Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Шаговый двигатель как шпиндель

Заводские токарные станки обычно довольно тяжело настраиваются для смены шага. Изменение подачи и нарезания резьбы получается выполнить только с помощью сменных шестерен. Задача требует большого количества времени — от получаса для замены и настройки деталей.

Блок для «электронных шестерен» позволяет:

  • менять направление нарезки;
  • изготавливать резьбу, шаг которой легко регулируется;
  • использовать синхронную и асинхронную подачу;
  • получать левую резьбу;
  • наглядно видеть угол наклона шпинделя (выполняет функцию делительной головки).

Конструкция

Электрогитары для станков состоят из:

  1. Сменных зубчатых колес (2–6 штук). Гитары с одной парой шестеренок встраиваются в цепи, работа которых не связана с точной настройкой. Две и три пары используют, когда необходима точная настройка кинематической цепи. Токарно-винторезные станки оборудуют набором колес, число присутствующих зубьев кратно 5. Обычно данный класс оборудования оснащен комплектом таких шестеренок, их количество составляет 22 штуки.
  2. Двух осей, на которые крепятся шестерни. Оси служат для вращения зубчатых колес.
  3. Шпинделя (или шпинделей), выполняющего функцию закрепления инструмента (сверла, развертки и др.).
  4. Энкодера, закрепляемого на шпинделе и измеряющего его вращение. Данную деталь можно достать из старого струйного принтера. Доставать лучше сразу с датчиком, его затем рекомендуется вставить в корпус из оргстекла.
  5. Блока управления, отвечающего за формирование сигналов.
  6. Кабелей.

Вращение, которое производит первая шестерня, сидящая на выходном валу передней бабки, передается на последующие зубчатые колеса, откуда импульс переходит на входной вал коробки подач.

На Aduino

Технические характеристики

  • синхронная подача: 0.01-0.25 мм/об;
  • асинхронная подача: 5–132 мм/мин;
  • произвольность шага: 0.001-4.500 мм;
  • точность угла поворота шпинделя — 0,05 градуса;
  • делитель шпинделя, с шагом в 0.1 градус, калькулятор деления;
  • наличие программных упоров (можно сохранить понравившиеся параметры для последующей работы);
  • ускоренная подача;
  • автоматическое нарезание резьбы;
  • многопроходный цикл точение/торцевание;
  • перемещение в масштабе с помощью РГИ.

Конструкция и технические особенности

Зная устройство фрезерного станка, человек сразу же понимает, что такое шпиндель и где он располагается. Для тех, кто не знает конструкции и технических параметров, необходимо разбираться во всем постепенно.

Читать еще:  Двигатель 6wa1 технические характеристики

Шпиндель представляет собой полый металлический вал, являющийся ключевым узлом в фрезерном станке. Устанавливается эта деталь на специальной каретке, с помощью которой он передвигается в трех плоскостях — X, Y, Z. При включении двигателя вал напрямую передает вращательное усилие на фрезу (если речь идет о станке, в котором используются фрезы по металлу). Благодаря отсутствию дополнительных элементов при передаче усилия от двигателя, вращательный момент не искажается.

2.СКОРОСТЬ ШПИНДЕЛЯ

Скорость шпинделя номинальное значение плиты идентификации, она может быть (от 1000,3000…6000… 12.000… 24.000,40000 до 60000 обмин), это не означает, что шпиндель всегда вращается с этими оборотами. Обороты могут управляться инвертором, но вы должны помнить, что мощность шпинделя-это значение крутящего момента, умноженное на скорость вращения, поэтому при сохранении крутящего момента и уменьшении оборотов на половину-примерно половина мощности также падает. И здесь мы должны пойти на компромисс .

Нет шпинделя для всего. Более высокая мощность шпинделя больше диаметры подшипников и эти подшипники причина ограничения скорости шпинделя. Чем больше диаметр подшипника, тем выше центробежная сила, с которой шарики нажимают на ходовые дорожки наружного кольца подшипника, и, таким образом, выделяется больше тепла. Поэтому, 40.000 об / мин, шпиндели, как правило, производится только в низком диапазоне мощностей.

Предварительная настройка вращения

Перед тем, как включить подачу СОЖ через шпиндель, необходимо настроить частоту его вращения, иначе жидкость будет подаваться слишком быстро или медленно. Снизить частоту нужно в случаях, когда используется высокоскоростной шпиндель (на станках с числовым программным управлением ЧПУ), при работе с большими фрезами или материалами повышенной твердости.

