povrchem, povrchově tvrzeným a tvrdým chromováním, zobrazená pod číslem 2 na obrázku 2.

Toto je optimální řešení pro amatérské návrhy, protože. Válcová vedení mají dostatečnou tuhost pro manipulaci s měkkými materiály v malých velikostech CNC strojů za relativně nízkou cenu. Níže je uvedena tabulka pro výběr průměru válcových vedení v závislosti na maximální délce a minimálním průhybu.

Někteří Číňané výrobci levných obráběcích strojů vodítka nedostatečného průměru, což vede ke snížení přesnosti, např. při použití na hliníkovém stroji při pracovní délce 400 mm povedou vodítka o průměru 16 mm k vychýlení středu vlastní vahou o 0,3 ..0,5 mm (v závislosti na hmotnosti portálu).

Při správné volbě průměru hřídele je konstrukce strojů, které je používají, poměrně pevná, velká hmotnost hřídelí dává konstrukci dobrou stabilitu, celkovou tuhost konstrukce. Na strojích větších než metr vyžaduje použití kulatých vodítek výrazné zvětšení průměru, aby se udržela minimální výchylka, což činí použití kulatých vodítek nepřiměřeně drahým a těžkým řešením.

Délka osy	Překližkový stroj	Hliníkový dřevoobráběcí stroj	Hliníkový stroj pro práci s hliníkem
200 mm	12	12	16	12
300 mm	16	16	20	16
400 mm	16	20	20	16
600 mm	20	25	30	16
900 mm	25	30	35	16

3) vedení profilových kolejnic
Leštěné hřídele u velkých strojů jsou nahrazovány profilovými vedeními. Použití podpěry po celé délce vedení umožňuje použití vedení mnohem menších průměrů. Ale použití tohoto typu průvodce vyžaduje vysoké požadavky na tuhost nosného rámu stroje, protože lůžka z duralového plechu nebo ocelového plechu nejsou sama o sobě tuhá. Malý průměr kolejnicových vedení vyžaduje použití silnostěnné ocelové profilové trubky nebo velkoprofilového konstrukčního hliníkového profilu při konstrukci stroje pro získání potřebné tuhosti a nosnosti rámu stroje.
Použití speciálního tvaru profilové lišty umožňuje lepší odolnost proti opotřebení oproti jiným typům lišt.

Postavení 8

4) Válcová vedení na podpěře
Válcová vedení na podpěře jsou levnější obdobou profilových vedení.
Stejně jako profilové vyžadují v rámu stroje použití nikoli plechových materiálů, ale profesionálních trubek velkého průřezu.

Výhody - žádné prohnutí a žádný pružinový efekt. Cena je dvakrát vyšší než u válcových vodítek. Jejich použití je oprávněné při délce pojezdu nad 500 mm.

obrázek 9 Válcová vedení na podpěře

Přesun lze provést jako průchodky(kluzné tření) - obr.10 vlevo a pomocí lineární ložiska(valivé tření)- rýže. 10 vpravo.

obrázek 10 Pouzdra a lineární ložiska

Nevýhodou kluzných pouzder je opotřebení pouzder vedoucí ke vzniku vůle a zvýšená námaha k překonání kluzného tření vyžadující použití výkonnějších a dražších krokových motorů (SM). Jejich výhodou je nízká cena.

V poslední době cena lineárních ložisek klesla natolik, že se ekonomicky vyplatí vybírat i v levných hobby provedeních. Výhodou lineárních ložisek je nižší koeficient tření ve srovnání s pouzdry, a proto většina výkonu krokových motorů jde na užitečné pohyby, a nikoli na boj proti tření, což umožňuje použití motorů s nižším výkonem.

Pro konverzi rotační pohyb v překladu na CNC stroji je nutné použít šroubový převod ( vodící šroub ). Vlivem otáčení šroubu se matice pohybuje dopředu. Lze použít ve frézkách a gravírovacích strojích posuvná šroubová ozubená kola a spirálová valivá kola .

Nevýhodou posuvného šroubového převodu je poměrně velké tření, které omezuje jeho použití při vysokých rychlostech a vede k opotřebení matice.

