Navigácia

Posledné články

CNC fréza - SOČ

CNC fréza


Zavedenie CNC strojov do výroby sa v posledných rokoch veľmi rozširuje. Hlavným dôvodom je, že na CNC strojoch je možné vyrobiť tvarovo zložité diely, ktoré sa nedajú vyrobiť klasickým spôsobom. CNC stroje disponujú výhodami ako vyššia presnosť, produktivita, opakovateľnosť a minimálna údržba. Nevýhodou sú pomerne vysoké zriaďovacie náklady.


Pri mojich koníčkoch sa často vyskytovala potreba výroby rovnakých dielov. Uvažoval som o výrobe zariadenia, ktoré by moju prácu uľahčilo. Prípadne by som toto zariadenie mohol využiť na možnú budúcu podnikateľskú činnosť. Preto som sa rozhodol navrhnúť a skonštruovať trojosovú CNC frézu. Súčasťou práce je aj riadiaci systém, ktorý prostredníctvom paralelného portu komunikuje s riadiacim softvérom. Mojim cieľom bolo využiť možnosti PC riadenia obrábacieho stroja so zámerom zlepšiť presnosť a spoľahlivosť zariadenia. Práca obsahuje z môjho hľadiska netradičné riešenie mechanickej konštrukcie s využitím krokových motorov. Číslicový riadiaci systém využíva kvantovanie a kódovanie s využitím alfanumerických riadiacich algoritmov. Na programovanie využívam softvér EMC2. Mechanická konštrukcia využíva pohyb vretena a pohyb portálu. Rám konštrukcie je vytvorený z oceľových profilov na ktorých sú upevnené pohonné elementy poháňané hrebeňovou tyčou. Výkonová rezerva krokových motorov umožňuje obrábať drevo, plasty a neželezné kovy.


Tento stroj by mohli využívať aj malí podnikatelia alebo menšie firmy na výrobu produktov na propagačnú činnosť.


Návrh


Najskôr som sa musel rozhodnúť, aký materiál budem chcieť frézovať a akých rozmerov. Po dlhšom uvažovaní som sa nakoniec kvôli potrebnej mobilite rozhodol pre čistú frézovaciu plochu 150x200x100 mm. Celá fréza je skonštruovaná z ocele a všetky pohyblivé časti sa pohybujú na priemyselných ložiskách. Ďalej som si zvolil vzájomnú polohu materiálu a vretena. Vreteno sa pohybuje v osi z a materiál v osi x, y. Týmto usporiadaním som dosiahol najväčšiu konštrukčnú presnosť a minimalizáciu vibrácií, ale za cenu menšej frézovaciej plochy. Vibráciám taktiež zamedzuje masívna konštrukcia, vďaka ktorej je obrábací stroj stabilný.


Stavba mechaniky zariadenia


Na stavbu zariadenia som použil oceľové platne o hrúbke 8 mm a L profily. Hlavná platňa o rozmeroch 400x300x8mm slúži ako podstavec celého stroja a nosná časť osi x. Na nej pomocou pohybových elementov lineárne upevnená platňa o rozmeroch 300x200x8 mm, ktorá je nosnou časťou osi y. Nad ňou je pripevnený portál o rozmeroch 200x150x8 mm, ktorý je pracovným stolom stroja.


foto-xy.jpgfoto-z.jpg


Pohybové elementy tvoria moduly na princípe koľajníc. Na každú os prislúchajú dva tieto elementy. Každý element sa skladá z L profilu, na ktorom sú zaskrutkované štyri priemyselné ložiská. Tieto elementy sa pohybujú po L profile z nerezovej ocele. Týmto nekonvenčným spôsobom je zabezpečený pohyb po všetkých osiach. Vďaka priemyselným ložiskám je pohyb plynulý a stroj vyžaduje minimálnu údržbu pohyblivých častí.


pohybovy_element_1.jpgpohybovy_element_2.jpg


Otáčavý pohyb z krokového motora je transformovaný pomocou hrebeňovej tyče na pohyb lineárny. Táto tyč je zakotvená v dvoch priemyselných ložiskách, ktoré sú zalisované do oceľovej súčiastky na to určenej. Táto súčiastka taktiež slúži na uchopenie krokových elektromotorov pomocou závitových tyčí.