Советы по оптимизации работы оборудования:

  1. Используйте фрезы не из быстрорежущей стали, а из твердосплава.
  2. Уменьшите диаметр фрез, чтобы режущая кромка вращалась быстрее. На качестве обработки это не отразится.
  3. Воспользуйтесь технологией HSM (скоростной обработки) при малой ширине материала и нужной траектории движения инструмента.

Если частота вращения слишком высока и устройство не может справиться с заданной скоростью подачи СОЖ через шпиндель:

  1. Снизьте до минимума частоту оборотов. Скорость подачи снизится, инструмент станет выделять меньше тепла, тем самым продляется и срок его жизни.
  2. Уменьшите общее число канавок. Так прохождение через материал будет медленнее. Повышается качество работы с вязкими материалами, оптимизируется процесс очистки от стружки. Можно пользоваться фрезой с одной канавкой, но только при минимальной скорости подачи.
  3. Уменьшите фрезу, как и в предыдущем случае.
Читать еще:  Двигатель aee технические характеристики

Если при резании или сверлении алюминия происходит засорение фрезы стружкой, то дело в некачественной СОЖ или в ее недостаточном количестве.

Для того чтобы понять с чего начать, давайте будем ориентироваться на принципиальную схему ЧПУ.

Итак, сборка готового станка производится в следующей последовательности:

  • Создание чертежей, с учетом прокладки и подключения электрооборудования. Можно начертить вручную, но я бы рекомендовал такие программы как Компас, Автокад или Визио. В них легче будет подправить чертеж, а в Визио даже имеются сразу готовые библиотеки по электрооборудование;
  • Следующий шаг — заказ комплектующих;
  • После поступления комплектующих можно приступить к монтажу станины. Почему после поступления? Да для того чтобы сделать станину с учетом уже пришедших комплектующих;
  • Монтаж шпинделя;
  • Монтаж системы водоохлаждения. При данной операции скорей всего придется использовать фумленту и обычный автомобильный герметик, для того чтобы конструкция была надежней и не протекала;
  • Подключение электропроводки, установка кнопки аварийной остановки;
  • Подключение управляющей платы (она же контроллер). В качестве такой платы можно использовать — KY-2012 — 5 Axis CNC Breakout Board for Stepper Motor Driver with DB25 Cable. Найти такую будет не сложно в просторах интернета. Также часто можно встретить самодельные станки на базе arduino;
  • Установка программного обеспечения и загрузка чертежей;
  • Настройка станка или так называемая «пуско наладка».

Чертежи

Как я уже выше говорил, при создании чертежей необходимо прорисовывать все тонкости от размеров до электропроводки. Это позволит уменьшить число ошибок в проектировании станка.

Изготавливаем каркас

Как я уже говорил каркас можно сделать как из фанеры, так и из металла. Можно комбинировать применение этих материалов. Ниже выкидываю чертеж каркаса.

Не забываем о жесткости конструкции и ее геометрии. Очень важно оставить регулировки для более тонкой настройки станка:

  1. По высоте машины как на видео;
  2. По осям Х и У.
Читать еще:  В дождливую погоду двигатель троит

Видео вам в помощь, чтобы не сделать ошибок:

Монтаж шпинделя

Устанавливаем шпиндель только после полного монтажа каркаса. При монтаже необходимо оставить на шпинделе возможность регулировки по высоте и вертикали. Иначе говоря, если шпиндель будет установлен не вертикально, нужна регулировка, которая бы задала нужный угол.

Установка платы датчика Холла

Во-первых, для реализации тахометра, мне нужен был небольшой неодимовый магнит, который нужно было прикрепить на вал шпинделя. Перерыл все ящики — я ничего подходящего не нашел. Зато нашел старый, нерабочий cd-rom от ноутбука. Вот в нем, в катушке электромагнита открывания, как раз и нашел, то, что нужно — небольшой, прямоугольный неодимовый магнит!

Определив высоту и полярность, я приклеил магнит к валу на «суперклей» и обтянул вал с магнитом термоусадкой. На копус шпинделя приклеил прокладку, а уже на прокладку — плату. Как видите — получилось довольно аккуратно. Защитный колпачек в процессе обдумывания, так что, пока без него 🙂

Установка платы на шпиндель

Датчик Холла 3144 реагирует каждой своей стороной либо на северный, либо на южный полюс магнита, так что перед установкой магнита — определи его положение!

Как протянуть провода от датчика, я расскажу в статье посвященной прокладке кабелей, а пока небольшое видео о работе тахометра на Arduino Nano и индикаторе TM1637

На этом всё. Если понравилось — ставьте лайки, делитесь с друзьями в соцсетях и подписывайтесь на уведомления о новых статьях!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector