Главная


yilmaz
Kaban
lgf
prof
comall
mla

Как выбрать фрезерный станок с чпу


Как выбрать фрезерный станок с ЧПУ новичку

Типы фрезерных станков ЧПУ

В «природе» существует масса типов фрезерных станков, отличающихся по конструкции и области применения: ручные, напольные, настольные, консольно-фрезерные: вертикально- и горизонтально-фрезерные, продольно-фрезерные, карусельно-фрезерные станки и т.п.

В данной статье мы поговорим о фрезерных станках производства КНР. На что обратить внимание «новичку» при выборе станка под различные задачи: обработка (раскрой, гравировка, изготовление 3D деталей) дерева, фанеры, цветных и черных металлов, работа с пластиками, ювелирным воском, камнем и т.п.

«Начинка» фрезерного станка:

Фрезерные станки производства КНР представлены на рынке в широкой гамме с различными опциями, также станки могут быть оснащены различной по типу электроникой, направляющими, программным обеспечением. Поговорим подробнее, что мы можем встретить в комплектации станка.

  1. По типу станка - напольные и настольные.
  2. Шпиндель - водяное или воздушное охлаждения.
  3. Направляющие могут быть круглые или квадратные профильные.
  4. Рабочий стол может быть подвижным или нет, двигается сам портал.
  5. На станке может присутствовать централизованная система смазки.
  6. На станках установлены шаговые или серво-двигатели.
  7. По типу управления станком: DSP контроллер RZNC, NCStudio – PCI плата, Mach 3 – интерфейсная плата (LPT).
  8. Станок может быть оснащен СОЖ.
  9. Станки с автоматической сменой инструмента ATC.
  10. Станок может быть укомплектован вакуумным столом или только струбцинами, Т-пазами.
  11. Перемещение может происходить за счет ШВП, косозубой рейки, прямой рейки.

На что же обратить внимание при выборе фрезерного станка?

Основное – это жесткость всей конструкции. Чем меньше в конструкции станка соединенных деталей между собой посредством болтов, тем меньше будет люфтов. При недостаточной жесткости конструкции мы получаем на выходе малую скорость обработки, низкую производительность, а вследствие возникающих вибраций ломаем инструмент, в частности - граверы.

Шпиндель можно выбрать абсолютно любой, исходя из задачи – воздушного или водяного охлаждения. Шпиндели водяного охлаждения менее шумные, могут «работать» на минимальных оборотах, не боятся перегрева в отличии от шпинделей воздушного охлаждения. Например, обработка (гравировка) магния происходит на 12000-15000 об/мин. Для шпинделя до 3 квт требуется подключение к сети 220V ±10% 50Hz, свыше 3 квт - подключение 380 вольт. Изначально в конструкции станка под определенные задачи производитель закладывает ту мощность шпинделя, которая необходима. Например, станки малого формата для 3D гравировки (изгото

Объяснение оси фрезерного станка с ЧПУ

[Полное руководство по DIY]

Шаговый двигатель для фрезерного станка с ЧПУ…

На фотографии выше показан типичный шаговый двигатель для фрезерного станка с ЧПУ. Так называют Stepper Motors, потому что они предназначены для движения с дискретными ступенями . Типичный шаговый двигатель может двигаться за 200 шагов за оборот; около 1,4 градуса за шаг.

Обратите внимание, что данный конкретный мотор имеет водонепроницаемое соединение.Это важно, если на вашей машине когда-либо будет залито охлаждающее средство - охлаждающая жидкость и электрика будут плохо смешиваться.

Stepper Motors - самый распространенный двигатель для проектов ЧПУ, но большинство коммерческих ЧПУ, по крайней мере, промышленного качества, используют Servo Motors .

Вот серводвигатель, который я использовал в своем проекте для преобразования мельницы RF-45 в ЧПУ:

Серводвигатель с ременным приводом…

В чем разница между сервоприводом и шаговым двигателем?

