CNC Fréza - Pokračování

    Poměrně velkým a těžkým dílem je základna stroje. Ta se skládá ze základní desky o síle 12mm a dvou bočnic (také 12mm). Toto vše je vyztuženo duralovými nosníky 80x20. Na horní straně základní desky jsou přišroubována podepřená vedení po kterých jezdí portál. Aby bylo možné na tento stůl upnout materiál (pro obrábění), jsou ještě na základní desce přišroubovány hliníkové profily s T drážkami (celkem tři). Jejich tloušťka je 40 mm. Hmotnost celé této základny je cca 120 kg.

 

 

    Jak už jsem se zmínil, na pohon portálu je použit kuličkový šroub o průměru 20mm. Ten má délku 140cm. Při točení šroubem v této délce by již při větších rychlostech vznikaly vybrace. Proto jsem zvolil náročnější řešení - rotační matice. Jde v podstatě o to, že šroub stojí a otáčí se přímo maticí. Matice musí být uložena ve dvou ložiskách s kosoúhlým stykem (aby zde nebyla axiální vůle). Tato matice je poháněna přes ozubený řemen krokovým motorem.

 

 

 

    K pohonu všech os jsou použity krokové motory Leadshine 57HS22 s kroutícím momentem 2.2 Nm. Tyto motory mají fyzické rozlišení 200 kroků/ot. Použité drivery ale umějí tzv. mikrokrokování. Takže vy výsledku mám nastaveno 1000 kroků/ot. To je při stoupání šroubů 5mm 0.005 mm/krok (to je výsledné fyzické rozlišení stroje). Tyto motory jsou s posuvovými šrouby spojeny pomocí průžných spojek. Spojky mají za úkol vyrovnat případnou nesouosost motor-šroub. Ale také výrazně tlumí vybrace od motorů. Ke všem motorům je zapotřebí dotáhnout kabeláž. A nejen k nim. Další kabeláž je k vřetenu stroje, koncovým spínačům atd. Nechtěl jsem kabely jen tak pohodit. Zvolil jsem použití tzv. energetických řetězů. Jedná se o plastový dutý řetěz, uvnitř kterého vedou kabely. Tento řetěz zamezuje lámání kabelů. Ohýbá je na určitém poloměru všude stejně.

 

 

    Následovalo zhotovení podstavce stroje. Ten je svařen z ocelový jacklů 80x80 a následně nastříkán práškovou barvou. Vzhledem k manipulaci jsem podstavec umístil na kolečka. V podstavci je integrovaná klávesnice a lcd monitor (vše zakoupeno v bazaru). Je zde místo pro PC a ovládací elektroniku stroje.

 

 

    Poměrně hodně práce dalo vytvoření (prodrátování) ovládací elektroniky. Vše je řízeno přes paralelní port PC. Každý krokový motor má svůj driver (Leadshine M752). Do tohoto driveru jdou signály z oddělovací desky (mezičlen mezi paralelním portem a driverem). Ovládání je systémem STEP-DIR. Tzn. že z pc jde signál zda má daný motor udělat krok a zda ten krok má být dopředu nebo dozadu. Součástí oddělovací desky jsou i dvě relé, přes které je možné spínat vřeteno, chlazení, vysavač atp. (do max 2500w). Vše je napájeno zdrojem s toroidním trafem s výstupním napětím 68V DC/7A. Elektroniku jsem umístil do staré bedny od PC (minitower). Ještě bylo nutno dodělat chlazení pomocí ventilátorů.

 

     

    Důležitou věcí na stroji jsou tzv. referenční spínače. ty slouží k tomu, aby stroj při svém zapnutí věděl kde má nulu (najede se koncové body). Je to tzv. homování. Pokud např. obrábíte větší věc a chcete ji dodělat až druhý den, musí se stroj znovu nahomovat, aby začal obrábět ve stejném místě kde zkončil. Na svém stroji mám indukční spínače. Jejich opakovaná přesnost je 0.01-0.02 mm.

    Nakonec ještě něco k parametrům stroje. Pracovní rozsah je 1050 x 360 x 250 mm. Max.dozažené rychlosti přejezdů jsou až 10m/min. Toto je ale hranice. V řídícím systému mám nastaveno max 6m/min (to je naprosto spolehlivé za každé situace). Navíc fréza má frézovat a né neustále někam přejíždět. V praxi se pohybuje rozsah frézovací rychlosti mezi 0.5 - 3 m/min (dle materiálu a nástroje). Celý systém je řízen softwarem EMC2. Jedná se o freeware běžící pod linuxem. Je to opravdu naprosto spolehlivě běžící systém (na rozdíl třeba od MACH3 + windows). Do tohoto systému se načítá tzv G-kód. Ten je generován systémem CAM. CAM je systém, který z nakreslené součásti (buď 2D dxf nebo 3D model) generuje dráhy nástroje dle zadaných parametrů. Systémů CAM je opravdu hodně a některé jsou i free.

    Poslední věc je vlastní postup při frézování:

  1.     Nakreslení součásti v nějakém systému CAD
  2.     Vygenerování drah nástroje v systému CAM
  3.     Načtení vygenerováného kódu do ovládacího systému EMC2
  4.     Upevnění materiálu
  5.     Nastavení stroje (tzv. homování - aby stroj věděl kde zrovna je a najetí na obráběný materiál)
  6.     Frézování (to lze kdykoli přerušit a následně kdykoli pokračovat)

 

    V sekci příslušenství se můžete dočíst o dalších zařízeních, které jsem k fréze dodělal dodatečně.