Автоматизированный токарный станок с ЧПУ

[serg1958]

Приобрёл MML2870.
Плюсы:
-наверное самая широкая станина из доступных китайцев.
-суппорт с Т-пазами
-РМЦ 700 мм.
Недостатки, как у всех китайских станков: ничего не пришабрено, люфты, конусность, прижимные планки-ни какие, регулировка оборотов шпинделя- перекидкой ремня, гитара - шестерни и т.д.
Снял все шестерни, шкивы, коробку с валом подач, фартук, малую продольную, двигатель привода шпинделя.
Поставил:
- на привод шпинделя серводвигатель 750 Вт 3000 об/мин, передача на шпиндель зубчатым ремнём, шкивы 25/60.
- на продольную подачу сервошаговый двигатель 2,0 Нм, ШВП 1605, редукция 2/1.
- на поперечную подачу сервошаговый двигатель 2,0 Нм, ШВП 1204, редукция 2/1.
- для регулировки соосности оси вращения и станины поставил регулируемые упоры передней бабки, выставил и зафиксировал штатными винтами.
- пршабрил суппорт.
- прижимные планки на 2х рядных самоустанавливающихся подшипниках, прижим через тарельчатые пружины.
- контроллер управления на STM32F411 (32 разрядный, 100 Мгц), цветной графический монитор 7" 800х480.

Что получилось в итоге:
- у станка появились дополнительные возможности: обработка цилиндра/трубы, изготовление стандартных и произвольных конусов, нарезка цилиндрических и конусных резьб, нарезка шайб, глубокое сверление, управление от внешнего компьютера (GrblGru_Lathe_v1.1.0).
- плавная регулировка потенциометром оборотов шпинделя от 50 до 1250 об/мин.

- в ручном режиме на каждой оси, кроме ручной подачи добавились 2 автоподачи (рабочая и ускоренная).

- для нарезания внешней или внутренней резьбы достаточно ввести параметры: длинна, шаг, левая/правая, глубину резьбы и съём за проход.

Видео работы станка: https://youtu.be/0v7iaCR0ddw

[Vladimir_V]

Очень интересный контроллер. Именно подобное я искал.
Хотелось бы подробности организации программы. Обработка идет по прерываниям от шпиндельного энкодера как в известной электрогитаре Олега версии 7е2 или по другому? Как? Возможно ли изменение некоторых параметров (обороты шпинделя и подача, это как минимум) на ходу? Такая возможность заложена как правило в пром. стойках ЧПУ и полезна при работе для адаптации режима работы резца по факту.
"Безопасное расстояние" обычно токаря именуют как "отскок".
Есть ли режим поддержания скорости резания при торцевании и многопроходном съеме?
Какова доступность контроллера при спросе на него? Или его софта?

[serg1958]

Добрый день.
На шпинделе энкодер не нужен. Достаточно датчика начальной метки (ардуиновский "датчик линии" и наклеенная черная полоска на шпинделе в передней бабке). Резал резьбы больше 100 мм, отклонений шага нет.
Изменения скоростей движения "на ходу" есть.
Поддержания скорости при резании и торцевании нет, т.к. это требует абсолютной привязки инструмента, или управления скоростью вращения шпинделя.

Я раньше предлагал полностью отрегулированный налаженный станок в сборе. Сейчас отказался от такой практики, т.к. чаще всего покупают дилетанты, не знающие что потом с ним делать. Если же человек сам собирает, то по крайней мере у него руки и голова не просто так.
Монитор использую DWIN. Заранее в него записываются все необходимые изображения, иконки, база параметров, а контроллер по Com порту выводит на экран то что необходимо. Т.е. основной контроллер не занят графикой.
Выкладываю для ознакомления инструкцию по эксплуатации со схемой подключения контроллера и периферии.
И контроллер и монитор сейчас есть в наличии, пишите в личку или в мессенджер https://vk.com/id172280168

Инструкция DWIN2.pdf

(1.16 МБ) 106 скачиваний

[Besprizornik]

прижимные планки на 2х рядных самоустанавливающихся подшипниках, прижим через тарельчатые шайбы

А это зачем?

[Vladimir_V]

А это зачем?

Полки продольных направляющих китайца клином - и спереди и сзади. Чтобы не шлифовать направляющие станины используется этот костыль.
Шлифовать станину дорого. Очень. А шабрить сильный клин - очень муторно.

[serg1958]

А это зачем?

Не встречал ни одного китайца у которого суппорт нормально прилегал к станине. Приходится шабрить каретки. Высота станины (расстояние от нижней прижимной базовой плоскости до верхней базовой поверхности станины) различается от задней к передней бабкам на 5-8 соток. Клин тут не поможет, прижимные планки должны быть плавающие. Поэтому на моём станке прижим планок осуществляется тарельчатыми шайбами. И чтобы обеспечить минимальное трение при перемещении поставил подшипники. Только после этого станок начал резать нормально.

