Установка чпу на фрезерный станок

Установка чпу на фрезерный станок

Прописаный

Группа: Главные администраторы
Сообщений: 3119
Регистрация: 7.10.2006
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 4

Пока есть задержка с литьем для основной деятельности,дошли руки между делом заняться установкой ЧПУ на 676 станок.
Станков два,практически одинаковые,за исключением вертикального шпинделя.
Поэтому можно сделать фото деталей как было и как получилось.
Таких станков еще много в стране,а ЧПУ еще никому не мешало.
На одном попробуем увеличить рабочий ход по осям по максимуму.
Тема просто ознакомительная, без претензии на догму.

Начать нужно обязательно с восстановления системы централизованной смазки,т.к. в дальнейшем очень важно отсутствие препятствий для перемещения осей.
Привод насоса в оригинале ручной,теперь сделаем электрический,управление контроллером.
ласточкины хвосты и трущиеся пов-ти решено эпиламировать,т.к. хуже не будет а эффект должен быть.
Привода будут шаговые,поэтому важно обеспечить перемещение без “заеданий”.
Всю кинематику на подачи удаляем,заменяем трапецееидальные винты на швп Ф25х5
Коробку скоростей и подач не трогаем.
Приводов шпинделя на одном из станков будет два: родной от коробки скоростей,а другой-подключаемый,прямой- ремнем от мотора с частотным регулятором. При этом сохранится комфортная работа на низких оборотах,которая не очень выполнима на частотном регуляторе.
При этом перемещение шпиндельной бабки хочется, и можно увеличить до 400-450мм,а т.к. если оставить родной привод шпинделя от горизонтальной шестерни,то больше чем она позволяет сделать не меняя привод не удастся.
Фото будут по ходу этой деятельности.

Как собрать самодельный фрезерный станок с ЧПУ + Чертежи и схемы!

Возможно, меня уволят за это!

Я давно хотел разместить серию постов по теме самодельных станков с ЧПУ. Но всегда останавливал тот факт, что Станкофф – станкоторговая компания. Дескать, как же так, мы же должны продавать станки, а не учить людей делать их самостоятельно. Но увидев этот проект я решил плюнуть на все условности и поделиться им с вами.

И так, в рамках этой статьи-инструкции я хочу, что бы вы вместе с автором проекта, 21 летним механиком и дизайнером, изготовили свой собственный настольный фрезерный станок с ЧПУ. Повествование будет вестись от первого лица, но знайте, что к большому своему сожалению, я делюсь не своим опытом, а лишь вольно пересказываю автора сего проекта.

В этой статье будет достаточно много чертежей, примечания к ним сделаны на английском языке, но я уверен, что настоящий технарь все поймет без лишних слов. Для удобства восприятия, я разобью повествование на «шаги».

Предисловие от автора

Уже в 12 лет я мечтал построить машину, которая будет способна создавать различные вещи. Машину, которая даст мне возможность изготовить любой предмет домашнего обихода. Спустя два года я наткнулся на словосочетание ЧПУ или если говорить точнее, то на фразу “Фрезерный станок с ЧПУ”. После того как я узнал, что есть люди способные сделать такой станок самостоятельно для своих нужд, в своем собственном гараже, я понял, что тоже смогу это сделать. Я должен это сделать! В течение трех месяцев я пытался собрать подходящие детали, но не сдвинулся с места. Поэтому моя одержимость постепенно угасла.

В августе 2013 идея построить фрезерный станок с ЧПУ вновь захватила меня. Я только что окончил бакалавриат университета промышленного дизайна, так что я был вполне уверен в своих возможностях. Теперь я четко понимал разницу между мной сегодняшним и мной пятилетней давности. Я научился работать с металлом, освоил техники работы на ручных металлообрабатывающих станках, но самое главное я научился применять инструменты для разработки. Я надеюсь, что эта инструкция вдохновит вас на создание своего станка с ЧПУ!

Шаг 1: Дизайн и CAD модель

Все начинается с продуманного дизайна. Я сделал несколько эскизов, чтобы лучше прочувствовать размеры и форму будущего станка. После этого я создал CAD модель используя SolidWorks. После того, как я смоделировал все детали и узлы станка, я подготовил технические чертежи. Эти чертежи я использовал для изготовления деталей на ручных металлообрабатывающих станках: токарном и фрезерном.

Признаюсь честно, я люблю хорошие удобные инструменты. Именно поэтому я постарался сделать так, чтобы операции по техническому обслуживанию и регулировке станка осуществлялись как можно проще. Подшипники я поместил в специальные блоки для того, чтобы иметь возможность быстрой замены. Направляющие доступны для обслуживания, поэтому моя машина всегда будет чистой по окончанию работ.

