Vlastnosti a konštrukcia rotačných osí pre cnc stroj. 4-osé rotačné osové obrábanie 4. os rotačné pre cnc


Druhá časť:
Tretia časť:
Štvrtá časť:
Piata časť:
Šiesta časť: Elektronika stroja

Samostatným plusom sú lineárne ložiská priamo v kryte, pretože je ľahšie ich nainštalovať na domáce konštrukcie. Jednoduché LM08UU sú lacnejšie, ale musíte si na ne vyrobiť držiak (môžete tlačiť na tlačiarni) - to je samostatný rozhovor.

Takže pár slov o súprave komponentov pre novú os Y a potom o vylepšení. Zásielka bola doručená 3 týždne po objednávke v poštovej taške a úzkej kartónovej krabici kvôli trvanlivosti. To je plus, je to tak, že z môjho balenia vypadnú valcové hriadele, z nejakého dôvodu o tom predajcovia na Ali neuvažujú. Ale márne.


Každá nomenklatúra zo sady je balená samostatne vo vrecúšku. V ložiskách sú stopy oleja


Na posúdenie mierky som na vodidlá a skrutku pripevnil pravítko. Pravítko 30 cm, žehlička 40 cm


Konce skrutky a hriadeľov sú bez otrepov. Zdá sa, že hriadele sú narezané na štandardné veľkosti z veľkého biča, pretože na konci je vidieť trochu sadzí. Ale spracované po rozrezaní. V zásade môžem rovnakú operáciu vykonať sám, takže sa snažím brať čo najdlhšie segmenty.


Konce sú skosené. Ak sa odrežete (a ja som trochu narezal na veľkosť), potom sa skosenie dá odstrániť na brúske / ručne. Je hlavne dekoratívna, aby nevznikali otrepy a pri montáži ložísk sa nedotýkala guľôčok.


Nechytil som mikróny, priemer hriadeľa je dosť 8 mm. Neexistujú žiadne otázky týkajúce sa presnosti výroby valcových hriadeľov, hlavnou vecou je, že počas dodávky nie sú ohnuté. Viac sťažností mám na ložiská. Vzal som niekoľko lacných LM08UU na Ali, takže niektoré sú tesné a niektoré sú mierne voľné. Na ložiskách je to výrazne silné, najmä ak sú inštalované na rovnakom hriadeli.


Šikovné sú strmene SK8. Ihneď sa inštalujú na profil (akýkoľvek) a hriadeľ je upnutý. Na želanie sa dá použiť aj v amatérskych prevedeniach, na upnutie čohokoľvek s priemerom 8mm (napríklad stred na obrábací stroj).


Zistiť celkové a montážne rozmery nie je problém, sú štandardné. Ak je to potrebné - napíšte osobne alebo sa pozrite do prvých dvoch tém, boli tam kresby.


Spočiatku pri skúšaní dizajnu a pred objednávkou som používal 3D tlačené posuvné meradlá. Teraz vymazané kvôli zbytočnosti. S kovom to dopadá veľa áno sche dizajn


Strmene-ložiská KP08 na upevnenie vodiacej skrutky. Na upnutie slúžia dve 1,5 šesťhranné skrutky.
Tieto strmene sú veľmi vhodné na použitie v amatérskych dizajnoch: používajú sa v 3D tlačiarňach pre os Z a môžete si tiež vyrobiť domáce remeňové pohony upnutím 8 mm segmentu hriadeľa do tohto ložiska a inštaláciou ozubeného kolesa na hriadeľ. Poznámka: Táto kópia CNC2417 používa ložiská KFL08 vo forme príruby na inštaláciu skrutky T8 na dosku na osi X.


A v neposlednom rade lineárne ložisko puzdra SC08UU. Stojí to o niečo viac (dvakrát) ako jednoduchý LM08UU, ale má závit M4 na inštaláciu montážnych skrutiek. Je tiež veľmi vhodné použiť v amatérskych dizajnoch kvôli ľahkej inštalácii. Existuje variant SC08LUU, predĺžený, ktorý používam v posuvníku osi z.

Všetko o súprave, teraz o vylepšení.

Montáž som začal osou X a Y, respektíve pojazdmi.
Najprv zostavíme os Y: motor, strmeň, skrutku s maticou a spojku.
Inštalujeme motor na držiak. Je to jednoduché: štyri skrutky M3. Dĺžka je malá, závisí hlavne od použitej platne (hrúbky) a podložiek.