Posuvná šroubová kola:

1) metrický šroub. Výhodou metrického šroubu je jeho nízká cena. Nevýhody – malá přesnost, malý krok a malá rychlost. Maximální rychlost zdvih vrtule (rychlost mm`s/min) na základě maximální rychlosti krokového motoru (600 ot./min.). Nejlepší řidiči udrží točivý moment až do 900 ot./min. S touto rychlostí otáčení můžete získat lineární posun:

Pro šroub M8 (rozteč závitu 1,25 mm) - ne více než 750 mm/min,

Pro šroub M10 (rozteč závitu 1,5 mm) - 900 mm/min,

Pro šroub M12 (rozteč závitu 1,75 mm) - 1050 mm/min,

Pro šroub M14 (rozteč závitu 2,00mm) - 1200mm/min.

Při maximálních otáčkách bude mít motor asi 30-40 % svého původně stanoveného točivého momentu a tento režim se používá výhradně pro volnoběh.

Při práci na takto nízký posuv, zvýšená spotřeba u fréz, po pár hodinách práce se na frézách tvoří karbonové usazeniny.

2) šroub lichoběžníkového kamene. Ve dvacátém století zaujímala vedoucí pozici v obráběcích strojích pro obrábění kovů, před příchodem kuličkových šroubů. Výhoda - vysoká přesnost, velké stoupání závitu a následně vysoká rychlost pohybu. Je třeba dbát na typ zpracování, čím hladší a rovnoměrný povrch šroubu, tím delší životnost převodu šroub-matice. Válcované šrouby mají výhodu oproti šroubům se závitem. Nevýhody trapézového převodu šroub-matice - poměrně vysoká cena ve srovnání s metrickým šroubem, kluzné tření vyžaduje použití krokových motorů dostatečně vysokého výkonu. Nejběžnější šrouby jsou TR10x2 (průměr 10mm, stoupání závitu 2mm), TR12x3 (průměr 12mm, stoupání závitu 3mm) a TR16x4 (průměr 16mm, stoupání závitu 4mm). U obráběcích strojů je označení takového ozubeného kola TR10x2, TR12x3, TR12x4, TR16x4

Pohony rolovacích šroubů:

Přenos kuličkovým šroubem (SVP). U kuličkového šroubu je kluzné tření nahrazeno valivým třením. Aby toho bylo dosaženo, u kuličkového šroubu jsou šroub a matice odděleny kuličkami, které se odvalují ve vybráních šroubových závitů. Recirkulace kuliček je zajištěna pomocí zpětných kanálů, které probíhají rovnoběžně s osou šroubu.

Obrázek 12

Kuličkový šroub poskytuje schopnost pracovat při velkém zatížení, dobrou hladkost chodu, výrazně zvýšený zdroj (trvanlivost) díky sníženému tření a mazání, zvýšenou účinnost (až 90 %) díky menšímu tření. Je schopen provozu při vysokých rychlostech, poskytuje vysokou přesnost polohování, vysokou tuhost a žádnou vůli. To znamená, že stroje používající kuličkové šrouby mají mnohem delší zdroj, ale mají vyšší cenu. Stroje jsou označeny SFU1605, SFU1610, SFU2005, SFU2010, kde SFU je jednoduchá matice, DFU je dvojitá matice, první dvě číslice jsou průměr šroubu, druhé dvě jsou stoupání závitu.

vodící šroub frézku lze připojit následovně:

1) Provedení s jedním opěrným ložiskem. Upevnění se provádí na jedné straně šroubu maticí k axiálnímu ložisku. Druhá strana šroubu je připevněna k hřídeli krokového motoru pomocí tuhé spojky. Výhody - jednoduchost konstrukce, nevýhoda - zvýšené zatížení ložiska krokového motoru.

2) Provedení se dvěma axiálními ložisky. Konstrukce využívá dvě nosná ložiska na vnitřních stranách portálu. Nevýhodou návrhu je složitější realizace oproti variantě 1). Výhodou jsou menší vibrace, pokud šroub není dokonale rovný.

3) Provedení se dvěma nosnými ložisky v tahu. Konstrukce využívá dvě nosná ložiska na vnějších stranách portálu. Výhody - šroub se nedeformuje, na rozdíl od druhé možnosti. Nevýhodou je složitější realizace návrhu ve srovnání s první a druhou možností.

Olověné ořechy existují:

Bez bronzové vůle. Výhodou takových ořechů je trvanlivost. Nevýhody - obtížná výroba (v důsledku vysoká cena) a vysoký koeficient tření ve srovnání s maticemi kaprolonu.

