cnc-club.ru

Практически всю жизнь занимаюсь различным хоббийным моделизмом и когда лет 5-6 назад на форумах увидел станки ЧПУ, то сразу понял чего мне всю жизнь не хватало. Решил попробовать и вот что получилось: Теперь мое хобби (авиамоделизм) значительно упростилось - сначало все рисуешь на компьютере, а затем все это просто "сбрасываешь" на станок! [attachment=0]IMG_1109.jpg[/attachment

Изначально предполагалось, что станок должен обрабатывать дерево, пластмассу и иногда непрочные металлы, типа алюминий. Этого вполне достаточно для всех видов хобби, включая авиамоделизм. Также станок должен был быть недорогим, достаточно легким и компактным, чтобы его можно было поставить на обыкновенный письменный стол вместе с компьютером. Из-за этого "сталюгу" отверг сразу, а насчет фанеры было некоторое раздумье. Но потом склонился в пользу алюминия, т.к. изготовление станка из фанеры более трудоемкий процесс, чем из "люминия".
Сборка основы станка выглядит примерно так:

Сомневался о размерах рабочей зоны, казалось чем больше, тем лучше. Первый станок был с рабочей зоной по Х и У примерно 500х750мм. В итоге станок оказался "неподъемным", недостаточным по жесткости и, как оказалось в практике, такая рабочая зона редко полностью используется. В конечном итоге достаточным оказалось примерно не более 300х400мм. Длинные детали (нервюры, шпангоуты, балки и т.д.), по моему проще изготавливать из нескольких частей, а затем просто склеивать.

Несколько слов об оси Z. Раньше сверху стоял ШД с обычной соединительной муфтой, но такая конструкция все время "резала глаз" и иногда не всякий шпиндель можно было установить. Потом это все перекомпоновал с использованием ременной передачи, получилось значительно компактнее, да и наладку при сборке проще производить. https://ru.aliexpress.com/item/Free-Shi ... 0.0.EkXrQy

Питерский,
доброго время суток,
Много раз перечитывал Ваши темы, вдохновляют!!!
и Ваша инструкция по подключению синей платы мне очень помогла,
благодаря ей мне удалось запустить шд.
Спасибо!!!!!!!!!!!!

Коллега, спасибо за комплимент!

Продолжим дальше об отдельных узлах. Не секрет, что самым важным узлом в любом станке ЧПУ является пара "ходовой винт - гайка". В настоящее время наиболее оптимальным решением является применение ШВП, однако они еще достаточно дороги. Поэтому для хоббийного станка, предназначенного для преимущественной обработки дерева и пластмассы, вполне достаточно применения и пары "трапециидальный винт-капролоновая гайка" с регулируемым люфтом. Посмотрите на фото, там разрезная капролоновая гайка, черный винт контрящий, а белый регулирует люфт. На всех осях станка стоят подобные, первоначально ходовой винт смазывается графитной смазкой(продается в автомагазинах), ось "гоняется" туда-сюда, затем регулируется необходимый люфт. С одной стороны ходового винта в качестве упора стоит обычный фланцевый подшипник 8х22х7мм, с другой стороны соединительная муфта прямо на ШД. Несколько сомневался в прочности этих подшипников, однако у меня они стоят уже почти 3года и никакого "люфтения" не наблюдается. Пренебрегать ручками на осях Х и У тоже не стоит, они нужны для ручного подвода фрезы к нужному месту, а также ими можно при случае вручную пофрезеровать, не запуская станок в автоматический режим.

Питерский писал(а):С одной стороны ходового винта в качестве упора стоит обычным фланцевый подшипник 8х22х7мм, с другой стороны соединительная муфта прямо на ШД. Несколько сомневался в прочности этих подшипников, однако у меня они стоят уже почти 3года и никакого "люфтения" не наблюдается.

Только вот у таких подшипников всегда есть осевой люфт, прям с рождения...

В принципе и такой можно поставить, конструктивно это несложно:
https://ru.aliexpress.com/item/Free-shi ... 3dda4ea187

Там внутри такой-же радиальный подшипник с осевыми люфтами.

Вполне соглашусь, что все подшипники изготавливаются с некоторым "посадочным" люфтом. Если есть сведения о его "типовом" размере, то просьба сообщить. Сведения будут интересны всем ЧПУ-шникам!

Для радиальных подшипников его значение не нормируется, ибо при правильном применении этих подшипников он ни на что не влияет.
В данном узле нужно применять либо дополнительно упорный подшипник, либо два радиально упорных с соотв. схемой размещения, в крайнем случае, в качестве бюджетного решения, два радиальных с учётом нагрузок, по схеме как для радиально упорных.

