Модернизация станка 16К20Ф3 с использованием системы ЧПУ Delta Electronics NC200

Человек постоянно пытается сделать труд более лёгким, а его результаты более точными и красивыми. Те или иные усовершенствования орудий труда касаются любых инструментов, а тем более станков, на которых производятся изделия для:

• промышленного оборудования;
• бытовой техники;
• сложные или тяжёлые детали, необходимые для отрасли пассажирских перевозок;
• деталей теплостанций для обеспечения городского населения теплом;
• и др.

[Показать слайдшоу]

Всё, что касается жизни и здоровья человека, должно быть выполнено с надлежащей точностью и аккуратностью. К сожалению, даже у самых высококлассных мастеров может дрогнуть рука, или произойти заминка в действиях на доли секунды, что может привести к браку. От этого никто не застрахован, кроме автомата, запрограммированного на точное выполнение операции.

В этой статье мы хотели бы рассказать об основных направлениях доработки и усовершенствования токарных станков по металлу и дереву.

Первое программирование станков, правда, ткацких, было произведено в самом начале VIX века. Для токарного оборудования подобная модернизация, оснащение ЧПУ – числовым программным управлением, коснулось в самом конце 2 Мировой войны. Это произошло в Америке. Использовались токарные станки с ЧПУ только для изготовления пропеллеров для вертолётов.

Далеко не просто происходило, да и сейчас происходит компьютеризация процесса. Только в 1954 году были поставлены на поток станки с числовым программным управлением. Сейчас всё больше, в цехах с массовым производством одинаковых изделий, можно встретить токарных станков с числовым программным управлением. Скорость производства деталей увеличилась на этих станках значительно, даже за счет того, что автомат на перекур не выходит в середине процесса. Брак фактически сведён к нулю, а изделия имеют практически идеальное качество. Многое зависит и от правильно составленной программы.

Не только новые станки управляются при помощи компьютерной программы, но и на старое оборудование можно установить ЧПУ. Цель та же – повысить конкурентоспособность изделий выпускаемых на старом оборудовании. Установленное ранее на станок автоматическое управление с годами устаревает, появляются новые разработки, да и износ узлов и частей на старых станках со временем даёт о себе знать.

При замене или установке на станке ЧПУ с ним вкупе меняется вся система КСУ – комплексная система управления:

• гидравлическая система;
• электродвигатель;
• шпиндельные узлы;
• автоматические системы станка;
• приводы.

Необходима установка автоматического управления с ЧПУ и для станков повышенной точности, как для производственных мощностей, так и для экспериментальных цехов при НИИ и других организаций, занимающихся разработками в области точной механики и сверх надёжной техники.

RZ296 › Блог › Установка «электронных шестеренок» на мой токарный станок

У моего токарного станка с завода есть одна неудобная особенность- шаг подачи или нарезания резьбы выставляется сменными шестернями. Смена шага- полчаса установки и настройки шестерен, затем еще полчаса на обратные манипуляции. Также отсутствует возможность нарезать левую резьбу, ну и автоподача только влево. Выход есть: купил у одного форумчанина с chipmaker.ru блок для «электронных шестерен», состоящий из энкодера, крепящегося на шпиндель, блока управления и кабелей. Помимо возможности нарезать любую резьбу с произвольным шагом от 0.001 до 4.500 мм появилась функция делительной головки (показывает угол поворота шпинделя с точностью 0.05 градуса), появилась асинхронная подача от 5 до 132 мм/мин и синхронная от 0.01 до 0.25 мм/об, левые и правые. Оставалось только докупить шаговый двигатель, блок питания, контроллер двигателя, зубчатый ремень и собрать все воедино, сделав шестерни для зубчатого ремня и пластину крепления двигателя.
Устанавливать энкодер на шпиндель- самая кропотливая и ответственная, я считаю, часть установки. Корпус энкодера, шедший в комплекте поставки, пришлось доработать- расточить центральные отверстия в самом корпусе и его крышке (корпус делался универсальным, поэтому отверстие растачивается по месту), просверлить крепежные отверстия. Корпус к ПБ крепится через латунные втулки высотой 8 мм, энкодер крепится на втулке, поджимающей задний подшипник шпинделя, для этого выточил переходную втулку из алюминия, которая крепится на вышеупомянутую втулку:

Вывел минимальные биения посадочного фланца энкодера- получилось 0.03 мм, приклеил диск и долго и тщательно подбирал положение оптического датчика- между светодиодом и фототранзистором зазор минимальный, тереться ничего не должно. Для регулировки положения клеил на плату датчика снизу изоленту и плавно закручивал крепежные винты. Провод вывел в полость ПБ через просверленное отверстие.