Основное отличие состоит в том, что сервоприводы имеют с замкнутым контуром , а шаговые двигатели - с разомкнутым контуром .

К сервоприводу подключено устройство, называемое энкодером. Вы можете видеть это на фотографии как маленький черный ящик на задней панели сервомеханизма, к которому подключен серый кабель.

Типичный оптический датчик положения вала для серводвигателя…

Энкодеры - это датчики, которые показывают сервоприводу, как далеко он продвинулся. Этот сигнал обеспечивает обратную связь с контроллером, что дает ряд преимуществ и повышает производительность. Обратная связь объясняет, почему он называется «Замкнутый цикл».

При использовании шагового двигателя контроллер сообщает ему о необходимости сделать шаг, и он просто должен предположить, что он это сделал.

Почему бы и нет?

В большинстве случаев это так, но когда это не так, двигатель теряет шаги. Это происходит, если мы просим двигатель сделать что-то, что слишком сложно сделать. Это случается не часто, но случается чаще, чем хотелось бы.

Потерянные шаги ограничивают точность станка с ЧПУ.

Сервоприводы

также работают лучше в том смысле, что они вырабатывают энергию в более широком диапазоне и часто на более высоких оборотах.Это может привести к более быстрым движениям оси и лучшему ускорению.

Наконец, сервоприводы имеют более высокое разрешение. Степпер имеет 200 шагов на оборот. В настоящее время давайте проигнорируем идею Microstepping, потому что она не надежна как способ увеличения разрешения нашей машины. Теперь, когда 200 шагов проходит через ходовой винт и, возможно, ремень или другой привод, поэтому фактическое расстояние, пройденное за 1 шаг, может быть довольно маленьким. Но есть конечное расстояние.

Сервокодер обычно имеет 1024 позиции, которые он может измерять, и даже 4096 позиционных кодеров не являются редкостью.Это число, 1024, становится серво-эквивалентом 200 шагов, поэтому мы можем видеть пятикратное улучшение разрешения.

Есть много плюсов и минусов Сервос против Степперов. Эта статья дает вам полный совок:

[Servos vs Stepper Motors / Open vs Closed Loop в ЧПУ]

Выбор подходящих двигателей для вашего проекта ЧПУ

Как вы можете себе представить, есть научный процесс, который вы можете использовать, чтобы выбрать правильные двигатели для вашего проекта ЧПУ. Требуется несколько шагов:

1.Решите, хотите ли вы Servos или Steppers.

2. Определите диапазон подачи, который вам нужен для вашего станка с ЧПУ, на основе материалов и резцов, которые вы будете использовать с ним.

3. Определите требования к ускорению для вашей машины. Примечание. С вами постоянно связываются люди, которые хотят использовать G-Wizard для определения силы резания, чтобы они знали, какой двигатель выбрать. Плохие новости: вы пожалеете, если будете следовать по этому пути, потому что ускорение - это то, что определит производительность вашей машины, и для ускорения оси требуется гораздо больше усилий, чем просто удерживать на ней силы резания.

С учетом информации, полученной на этих этапах, вы можете сделать очень грамотный выбор того, какие двигатели использовать.

Конечно, у нас есть статьи, которые проведут вас через этот процесс:

[Определение ваших потребностей в производительности движения (# 2)]

[Силы ускорения и резания (# 3)]

[Выбор окончательного варианта двигателя с ЧПУ]

Вот графическое резюме процесса принятия решений, описанного в 3 статьях:

,

Как правильно выбрать станок с ЧПУ

Вы когда-нибудь стояли на зерновом острове в продуктовом магазине и были парализованы огромным количеством вариантов? Выбор станка с ЧПУ может быть не менее сложным. От фрезерных станков до токарных станков и 3D-принтеров, с таким большим выбором, какой из них вы выберете?

Я использовал следующий процесс, чтобы решить, какая машина мне подходит.