Вот, что найдено в инете про "посадочный" осевой и радиальный зазор подшипников:
http://www.smssbearing.com/directory/ra ... rance.html
Если подытожить написанное, то осевой зазор (по бытовому - люфт) для обычного подшипника без нагрузки может примерно составлять от 5 до 20мкм, а 1мкм = 0.001мм. С нагрузкой естественно этот "люфт" будет несколько больше, но тем не менее для точности "хоббийного" станка этого все равно будет достаточно.
Другой вопрос - как долго он простоит? Но тут надо пробовать на практике, на всякий случай конструкция этого узла предполагает его простую замену.
https://ru.aliexpress.com/item/20Pcs-F6 ... 0.0.uKsYrx

Немного стоит поговорить и о точности станков ЧПУ. Об этом было написано в соседней ветке, но удобнее собрать все в кучу и подытожить. За основу примем идеальный вариант станка – идеальная жесткость конструкции и всяческие люфты в его конструкции отсутствуют. Рассмотрим точность по одной какой-то оси, где установлен ходовой винт 12х3мм, контроллер при этом установлен в режиме 1/8 шага. Таким образом, чтобы выполнить один оборот ходового винта и передвинуть ходовую гайку на 3мм надо будет подать на шаговый двигатель 200 х 8 = 1600 импульсов (шагов). Теперь определим «точность» 1 импульса (шага) – 3мм поделим на 1600, в итоге получим 0,001875мм.
Но точность оси станка не только зависит от его конструкции, она еще зависит и от точности его юстировки, которая обычно выполняется пользователем станка. Рассмотрим обычный бытовой случай, когда в наличии имеются слесарная линейка с ценой деления в 1мм. Имеющаяся теория измерений говорит, что человеческий глаз обычно в состоянии правильно различить лишь в пределах 0.2-0.3 от минимальной шкалы измерений. В нашем случае это 0.2-0.3мм, в дальнейшем для простоты рассуждений будем считать 0.3мм. Возьмем «базу» юстировки в 300мм, тогда получим, что на расстоянии в 300мм мы ошибемся на 0.3мм. «Приведем» это к расстоянию, например, 10мм. В итоге получим: 0.3мм / 300 х 10 = 0.01, т.е. ошибки юстировки будут нам «давать» 0.01мм на каждые 10мм движения оси станка.
В итоге сравнивая две цифры - 0.001875мм и 0.01мм видим, что основная ошибка станка будет возникать именно из-за погрешностей в юстировке станка или из-за ошибок "домашней метрологии". Но в практике мы имеем дело с реальным станком, который во всех своих движущихся системах - линейные подшипники и валы (рельсы), ходовые валы и гайки, муфты, подшипники, шаговые двигатели и т.д. имеет небольшой, но люфт. Поэтому выберем худший вариант - что эта суммированная погрешность скорее всего на порядок (в десять раз!) будет хуже предыдущей, т.е. будет около 0.1мм. Но и в таком случае можно предположить, что общая практическая точность станка ЧПУ, включая "хоббийный", вполне может быть в пределах точности шкал бытового штангенциркуля.

люфты зло. но современные комплектующие позволяют сделать станок без люфта. даже на китайских швп можно поменять шарики и сделать натяг и подшипники в опорах можно натянуть. после этого останутся непобежденными только упругие деформации самой станины с которыми боротся намного сложнее чем с люфтами в подвижных частях.

frezeryga писал(а):но современные комплектующие позволяют сделать станок без люфта. даже на китайских швп можно поменять шарики и сделать натяг и подшипники в опорах можно натянуть.

Никогда не имел дело с ШВП, поэтому пока ничего лично о них сказать не могу. Не можете подсказать - есть-ли у них какой-то "нормированный" люфт и есть-ли на них какие-то регулировки этого люфта?
Насчет упругих деформаций станины и направляющих валов более-менее понятно...

у китайцев нет ничего нормированного. подбирать шарики только. но по факту мало кто заморачивается с подбором обычно оставляют как есть и довольны поскольку люфт незначительный. но я например глядя на деталь сразу вижу что есть люфт даже если он всего пару соток.

Т.е. некоторый люфт на ШВП все-таки присутствует и никаких дополнительных регулировок на гайке не предусмотрено?

предусмотрено только на фирменных двойных гайках. на одинарных не предусмотрено. на двойных китайских только подшлифовкой проставки что адски геморно.

Похоже, ШВП тоже не совсем "айс". Прецизионные ШВП слишком дороги для хоббийной ЧПУ-шки, которые "безбрендовые" - получается, как попадешь.

Пойдем дальше. В качестве электроники использую контроллер - "красная" плата на 3 оси и блок питания 24в, 10А. Контроллеров было много, но остановился на "красной" плате. Недорогая, проста в настройке и эксплуатации. Как-то из-за неправильной коммутации ШД перегорела одна из силовых микросхем ТВ6560, так просто перепаял новую. Заработала сразу, никаких дополнительных настроек не понадобилось.
Плату контроллера использую в "открытом виде", на ней стоят сигнальные светодиоды и при включении сразу видно, все-ли работает.
В качестве ШД использую НЕМА23 с моментом 10-12 кг и током 2.0-2.5А. Как правило, устойчиво работают при токе 50 или 75% от номинала, 100% мощности практически ни разу не использовал.
Запуск и настройка контроллера тут:
http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic. ... 955#p65955

Питерский писал(а):Похоже, ШВП тоже не совсем "айс". Прецизионные ШВП слишком дороги для хоббийной ЧПУ-шки, которые "безбрендовые" - получается, как попадешь.

Всегда все можно найти айс, если постараться, но в данном случае как многие гнаться за дешивизной будет себе дороже.