Motor s platňou pred montážou na profil.


Potom nainštalujte KP08 oproti, pričom vzdialenosť od stredu osi motora a od stredu osi strmeňa dodržujte rovnakú




Potom nainštalujte podpery hriadeľa SK8, štyri kusy, pár na hriadeľ. Pri inštalácii hriadeľov nezabudnite na ložiská.

Ďalej zostavíme platňu s motorom X, ako aj platňu so strmeňom KFL08


Dosky sú vyrobené symetricky a je možné namontovať skrutku na KFL08 na oboch stranách, po predchádzajúcej inštalácii motora (M3 Mosadzný medzikus - je vhodné brať súpravy).


Spočiatku bola 3D tlačená KFL08, ale kým som zbieral a testoval, podarilo sa mi objednať a dostať normálnu)))

Ďalej zostavujeme os X. Nainštalujte platne na rám


Nainštalujte druhú dosku.
Dosky poskytujú dodatočnú tuhosť konštrukcie, zároveň sú držiakom osi X. Na vystuženie sú použité 3 valcové hriadele 8 mm.


Ďalej nainštalujeme hriadele (tri kusy) plus ložiská SC08UU (tri páry) do otvorov dosiek




Bližšie foto. 10 mm valcový hriadeľ na každej strane je upnutý do strmeňa SHF08. A je vhodné ponechať asi 20 mm vodiacej skrutky na inštaláciu rukoväte (ručný pohyb vozíka).


Na ložiská nainštalujeme tanierový vozík X. Nezabudnite na orech. Použil som 3D tlačený držiak na matice. Kúpa držiaka je dosť problematická. Z možností dokúpenia je buď plochá plastová matica (POM) s otvormi na upevnenie hneď (možnosti a). Videl som to na predaj, ale peniaze sú drahé. Takže zatiaľ čo držiak tlače…




Skontrolujeme voľnú vôľu vozíka od začiatku po koniec osi, utiahneme skrutky.


Na platni je už pripevnený posúvač osi ​​Z. Môžete si ich vyrobiť z rezu profilu 2080 a podpier SK8, môžete si ho vyrobiť sami,

S numerickým riadením, zvýšenie výrobných vlastností pracovného nástroja. Umožňuje vám spracovávať neštandardné obrobky a vyrábať výrobky zložitého tvaru. Zariadenie umožňuje realizovať plnohodnotné 3D a 4D spracovanie na CNC strojoch. Najčastejšie sa jednotka používa na prácu s drevom, ale dokáže spracovať aj iné materiály.

Zvláštnosti

Rotačné osi nie sú typické pre každý stroj. Hlavnou úlohou tohto prvku je zabezpečiť otáčanie obrobku okolo jeho osi. Používa sa na spracovanie obrobkov, ktoré sú založené na:

  • drevo;
  • zliatiny hliníka, neželezných kovov a medi;
  • plast.

Za činnosť nápravy je zodpovedný motor. Môže byť súčasťou pôvodného dizajnu stroja alebo môže byť inštalovaný samostatne. Pri samostatnej inštalácii prvok pôsobí ako štvrtá os.

Štvorosové obrábanie má na rozdiel od trojosového obrábania množstvo výhod. Trojosová metóda umožňuje vykonávať 3D spracovanie na jednej strane obrobku, pretože druhá bude pripevnená k stolu. Ak chcete spracovať druhú stranu, musíte vykonať ďalšie kroky na preinštalovanie produktu. Rotačná os umožnila vyriešiť tento problém. S jeho pomocou je možné obrobok spracovať zo všetkých strán bez ďalších krokov.

Vďaka tejto funkcii môžete získať produkty, ktoré majú komplexný dizajn:

  • nábytkové doplnky;
  • šperky;
  • dekoratívne drevené vzory.

Stroje s rotačnou osou sú široko používané pri zdobení. Správne nastavenie prístroja umožní spracovanie offline. Prírezy budú podobné ručným výrobkom.

Dizajn

Pre stroje s rotačnou osou existujú rôzne možnosti. Najkvalitnejšie sú. Na bežných zariadeniach je výkon nižší.

