Первоапрельская шутка от братьев китайцев

TB6560Всем привет! Первого апреля без шуток не обошлось. А пошутили надо мной наши братья китайцы, и шутка получилась очень не веселая. Случилось так, что свой новый большой станок с ЧПУ я окончательно собрал и подключил именно 1-го апреля. Установил все двигатели на все оси и попробовал осуществить пробный пуск. До этого я успешно использовал 4-ех осевой красный контроллер TB6560HQV3-T3 на базе чипов Toshiba. Китайцы активно клепают на нем бюджетные контроллеры для ЧПУ. Так вот, на большом станке под ось X я использовал сразу 2 канала, и в итоге рассчитывал задействовать все 4 выхода (2 на ось X и по 1-му на Y и Z). В старом станке я не применял двойную тягу по оси X, поэтому использовалось у меня всего 3 канала из 4-ех доступных у этого контроллера.

Так вот, собрав и подключив все оси, я сконфигурировал LinuxCNC и начал пробовать гонять движки. По X поехали, по Y поехал, а вот с Z что-то пошло не так: движок дергался то в одну то в другую сторону, крутился кое-как и все время пропускал шаги! Ну, думаю, чип сгорел. А до этого я на старом станке спалил один из каналов и заказал себе отдельно этот чип, чтобы со временем починить контроллер, хотя необходимости особой в этом не было, потому как 3 канала работали и мне их хватало. Так вот, беру я этот новенький чип и впаиваю на место глючного (как я подумал) чипа оси Z (на плате это крайний канал A). Каково же было мое удивление, когда с новым чипом этот же канал A продолжил глючить, затыкаясь и пропуская шаги! Переключив мотор оси Z в другой канал я убедился, что с мотором все в порядке и ось гоняет как полагается. Что за чертовщина? Continue reading

Новая ось Z для ЧПУ фрезера

Новая ось Z ЧПУ фрезераДля своего большого ЧПУ станка я изготовил новую ось Z. На фото сравнение двух осей Z: моего первого станка с ЧПУ и нового большого станка. Можно сказать, отец и сын, потому что без своего старого ЧПУ новую ось Z сделать в таком виде было бы затруднительно. Алюминиевые плиты я полностью отлил своими руками, расплавив алюминий в собственной плавильной печи для алюминия. Потом эти плиты отфрезеровал. Изготовил держатели для подшипников оси Z, а также держатель шагового двигателя.

Как видно на фото, я снова применил зубчатый ремень. Как я уже писал ранее, зубчатый ремень не только позволяет сглаживать все биения и вибрации, но также дает возможность увеличить момент шагового двигателя и разрешающую способность по оси за счет применения шестерней с разным количеством зубов. На шкиве двигателя 12, на ходовом винте 30. Передаточное число получилось 30 ÷ 12 = 2,5. Т.е. в 2,5 раза увеличивается крутящий момент, а также минимальный шаг позиционирования при 200 шагах на один оборот и ШВП с шагом 5 мм получается равным 5 мм / (200 * 2,5) = 0,01 мм (10 микрон). Continue reading

Ходовая гайка для ЧПУ своими руками

Станок с ЧПУ большого размераПродолжаю делать большой станок с ЧПУ. Особенность его конструкции заключается в том, что ходовой винт по оси X закреплен неподвижно (не вращается). Для статичного винта требуется особенная ходовая гайка. В станках с ЧПУ небольшого размера обычно ходовая гайка жестко закреплена, а винт вращается, перемещая каретку. У меня же наоборот — ходовая гайка вращается вокруг винта, приводимая в движение шаговым двигателем. Ну и очевидно, что ходовая гайка для ЧПУ большого размера должна быть изготовлена своими руками, потому как такая просто-напросто нигде не продается!

Зачем нам вращать ходовую гайку вместо ходового винта на станке с ЧПУ большого размера?

  1. Промышленный ходовой винт ШВП длиной в 2 метра и более стоит просто безумных денег (по сравнению со строительной шпилькой). Он должен быть довольно большого диаметра — от 20 мм и толще, что стоит еще более безумных денег. Плюс такую махину еще и не всякий шаговик провернет, и нужно ставить серву, которая стоит еще более безумных денег (по сравнению с шаговиком). И, вообще говоря, на большой станок с ЧПУ ставят обычно 2 ходовых винта (по одному с каждой стороны). Получается двойное безумие по бюджету.
  2. Крайне бюджетным и неплохим вариантом является строительная шпилька (см. станок с ЧПУ из строительной шпильки), но если при длине в 2 метра мы попробуем ее вращать, то она начнет прыгать, как скакалка, и в конце концов отвалится.
  3. На длинную станину 2-3 метра с неподвижным винтом по оси X можно поставить не одну, а целых две или даже три независимых оси Y, каждая из которых будет индивидуально трудиться над своим заказом. Т.е. на одной станине будет установлено как бы 2 независимых станка с ЧПУ с одной механически общей осью X. Очевидно, что с  вращающимся винтом независимые каретки не получатся, а получится только клонирование оси.