Панель повесил на проволочки, ибо очень хотелось проверить в работе плату:

Блок питания я использовал Omron, 25 вольт, 2.5 ампера, рассчитанный на установку на DIN-рейке. Лишенный корпуса, блок уместился в электроящик сзади станка. Регулировкой напряжения поднял напряжение на выходе до 29 вольт:

Так как блок управления делался в расчете на установку на Optimum, а у моего клона панель отличается, мне пришлось изготовить новую панель из алюминия, оклеить ее пленкой и лазером выгравировать нужные мне надписи на ней, лазер на работе имеется. На панель переехал и амперметр:

Было интересно, как обстоят дела с ошибками энкодера, проверял визуально: нулевое гнездо для ключа расположил на глаз вертикально вверх, сбросил на 0 счетчик угла поворота шпинделя и включил станок на максимальные обороты (1880) на 15 минут. Выключил и проверил, где находится 0 градусов- собственно, нулевое гнездо так и осталось строго сверху. Отличный результат, учитывая что за 15 минут было совершено около 28000 оборотов.

Качество изготовления комплекта очень высокое, корпус энкодера изготовлен из оргстекла на фрезерном станке с ЧПУ, надо полагать, плата блока управления промышленного качества- с маской, с качественным монтажом.

А тем временем мне прислали шаговый двигатель, драйвер для него и зубчатый ремень:

Занялся изготовлением зубчатых шкивов. Для этого по пластилиновому слепку ремня выточил из Ст45 фрезу для Дремеля, заточил, затыловал, закалил, еще подточил. Работает отлично. Дремель подручными средствами был закреплен во фрезерном приспособлении:

Позже хочу сделать нормальное крепление с возможностью наклона шпинделя, чтобы можно было резать червячные шестерни. Шкивы на 18 зубьев:

Скупой платит дважды

Все-таки нечестно говорить, что не работало ничего. Были намеки на практически правильное функционирование некоторых компонентов. Один из ШД реагировал на команду повернуться единственным глухим звуком. На драйвере этого двигателя даже светился светодиод зелёным вплоть до этого момента, после чего переключался на красный. Драйвер другого ШД демонстративно горел красным сразу при подаче питания и продолжал пялиться на нас, словно глаз Саурона. Мы просмотрели всю проводку. Мы сравнили свой вариант ее прокладки с вариантом в Tormach. Здесь не было проблем. И только позже проверив с помощью позаимствованного осциллографа выход платы управления ЧПУ мы нашли первую неполадку: напряжение выходного сигнала поднималось только до половины от необходимого драйверам ШД уровня. Купленная нами за $20 плата оказалась просто мусором. Мы решили на этот раз не скупиться и нашли на другом сайте еще одну плату стоимостью уже в $99. По ее прибытии выяснилось, что маркирована она другим сайтом: CNC4PC.com. При этом она также на 6 ревизий отставала от последней предлагаемой версии. Напряжение эта плата обеспечила достаточное, и мы рассчитывали, что двигатели заработают лучше. Но они молчали…

Я уже упоминал, что многое из купленного нами для собственного блока управления было выбрано по образцам из имеющегося фрезерного станка. Эти драйверы ШД были той же модели MA860H, что и в нем. Так что, рисуя в воображении счета на ремонт этого фрезера, мы начали заменять подозреваемые детали, устанавливая их в него. Шаговые двигатели были первыми, и к нашему облегчению оба заработали отлично. Следующими на проверку отправились их драйверы, и вот из них уже ни один не функционировал. Глаз Саурона продолжал насмехаться над нами. Заподозрив, что это был наш косяк, мы заказали еще пару драйверов той же модели. Оба оказались недееспособны сразу по прибытии. Один вообще отказался работать во фрезерном станке, а второй обеспечивал вращение, но только в одном направлении. Очевидно, что эти драйверы не являлись надежным решением.

Франкенштейн-драйвер двигателя: новые GeckoDrives, установленные в каркас нерабочего драйвера

Получше изучив информацию в интернете, мы вышли на модели GeckoDrive, которые полноценно оправдали наши ожидания. Эти платы отлично заработали сразу же после подключения, и обе прекрасно вписались в одно посадочное место, где ранее стоял один дешевый драйвер. При должном напряжении этим платам требовался отвод тепла, которым по умолчанию они оборудованы не были. Оставшиеся же нерабочие аналоги как раз оснащались теплоотводами и вентиляторами, которые оказались единственной рабочей их частью. В итоге мы просто встроили платы GeckoDrive в опустошенный каркас мертвого драйвера, решив таким образом сразу две проблемы.