Файлы для скачивания «Шаг 1»

Шаг 2: Станина

Станина обеспечивает станку необходимую жесткость. На нее будет установлен подвижной портал, шаговые двигатели, ось Z и шпиндель, а позднее и рабочая поверхность. Для создания несущей рамы я использовал два алюминиевых профиля Maytec сечением 40х80 мм и две торцевые пластины из алюминия толщиной 10 мм. Все элементы я соединил между собой на алюминиевые уголки. Для усиления конструкции внутри основной рамы я сделал дополнительную квадратную рамку из профилей меньшего сечения.

Для того, чтобы в дальнейшем избежать попадания пыли на направляющие, я установил защитные уголки из алюминия. Уголок смонтирован с использованием Т-образных гаек, которые установлены в один из пазов профиля.

На обоих торцевых пластинах установлены блоки подшипников для установки приводного винта.

Как сделать самодельный фрезерный ЧПУ станок

Для изготовления различных изделий применяется специальное оборудование токарной, сверлильной, фрезеровальной или другой группы. В последнее время большое распространение получил ЧПУ станок. Применение блока числового программного управления в качестве контроллера позволило существенно повысить качество получаемых изделий, ускорить процесс изготовления и снизить затраты.

Фрезеровальное оборудование

Создать ЧПУ выжигатель своими руками или фрезерный станок можно для того, чтобы существенно сэкономить, так как предложение Arduino, CNC или других производителей обходится дорого.

В домашней мастерской чаще других встречаются фрезеровальные станки. Они применяются для получения корпусных изделий, гравировки, сверления и выполнения других операций. Прежде чем создавать ЧПУ фрезер своими руками нужно уделить внимание следующим моментам:

1. Проводится выбор наиболее подходящего двигателя по параметрам. Основное вращение получает режущий инструмент от электрического двигателя через привод.
2. Рассчитывается то, насколько большим должен быть корпус станка и какие нагрузки будут возникать. Станина создается в зависимости от того, каких размеров будут обрабатываемые заготовки.
3. Проводится подбор наиболее подходящих линейных подшипников, а также шарико-винтовой пары. Большинство узлов имеет клиноременную передачу в качестве привода.
4. В большинстве случаев фрезеровальное оборудование имеет вертикальную компоновку. Станина служит для размещения рабочего стола, вертикальная стойка для шпиндельной бабки. Вращение передается режущему инструменту, движение в продольном и поперечном направлении столу или шпиндельной бабки. Подача осуществляется в вертикальном направлении, для чего на вертикальной стойке размещается направляющей.

В интернете встречаются самые различные схемы, чертежи станка ЧПУ (своими руками разработать проект достаточно сложно), которые можно скачать и использовать при самостоятельном создании фрезеровального оборудования.

Применение специальных наборов

Самодельный станок с ЧПУ своими руками можно собрать при использовании специальных наборов. Доступные комплекты для ручной сборки обходятся дорого, но они характеризуются следующими достоинствами:

1. При применении специального набора можно существенно упростить задачу по сборке. Кроме этого, процесс ускоряется, так как в комплект поставки в большинстве случаев включается чертеж.
2. Все элементы идеально подходят друг к другу, что обеспечивает высокую точность обработки. При самостоятельном изготовлении конструкции из подручных материалов в большинстве случаев возникают трудности с выдерживанием точных размеров.
3. Создаваемые станки из подобных наборов выглядят довольно привлекательно, характеризуются практичностью в применении, высокой эффективностью и компактными размерами.
4. При необходимости станок разбирается для его транспортировки.

Недостатком подобного варианта сборки можно назвать то, что внести изменения в конструкцию не получится. Кроме этого, стоимость набора ненамного ниже стоимости готового станка Ардуино или другого производителя.

Основные этапы проектирования

Фрезерный станок собрать можно только после разработки проекта. Для начала рассматриваются основные вопросы:

1. Предназначение создаваемого оборудования. Станок может использоваться для обработки дерева или металла. Можно сделать и универсальный вариант исполнения, который подойдет не только для выполнения фрезеровальных операций, но сверления и гравирования. Область применения зависит от типа используемого патрона для фиксации режущего инструмента.
2. Требуемая площадь для установки и доступность рабочего пространства. При создании станка для домашней мастерской сразу выбирается место установки. Стоит учитывать, что для наладки оборудования и размещения заготовки требуется довольно много свободного пространства.
3. Какие материалы в большей степени подходят для создания несущей конструкции и основных элементов: металл, дерево или фанера. В большинстве случаев применяется сталь или алюминий. Если создается оборудование для обработки дерева, то несущая конструкция может создаваться из деревянного бруса. Это связано с тем, что на станок будет оказываться небольшая нагрузка.
4. Допуски и требуемая точность обработки. Изготавливаемые детали характеризуются тем, какой точности выдерживаемые размеры. Чем выше точность, тем более жесткой должна быть конструкция. Во время механической обработки может возникать вибрация, которая приводит к снижению точности размеров и качеству поверхности.

