My3Ds.ru

обновлено 08.07.2020

Что есть такое станок с ЧПУ и из чего он состоит?!

Общие сведения.

Давайте возьмем для рассмотрения фрезерный станок с ЧПУ и опишем все его составные части.

Итак, что же такое фрезерный станок с ЧПУ? Фрезерный станок обрабатывает с помощью различных инструментов - фрез плоские поверхности.

(Рис. 1. Пример фрезерного станка с ЧПУ)

Мы закрепляем любую листовую заготовку, прямоугольной или любой другой формы, а затем слой за слоем вырезаем (фрезеруем) нужное нам изделие.

Что такое ЧПУ - это сокращение от числовое программное управление (в англоязычных источниках computer numerical control, сокр. CNC), то есть мы не вручную управляем станком с помощью маховичков и ручек, вырезая наше изделие, а все это за нас делает компьютер, который управляет приводами и другим оборудованием станка по предварительно составленной программе.

(Рис. 2. Пример фрезерного станка с ЧПУ с управляющим компьютером)

От оператора требуется лишь составить 3D-модель требуемого изделия,

(Рис. 3. Пример 3D-модели изделия для обработки на станке с ЧПУ)

освоить несколько несложных программ для работы со станком с ЧПУ и их настройку,

(Рис. 4. Пример ПО для управляющего ПК - MACH3)

остальное за него сделает компьютер.

Устройство станка - из чего он состоит?

Устройство фрезерного станка с ЧПУ значительно отличается от обычного фрезерного станка. Весь станок можно условно разделить на:

О наименовании осей.

В самой распространенной компоновке станка с подвижным порталом на станине находится ось X (горизонтальная), на портале находятся оси Y (горизонтальная) и Z (вертикальная).
(Рис. 10. Пример чертежа общего вида фрезерного станка с ЧПУ)

Направляющие осей.

Перемещение подвижных частей станка производится по линейным направляющим ходовыми винтами, соединенными с шаговыми двигателями при помощи полужестких демпфирующих муфт.
(Рис. 11. Пример комплекта деталей на одну ось фрезерного станка с ЧПУ)

Наиболее распространены 4 вида линейных направляющих:

О ходовых винтах.

В качестве ходовых винтов правильнее всего выбирать винты ШВП.

ШВП или шарико-винтовая передача, состоит из винта и гайки с шариками, и предназначена для превращения вращательного движения двигателя в линейное перемещение подвижной части станка на которой закреплена каретка, относительно неподвижной части, на которой закреплены направляющие и наоборот. О ШВП у нас есть отдельная статья, сейчас лишь можно сказать, что ШВП представляет собой цилиндр, на котором накатана резьба, по которой перемещается ходовая гайка.

Гайка соединяется с кареткой станка через специальную втулку-держатель. В свою очередь втулка соединяется с кареткой станка которой требуется перемещение. При вращении винта происходит линейное перемещение одной части станка относительно другой.

VK @mycncxyz - mycnc.xyz | чпу станок своими руками или купить

Шаговые двигатели.

Главным образом из-за цены, но также и по ряду других показателей в качестве приводов для станка с чпу выбирают именно шаговый. Шаговые двигатели - это синхронные двигатели с множеством обмоток. Поочередная подача тока в ту или иную обмотку приводит к вращению вала.

О шаговых двигателях у нас есть отдельная статья, поэтому пока скажем, что шаговые двигатели надо выбирать в соответствии с габаритами станка, массой портала, видом обрабатываемого материала, и скоростью обработки. Последнее также очень актуально при выборе драйверов шаговых двигателей, ибо от скорости перемещения зависят многие параметры.

Муфты полужесткие.

Муфта нужна для соединения вала шагового двигателя и вала ШВП. Зачастую эти валы имеют разные диаметры, муфту надо подбирать в соответствии с этими диаметрами, также может присутствовать небольшая несоосность валов, которая также устраняется применением полужесткой демпфирующей муфты.