Детали управления в сборе, но пока без корпуса

Новая интерфейсная плата оказалась намного крупнее изначальной, и теперь мы могли установить ее на место одного из оригинальных драйверов шаговых двигателей.

Небольшая заметка по поводу драйверов: они бывают аналоговыми и цифровыми. Вы можете найти на YouTube видео сравнения их в работе. На видео демонстрируется, и мы это подтверждаем, что цифровые экземпляры обеспечивают намного более плавную и тихую работу двигателя. Так что их повышенная стоимость себя оправдывает.

Необходимые инструменты и материалы

Для создания токарного станка понадобятся обычные инструменты, имеющиеся у каждого любителя мастерить.

• дрель;
• болгарка с отрезным и зачистным кругом;
• сварочный аппарат;
• набор ключей;
• ручной слесарный инструмент.

Наличие фрезера значительно упростит работу. Если нет гладких валов и винтов из ненужного оборудования, то понадобится доступ к токарному станку.

Материалы подбираются из отходов:

• листовой прокат разной толщины;
• швеллера;
• ручки и лимбы;
• подшипники;
• крепеж.

Для станины токарного станка по дереву используют листы ДВП, ДСП, многослойную толстую фанеру. Электродвигатели подойдут от старой стиральной машины, пылесоса, непригодного электроинструмента.

Сборка всего воедино

Все было на своих местах. Мы могли управлять ШД при помощи кнопок UI или инструкций G-code, а с помощью элементарного крепления двигателей к ходовым винтам можно было перемещать каретку вдоль обеих осей. Мы не знали точного отношения скорости вращения ходовых винтов к боковому смещению, так что правильные установки для программы StepConf искали методом проб и ошибок. Эта программа запрашивает несколько значений: количество шагов двигателя на оборот, микрошаг драйверов, соотношение зубьев шкивов и шаг ходового винта. Если вы не уверены в этих значениях, имейте ввиду, что они перемножаются в одно значение, которое означает «шаги на дюйм»

Если все эти значения кроме одного (не важно какого) установить на 1, то в итоге оставшееся значение будет большим числом, которое можно подстроить с отличной точностью

Для этого мы следовали такому алгоритму:

• Двигаясь слева направо, переместить каретку на приблизительную известную позицию. В UI ЧПУ сбросить смещения, установив значение позиции как 0.
• Измерить расположение каретки.
• С помощью G-code передвинуть каретку на 1” дальше вправо, то есть к Z1.
• Измерить новое положение каретки и посчитать разницу в дюймах.
• Разделить значение «шаги на дюйм» на пройденное кареткой расстояние, получив новое значение «шагов на дюйм». Например, если количество шагов на дюйм равно 20 000
  , и вы производите смещение на
  1.015”
  , то новое значение будет
  20 000/1.015
  или
  19 704
  шагов на дюйм.
• Повторять процесс, пока команда выполнить смещение на 1”
  не будет давать конкретно смещение на
  1”
  .

Очень важно делать измерения после перемещения каретки только в одном направлении, потому что ходовой винт будет наверняка иметь некоторый люфт. Если проводить измерение после перемещения в противоположном направлении, то результат будет отклоняться вплоть до величины люфта

Цифровой индикатор по-прежнему был прикреплен к токарному станку, что сильно упрощало процесс сравнения вводимых на ПК инструкций с фактическим перемещением каретки. Следуя разработанному нами алгоритму, мы должны были получить значение шагов на дюйм, которое бы давало согласованные результаты независимо от оси, на которой проводились измерения. Этот подход отлично работал для оси X, но при измерении оси Z результаты варьировались в диапазоне до 0.012”, что зависело от места проведения измерений. В чем-то крылась серьезная ошибка.

Как сделать самодельный аппарат по дереву и металлу?

Начинать создание токарного станка с ЧПУ следует с разработки сборочного чертежа и деталировки. Затем выбираются из «хлама» подходящие куски проката для изготовления конкретных элементов станины и других узлов.

Основные узлы токарного станка с ЧПУ:

• станина с направляющими;
• передняя бабка;
• шпиндель;
• патрон;
• суппорт;
• салазки с резцедержателем;
• задняя бабка с центром;
• привод;
• компьютер и шкаф управления.

Корпуса выполняются из тонкого листа. Опорные конструкции и основания свариваются из проката толщиной от 8 мм.

Делаем опоры

На станине крепятся все основные узлы. Одновременно основание:

• обеспечивает соосность вращающегося и неподвижного центров;
• параллельность расположения направляющих и оси вращения; гасит вибрацию.