Caprolon bez vůle. V současné době se kaprolon rozšířil a stále více nahrazuje kov v profesionálních provedeních. Pojezdová matice z kaprolonu plněného grafitem má ve srovnání se stejným bronzem výrazně nižší koeficient tření.

obrázek 14 Olověná matice z kaprolonu plněného grafitem

V matici kuličkového šroubu (kuličkový šroub) je kluzné tření nahrazeno třením valivým. Výhody - nízké tření, schopnost pracovat na vysoké rychlosti otáčení. Nevýhodou je vysoká cena.

Výběr spojky

1) spojení pomocí tuhé spojky. Výhody: tuhé spojky přenášejí větší točivý moment z hřídele na hřídel, žádná vůle při velkém zatížení. Nevýhody: vyžaduje přesnou montáž, protože tato spojka nekompenzuje nesouosost a nesouosost hřídelů.

2) spojení pomocí vlnovcové (dělené) spojky. Výhodou použití vlnovcové spojky je, že její použití umožňuje kompenzovat nesouosost instalace hnací hřídele a osy krokového motoru až do 0,2 mm a nesouosost až 2,5 stupně, což má za následek menší zatížení krokového motoru ložisko a delší zdroj krokového motoru. Umožňuje také tlumit výsledné vibrace.

3) připojení pomocí vačkové spojky. Výhody: umožňuje tlumit vzniklé vibrace, přenášet větší točivý moment z hřídele na hřídel, ve srovnání s děleným. Nevýhody: menší kompenzace nesouososti, nesouosost instalace hnací hřídele a osy krokového motoru do 0,1 mm a nesouosost do 1,0 stupně.

C) Výběr elektroniky

Představena je elektronika (viz obr. 1 a 2):

7 - ovladač krokového motoru

8 - napájení ovladače krokového motoru

11 - krokové motory

Existují 4-vodičové, 6-vodičové a 8-vodičové krokové motory . Všechny se dají použít. Ve většině moderních regulátorů se připojení provádí pomocí čtyřvodičového obvodu. Zbytek vodičů není použit.

Při výběru stroje je důležité, aby měl krokový motor dostatečný výkon pro pohyb pracovního nástroje bez ztráty kroků, tedy bez mezer. Čím větší je stoupání závitu šroubu, tím výkonnější motory budou vyžadovány. Obvykle platí, že čím větší je proud motoru, tím větší je jeho točivý moment (výkon).

Mnoho motorů má 8 výstupů pro každé poloviční vinutí zvlášť – to umožňuje připojit motor s vinutími zapojenými sériově nebo paralelně. U paralelně zapojených vinutí budete potřebovat budič s dvojnásobným proudem než u sériově zapojených vinutí, ale bude stačit poloviční napětí.

U série naopak - pro dosažení jmenovitého momentu bude potřeba poloviční proud, ale pro dosažení maximální rychlosti bude potřeba dvojnásobné napětí.

Velikost pohybu na krok je obvykle 1,8 stupně.

Za 1,8 získáte 200 kroků za celou otáčku. Podle toho vypočítat počet kroků na mm ( "Kroky na mm" (krok na mm)) použijeme vzorec: počet kroků na otáčku / stoupání šroubu. Pro šroub se stoupáním 2mm dostaneme: 200/2=100 stoupání/mm.

Výběr ovladače

1) DSP regulátory. Výhody - možnost volby portů (LPT, USB, Ethernet) a nezávislost frekvencí STEP a DIR signálů na práci operační systém. Nevýhody - vysoká cena (od 10 000 rublů).

2) Ovladače od čínských výrobců pro amatérské obráběcí stroje. Výhody - nízká cena (od 2500 rublů). Nevýhodou jsou zvýšené požadavky na stabilitu operačního systému, vyžaduje dodržení určitých konfiguračních pravidel, vhodnější je použití dedikovaného počítače, dostupné jsou pouze verze LPT.

3) Amatérské návrhy regulátorů na diskrétních prvcích. Nízká cenaČínské ovladače nahrazují amatérské konstrukce.

Nejrozšířenější v amatérských konstrukcích strojů jsou čínské ovladače.

Výběr napájecího zdroje

Motory Nema17 vyžadují alespoň 150W napájení

Motory Nema23 vyžadují alespoň 200W napájení