suciastka.png


Na prepojenie hrebeňovej tyče a krokového motora som použil vysokotlakovú plynovú hadicu. Gumené prepojenie zabráni prenosu vibrácií a pohltí nepresnosti.


gprepojenie.jpg


Riadiace obvody


Pohyb portálu a vretena zabezpečujú tri bipolárne krokové motory. Na ovládanie každého krokového motora sú potrebné dva plné mostíky. Preto som sa rozhodol na ovládanie krokových motorov použiť špeciálny integrovaný obvod Toshiba TA8435H. Tento integrovaný obvod umožňuje nastaviť prúd motorom na 65% alebo 100%, ďalej nastavenie krokov motoru 1/1, 1/2, 1/4, 1/8, čo v mojom prípade znamená 200, 400, 800 alebo 1600 krokov na otáčku.


Na riadenie otáčok slúžia dva vstupy: STEP (krok) a DIR (smer). Na otočenie rotora o 360° je potrebných 1600 impulzov. Tieto impulzy sú generované programom EMC2 pomocou rozhrania paralelného portu LTP.


Krokové elektromotory


Krokový motor je špeciálny druh viacpólového synchrónneho motora. Využíva sa predovšetkým tam, kde je potrebné presne riadiť konkrétnu polohu rotora. Princíp krokového motora je na základe prúdu prechádzajúceho cievkou statora, ktorý vytvorí magnetické pole. To pritiahne opačný pól magnetu rotora. Motor je schopný v tejto polohe presne stáť. Krokový motor dokáže nielen otáčať rotorom, ale zabezpečuje aj jeho presnú polohu voči statoru. Kvôli prechodovým javom je rýchlosť otáčania motora obmedzená. Pri jej prekročení motor stráca kroky. Pri bipolárnom riadení prechádza prúd vždy dvoma protiľahlými cievkami navzájom opačne orientovanými magnetickými poľami. Výhodou je väčší krútiaci moment a stabilita kroku, nevýhodou vyššia spotreba.


Optické oddelenie


Doska je navrhnutá tak, aby bola galvanicky oddelená od paralelného portu LPT a elektroniky motorov. Priame prepojenie bez tejto dosky je tiež možné, ale v prípade poruchy dosky riadenia motorov hrozí na paralelnom porte prienik napájacieho napätia motora, čo by malo za následok zničenie portu. Táto doska je napájaná napätím +5V.


doskaoddelenie.pngoptickeo.jpg


Nastavenie programu EMC2


Aplikácie - CNC - EMC2 Stepconf Wizard


Nastavenie programu EMC2 vykonáme pomocou sprievodcu. Ako prvé zvolíme názov nastavení, počet osí, šírku jednotlivých impulzov, maximálnu frekvenciu a jednotky vzdialenosti.


basicinformation.jpg


Ďalej vyberieme funkcie pre výstup a vstup paralelného portu. Voľba invert neguje výstup alebo vstup.


parallelport.jpg


Pri nastavení motorov musíme zvoliť koľko krokov je potrebných na posunutie osi o jeden centimeter. Tento údaj vypočítame jednoduchým vzťahom, keď vieme, že na otočenie o jednu otáčku je potrebných 1600 krokov a hustota hrebeňovej tyče je 1,75 mm. Týmto spôsobom je zabezpečená presnosť stroja. Ďalej je to nastavenie maximálnej rýchlosti pohybu osi a akcelerácia, ktorá zabezpečuje plynulý chod pri vyšších rýchlostiach posuvu.


xaxis.jpg


Vytvorenie G-kódu z programu Eagle


Eagle je program na vytváranie návrhov schém a DPS. V základnom balíku neposkytuje funkciu generovania G-kódu, ale na internete existuje skript, ktorým sa dá Eagle rozšíriť. Ide o skript PCB-GCODE. S týmto programom sa komunikuje pomocou príkazového riadku programu Eagle. Na nastavenie slúži príkaz "run pcb-gcode --setup“.


pcb.jpg


V nastaveniach zadáme údaje ako hĺbka vrtu, šírka frézky, maximálna medzera, hĺbka písma, šírka kroku, rýchlosť pohybu osí x, y a rýchlosť vŕtania. Keď máme všetko nastavené vygenerujeme G-kódu pomocou príkazu run pcb-gcode [filename].