Для токарного станка по дереву достаточно взять плиту ДСП толщиной 30–40 мм. Снизу к ней прикрепить деревянные брусья вдоль торцов на расстоянии 10 мм от края. Они заменят ножки при установке станка на столе. отдельно стоящему оборудованию потребуются прочные опоры в виде трапецеидальных конструкций из бруса с наклонными поперечинами.

Лист размечается под установку бабки, направляющих и двигателя. Делаются отверстия и крепится все к опорам. Можно собрать все основание совместно с опорами и после этого по подметке делать отверстия под крепеж.

Собираем аппарат

Передняя, задняя бабка и суппорт предварительно устанавливаются на опорную плиту. Проверяется их соосность и параллельность. После этого узлы закрепляются на станине.

1. Крепится к основанию передняя бабка.
2. Устанавливаются направляющие.
3. Монтируется ходовой винт.
4. На направляющие устанавливается суппорт, через него пропускается винт и крепится в муфте.
5. Выставляется задняя бабка – неподвижный центр.

Для обработки деталей разной длины, задняя бабка закрепляется через втулки на круглых направляющих или в основании опоры делаются продольные пазы, чтобы перемещать ее вдоль оси и зажимать болтами.

Изготавливаем 3-кулачковый патрон

Крепление планшайбы патрона к шпинделю осуществляется через резьбовую или коническую втулку. Ее можно выточить самостоятельно из дерева, желательно твердой породы. Для этого на место шпинделя закрепляется электродрель.

Сверло заменяется зенкером или зубчатой фрезой для ручного фрезера. Торец заготовки прижимается к инструменту и вращается вместе с ним. Резец подводится суппортом и перемещается поперечно салазками. Обработка производится в ручном режиме управления.

Для соединения с планшайбой, втулка изготавливается с фланцем по размеру отверстия в диске. Разметить 3 паза на планшайбе от центра строго под 120⁰. Они не должны до края 12–15 мм и от втулки быть на расстоянии 8–10 мм.

Советы и рекомендации

Управление токарными станками ЧПУ осуществляется через запуск и остановку двигателей. На подачу каждого направления следует ставить шаговый электродвигатель:

• вращение шпинделя;
• продольное перемещение суппорта;
• поперечное перемещение резцедержателя.

При наличии других автоматических подач, каждая из них подключается к своему двигателю.

Станку с ЧПУ, даже самодельному, необходимы определенные условия эксплуатации и хранения:

• температура в помещении от +10 до +25 градусов;
• влажность ниже 80%;
• стабильное напряжение.

Электроника и электрооборудование чувствительны к перепадам напряжения. Для стабильной работы станка с ЧПУ, необходимо устанавливать стабилизатор напряжения.

Возможные ошибки

Подключение к станку программы с числовым управлением сложный и материально затратный процесс. ЧПУ окупит себя только в случае производства больших партий деталей. Точность изготовления низкая. Самодельное оборудование будет востребовано при обработке дерева в мастерских по изготовлению мебели и других изделий. Металлические детали, требующие точности размеров и чистоты обработки, можно изготавливать в ручном режиме.

При монтаже основных узлов на станине сваркой получается монолитная жесткая конструкция. Но она имеет свои недостатки. При неподвижном соединении невозможно регулировать соосность центров и их параллельное расположение относительно движения суппорта. Приваривать можно только направляющие. Передняя и задняя бабка должны прикручиваться болтами с возможностью регулировки прокладками.

Центр задней бабки должен свободно вращаться. Если нет опорного подшипника, следует ставить шлифованную втулку из чугуна или бронзы. Токарный станок своими руками обойдется значительно дешевле покупного. Проектировать и изготавливать его интересно для умельцев.

Схема наладки

Настройка выполняется пошагово в несколько этапов. Последовательность этапов изменять запрещено, иначе задача будет выполнена неправильно. Выделяется шесть основных этапов наладки:

• установка оборудования в фиксированное положение;
• монтаж приспособлений и рабочих механизмов;
• выполнение размерной настройки;
• ввод программы управления;
• обработка пробной заготовки;
• оценка работы управляющей программы и внесение коррекций.

Следует учитывать, что даже опытный наладчик не может настроить металлорежущие устройства без необходимости внесения изменений. Этот процесс называется подналадка. Он представляет дополнительную регулировку с целью повышения качества обработки. Если станок настраивал профессионал, он обязательно проведет подналадку, и детально рассмотрит ошибки.