1 - Какова ваша цель для машины?

Это может показаться странным вопросом.Для меня я хотел что-то, что я мог бы использовать для создания других машин. Мельница с ЧПУ казалась наиболее подходящей.

2 - Что вы планируете резать на своей машине?

Я планирую резать дерево, алюминий и сталь, собирая армию механических миньонов. Опять же, мельница с ЧПУ может обрабатывать эти материалы.

3 - Каковы пределы SWaP вашего пространства?

Какого черта SWaP? Это аббревиатура, которая означает пространство, вес и мощность. Часто используется в промышленности для определения требований, по которым оценивается заменяемый компонент.Именно столько свободного места, сколько он весит и сколько энергии потребляет устройство. В моем случае все прошло примерно так.

Пространство - Мне повезло, что у меня гаражная мастерская. Тем не менее, есть ограничения. Магазин представляет собой небольшой гараж на две машины, в котором также есть семейная стиральная машина и сушилка. Да, жена вторглась в священную мужскую пещеру. По крайней мере, автомобильный порт полностью мой. Здесь также находятся мои деревообрабатывающие инструменты, настольная пила, рубильная машина, рубанок и столяр, а также оборудование для ухода за газонами, газонокосилка, пылесос и пожиратель сорняков.Мне нужно что-то компактное. Я хотел бы иметь Tormach PCNC 1100 или надлежащий VMC. Таких просто еще нет в карточках. Настольный компьютер был правильным выбором для меня.

Вес - Это было не так важно, учитывая настройки гаража. Это не значит, что я должен забрать машину в подвал. Я знаю, что люди успешно ссорили PCNC 1100 в темницах своих домов.

Дополнительное примечание, я подумываю о переходе на мельницу по дороге к производителям. Это, конечно, не практично с чем-либо, кроме мини-мельницы.Если кто-то попробовал это, дайте мне знать, что я хотел бы узнать больше о вашей настройке. Оставьте комментарий ниже или напишите мне на Tim (at) DIYMachining.com.

Мощность - Ах, если бы мы жили в идеальном мире, где 3-фазные источники питания были доступны для наших потребителей электроэнергии для небольших жилых районов. Есть варианты сделать 3-х фазное питание дома. American Rotary производит фазопреобразователи для промышленного оборудования в жилых помещениях. Для меня проводка в гараже не очень хорошо заземлена. 220 доступен, но без твердой земли я не хотел рисковать машиной как Tormach PCNC 1100.Опять же, мини-мельница с ее однофазным напряжением 110 вольт - лучшее, что я могу сделать на данный момент.

С какими соображениями SWaP вы столкнулись при выборе оборудования? Вы управляете своим магазином на солнечной энергии или другой форме нетрадиционного источника энергии? Мы хотели бы услышать об этом в комментариях ниже.

4 - Сколько денег и времени вы готовы инвестировать?

Большинство людей в нашей ситуации учитывают только стоимость машины. Однако нам действительно необходимо учитывать как время, так и стоимость в долларах.Если у вас нет времени вкладывать средства в свою машину, ваши долларовые затраты возрастут. Если у вас нет денег, чтобы инвестировать в вашу машину, тогда время увеличится. Смотрите уравнение ниже.

Время x Деньги = Станок с ЧПУ

Для меня у меня больше времени, чем денег. Следовательно, сделай сам часть DIY обработки.

Заключение

Рассматривая ответы на каждый из четырех вопросов, приведенных выше, я решил перейти к переходу с ЧПУ Harbor Freight Mini Mill DIY.Оставайтесь с нами, поскольку я более подробно расскажу о компонентах, которые буду использовать, включая контроллер машины Arduino.