Continue reading

ЧПУ по алюминию своими руками

Что такого особенного в станке ЧПУ по алюминию? Что отличает станок ЧПУ по алюминию от станка, например, по дереву или МДФ? Нетрудно догадаться, что алюминий куда более прочный материал, чем дерево. Поэтому резать его немного тяжелее. К станку ЧПУ по алюминию предъявляются дополнительные требования к жесткости конструкции. Начинающему станкостроителю иногда не удается с первого раза сделать станок, который мог бы обрабатывать алюминий.

Мне повезло. Я изначально выбрал довольно неплохую компоновку для моего первого станка, что дало возможность поиграться с обработкой алюминия на ЧПУ. Но время не стоит на месте. Некоторые узлы моего первого станка изрядно поизносились, поэтому после некоторого переосмысления наступает этап работы над ошибками. В результате я приступаю к созданию новго станка с ЧПУ по алюминию. Continue reading

Программирование ЧПУ станка в LinuxCNC

screenshot-01Стандартный алгоритм программирования ЧПУ станка сводится к двум простым этапам: создание модели обрабатываемой детали в 2D/3D редакторе и обработка этой модели в CAM-программе с генерацией G-кода. Однако очень часто требуется всего-лишь фрезернуть пару-тройку отверстий с фасками под крепежные элементы или вырезать простое посадочное место под двигатель или под подшипник, или просто паз какой проточить. Каждый раз для таких простых операций просто замахаешься рисовать 3D-модели, а потом в CAM генерить G-код и заливать его на станок. А уж если в процессе вылезет какой-то косяк, то иногда приходится заново перерисовывать 3D-модель и заново все проделывать в CAM для перегенерации G-кода. В результате программирование ЧПУ станка для сверления пары отверстий может превратиться в ад, особенно если программы для моделирования стоят на другом компьютере, а компьютер этот стоит вообще двумя этажами выше… Continue reading

Поворотная ось для ЧПУ своими руками

Поворотная ось для ЧПУ своими рукамиВот и я решил сделать поворотную ось для ЧПУ станка своими руками. 4-ая ось для станка с ЧПУ — это, на мой взгляд, необходимая вещь, без которой просто немыслимо изготовление целых классов изделий. Нет, поворотная ось для ЧПУ нужна не только для того, чтобы балясины точить! 4-ая ось ЧПУ станку нужна в первую очередь как устройство позиционирования заготовки в пространстве для обработки ее сразу с нескольких сторон без необходимости городить специализированную оснастку.

Continue reading

3D принтер из ЧПУ станка

Станок с ЧПУПостоянным моим читателям, да и мне самому будет интересна переделка (или, скорее, доработка) уже готового станка с ЧПУ в 3D принтер. Те же посетители, у которых пока нет станка с ЧПУ, сделанного своими руками, захотят узнать, как сделать 3D принтер своими руками с нуля. И то и другое я здесь постараюсь подробно изложить.

В общем-то 3D принтер практически ничем не отличается от фрезерного станка с ЧПУ. Он тоже имеет 3 оси X, Y и Z, и механизмы перемещения по этим осям. И ЧПУ станок, и 3D принтер программно управляются при помощи одного и того же G-кода. Отличие состоит только в рабочем инструменте, перемещаемом по рабочему полю. У 3D принтера это печатающая головка — так называемый «экструдер», выдавливающий расплавленный пластик, а у фрезерного станка с ЧПУ это высокоскоростной шпиндель (двигатель), в который зажата фреза, вырезающая деталь из какого-либо материала.

Тем, кто хочет построить 3D принтер своими руками с нуля, я настоятельно рекомендую посмотреть в сторону механики именно фрезерного станка с ЧПУ, рассчитанного на более серьезные нагрузки. 3D принтер из фрезерного станка всегда можно сделать, а вот фрезерный станок из 3D принтера сделать не получится! (Получится, конечно, но это будет фрезерный станок для раскроя бумаги — не более того).