Na vysokovýkonných jednotkách je nainštalovaný remeňový pohon. Niektoré modely sú vybavené piatou nápravou. Rozmery pracovnej plochy sa môžu líšiť, ale šírka a dĺžka by nemala byť menšia ako jeden meter. Domáce zariadenia sa vyznačujú inštaláciou skľučovadla alebo čelnej dosky na rotačnú os. Na továrenských nástrojoch sú bežné trojčeľusťové skľučovadlá sústruhu.

Najpopulárnejším typom motora je dvojfázový štvorvodičový motor.

Rozmery a náklady na vybavenie závisia od konkrétneho modelu. V priemyselných podmienkach sa používajú veľké možnosti. Kompaktnejšie modely môžu byť použité pre domáce úlohy a malé podniky. Ale nie každý si môže dovoliť aj tie najlacnejšie možnosti. Preto mnohí vyrábajú CNC stroje sami.

Urob si sám stroj s rotačnou osou

Neskúseným používateľom sa neodporúča vyrábať stroj s kovovou rotačnou osou. Spočiatku by ste sa mali pokúsiť vyrobiť jednotku z preglejky. V prvej fáze sa vypracuje výkres a program kontrolného frézovania. Tento krok je možné vykonať pomocou služby Rhinoceros. Hrúbka preglejky musí byť najmenej 15 milimetrov. Musí byť pripevnený na stole, po ktorom CNC stroj vyrobí potrebné polotovary.

Druhým krokom je zostavenie prijatých častí. Potom musíte zakúpiť ložisko vodného čerpadla. Táto položka sa predáva v obchodoch s autodielmi. Pred inštaláciou ložiska musia byť diely natreté farbou a lakom. Ložisko je možné upevniť pomocou skrutiek. Na prevádzku zariadenia budete potrebovať skupinu komponentov vrátane:

  • stôl pre stroj;
  • Remeň;
  • krokový motor.

Ďalšie diely sa vyrábajú na sústruhu. Po dokončení montáže jednotky si budete musieť samostatne zakúpiť ovládač zodpovedný za ovládanie krokového motora. Nový ovládač musí byť nainštalovaný v riadiacej jednotke stroja.

Pred spustením otočnej osi CNC typu „urob si sám“ sa musíte uistiť, že komponenty sú dobre upevnené.

Použitie

Existujú dva spôsoby práce s rotačnou osou:

  • index;
  • nepretržitý.

Prvá metóda zahŕňa postupné spracovanie, počnúc voľnými pohybmi a končiac stacionárnymi podmienkami. Prechod z jedného spracovania do druhého je sprevádzaný zastavením a fixáciou. Pre druhú metódu nie sú potrebné žiadne ďalšie kroky. Správne spracovanie závisí od dostupnosti programu a vhodného modelu pracovného nástroja.

Pre úplné spracovanie musí byť stroj vybavený štvorsúradnicovým riadiacim systémom. Na kompenzáciu hmotnosti vretena je os Z vybavená plynovou pružinou.

Základy efektívneho programovania

Práca s osou otáčania (4. súradnica)

Časté sú prípady, keď je na trojsúradnicovom CNC stroji dodatočne namontovaný riadený otočný stôl (deliaca hlava). Riadená točňa je zariadenie, ktoré je schopné na konkrétny príkaz otočiť súčiastku v nej upevnenú do požadovaného uhla. Zvyčajne je 4. os riadená adresou A alebo B a číselná hodnota udáva uhol natočenia v stupňoch.

Ryža. 10.4. Otočné stoly riadené HAAS

Pri práci s ovládaným otočným stolom sú dve možnosti. Prvá možnosť je, že ho stačí otočiť do určitého uhla a následne vykonať nejakú technologickú operáciu (indexovanie). Druhou možnosťou je vykonávať frézovanie súčasne s otáčaním stola. V tomto prípade máme synchrónny lineárny pohyb výkonného orgánu stroja v troch (alebo menej) súradniciach s otáčaním stola. Riadenie stroja musí podporovať tento typ interpolácie.

Na ovládanie gramofónu stačí pridať adresu A (B) do rámu lineárnou interpoláciou, polohovaním alebo pevným cyklom:

  • G00 X_Y_Z_A_ - polohovanie;
  • G01 X_Y_Z_A_F_ je lineárna interpolácia.