Сообщения 20

1 Тема от IgorVldv 2017-04-08 11:16:43

• IgorVldv
• Профессор CNC
• Неактивен

• Откуда: Владивосток
• Зарегистрирован: 2016-06-12
• Сообщений: 1,049

Тема: Переделка ЧПУ 3020Т (китайца)

Сегодня получил направляющие 1250мм и шпв -1250 мм полный комплект. Размер станка будет Y-1250 мм, Х-400 мм, Z-200 мм. Использоваться с китайца будет все кроме станины. Думаю движки NEMA 17 потянут.

2 Ответ от nachkar1978 2017-04-08 19:27:44

• nachkar1978
• Профессор CNC
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2016-07-27
• Сообщений: 1,299

Re: Переделка ЧПУ 3020Т (китайца)

ой) наврядли что нема17 справиться

3 Ответ от ygordom 2017-04-08 21:51:48

• ygordom
• cnc pro
• Неактивен

• Откуда: Мурманск
• Зарегистрирован: 2016-08-17
• Сообщений: 10,091

Re: Переделка ЧПУ 3020Т (китайца)

ой) наврядли что нема17 справиться

Если я не ошибаюсь у Вас 23-я серия? И то вроде как только на малых скоростях работает. 17-не вариант, через неделю придется менять.

4 Ответ от Alexander Efa 2017-04-08 22:49:55

• Alexander Efa
• Бывалый
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2016-07-31
• Сообщений: 131

Re: Переделка ЧПУ 3020Т (китайца)

Я не представляю как можно переделать ЧПУ 3020Т, в станок

Размер станка будет Y-1250 мм, Х-400 мм, Z-200 мм.

У данных станков ничего общего: ни калибр направляющих, ни компоновка деталей. Здесь только постройка с нуля. при

я бы смотрел в сторону как минимум nema24 (мощность 3 N*m) швп 2005

5 Ответ от IgorVldv 2017-04-11 02:56:24

• IgorVldv
• Профессор CNC
• Неактивен

• Откуда: Владивосток
• Зарегистрирован: 2016-06-12
• Сообщений: 1,049

Re: Переделка ЧПУ 3020Т (китайца)

С движками все будет нормально. Потянут. фрезерование все равно будет на малых скоростях. Т.к. шпиндель маломощный. Всего 300 ватт. Мне сейчас нужно просто рабочее поле больше. P.S. Пробовал на 2500 , фреза сломалась на половине заготовки. Заготовка стояла 250Х150. Материал дуб. А NEMA 23-34 это уже для большого станка.

6 Ответ от IgorVldv 2017-08-10 13:42:43

• IgorVldv
• Профессор CNC
• Неактивен

• Откуда: Владивосток
• Зарегистрирован: 2016-06-12
• Сообщений: 1,049

Re: Переделка ЧПУ 3020Т (китайца)

Сегодня появилось время, начал переделку своего китайца. Собрал станину на прихватках, геометрия станины сделана. Теперь можно и обварить на чистовую. Размер будет такой по оси х 41 см.по оси y120 см. По оси z 19 см. Все направляющие и шпв пошли с китайца. Купил только для оси y рельсовые направляющие и шпв комплект. Установить уголок 50х50 для направляющих и установить портал. Портал выложу позже ещё не доделан.

Модернизация токарного чпу: проектирование фрезерной части

Модернизация токарного чпу в части проектирования фрезерной части должна обеспечивать жесткость всей конструкции и необходимый диапазон перемещений исполнительного органа. Опорная поверхность несущего элемента будет располагаться с наклоном к оси шпинделя, что позволит расширить рабочее пространство и придать конструкции необходимую жесткость. Спроектируем в качестве основы плиту размером 954 х 105 мм и толщиной 10 мм (рис. 1). Данные значения обусловлены конструкцией станка. В местах крепления смоделируем отверстия для винтовых соединений.

Рис. 1. Плита модернизируемого станка чпу

На плите должны располагаться опоры, обеспечивающие наклон конструкции в сторону рабочей зоны станка. Для этого спроектируем две призмы и срежем их плоскостью, расположенной под углом. Соединим призмы между собой и добавим галтели, для равномерного распределения нагрузки. В основании опоры спроектируем шип, он поможет точно расположить опору на плите (рис. 2). Добавим в конструкцию плиты отверстия на одинаковом расстоянии и создадим сборку (рис. 3).

Сборка блока управления

Оригинальный блок был слишком мал и просто не вместил бы все компоненты, необходимые для управления станком. Поэтому мы заказали корпус размером 24″×16″×10″, в который бы точно все поместилось. Глубина 10” была, возможно, излишней, но зато обеспечила достаточно пространства для крепления вентиляторов охлаждения и переключателей на боковой стенке. В то же время корпус оказался достаточно жестким, чтобы, будучи установленным на задней стенке станка, удерживать на себе монитор и при этом не падать.

