Преобразование мини-фрезерного станка в станок с ЧПУ
Если вы думаете о преобразовании существующей ручного мини-станка в ЧПУ или планируете купить новый для преобразования в ЧПУ, вам необходимо знать некоторые вещи.
Преобразование, очевидно, не является простым решением «подключи и работай» с помощью комплекта.
Это включает в себя планирование, навыки и правильные компоненты для успешной трансформации.
В этом руководстве я намерен дать общий обзор этого процесса для начинающих.
Стоит ли переоборудовать обычный станок в станок с ЧПУ?
Прежде чем вы приступите к этому процессу, я хотел бы сказать, что этот процесс займет как минимум неделю усилий и, возможно, месяц, если вы можете работать только по выходным.
Вам также понадобится помощник, особенно из-за необходимости подъема тяжелых деталей.
Также вам потребуется минимальный объем знаний о деталях фрезерного станка. Также очень помогает, если вы построили или эксплуатировали хотя бы небольшой фрезерный станок с ЧПУ.
Тем не менее, при наличии правильного комплекта ЧПУ мини-фрезерного станка и надлежащего плана это преобразование может быть достигнуто.
Вы также можете сохранить общую стоимость, чтобы она была намного ниже цены совершенно нового настольного фрезерного станка с ЧПУ начального уровня.
Имея контроллер на базе GRBL и недорогой фрезерный станок, вы можете собрать ЧПУ менее чем за 2000 долларов.
Этого, конечно, будет недостаточно для любой коммерческой операции, но я бы сказал, что это отличный выбор для любителя, который хочет поиграть с фрезерным станком с ЧПУ в своем гараже.
Однако, если вас пугает преобразование, вы можете выбрать готовый к использованию настольный фрезерный станок с ЧПУ
Какой станок лучше всего подходит для преобразования?
Если вы собираетесь купить новый ручной настольный фрезерный станок для преобразования в фрезерный станок с ЧПУ и вам интересно, какой из них выбрать, я предлагаю Precision Matthews PM-25 MV, который стоит около 2000 долларов.
Я рекомендую это в первую очередь потому, что он поставляется с системой ременного привода, в отличие от системы зубчатого привода, используемой на большинстве других машинах.
Если вы согласны потратить немного больше денег на гораздо большую мощность, я также рекомендую настольную мельницу Precision Matthews PM-833TV.
Для рекомендуемых мною комплектов модернизации настольных фрезерных станков с ЧПУ я перечислил совместимые фрезерные станки с ЧПУ в виде таблицы в следующем разделе.
Комплект для переоборудования фрезерного станка в ЧПУ
Преобразование заключается в установке нового набора механических компонентов и электронных компонентов в вашу фрезер.
Механические компоненты (комплект)
Механическая часть состоит в замене ходовых винтов на шарико-винтовые пары и двойные гайки.
Причина, по которой вам нужна новая механическая система, заключается в том, что ходовые винты в настольных фрезерных станках имеют люфт и на самом деле не предназначены для работы с ЧПУ.
ШВП имеют очень небольшой люфт и являются отличным выбором для привода ЧПУ.
Цена этих комплектов для переоборудования колеблется от 700 до 1200 долларов в зависимости от качества шарико-винтовой пары и размера вала двигателя, который вы выберете.
Ключевым выводом является то, что почти все настольные ЧПУ имеют комплекты для модернизации, доступные для покупки.
Электронные компоненты (комплект)
Второй частью преобразования является электроника для управления ЧПУ.
Вам потребуются драйверы шаговых двигателей, контроллер, концевые выключатели (3), механические щупы для контроля перемещений по осям X, Y и Z.
Для управления шпинделем вы можете купить VFD, если вы хотите управлять оборотами вручную с помощью кнопок.
Если вы хотите выбрать шпиндель для своего ЧПУ, ознакомьтесь с этим руководством.
Конечно, вам нужен компьютер на другом конце контроллера, чтобы управлять программным обеспечением ЧПУ и давать инструкции станку.
В отличие от механического комплекта, здесь есть несколько путей в зависимости от предпочитаемого вами программного обеспечения (например, Mach3, GRBL или LinuxCNC).
Как преобразовать фрезерный станок в ЧПУ?
Точные шаги, как это сделать, будут зависеть от модели вашей машины и вашего выбора электроники. Я только намереваюсь дать общий обзор того, как это сделать.
Механическая модернизация
Для переоборудования необходимо разобрать весь станок. Это не так просто.
Для начала необходимо разобрать каждую ось мельницы и закрепить на каждой оси вместо ходовых винтов ШВП.
Резьбовой вал шарико-винтовой передачи имеет форму спиральных дорожек качения шарикоподшипников внутри специальной гайки.
Вес на оси Z типичного настольного фрезерного станка может быть очень большим, поэтому вам, скорее всего, понадобится подъемник для подъема и перемещения осей.
Ваш станок может быть привинчен к полу с помощью гаек и болтов, и вам придется его снять.
После извлечения каждой оси вам нужно будет добавить к ним компоненты для ЧПУ по отдельности.
Выньте ходовой винт на каждой оси и замените его шариковыми винтами.
Обратите внимание, что при установке шарико-винтовых пар необходимо соблюдать осторожность, чтобы не зацепить маслопроводы.
Затем блок гаек ходового винта необходимо заменить блоком гаек шарико-винтовой передачи.