,Рама фрезерного станка с ЧПУ

[Полная инструкция по эксплуатации]

[ Фрезерный станок с ЧПУ Части дома ]

Рама фрезерного станка с ЧПУ поддерживает станок и обеспечивает жесткость, чтобы противостоять силам резания. Как правило, есть база с отрывной колонной. Вот несколько различных рамок, чтобы дать идею:

Фрезерный станок Tormach Frame

Джон Гримсмо принимает доставку на своем Tormach PCNC 1100…

Вот рама Tormach, это типичная L-образная форма с колонной, прикрепленной болтами к большому основанию.Основа светлее. Это подставка под ним.

Полноразмерная рама Hurco VMC

Для сравнения приведу полноразмерную рамку VMC:

Это мало чем отличается от Tormach, оно просто радикальнее. У нас все еще есть L-образная форма с колонной, прикрепленной болтами к основанию.

Как насчет коленных мельниц?

Почти каждый машинист знает о коленных мельницах. Знаменитая Бриджпортская Мельница является крепостью многих магазинов.

Была эра, когда правили коленные мельницы с ЧПУ, но она прошла.Обе конструкции, показанные выше, похожи и не являются коленными мельницами. Вместо этого они называются Bed Mills. Чтобы узнать больше о том, почему коленные мельницы менее подходят для станков с ЧПУ (хотя вы все еще можете купить множество новых коленных мельниц с ЧПУ), прочитайте нашу статью о коленных мельницах Bridgeport.

Материалы для фрезерных станков с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ

чаще всего изготавливаются из чугуна. Другие возможности включают алюминий или сварные конструкции с эпоксидно-гранитным заполнением.

Два ключевых соображения в раме машины:

  1. Жесткость или жесткость: рама должна противостоять искажению, так как на нее действуют режущие и другие силы.
  2. Демпфирование: Рама должна вызывать быстрое демпфирование любых вибраций, чтобы не допустить вибрации или, по крайней мере, плохого качества поверхности при работе машины.

Чугун обладает отличным демпфированием и жесткостью. Сталь, с другой стороны, довольно жесткая, но ее демпфирование плохое, поэтому она редко используется. Исключение составляет случай, когда существует какой-то другой механизм демпфирования, чем масса и материал. Отличным примером будут стальные сварные конструкции, заполненные эпоксидным гранитом.

Эпоксидный гранит представляет собой смесь эпоксидной смолы и камней различных размеров от песка до мелкой гальки.Что происходит с вибрацией, так это трение на поверхности между смолой и камнями. Различные размеры противостоят различным частотам вибрации в разной степени. Эпоксидный гранит - замечательный демпфер, но он имеет небольшую прочность, поэтому мы используем сварной стальной контейнер для эпоксидного гранита, чтобы обеспечить прочность.

Вот эскиз, который я сделал из возможной стальной сварной рамы и эпоксидно-гранитной рамы для фрезерного станка с ЧПУ:

Стальной сварной шов и стол с эпоксидным гранитом…

Алюминий - это еще один материал, который часто используется в рамах машин для поделок, особенно когда мы говорим об экструзии алюминия, такой как экструзия 8020, а также о алюминиевой пластине.Это более желательно, чем сталь с точки зрения демпфирования, а также обладает желаемым свойством, что нет необходимости снимать напряжение. Сталь и чугун имеют внутренние напряжения, которые могут вызвать искажение материала при обработке. С алюминием у вас не будет таких проблем.

Основание фрезерного станка

RF-45, заполненное эпоксидным гранитом для демпфирования…

Заполнение эпоксидного гранита является захватывающим. Я заполнил свою оригинальную мельницу с ЧПУ RF-45, и она заметно улучшила производительность.Все о том, как это сделать, читайте в моей статье о эпоксидных гранитных наполнителях.

Влияние рамы на производительность машины

Жесткость и демпфирование важны для работы с ЧПУ. Если рама станка слишком сильно изгибается при приложении усилий резания, это вызывает много проблем:

  • Ресурс паршивого инструмента (аналогично прогибу инструмента)
  • Плохая точность: трудно точно резать, когда резак движется от того места, где он должен быть.
  • Плохое качество поверхности

На фотографиях выше вы можете видеть, насколько мощные промышленные рамки VMC.Рамки DIY почти никогда не достигают таких уровней жесткости и демпфирования, так как хорошо эти машины работают?