Расположение элементов управления
Мы закрепили все компоненты на листе алюминия толщиной 1/8”, который можно было вынимать из корпуса для удобства доступа. При этом он также выступал в качестве теплоотвода. Для элементов ручного управления шпинделем мы вырезали в листе и корпусе соответствующие отверстия.

Прокладка проводов

Во избежание спутывания проводов мы добавили кабельные каналы с открытыми пазами.

Тщательно промаркированное соединение

В течение всего процесса схема обрабатывалась в Visio, где все соединения тщательно пронумеровывались, а провода для соответствия помечались с обоих концов.

Собранный блок управления (с головой Стэна внутри)

Блок управления в сборе. Первое тестирование

Весь процесс сборки блока управления занял около 60 часов.

Проектирование механизма подъема/опускания шпинделя

Шпиндель — двигатель, на который надет патрон или цанга для удержания и вращения режущего инструмента (фрезы, сверла, гравера). Промышленный шпиндель — специально разработанное устройство, которое рассчитано на высокую боковою нагрузку, имеет систему охлаждения и смазку. Как правило, промышленный шпиндель, не требует смазки и чистки на протяжении всего срока эксплуатации.

Система охлаждения шпинделя бывает воздушная или водяная. У шпинделя с воздушным охлаждением на вращающемся валу расположен вентилятор. Главным недостатком такой конструкции является то, что вентилятор всасывает воздух вместе с пылью, образующейся при обработке. Водяная система лишена этого недостатка и в целом более эффективна.

По этим причинам для модернизации токарного чпу выберем промышленный фрезерный шпиндель GDZ 0.8 водяного охлаждения (рис. 10). Мощность шпинделя 0.8 кВт. Скорость вращения 0-24000 об/мин. Габаритные размеры: 195 х 65 мм. Данный шпиндель подходит для фрезерно-гравировальных работ по дереву, пластику, текстолиту и прочим материалам.

Рис. 10. Шпиндель GDZ 0.8 водяного охлаждения

При фрезеровании важно, чтобы шпиндель был жестко закреплен в установленном положении. Поэтому в качестве механизма подъема/опускания шпинделя применим червячный редуктор. Данный тип редуктора обладает самотормозящим свойством, что важно при воздействии на шпиндель поперечных нагрузок.

Выберем редуктор червячный SITI MU30 (рис. 11). Червячный редуктор комплектуется двигателем 0,9 кВт. Его выбор обусловлен техническими характеристиками:

• Крутящий момент – 30 Нм
• Диаметр выходного вала – 14 мм
• Масса – 1,6 кг
• Габаритные размеры (ШхДхВ) – 57х84х90 мм
• Червячный редуктор комплектуется двигателем 0,09 кВт.

Рис. 11. Червячный редуктор SITI MU30

Проектирование приводов движения кареток

Наибольшее применение в станках с ЧПУ получили бесколлекторные шаговые двигатели постоянного тока. Они имеют высокую надежность и большой срок службы, высокий крутящий момент на низких оборотах и небольшую стоимость. Отсутствие в них скользящих электрических контактов увеличивает срок службы и обеспечивает высокую надежность этого типа двигателей. Основными недостатками являются сложность схем управления и потеря крутящего момента при увеличении скорости вращения.

Для привода кареток конструируемой фрезерной части модернизируемого токарного чпу выберем шаговый двигатель FL86STH118-6004A. Данный двигатель обладает крутящим моментов 87 Нм. Вес составляет 3,8 кг. Габаритные размеры: 86 х 118 мм.

Рис. 12. Шаговый двигатель FL86STH80-6004A

Приводы кареток фрезерной части также должны быть оборудованы редукторами. Планетарные редукторы, в отличие от червячных, цилиндрических и прочих, обладают рядом преимуществ — соосностью, точностью, высоким КПД. Благодаря малому люфту применяются в осях с ЧПУ, модулях линейных перемещений, cnc приводах, актуаторах.

Выберем редуктор планетарный PX86-6 (рис. 13):

• Входной фланец — 86 мм
• Входное отверстие — 12.7 мм
• Передаточное отношение — 6:1
• Ступени редукции — 1
• Номинальный момент — 33 Нм
• Крутящий момент, max. — 65 Нм
• КПД — 87%
• Люфт до — 1°
• Радиальная нагрузка — 750 Н
• Осевая нагрузка — 380 Н

Рис. 13. Редуктор планетарный PX86-6

Дальнейшая модернизация токарного чпу заключается в выборе ШВП. Шариковые винтовые передачи является наиболее распространенной разновидностью передачи винт-гайка качения. Обладает всеми основными преимуществами передачи винт-гайка скольжения, и при этом не имеет ее главных недостатков, таких как низкий КПД, повышенные потери на трение, быстрый износ.