Continue reading

Автоматизация производства в LinuxCNC

Я уже писал вводную статью про автоматизацию производства. Там излагались основные принципы и… в, общем, я забыл уже про что она. Теперь же я хочу немного раскрыть тему автоматизации производства именно в контексте применения станка с ЧПУ под управлением LinuxCNC. Какие возможности есть в LinuxCNC для автоматизации, да и вообще, что такое «автоматизация производства» в моем понимании в данном контексте?

Как мне кажется, большинство производственников довольно мало знают о возможностях программно-аппаратного комплекса, коим является станок с ЧПУ, несмотря на успешное применение ЧПУ в своем производстве на протяжении многих лет. Для большинства станок с ЧПУ — это тупая железка, которая нужна только для отработки составленного где-то и кем-то еще G-кода. Отсюда появляются попытки сравнить станок с ЧПУ под управлением полноценного компьютера и автономного контроллера, в который вставляется карта памяти с управляющей программой. Граждане дорогие, вы просто не ведаете, что творите :) Конечно, если вам нужен станок с ЧПУ только для выполнения G-кода, ну тогда да — использовать компьютер в этом случае сродни забивания гвоздей лазерным микроскопом.

А вот если немного пофантазировать, то используя компьютер для управления станком с ЧПУ можно решать такие задачи, как:

  • Централизованное управление очередями заданий и создания взаимосвязанной «фермы» станков с ЧПУ. Очередное задание поступает на простаивающий в данный момент станок. Или задание идет только на тот станок, на котором установлена соответствующая оснастка. Или задание идет на станок, расположенный в том городе, из которого поступил заказ, если у вас распределенное территориально предприятие.
  • Динамическое формирование заданий исходя из поступающих напрямую от заказчика заданий. Более простыми словами — интеграция станка с ЧПУ напрямую с сайтом вашего электронного магазина. Возможность получать задания на станок с ЧПУ через интернет.
  • Интеграция станков с ЧПУ в систему управления запасами предприятия и управления ассортиментом.
  • Упрощение работы оператора станка с ЧПУ вплоть до приема на работу человека уровня гастарбайтера. Станок сам «говорит» оператору, что нужно делать, а тот просто это делает: «Переверни заготовку! Смести ее вверх на 97 мм! Сними заготовку и вставь новую синего цвета с полки №10! Поди передай бригадиру, что у нас кончились заготовки №55 желтого цвета!»
  • Полное освобождение от необходимости в операторе ЧПУ, если сделать робота, который бы сам клал и снимал заготовки. Но это уже, конечно, утопия на ближайшие 50-100 лет. Гастарбайтер выйдет-таки дешевле :)

Так как же прийти к эдакому технологическому коммунизму, описанному выше, используя LinuxCNC для управления станком с ЧПУ? Какие у LinuxCNC есть для этого возможности?

Continue reading

Добавил видео к некоторым статьям

Долго не доходили руки до перепаковки отснятых видео, но теперь этот вопрос решил, и новые статьи буду стараться снабжать видеороликами, там, где они нужны.

Добавил видео к статье про станок с ЧПУ на базе строительной шпильки. На видео видно на каких скоростях теперь стала возможна обработка алюминия на моем станке. Более 800 мм/мин при съеме до 1мм! На видео режу без СОЖ, поэтому немного шумновато. Если побрызгивать WD-40 на место реза, то получается более мягко.

 

Также немного обновил статью про водородную горелку своими руками. Дошли руки до непосредственной выработки газа Брауна. На видео я применил блок питания от компьютера и подбираю оптимальную схему подключения пластин водородной горелки для максимального выхода водорода.

Алюминиевые радиаторы своими руками

Радиатор из алюминия своими рукамиМногие, кто занимается радиоэлектроникой, особенно силовой электроникой, рано или поздно задаются вопросом, можно ли изготовить радиатор для радиоэлектронной аппаратуры своими руками? Покупать готовый — удовольствие дорогое. Да и не всегда можно найти подходящего размера или формы. А когда делаешь радиатор своими руками, то тут уже и размер сделаешь, какой надо, да и форму можно заложить такую, которая бы отвечала особенностям изготавливаемого устройства. Например, в силовой электронике радиатор нередко конструктивно выполняет роль корпуса радиоэлектронного устройства.

Для изготовления алюминиевого радиатора своими руками достаточно овладеть всего одной простенькой технологией — плавкой алюминия в домашних условиях. Для этого нужно изготовить электрическую муфельную печь своими руками или сложить из пары кирпичей печь для плавки алюминия на угле или на газу — кому что больше нравится.

Continue reading