[Besprizornik]

Только после этого станок начал резать нормально

И усиленно изнашивать призмы. Можно просто пошабрить плоскости планок снизу на станине, на УТ-16 шкрябал по усилию, не так и муторно, так как узкие.

[Vladimir_V]

Можно просто пошабрить плоскости планок снизу на станине

Там полки клином. Как к ним пришабрить планки, если толщина полок по длине станины разная?

[serg1958]

И усиленно изнашивать призмы.

Почему?
Подшипники стоят на эксцентриках, что позволяет регулировать усилие прижима. Обычно делаю небольшое усилие прижима на самом просаженном участке станины, так что бы пальцем можно провернуть внешнюю обойму подшипника. При увеличении высоты станины на других участках работают тарельчатые пружины. Суппорт перемещается легко по всей станине, люфтов нет.
Предлагаю в этой теме механику не обсуждать для этого есть темы по конкретным станкам. Здесь хотелось обсудить функциональность контроллера, удобство пользования станком, органы управления, индикацию данных и т.д.

[Besprizornik]

Как к ним пришабрить планки, если толщина полок по длине станины разная?

Не планки, а плоскости станины, зачем планки, планки потом уже пришабривать если надо будет.

Предлагаю в этой теме механику не обсуждать для этого есть темы по конкретным станкам.

Это конечно можно, но жёсткость у пружин никакая. Померяйте-ка усилие на 5 соток отжатия ролика, смешное будет. Для того и шабрят и планки толстенные чтоб обеспечивать жёсткость.

[serg1958]

жёсткость у пружин никакая

Тарельчатые пружины бывают разные. У меня стоят на 20 кГ. https://opm.ru/GOSTI_PDF/gost_3057-90.pdf
Я так понимаю вам интересно только про железки, так тема не про это.

[Vladimir_V]

Здесь хотелось обсудить функциональность контроллера, удобство пользования станком, органы управления, индикацию данных и т.д.

Несколько пожеланий:
1. Джойстик нужен один - крестовой - по обеим осям. Как на больших станках уже более чем полвека. Или, хотя бы, была бы такая опция у софта. Кнопку при этом можно еще добавить. Не на джойстике.
2. В данной версии дисплей по факту монохромный. Хотя на самом то деле - он цветной. Жаль, не используются его возможности. Например - окно регулируемого (заполняемого) параметра или выбираемого режима обозначать не подчеркиванием, а изменением цвета.
3. Очень здорово,что на батарейке есть память привязки координат!
4. Из описания непонятно - возможно это уже сделано. Если нет - хорошо бы сделать. В ветках разных режимов помнить параметры, устанавленные в предыдущий раз использования этой ветки. Это позволит делать несколько одинаковых деталей за один установ параметров режимов, если каждый из режимов используется на детали по одному разу.
5. Из описания не ясны пределы установки некоторых параметров. Например, ppr энкодеров на приводах осей. У меня, например, 2500 на сервах. С учетом того, что они квадратурные - имеем 10000 тактов на оборот. Такое контроллер усвоит?
6. Хорошо бы на ручные энкодеры осей иметь переключаемый масштаб. Хотя бы две ступени, значения которых устанавливались бы в меню параметров.
7. При работе на автоподаче или в цикле есть возможность энкодерами осей регулировать на ходу некоторые параметры, типа скорости подачи и т.п. Это - хорошо. Но совсем не очевидно и легко попутать что и где при этом регулируется. Было бы здорово в меню такого режима обозначать цветом окно параметра, который на ходу может быть изменен энкодером оси. Если в пределах одной вкладки два параметра могут регулироваться обоими энкодерами - то последним можно присвоить каждому свой цвет - нанести краской на лицевую часть маховичка. И этим цветом обозначать те окна, параметры которых они могут изменять в данном режиме.
8. Из описания контроллера непонятно, есть ли проверка корректности заполнения параметров режима. Например, если какой то параметр не введен, при попытке запустить режим в работу контроллер должен не выполнять его, а обозначить недостающие параметры, например, цветом на рабочей вкладке режима. Собственно, в компьютерных интерфейсах это много десятилетий как стало стандартом.

Подобные данному оперативные системы управления (ОСУ) ценны особенно интуитивно понятным интерфейсом. Т.е. не требующим читать инструкцию. Крестовой джойстик с кнопкой на верхней поверхности суппорта известен всем ныне еще живым токарям. Как и подсвеченные окна заполняемых в этот момент данных на экране известны пользователям компьютеров уже лет 30, не меньше.