Решающим фактором во многих случаях становится величина отводимого бюджета на сборку фрезерного станка. Многие конструктивные элементы можно приобрести в готовом виде, но их применение при сборке приводит к повышению стоимости оборудования.

Основание и оси

Сборка фрезеровального станка начинается с создания основания и размещения осей X и Y. Направляющие для ЧПУ своими руками сделать довольно сложно, так как они должны иметь точные размеры. К другим особенностям сборки основания отнесем:

1. Во многих случаях в качестве основания для фрезеровального станка с ЧПУ применяется старый сверлильный станок с вертикальной стойкой.
2. Самым сложным механизмом можно назвать систему, которая обеспечивает движение инструмента в двух плоскостях и вертикальном направлении. Собрать ее можно на основе кареток от неработающего принтера.
3. Для вертикального перемещения режущего инструмента предусматривается установка специального механизма. Рекомендуется использовать в качестве подобного механизма винтовую передачу, вращение на которую передается через ременную передачу. Зубчатые ремни не проскальзывают при высокой нагрузке.
4. Вертикальная ось изготавливается своими руками из алюминиевой плиты. Важно выдерживать точные размеры при создании вертикальной оси, так как они будут учитываться при наладке оборудования после его сборки. При наличии муфельной печи изготовить вертикальную ось можно своими руками из алюминия. Подобный сплав характеризуется высокими литейными свойствами, а также коррозионной стойкостью.
5. После подготовки всех конструктивных элементов проводится их сборка. Два шаговых электрических двигателей будут устанавливаться на станине, для чего создают специальные посадочные площадки. Стоит учитывать, что во время работы электрический двигатель нагревается, возникает небольшая вибрация. Поэтому при выборе наиболее подходящего места установки следует предусмотреть поступление холодного воздуха.
6. Передача усилия в большинстве случаев проводится через клиноременную передачу. Напрямую проводить соединение мотора с исполнительными органами конструкции не рекомендуется, так как сильная вибрация и перегрузки могут уменьшить его срок службы.

При изготовлении станины из подручных материалов нужно обеспечить высокую жесткость. Для этого создается большое количество ребер жесткости, отдельные элементы соединяются между собой при применении крепежных элементов. Не рекомендуется применять сварочный аппарат для соединения отдельных элементов, так как сварочный шов не выдерживает воздействие вибрации. Переменная вибрационная нагрузка может стать причиной появления трещин, которые снижают прочность станины.

Устанавливаемые электромоторы

Для обеспечения высокой производительности создаваемого оборудования рекомендуется отдавать предпочтение мощным шаговым двигателям. Мини-модели могут применяться для работы с металлом и деревом. Основными параметрами электродвигателей считаются:

1. Мощность. С повышением показателя мощности существенно расширяется область применения станка. Слишком большая мощность становится причиной повышения затрат на электроэнергию, низкая приведет к перегреву при перегрузке.
2. Количество оборотов. Режущий инструмент может подаваться при различной скорости вращения, которая определяет качество получаемой поверхности.
3. Защита от перегрузок. Для того чтобы продлить срок эксплуатации фрезеровального станка, следует проводить установку электродвигателя, который имеет защиту от перегрева.
4. Наличие пяти проводов управления. Существенно упростить процесс подключения электрической начинки к устанавливаемым моторам можно при выборе моделей с пятью управляющими проводами.
5. Требуемое напряжение. Все электродвигатели делятся на две категории: первая работает от бытовой сети 220 В, вторая от трехфазного напряжения 380 В. При создании станка для домашней мастерской выбирают электрические моторы, которые работают от бытовой сети 220 В.
6. Если выбирается шаговый мотор, то уделяется внимание тому, на сколько градусов осуществляется поворот за один шаг.

Совершенно необязательно устанавливать двигатель шагового типа, который обходится намного дороже обычного варианта исполнения. Изготовить подобную конструкцию можно из обычного электродвигателя, для чего его подвергают небольшой доработке. Для работы самодельного станка потребуется не менее трех двигателей.

При установке шагового мотора можно не использовать винтовую передачу. Для передачи вращения или регулировки количества передаваемых оборотов режущему инструменту создается система клиноременной передачи. Рекомендуется применять исключительно зубчатые ремни, так как при высокой нагрузке они не будут проскальзывать на шкивах.

Электрическая начинка

Промышленные станки могут иметь лазерные или другие датчики. Самодельное оборудование работает на основе программного обеспечения. При его выборе следует уделить внимание тому, чтобы возможности электрической начинки позволяли реализовать функциональность станка. Применяемое ПО должно иметь драйвера для контроллеров, которые будут устанавливаться на оборудовании.