Typický formát pre prácu s pevným cyklom je:

G81 X0 Y0 Z-5 A0 F45 R0,5
A15
A30
A45
G80

Programovanie 4. osi by vám nemalo spôsobovať veľké ťažkosti. Ide len o to, že pri práci s ovládaným otočným stolom treba brať do úvahy viacero technických vlastností. Po prvé, otočný tanier sa môže otáčať v pozitívnom aj negatívnom smere. Smer otáčania a príslušné znamienko určuje pravidlo pravej ruky. Po druhé, otáčanie stola je možné naprogramovať v absolútnych aj relatívnych súradniciach. Po tretie, veľa strojov má limit na číselnú hodnotu uhla natočenia. Napríklad potrebujete otočiť stôl o 400 °, ale ovládanie vám umožňuje určiť uhol nie väčší ako 360 °. Budete musieť naprogramovať ďalší blok s uhlom 40° vzhľadom na predchádzajúcu pozíciu stola. A nakoniec, majte na pamäti, že čím ďalej sa vzdialime od stredu otáčania, tým väčšia bude chyba lineárneho posunu.

Nasledujúce príklady vám pomôžu pochopiť, ako sa naprogramuje dodatočná os otáčania. V prvom prípade je potrebné vyvŕtať otvory na obvode disku. V druhom prípade musíte na povrchu hriadeľa získať špirálovú drážku pomocou súčasného lineárneho pohybu frézy a otáčania otočného taniera.

Ryža. 10.5. Je potrebné vyvŕtať 4 otvory na obvode disku upevneného vo vačkách otočného taniera. Na vyvŕtanie takýchto otvorov je potrebné otočiť stôl o 90 °

Ryža. 10.6. Na povrchu hriadeľa je potrebné získať špirálovú drážku. Hriadeľ je upevnený vo vačkách riadeného otočného stola. Najjednoduchší spôsob obrábania takejto drážky je pomocou CAD/CAM výpočtu.

% O0001 N100 G21 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N104 T1 M6 N106 G0 G90 G54 X-16,612 Y0. A-2,993 S1000 M3 N108 G43 H1 Z125,171 M8 N110 Z35,605 A-10,578 N112 G1 Z33,932 A13,459 F200. N234 G0 Z123,253 A3,674 N236 M5 N238 G91 G28 Z0. M9 N240 G28 X0. Y0. A0. N242 M30 %

V nám známom trojrozmernom súradnicovom systéme existujú tri navzájom kolmé osi (X, Y, Z), ktoré tvoria základ.
Väčšina CNC strojov v počiatočnej základnej verzii vykonáva iba 3-osové obrábanie.
Pri niektorých výrobkoch zložitého tvaru to však nestačí. Vďaka dodatočnej úprave - inštalácii rotačnej osi sú CNC gravírovacie a frézovacie stroje schopné vykonávať 4-osové spracovanie.
Štvorosové obrábanie na gravírovacej fréze na CNC stroji pomocou rotačnej osi je vo všeobecnosti kontinuálne obrábanie symetrických aj nesymetrických telies.
Na rozdiel od bežného 3-osového obrábania 3D modelu, kde musí byť dielec pripevnený na jednej strane k stolu CNC stroja, 4-osové frézovanie umožňuje opracovávať výrobok zo všetkých strán kontinuálne, bez dodatočných operácií na preskupovanie dielu na pracovnej ploche. To umožňuje získať výrobky zložitého tvaru. Najčastejším príkladom takéhoto spracovania je výroba balusterov, hlavic, stĺpov, stĺpov, nôh stolov a stoličiek, šachových figúrok, ale aj rôznych figúrok, prsteňov iných šperkov a reklamných suvenírov.
Rozmanitosť tvarov, obrysov - akýkoľvek let fantázie bude stelesnený v spracovaní dielov na gravírovacom a frézovacom stroji pomocou 4. rotačnej osi.
Hlavnou možnosťou úpravy, ako už bolo spomenuté, 3-osového stroja na 4-osový stroj, je použitie rotačnej osi, obrázky 1 a 2.

Obrázok 1 zobrazuje fotografiu rotačnej osi pre CNC stroj, ktorý umožňuje viacstranné spracovanie.

Obrázok 1 Rotačná os pre CNC stroj.