Оказывается, мы можем смоделировать их производительность, взглянув на количество массы в раме в зависимости от рабочей зоны станка и мощности шпинделя. Рабочий объем - это общий объем, который может достичь резак. Относительно легкая рама может быть чрезвычайно точной, если она имеет дело только с небольшим рабочим пространством. В качестве альтернативы, если мощность шпинделя достаточно низкая, он не сможет так сильно исказить кадр.Эти переменные компромисс.

Вот очаровательная маленькая машинка, которую не стоило много, и она чрезвычайно точна:

У меня есть целая статья об этом, и если все, что вас интересует, это гравировка никель-бродяг, это было бы очень весело. С другой стороны, большинство из нас хотят большего объема работы для наших проектов.

Так в чем же компромисс?

Я провел анализ мощности шпинделя в зависимости от веса станка коммерческих ВМК:

После дальнейших исследований я смог разработать функцию для нашего калькулятора G-Wizard, которая автоматически снижает мощность вашего шпинделя (при необходимости) до максимальной мощности, которую может выдержать рама вашей машины, и при этом остается на низком уровне жесткости VMC.Это довольно гладко и было особенно полезно для людей с машинами, у которых есть проблемы с жесткостью. У меня были клиенты, которые говорили мне, что их машины в основном пошли от безумно непоследовательного к ручному и простому в использовании.

Вы также можете найти калькулятор, который поможет определить, сколько кадров вам нужно, или, наоборот, насколько мощный шпиндель вы можете разместить на своем кадре, прежде чем его станет слишком много.

источников для станков с ЧПУ своими руками

Самодельному ЧПУ сложно построить жесткий и хорошо увлажненный каркас с нуля.Подумай об этом. Вы в состоянии создавать тяжелые чугунные рамы? У вас есть доступ к литейному заводу, который может разливать расплавленный чугун? Можете ли вы весить год или около того, пока ваши кастинги приправляют и снимают внутренние нагрузки?

Большинство скажет, что не может справиться ни с чем из этого. Это оставляет несколько других доступных подходов - они могут попробовать технологию изготовления, которая будет работать, или они могут каннибализировать раму ручного фрезерного станка донора. Последний, безусловно, является наиболее распространенным подходом, хотя мы действительно видим, что люди используют алюминий.Я еще не видел, чтобы кто-то попробовал подход со стальным сварным швом и эпоксидным гранитом, но лично я думаю, что это наиболее вероятно, чтобы произвести высокопроизводительный станок с ЧПУ с нуля.

Создание подобной рамы немного выходит за рамки наших возможностей, поэтому вместо этого давайте сосредоточимся на донорах фрезерных станков. Обратите внимание, что это другая история для фрезерных станков с ЧПУ и плазменных столов. Их рамы почти изготовлены самим ЧПУ. Мы поговорим об этих методах подробнее в другой статье, но сейчас просто учтите, что эти подходы, как правило, недостаточно хороши для приличного станка с ЧПУ.

Ручной фрезерный станок

Доноры

Кто-то где-то, вероятно, преобразовал каждый общедоступный тип ручного фрезерования в ЧПУ. Если у вас уже есть ручная мельница, отправляйтесь туда и в Google за идеями от других, как ее преобразовать.

Но, если вы еще не получили, просто знайте, что они не все равны. Есть плюсы и минусы для рассмотрения. Хорошей новостью является то, что у меня есть полная статья о том, как выбрать лучшую мельницу-донор для вашего проекта ЧПУ. Не забудьте проверить это!

,

Смотрите также


© 2015, All-Stanki.ru - оборудование для производства окон пвх и стеклопакетов Содержание, карта сайта.