К особенностям электрической начинки отнесем:

1. Самодельный станок ЧПУ должен иметь порт LPT. Он применяется для подключения электронной системы управления к оборудованию.
2. Подключение электрического блока управления проводится через шаговый мотор.
3. От качества выбранной электрической начинки зависит то, насколько точно будут проводиться технологические операции.
4. После установки и подключения электрических компонентов проводится загрузка программного обеспечения и требуемых драйверов.

Подключив электрическую начинку можно включить станок и проверить его работоспособность. Современное программное обеспечение позволяет обрабатывать детали со сложной конфигурацией, так как рабочие органы перемещаются с высокой точностью по трем координатам.

Система управления станками

Перечень основных операций по модернизации фрезерного станка ФП17:

• Демонтаж электрооборудования, включая электрические кабели.
• Установка нового электрошкафа (степень защиты IP-54) с принудительной вентиляцией.
• Установка нового электрооборудования:

• Устройство ЧПУ NC-210 (Балт-Систем) (возможно так же установка ЧПУ Fanuc, Siemens)
• Электропривод главного движения – асинхронный – частотнорегулируемый V7 (Delta).
• Сервопривод (Delta).
• Электродвигатели комплектные вентильные (Delta).
• Релейно-контактная электроавтоматика – ИЭК
• Замена электрических элементов на станке (путевые выключатели, реле давления, датчики переключения скоростей, положения инструмента, …).
• Монтаж электропроводки на станке
• Подготовка эксплуатационной документации.

Модернизация вертикального консольного фрезерного станка модели 6Р13Ф3-37

• На станок установлена дополнительная электроаппаратура для согласования новой ЧПУ с электроавтоматикой станка;
• Заменены неисправные и проложены новые кабельные трассы.
• Модернизация координатно-расточного станка 2Е450АФ30
• Полный демонтаж электрооборудования из шкафа с заменой на новое (электропроводка, контактная и пускорегулирующая аппаратура, измерительные преобразователи).

В случае необходимости замены электродвигателей можем предложить множество современных комплектных электроприводов высокой степени надежности, точности позиционирования и плавности хода, не требующих постоянной ревизии и подстройки:

В случае хорошего технического состояния станка, но при наличии частых сбоев в электронике предлагаем провести быструю замену системы ЧПУ, на современную, с заменой электроприводов или без их замены. В этом случае изготовим новый пульт и возможно заменим шкаф с электрооборудованием на новый. В данном случае станок будет выведен из эксплуатации на считанные дни.

Текущая замена системы управления и приводов на современную технику:

• Позволяет поддерживать и повышать общий технологический уровень эксплуатируемого на предприятиях оборудования.
• Проводится регулярно раз в 5-7 лет.

По желанию заказчика:

• Установка новой системы управления (ЧПУ), с заменой электрошкафа и всех проводов
• Новая УЦИ + оптические линейки + контроллер

• Замена или ремонт важнейших узлов станка, модернизация системы управления.

Полный капитальный ремонт станка:

• Возвращение станку его первоначальных технических характеристик и допусков, заложенных в оригинальных чертежах.
• Комплексная модернизация системы управления с использованием ЧПУ, программируемых контроллеров и приводов.
• При всех вариантах модернизации мы стремимся, оснастить оборудование новыми функциональными возможностями и обеспечить качественно более высокий уровень эксплуатации станков.

Глубина модернизации зависит от многих обстоятельств, например:

• Общее состояние станка, механики, гидравлики, электрооборудования.
• Технологическая проработка: Чем планируется загрузить модернизированное оборудование? Какого класса детали? Какова точность обработки?
• Максимально возможные сроки вывода оборудования из производства.
• Желание руководства привнести в цех вместе с модернизированным станком современные методы организации производства.
• Специфические требования заказчиков.
• Наличие технической документации на оборудование.
• Психологическое значение для обслуживающего персонала.
• Объем финансовых вложений в модернизацию.
• Оценив все аспекты, мы предлагаем заказчику оптимальное решение по модернизации.
• Отлажена система гарантийного обслуживания и послегарантийной сервисной поддержки Заказчиков, проводятся консультации и обучение специалистов заводов-Заказчиков.

Применение наших наработок при модернизации в соответствии с потребностями и пожеланиями Заказчика внесет эффективные изменения в технологическую ситуацию производства и позволит: расширить технологические возможности оборудования увеличить производительность повысить точность обработки получить новые возможности в обслуживании и диагностике станка увеличить объем памяти для отработки программ получить возможность работы станка в сети для передачи управляющих программ, сбора данных о работе оборудования, быстрой диагностики