Конструктивно ШВП состоит из винта и гайки с винтовыми канавками криволинейного профиля. Канавки служат дорожками качения для размещенных между витками винта и гайки шариков.

Рис. 14. Шарико-винтовая передача (ШВП)

Каретки ФЧ перемещаются по направляющим качения. Направляющие качения – это узлы, предназначенные для перемещения инструмента, заготовки и связанных с ними узлов по заданной траектории с требуемой точностью. В настоящее время при конструировании и строительстве станков с ЧПУ применяются несколько основных видов направляющих: валы на опоре, ласточкин хвост, шлицевые валы и профильные рельсовые направляющие.

Из рассмотренных видов направляющих, наиболее подходящими для фрезерной части являются шариковые рельсовые направляющие. Профильные рельсы отличаются высокой точностью и прямолинейностью, высокой грузоподъемностью, высокой износоустойчивостью, низким люфтом или полным его отсутствием. Недостатком профильных направляющих является высокие требования к шероховатости и прямолинейности места крепления, а также сложность установки.

Для модернизации токарного чпу выберем направляющие ТНК HSR-M1 высотой 14 мм (рис. 15).

Рассматриваемые модели

В сравнительной таблице (см. ниже) выбранные станки ранжированы по массе и размерам. Здесь приводятся только их основные технические параметры, а результат анализа и наш рейтинг настольных токарных станков по металлу изложены в следующем разделе.

1. Stalex SBL-280/700

Производится в Китае известным международным брендом Stalex. Это самая тяжелая и самая габаритная модель из анализируемой группы: ее вес — 190 кг, длина — 1400 мм, ширина — 550 мм и высота — 500 мм. Мощность главного привода — 1.5 кВт. В отличие от других моделей в его стандартную поставку входят два люнета.

1. Stalex SBL-250/550

Модель того же международного бренда, но несколько меньших габаритов. Ее вес составляет 120 кг, а размеры — 1100 мм в длину, 550 мм в ширину и 500 мм в высоту. Как и все оборудование этого типа марки Stalex она имеет бесступенчатый регулятор вращения шпинделя с электронной индикацией числа оборотов. В состав ее стандартной поставки входит комплект прямых и обратных кулачков для токарного патрона.

1. METALMASTER MML 1830V (MML 180x300V Turner)

MetalMaster — это известная российско-германская группа инжиниринговых компаний, производящая металлорежущее оборудование в Польше, Китае и России. MML 1830V выпускается в Китае с 2016 года и является модифицированной версией предыдущей модели этого станка. Его габаритные размеры (длина/ширина/высота, мм) — 830×395×355, а вес — 65 кг. Мощность двигателя — 600 Вт, управление — бесступенчатое в двух диапазонах. В комплект поставки входит упорный центр и обратные кулачки, а также металлические сменные шестерни для гитары.

1. Jet BD-8VS

Настольное токарное оборудование швейцарского бренда Jet теперь выпускается в Китае. Jet BD-8VS по своим габаритам и весу близок к METALMASTER MML 1830V, имеет такую же мощность и скорость вращения двигателя, но почти на четверть дороже последнего. С недавнего времени эти швейцарско-китайские станки стали комплектовать набором пластиковых сменных шестерен.

1. Jet BD-6

Эта модель отличается небольшим весом (33 кг), компактными размерами (длина — 600 мм, ширина — 300 мм, высота — 300 мм) и маломощным двигателем (250 Вт). По своей компоновке и комплектации она аналогична старшей модели Jet BD-8VS.

Варианты модернизации станка

• Модернизация механических узлов ─ замена шпиндельного узла, ШВП и направляющих, изготовление новых кронштейнов и платформ крепления узлов и т.д.
• Модернизация электроники ─ замена стойки ЧПУ, приводов, датчиков, установка или замена оптических линеек и энкодеров
• Модернизация электрооборудования ─ замена реле, пускателей, автоматов, двигателей, проводов и кабелей, датчиков и т.д.
• Обновление внешнего вида и пространства: замена электрошкафа, установка нового пульта оператора, шлифовка и покраска деталей станка, замена защитных ограждений и средств наблюдения за рабочими процессами
• Обновление снабжающих линий: замена шлангов и труб смазки, пневматических и гидравлических систем, систем подачи и фильтрации СОЖ

Для понимания, какой из перечисленных вариантов вам подходит, обратите внимание на следующие проблемы в работе вашего оборудования:

• частые сбои;
• невозможность компенсации механического износа;
• частые проблемы с контактами и проводами;
• высокое потребление электроэнергии;
• высокий уровень участия оператора в производстве;
• длительная настройка станка и оснастки.