Výsledok práce


S výsledkom mojej práce som spokojný, splnila moje očakávania a ciele, ktoré som si stanovil pri začiatku práce. V praxi sa stretávame s podobnými zariadeniami čoraz častejšie, avšak ich cena je vysoká. Jedným z mojich cieľov bola aj cenová dostupnosť. Priame náklady, ktoré som vynaložil na stavbu zariadenia bolo omnoho nižšie, ako keby som stroj kúpil. Moje zariadenie komunikuje pomocou bežného programovacieho jazyka, takže každý kto rozumie problematike, by nemal mať problém pri tvorbe programu. Zariadenie nevyžaduje špeciálne bezpečnostné opatrenia. Stačí sa riadiť všeobecne platnými pravidlami pre obrábanie. Stroj dosahoval dobré výsledky pri všetkých prácach, ktoré som si stanovil na začiatku práce. Programovanie stroja som chcel zjednodušiť tým, že bude použitý bežný programovací jazyk CNC. Takúto možnosť mi poskytol aj riadiaci softvér EMC2 a operačný systém Linux, ktorý bezchybne spolupracuje s mojím zariadením a navyše je úplne zadarmo.


Zhrnutie


Výsledkom mojej práce je skonštruované CNC zariadenie, ktoré splnilo všetky moje očakávania. Pri stavbe tohto zariadenia je potrebné mať znalosti informatiky, elektrotechniky a v nemalej miere byť zručný aj v strojárstve. Skonštruovanie a oživenie takéhoto zariadenia je časovo, ale aj manuálne náročná práca. Potrebné diely je možné kúpiť v profesionálnych CNC obchodoch, čo by značne ovplyvnilo cenu zariadenia. Pri výrobe zariadenia je potrebné jednotlivé konštrukčné diely presne zladiť, aby nevznikali odchýlky.