Шпиндель.

Шпиндель - это высокооборотистый асинхронный двигатель, специально предназначенный для фрезеровки поверхностей. Он подключается к частотному преобразователю, который контролирует скорость вращения шпинделя за счет изменения частоты питающего напряжения.

Сам двигатель при подключении к сети без частотного преобразователя не может вращаться быстрее 3000 оборотов в минуту, ЧП чаще всего изменяет частоту выходного напряжения в интервале от 0 до 400Гц, что позволяет раскрутить шпиндель максимум до 24000 оборотов в минуту.

Немного о фрезах.

Фрезы зажимаются в шпинделе не напрямую, а через специальные цанги.

В обычном сверлильном станке или ручной дрели мы зажимаем сверло сразу в патрон, который имеет достаточно большой диапазон регулирования, и в один и тот же патрон мы можем вставить сверло диаметром и 2 мм, 8 мм и обычно до 13мм.

Для станка с ЧПУ вы сначала закрепляете фрезу в специальную цангу под соответствующий диаметр фрезы, а потом уже фрезу вместе с цангой закрепляете в патроне на валу шпинделя.

Немного об электронике станка.

Чтобы управлять ШД нужны либо отдельные модули управления ШД (драйверы), которые дальше подключаются к плате управления станка, либо плата управления ЧПУ с уже интегрированными драйверами ШД (этот вариант менее предпочтителен по разным причинам).

К плате управления (контроллеру) ЧПУ в зависимости от типа подключаются: драйверы двигателей, частотный преобразователь шпинделя, реле управления помпой системы охлаждения шпинделя, блок(и) питания, концевые выключатели, кнопка аварийного останова и иногда ручной пульт управления.

Плата управления подключается в свою очередь к компьютеру через интерфейс управления, по мере возрастания цены это LPT, USB или Ethernet.

Плата управления (контроллер) ЧПУ и драйверы ШД питаются напряжением постоянного тока. Для этого используется блок(и) питания постоянного тока. Мощность и напряжение блока питания выбирают согласно потребляемому току всеми шаговыми двигателями, платой управления и другим электронным оборудованием станка.

Вы можете сами убедиться в доступности электроники для чпу, посмотрев цены на неё на нашем сайте покупок комплектующих для станка с ЧПУ.

О совместимости с ПК.

Для соединения платы управления с ПК на дешевых платах чаще всего используется интерфейс LPT. Это очень древний интерфейс, который использовался раньше для соединения ПК с принтерами, сканерами и другим оборудованием, сейчас этот интерфейс на материнских платах компьютеров отсутствует.

Эту проблему можно решить несколькими способами:

1) Найти материнскую плату или подержанный компьютер, на котором есть порт LPT;

2) Приобрести плату расширения LPT к имеющемуся компьютеру;

3) Приобрести специальный кабельный переходник USB - LPT. Обязательно проверьте наличие драйверов под эти устройства.

4) Выбрать и заменить контроллер станка с ЧПУ на более современный с интерфейсами USB или Ethernet.

VK @ncstudioxyz - ncstudio.xyz | чпу электронные комплектующие

Пару слов о концевых выключателях.

Оси станка с ЧПУ имеют определенную конечную длину, чтобы каретки осей при неправильной настройке не выходили за эту длину, что конечно же приведет к поломке станка, используют специальные датчики - концевые выключатели.

О них у нас есть специальная статья, сейчас скажем только, что они контролируют перемещение каретки по линейным напрвляющим, в случае выхода каретки за крайнее положение - плата управления ЧПУ отключит весь станок, предотвратив его поломку.

О компьютере.

Компьютер лучше использовать отдельный для станка, а не основной рабочий. Лучше установить на него старые версии Windows (например WinXPsp3 или максимум Win7). Это важно для стабильной работы программ для настройки и управления станком с ЧПУ.

Продолжение следует ...

Купить готовый станок с чпу всегда можно недорого на торговой площадке!