Объем работ по модернизации необходимо рассчитывать, исходя из критериев повышения характеристик станка, сроков его простоя и возможностей бюджета проекта. По вашему выбору можно установить как сложные системы ЧПУ и приводов: Fanuc, Siemens, Heidenhain, Mitsubishi, так и более простые: Omron, БалтСистем. То же касается датчиков и электрооборудования.

Порядок выполнения работ по модернизации

• Диагностика текущего состояния оборудования
• Разработка проекта модернизации станка
• Согласование технического задания и бюджета проекта
• Выбор заменяемых частей по современным каталогам
• Разработка электросхем, систем гидравлики и пневматики
• Разработка программы электроавтоматики и циклов работы
• Демонтаж/монтаж заменяемых компонентов
• Обновление программной составляющей и настройка приводов
• Проверка работы всех узлов, срабатывания датчиков, соответствия предупреждающих и аварийных сигналов и сообщений
• Проверка геометрических параметров станка
• Обучение операторов станков
• Изготовление тестовой детали и сдача проекта заказчику

Грамотно разработанный нашими специалистами проект модернизации вашего станка позволит спланировать работы и поставку комплектующих таким образом, чтобы минимизировать потери из-за простоя модернизируемого оборудования. Например, сборка модернизируемого электрошкафа может производиться как на предприятии заказчика, так и на нашей сборочной площадке с последующей доставкой, монтажом и подключением.

Не редко бывает целесообразно с точки зрения степени износа комплектующих и оправдано с точки зрения экономических и временных затрат совместить ремонт станка с ЧПУ с модернизацией. И получить на выходе не просто отремонтированный станок, а оборудование с новыми возможностями по точности, технологическим возможностям и производительности.

Наши преимущества:

Квалификация наших специалистов подтверждена сертификатами ведущих фирм-производителей станков и систем ЧПУ Большой опыт в ремонте, наладке и модернизации станков Прямой контакт с производителями оборудования и систем ЧПУ как гарантия оперативного и высококвалифицированного выполнения работ по модернизации вашего оборудования Индивидуальный подход к каждому заказчику Решение уникальных и сложных задач на основе большого опыта работы с сотнями предприятиями-заказчиками Бесплатные рекомендации с вариантами по стоимости работ по проведению модернизации Выполнение работ на договорной основе Отличное соотношение цена─качество Скидки и бонусы при заключении долгосрочных договов Минимальные сроки выполнения работ Прием заявок 24/7 Работаем по всей России Автоматизированный мониторинг работы станков, в том числе удаленный Комплексный подход в решении проблем заказчиков: диагностика ─ ремонт ─ мониторинг ─ техническое обслуживание (ТО) ─ модернизация ─ обучение

Какие устройства мы ремонтируем?

В перечень техники, которую мы восстанавливаем, входят:

• Токарные станочные системы.
• Фрезерные установки.
• Шлифовальные устройства.
• Сверлильные агрегаты.
• Пресса
• Гидромолоты

Подобные устройства активно используются в металлообрабатывающей сфере производства. Они существенно ускоряют рабочие процессы. Позволяют выполнять устранение поломок с максимальной точностью. Восстановительные мероприятия проводятся быстро, эффективно и основательно.

Причин для разработки комплекса мер по ремонту и модернизации существует множество. Это могут быть:

• Выход из строя электроавтоматики.
• Сбой системы управления.
• Технические неисправности привода.
• Нарушение в работе электроники.
• Износ токарных комплектующих, экструдера и других рабочих узлов.

Благодаря широкому опыту, ответственному подходу при исполнении заказов процедуры по замене, диагностике и обслуживанию производятся на основании подготовленного проекта. С минимальной погрешностью определяются места поломок. Выбираются наиболее эффективные схемы решения проблемы. Подбираются новые комплектующие с точно такими же техническими параметрами.

Процесс усовершенствования оборудования способствует повышению степени производительности техники. Он существенно облегчает задачи по внедрению различных систем для программирования рабочих операций. Увеличиваются точность, надежность, снижаются расходы энергетических ресурсов. Происходит безопасное управление полученными исходными данными. Появляются реальные возможности, чтобы найти пути для развития целых сетей, обеспечивающих взаимодействие с другими программными ресурсами.