cnc.jpgcnc_freza.jpg


Komentáre

#1 | Miroslav Firek dňa apríl 29 2011 19:16:29
Toto ma porazilo na krajskom kole sočky ale klobúk dolu skvelá práca.
#2 | Bignageel dňa august 25 2012 04:08:18
This deep c unusual c consciously care infirmary is efficiently almost filled a last resort optometric.Application should be impatient done regularly as a few many as such t.Just almost a few kind souls fashioned almost a foundation in behalf of the study of c.The indicators of the c cycle amazing every month moderately than amazing every a.In duck soup you automatically have too a close-by magnificence gently provide retailer and c that retailer has too a web-based website, you might instantly wish lay eyes if they automatically have any one coupons such that c that you can consciously print end point.
<a href=http://buycialisonline.org/>cialis online</a>
#3 | CypeCypeGeomb dňa september 20 2012 05:27:45
<a href=http://comprarecialisgenericoit.net/>cialis</a> cialis <a href=http://acquistareviagragenericoit.net/>viagra</a> viagra <a href=http://acquistarecialisgenericoit.net/>cialis</a> cialis <a href=http://achetericialisgeneriquefr.net/>cialis</a> cialis prix
#4 | CLEALOINGENNY dňa december 03 2012 10:37:39
You might also have to rest your tendon for a particular time period additionally to wearing <a href=http://eafon.astro.ncu.edu.tw/groups/observation2011/wiki/421e0/Make_Christmas_A_Taller_1.html>Click Here </a> throughout the time your tendon is healing
<a href=http://facecurve.com/profile-2176/info/>heel lifts</a>
http://phreel.com/blogs/post/69
#5 | arradarkeri dňa december 25 2012 14:39:18
Hello! interestingly you: Discount for Christmas - Happy holidays get discount 10+5+7% - <a href=http://kamagra-uk.blog.hr/>Kamagra Oral Jelly suppliers Europe sildenafil citrate </a> - Cheap Kamagra Online pharmacy Generic viagra Buy , <a href=http://info-kamagra.com/>Kamagra UK pay pal </a> - viagra 100mg Kamagra tablets or <a href=http://suppliers-canada-shopping.blog.hr/>Buying Kamagra purchase online </a> - www Kamagra 100mg d and <a href=http://kamagra-paypal-online.blog.hr/>Generic lowest price Kamagra </a> - get Kamagra overnight delivery <a href=http://cialis-tadalafil.webstarts.com/>caverta caverta Kamagra pillshoprxcom </a> - best lla kamagra ....Happy holidays get discount 10+5+7%..!!! Good-bye
#6 | Gelmsimilaupe dňa január 05 2013 11:11:08
I haven't seen you for weeks! it for you: Happy holidays get discount 5% off - <a href=http://100mg-buy-generic-free-shippin.blog.hr/#Kamagra-UK-viagra»>Kamagra UK viagra</a> , <a href=http://buy-no-prescription-kamagra.blog.hr/#kamagra-lovegra-apcalis-jelly-stud-100»>kamagra lovegra apcalis jelly stud 100</a> or <a href=http://now.info-kamagra.com/#Kamagra-using-paypal»>Kamagra using paypal</a> and <a href=http://kamagra-paypal-online.blog.hr/#uk-viagra-kamagra»>uk viagra kamagra</a> , <a href=http://info-kamagra.com/#pills-and-Kamagra»>pills and Kamagra</a> ....Discount for Christmas 5% -Off!!! Goodbye!
#7 | Arrererit dňa január 08 2013 05:04:21
It's a long time since I saw you last! forward: Discount - 10% off (coupon 777) - <a href=http://super-uk-fastest.blog.hr/#Kamagra-court-cases»>Kamagra court cases</a> , .... <a href=http://cheap-kamagra-online.blog.hr/#Buy-Kamagra-online-in-UK»>Buy Kamagra online in UK</a> or <a href=http://erection.info-kamagra.com/#Cheap-Kamagra-next-day-pregnancy»>Cheap Kamagra next day pregnancy</a> and <a href=http://kamagra-fedex.blog.hr/#Kamagra-UK-Online-Oral-Jelly»>Kamagra UK Online Oral Jelly</a> , - <a href=http://erste-kamagra100mg.webstarts.com/#Cheap-Kamagra-in-UK»>Cheap Kamagra in UK</a> ....Discount 10% - Off (coupon 777)!!! Take care of yourself!
#8 | Atterype dňa január 12 2013 13:59:04
Don't despair though, there are many great solutions to enjoy dark chocolate without adding in a unhealthy elements. Carbs may also be the principle method to obtain fuel for the body and so are needed for keeping your fat burning capacity high to boost fat burning <a href="http://www.phen375factsheet.com/">phen375</a> you should replace all negative thoughts with positive thoughts and actions. People who will be adamant to lose weight and fast happen to be with such secret methods for years, with much success indeed. You can customize easily and place inside foods that you like to eat probably the most http://www.phen375factsheet.com not that, but you're left which has a feeling that it is possible to do everything else you want in daily life and you'll be able to. That initial weight loss will more than likely be body fat, but if you continue with it and do not make changes, you will begin to lose muscle mass instead of body fat. Females have higher fat percentage on account of pregnancy and menstrual requirements http://www.phen375factsheet.com/ - phen375 reviews post your comment - to post comments to this article, please join or create a totally free account below.
#9 | mhatopueq dňa január 15 2013 20:27:02
<a href=http://www.nikebuffalobillsnfljersey.com/41-lee-smith-jersey>Lee Smith Jersey</a>

<a href=http://www.nikebuffalobillsnfljersey.com/63-women>bills Women jerseys</a>
#10 | Lepdueste dňa január 24 2013 13:30:59
http://thekasynoonline.com - kasyno online permitted the silence to go a minute, perhaps, while she fingered the http://thekasynoonline.com kasyno new york new york <a href="http://kasynoonlineand.com ">kasyno internetowe</a> already assembled, and at every opening of the door a new relay of Blakes,

Pridať komentár

Meno:

Validačný kód:


Zadajte validačný kód:

Vygenerované za: 0,26 sekúnd
119,681 návštev