Если монтажные отверстия в блоке гаек не совпадают, вам понадобится адаптер для крепления блока гаек шарико-винтовой передачи к оси.
Кроме того, вам может понадобиться выполнить ручную шлифовку, чтобы все подошло правильно. Этого следовало ожидать, так как это не решение plug-and-play.
Обратным путем было бы изготовить некоторые детали самостоятельно.
Маслопроводы должны быть снова подключены после того, как вы поместите шариковые винты внутрь оси.
Следующим шагом будет присоединение шаговых двигателей к оси. Убедитесь, что шаговые двигатели могут выдержать большой вес по оси Z.
Я немного расскажу о шаговых двигателях для ЧПУ здесь
Повторите те же действия для двух других осей. Сначала поместите оси X и Y обратно на базу.
Далее вам нужно разместить ось Z или блок колонн. Прежде чем вы сможете управлять станком, вам необходимо убедиться, что ось Z идеально перпендикулярна столу, правильно выровняв ее. Обратите внимание, что на YouTube есть подробные видеоролики о том, как это сделать.
Если вы сверитесь с индикатором и обнаружите, что фреза не прижата, то вам нужно использовать тонкие листы металла под основанием для регулировки наклона. Это называется шиммированием колонн.
Вам нужно будет делать пробы и ошибки с листами разной толщины и каждый раз проверять наклон с помощью индикатора, чтобы увидеть, завершена ли калибровка.
Когда вы закончите установку колонны, вам нужно поставить шпиндель, чтобы убедиться, что он не наклонен. Шпиндель должен располагаться под прямым углом к столу или основанию, на котором установлен станок.
Как и в случае с колонной, вам нужно использовать индикатор перемещения, чтобы проверить наклон шпинделя. Точный способ сделать это показан в нескольких видеороликах на YouTube. Как только вы найдете наклон, вам нужно постучать по передней бабке в компенсирующем направлении.
Ослабьте гайки и постучите молотком для компенсации наклона. Еще раз, вам нужно снова затянуть болты и проверить с помощью индикатора, чтобы увидеть, исправлено ли оно.
Вам также нужно будет сделать несколько проб и ошибок и сделать его идеально правильным.
Крепление электроники ЧПУ
После того, как механическая часть выполнена, вам нужно настроить электронику для ЧПУ. Обратите внимание, что перед этим необходимо установить шаговые двигатели для каждой оси.
Теперь вам нужно собрать мозг/систему управления для шаговых двигателей, что в конечном итоге делает его управляемой компьютером системой, а не ручным фрезерным станком.
Существует множество вариантов сборки электроники для ЧПУ. Я просто объясню, как сделать базовую систему
Вам понадобятся три концевых выключателя и два датчика, а также нерегулируемый источник питания постоянного тока.
Также вам понадобятся три драйвера шагового двигателя. Для управления шаговыми двигателями NEMA 34 я рекомендую драйверы шаговых двигателей DM860T (до 7 А).
Если вы новичок в драйверах шаговых двигателей, я сделал подробный обзор основных драйверов шаговых двигателей, доступных на рынке.
Вероятно, вы могли бы обойтись шаговыми двигателями NEMA 23 для осей X и Y. Просто проверьте, какой крутящий момент вам нужен, и выберите подходящий шаговый двигатель.
В качестве контроллера вы можете выбрать любой контроллер, работающий на linuxCNC, Mach3 или GRBL .
Если вам нравится программное обеспечение linuxCNC, то Mesa 7I76E — хороший выбор для контроллера.
Если вы не хотите покупать каждую электронную часть отдельно, я рекомендую комплект электроники для преобразования.
Обратите внимание, что концевые выключатели дают мельнице пространственное представление и не позволяют ей выйти за свои физические пределы.
Датчики предназначены для оценки положения заготовки перед началом фрезерования.
Кроме того, вам обязательно понадобится компьютер, который подключается к контроллеру с помощью кабеля USB/Ethernet/параллельного порта. Это зависит от вашего выбора контроллера.
Далее вам необходимо дооснастить шпиндельную систему. Если шпиндель вашего мини-завода работает на системе шпиндельного двигателя с зубчатым приводом, вам необходимо преобразовать его в систему с ременным приводом.
Для управления шпинделем вам понадобится контроллер двигателя VFD. Вам нужно получить контроллер VFD, который подходит для вашего двигателя шпинделя.
Частотно-регулируемый привод обычно имеет ручные кнопки для уменьшения или увеличения скорости вращения шпинделя. Вы также можете изменить направление вращения шпинделя.
Вы также можете подключить VFD к контроллеру, если хотите управлять скоростью вращения шпинделя с помощью компьютера, а не кнопок вручную.
Программное обеспечение, которое вы используете для управления всем этим с вашего компьютера, будет зависеть от того, какой контроллер у вас есть. Это может быть либо Mach3, либо GRBL, либо LinuxCNC.
Это также может быть что-то еще. Здесь действительно есть масса вариантов. Например контроллер на Arduino.
В заключение, независимо от того, модернизируете ли вы свой существующий станок или покупаете новый для преобразования в ЧПУ, убедитесь, что вы знаете, что вам нужно и как это сделать.
Если все сделано правильно, это может дать вам функционирующий домашний фрезерный станок с ЧПУ по общей стоимости, которая намного ниже, чем новый фрезерный станок с ЧПУ начального уровня от таких брендов, как Tormach или HaaS.