CNC frézovací modelár3040

Video rezania zložitého tvaru pomocou rotačnej osi na príklade šachového rytiera

Inštalácia rotačnej osi na 3-osové frézovacie CNC cnc-3040al300

Obrázok 2 4-osová CNC fréza

Okrem toho, pre nepretržité spracovanie pozdĺž 4 osí musí byť CNC systém stroja stále schopný riadiť opakovanú os, ktorá je na ňom nainštalovaná. Preto 4-osové obrábanie znamená nielen prítomnosť rotačnej osi, ale aj použitie vhodného CNC systému. Najčastejšie sa na to používa ovládač krokového motora so 4 riadiacimi kanálmi alebo jednoduchšie 4-osový ovládač. Príklad ovládača je znázornený na obrázku 3. Kanál A tohto ovládača možno použiť na ovládanie rotačnej osi inštalovanej na stroji.

Obrázok 3

Existujú dva typy 4-osového obrábania: prvý je kontinuálny a druhý je polohové obrábanie (obrábanie s indexovaním). Nepretržité spracovanie - v tomto prípade sa fréza súčasne pohybuje všetkými stupňami voľnosti.
Polohové spracovanie - rotačná os sa používa iba na zmenu polohy obrobku a ostatné operácie sa vykonávajú v trojrozmernom režime spracovania.

Pre prácu s rotačnou osou je potrebné nakonfigurovať riadiaci program. Nižšie sú uvedené nastavenia pre Mach3 pre rotačné osi 6:1 a 4:1. Obrázok 4 zobrazuje nastavenia kolíkov portu LPT pre ovládač krokového motora s hliníkovým krytom znázornený na obrázku 3.


Obrázok 4

Obrázok 5 - nastavenie pre rotačnú nápravu s pomerom 4:1.


Obrázok 5

Obrázok 6 - nastavenie pre rotačnú nápravu s pomerom 6:1.


Obrázok 6


Obrázok 7

Ovládacie programy pre prácu s viacstranným spracovaním sú dostupné v DeskProto, PowerMill atď.

Obrázok 8 zobrazuje výsledok viacstranného obrábania na 4-osovom frézovacom CNC CNC-3040AL2

Obrázok 8. Viacstranné obrábanie na 4-osovom stolnom CNC pomocou rotačnej osi

Všeobecné vlastnosti a účel

Rotačná os je navrhnutá tak, aby zabezpečila rotáciu dielov do požadovaného uhla. Ide o rotačný mechanizmus, ktorý umožňuje otáčať obrobok v požadovanom smere a pod určitým uhlom. 4 rotačné osi môžu byť použité na spracovanie obrobkov vyrobených z materiálov, ako je plast a drevo. Okrem toho sa os používa aj na gravírovanie kovov. Rotačná os pre CNC frézku vám umožňuje vytvárať produkty rôznej zložitosti: s jej pomocou môžete vyrábať stĺpiky, rukoväte, ryté dekoratívne prvky, rôzne figúrky a iné zložité tvary.

Existovať rotačné osi na remeňovej a harmonickej prevodovke. Aký je ich rozdiel? Prvá možnosť je vhodnejšia na spracovanie plastov a dreva a druhá je vhodnejšia na prácu s tvrdými materiálmi, najmä s kovom. Okrem toho sú nápravy rozdelené na 3 a 4 vačkové nápravy. Os prvého typu je určená na centrovanie okrúhlych obrobkov a os so 4 čeľusťami je určená pre pravouhlé obrobky.

Výhody rotačnej osi pre frézku,

Aké sú výhody rotačná os? Táto časť výrazne rozširuje možnosti CNC strojov: vďaka umiestneniu obrobku v priestore je dostupná výroba zložitých výrobkov. Použitie rotačnej osi rieši problém automatizácie vykonávanej práce: po jej inštalácii sa spracovanie obrobkov začne vykonávať automaticky. okrem toho rotačná os cnc výrazne skráti čas na výrobu produktu. A samozrejme, rotačná os robí prácu na CNC stroji nielen rýchlejšou, ale aj pohodlnejšou: po inštalácii osi zmizne potreba preusporiadať obrobok, pretože na spracovanie ho stačí upnúť len raz. Je dôležité poznamenať, že inštalácia rotačnej osi nie je náročná: osi sú spravidla vhodné pre akýkoľvek stroj a štandardné programy umožňujú pripojenie týchto zariadení, takže ich nemusíte prekonfigurovať.

Touto cestou, CNC rotačná os pre obrábacie stroje umožňuje vyrábať vysokokvalitné produkty vyžadujúce vysokú presnosť v čo najkratšom čase. V súlade s tým inštalácia rotačnej osi výrazne zvýši produktivitu a zvýši zisky.