[serg1958]

Несколько пожеланий

Добрый день Владимир.
По вашим вопросам:
1 Крестовый джойстик был, потом был джойстик на 2 положения в каждую сторону. Но остановились на таком варианте. Преимущества в том, что можно двигаться по обеим осям одновременно. Отдельная кнопка требует работы двух рук (одна - джойстик, вторая - кнопка). Существует ещё человеческий фактор, когда человек не осознано подаёт не туда куда нужно. Все пользователи пришли к выводу, что два независимых джойстика с кнопкой на джойстике наиболее отвечает всем требованиям.
2 Дисплей DWBIN имеют собственный процессор, память и т.д. и отображают заранее записанную в его память информацию. Контроллер станка только выдаёт через Com-порт номера кадров, номера и значения параметров, вызывает дополнительные иконки и т.д. Это позволяет использовать относительно дешёвый процессор в контроллере станка (48 выводов) и не загружать его обработкой графики. Был вариант с изменением цвета, но пришли к выводу, подчёркивание достаточно информативно и легко читается беглым взглядом.
3 Батарейка нужна для сохранения в регистрах 20 выбранных наиболее важных параметров. Сохраняются настройки осей (кол-во шагов на мм, редукция от ШД к валу подач, микрошаг драйвера, скорости авто подачи и ускоренной подачи, последние параметры резьбы, ограничители (limit) движения слева и справа, последний угол для конуса. Хотелось бы сохранять и другие параметры, но тогда нужно ставить внешнюю энергонезависимую память или использовать более дорогой контроллер. Практически это влечёт за собой новую разработку контроллера станка.
4 Ответил в 3 пункте.
5 В этом контроллере есть математика с плавающей точкой, поэтому ограничений на значения чисел нет. Есть разумные ограничения на разрядность вводимых чисел. Например я ограничил максимальную скорость по оси Z на 30 мм/с, а оси Х на 7 мм/с. Но это для моего станка у других могут быть другие значения. Для РГИ сейчас ограничил 3 порядка, если нужно можно больше.
6 Масштаба для РГИ нет. Но вы можете в настройках для РГИ указать число импульсов на оборот например в 10 раз большее или меньшее. Я остановился на сотке, мало вероятно, что потребуется микронная точность.
7 Изменение скоростей на ходу производится РГИ той оси по которой происходит движение. Запутаться здесь негде, одной рукой включаете подачу джойстиком, другой РГИ этой же оси меняете значение. Значения скоростей выводятся на экран во всех режимах.
8 Все вводимые параметры вы видите в реальном времени (не потом). На не корректные введённые вами параметры контроллер издаёт звуковой сигнал и операция не запускается. Например хотите проточить заготовку, а текущий диаметр и диаметр протачивания равны, операция не запустится. Контроллер пикнет и встанет на ввод на ввод диаметр протачивания.

Обычно пользователь привыкает к станку очень быстро и инструкция нужна буквально на первых шагах. Даже старым токарям.
Крестовый джойстик скорее всего ставился на станках исходя из механических возможностей. Но если очень хочется эти не проблема. могу сделать одну кнопку ускоренной подачи.

[Vladimir_V]

Но если очень хочется эти не проблема. могу сделать одну кнопку ускоренной подачи.

Было бы очень здорово сделать версию софта для крестового джойстика. Собственно, для этого надо только исключить раздельное использование кнопок Х и Z джойстика. А уж соединения каждый юзер сделает сам. Т.е. те функции, где кнопка джойстика не для ускорения подачи,а для других целей - вывести на отдельную кнопку.

Все пользователи пришли к выводу, что два независимых джойстика с кнопкой на джойстике наиболее отвечает всем требованиям.

Это ошибочный вывод. Когда крестовый джойстик расположен наверху суппорта, его отклонение направлено туда же, куда и ожидаемое движение суппорта. Т.е. суппорт как бы "догоняет" движение руки. Такое расположение приводит к отрицательной обратной связи между движением руки и резца. Это дает устойчивость следованию резца за рукой. При другом расположении джойстика, в т.ч. неподвижном, или вертикальном - да, эта обратная связь исчезает.
Кстати, крестовой джойстик никак не препятствует движению одновременно по двум осям, если позволяет сама конструкция джойстика.

И еще - на перспективу. Как юзер с более чем двадцатипятилетним опытом управления БПЛА могу уверенно сказать - более перспективно использование для управления крестового пропорционального джойстика. Как на любом современном пульте ДУ моделями. При этом направление отклонения рукоятки определяет направление движения резца, а величина отклонения - скорость этого движения.
Несколько лет назад я заикнулся было о пропорциональном джойстике на чипмейкере. Но идея была уж черезчур новаторской для традиционной публики на том сайте. Хотя именно такое бустерное управление применяется в авиации с тех еще лет, когда мы с Вами только родились. Да, тогда, на том уровне развития техники это было трудно и дорого. Поэтому только на самолетах и применялось. Но сейчас то - другие времена. При желании - такой джойстик можно просто позаимствовать из любого пульта детской радиоуправляемой игрушки. Конструкция его проста и удобна для программирования, если микропроцессор имеет хотя бы два быстрых АЦП.

И еще о станках. Интересна история развития фрезерного станка ALG-100. Хорватского. И его немецкого брата - макмон. В нем для управления суппортом использовался крестовой джойстик. Вначале, джойстик допускал движение по двум осям одновременно - по Х и по Z. Как и его прототип от Декеля. Однако, спустя несколько десятилетий его выпуска такая возможность была ликвидирована. И видимо, не спроста. У меня у самого много лет в пользовании этот станок. И узел ступицы его джойстика я переделывал - устраняя баг разработчиков станка. Однако блокировку движения подачи по двум осям одновременно я оставил. С нею уверенней работать - меньше ошибок.

[serg1958]

Это ошибочный вывод

По опыту использования только один из пользователей моих станков пользуется крестом. Остальные предпочли раздельное использование. Как вы будете реализовывать ускоренное движение например по Z и автоподачу по Х с одной кнопкой ускорения. Я часто пользуюсь в работе такой комбинацией. Вообще это не принципиально - дело привычки. Что касается пропорционального джойстика, скорее всего его можно реализовать на изменении сопротивления (потенциометр). Сколько он прослужит?
На счет синхронизации. Джойстик по оси Z можно наклонять только влево или в право. А джойстик Х - только вперёд или назад. Этим контроллером пользуюсь больше 3-х лет, неудобств не возникает. Работаешь одновременно обеими руками, левая ось Z, правая ось Х. перепутать что либо трудно.
Я как то пытался использовать игровой пульт с джойстиками на фрезерном станке, полная ерунда. Прикольно конечно, но это не для станка. Здесь точность и надёжность должна быть на первом месте - это же не игрушка, на станке нужно работать.
Да, когда я родился пропорционального управления ещё и в помине небыло.

[Vladimir_V]

Сколько он прослужит?

У меня пульт Футаба работает с 1998 года. Нет тут проблем.

Вообще это не принципиально - дело привычки.

Все же обратите внимание: на обычных токарных станках, там, где есть джойстики с кнопкой ускоренных подач - все они крестовые. Уже лет 70.
Вы думаете, это случайно? Тогда как раздельные сделать было бы намного проще. Самые известные и популярные в мире токарники 1К62 и 1И611,например.

Прикольно конечно, но это не для станка

Ну это смотря как и для чего Вы это делали. Я говорю о таком применении только при свободных подачах. То,что у ЧПУ-шников идет под командой G00. Конешно, для рабочих подач свободное следование резца за рукой - недопустимо.

Если посмотреть на наши отечественные ОСУ для сервоприводных токарных станков - рязанских, самарских, ижевских и гомельских - все исключительно с крестовым джойстиком.

В общем, я уговаривать то не буду. Но себе делаю станок только с крестовым джойстиком. Как на всех в мире токарных и фрезерных станках с ускоренными подачами. Весь мир - не дураки.

[Vladimir_V]

Да, когда я родился пропорционального управления ещё и в помине небыло.

Это Вы просто не в курсе. Было. На лампах.

[serg1958]

с крестовым джойстиком

Не принципиально, как заказчик пожелает.

[Stanichnik_57]

Искал станок для мелкосерийного производства, где требуется точить произвольные конусы. Приобрёл у Сергея станок WM210V с ЧПУ. Честно говоря был удивлён точностью до одной сотки. Такого качества от китайца не ожидал. С завода станки выходят отнюдь не с такой подгонкой. Сколько выставил, столько и получил. Всё подогнано, люфтов нет. А точить конуса одно удовольствие. Первоначально искал станок "Смарт", но на него цена просто Космос. А этот малыш меня приятно удивил. Удобный дисплей, всё понятно и легко настраивается. Конечно, на нём не будешь снимать стружку 5 мм, как на 16К20, но зато он точит в автоматическом режиме сам. Задал программу и не следишь. Станков такого класса с ЧПУ на рынке просто нет. Никто их не выпускает. Так что я очень доволен, спасибо, Сергей!

[serg1958]

Благодарю Олег, успехов тебе.
Сделай фото или видео станка в работе, пожалуйста.