Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Приспособления » Станки » Ротационный лазерный ЧПУ-гравер

    Ротационный лазерный ЧПУ-гравер


    Традиционное представление о лазерном станке ЧПУ, это что- то прямоугольное с перемещающейся кареткой или лазерным модулем.
    Данный станок ломает стереотипы о таких устройствах. Это станок, у которого есть два вращающихся диска. На одном закреплен лазерный модуль, на другом обрабатываемая деталь. Оба диска вращаются и при их вращении лазерный луч проецируется на заданную область детали.
    Чтобы было более понятно, давайте посмотрим небольшое демонстрационное видео.

    Эта статья не руководство по сборке, а скорее обзор данного станка и некоторые расчеты, конструктивные особенности и т.д. Некоторые детали довольно дороги или их трудно приобрести, но читатели решившие попробовать повторить изготовление подобного устройства, могут попробовать использовать свои детали.

    Инструменты и материалы:
    -Серводвигатель D2R 11 219P B 100Y;
    -Контроллер MC403;
    -Лазерный модуль;
    -Шестерни;
    -Подшипники;
    -Акрил;
    -Циркулярная пила;
    -Сверлильный станок;
    -Крепеж;
    -Отвертки;

    Шаг первый: принцип работы
    Конструкция устройства новаторская. Вместо стандартного программирования и проектирования станков ЧПУ с осями XY он использует два вращающихся диска. Чтобы эта конструкция работала, необходимо применить соответствующие кинематические преобразования. Нужно чтобы внутренние координаты устройства перемещали двигатели в соответствии с общепринятыми координатами. Только после этого можно использовать стандартное программирование в координатах XY .

    Механизм использует два вращательных движения: первая ось вращения перемещает заготовку, а вторая ось перемещает лазерный модуль в поперечном направлении. Хотя движения по обеим осям являются вращательными и, следовательно, нелинейными, движение механизма осуществляется во внешних координатах, то есть в декартовой системе координат, и выполняется с помощью кинематического преобразования. Генерация траекторий движения, позиционное управление обоими серводвигателями и расчет кинематической трансформации в реальном времени выполняются с помощью промышленного контроллера движения TRIO.

    При планировании конструкции механизма мастер руководствовался следующими принципами: простой, инновационный, эффективный и легкий в изготовлении. Обе оси идентичны и выполнены на основе поворотной пластины диаметром 200 мм с внешней циклоидной передачей (m = 0,3), приводимой в движение серводвигателем через вторую шестерню.

    Шаг второй: о комплектующих
    Двигатели
    Мастер использовал два серводвигателя постоянного тока от производителя ESCAP типа D2R 11 219P B 100Y. Это высокодинамичные двигатели постоянного тока с постоянными магнитами и ротором без железного сердечника. . Двигатели подключены к сервоусилителю с питанием 12 В, их номинальная мощность составляет 15 Вт. Двигатели имеют шестерню, установленную на валу m = 0,3, и имеют 19 зубьев, что позволяет передавать мощность от двигателя к более крупной шестерне. На валу двигателя установлен оптический инкрементальный (пошаговый) энкодер со 100 импульсами за оборот. С помощью, него производились измерения скорости и положения.


    Контроллер движения
    В сборке мастер использует промышленный контроллер движения для управления серводвигателями. Контроллер имеет аналоговые и цифровые входы и выходы. Подключение Ethernet, двигатель (предварительное подключение к источнику питания), лазер (с независимым источником питания 5 В) - все это подключено к контроллеру. Для взаимодействия с компьютером используется программа MOTION PERFECT.
    Ротационный лазерный ЧПУ-гравер


    Лазерный модуль
    Лазер подключен к импульсному источнику питания с выходным напряжением 5 В. Схема переключения включает лазерный луч по сигналу с цифрового выхода контроллера. Мощность лазера составляет 1 Вт, а длина волны составляет 405 нм, что относится к видимому спектру света и воспринимается как сине-фиолетовый цвет луча. Для получения качественной работы необходимо установить оптимальное фокусное расстояние, потому что только тогда луч прорисовывает идеальную линию.


    Механизм
    В данной сборке использованы две шестерни диаметром 206 мм и толщиной 3 мм. Шестерня, прикрепленная к верхней части конструкции, имеет 624 зуба, а вторая в нижней части - 629 зубцов. Лазер крепится к верхней части, а рабочая поверхность - к нижнему диску.

    Подшипники
    Использовались четыре подшипника скольжения с полимерным фланцем. Мастер использовал эти подшипники, потому что они проще в установке и сопоставимы с классическими шариковыми подшипниками. Также эти подшипники уменьшают вес самого устройства.

    Кронштейны
    Для крепления двигателя были сделаны два алюминиевых подшипника. С одной стороны кронштейна есть отверстия для крепления мотора, а с другой кронштейн монтируется и крепится к корпусу. Между пластиной и двигателем устанавливается пружина. В результате зубья шестерен не перепрыгивают друг через друга и снижается их износ.




    Шаг третий: дизайн
    Мастер использовал программное обеспечение Solidworks для моделирования устройства. Очень важно, чтобы расстояние между центрами шестерен было равно диаметру шестерни, деленному на 2, потому что только в этом случае это дает максимальную площадь для работы лазера.
    Изображение слева показывает, как устройство работает и перемещается. Сначала это немного сложно представить, но этот механизм можно представить как робота, где первая рука робота является связующим звеном между центрами шестерен, а второе звено или рука робота - это расстояние от оси до лазеру.


    Шаг четвертый: подготовка других деталей и сборка
    Из акрила толщиной 10 мм он вырезал три прямоугольника. Два прямоугольника размером 140х90 мм и один 193х120 мм.
    Затем просверлил крепежные отверстия. Детали крепятся винтами между собой, а затем двигатель и редуктор крепятся винтами к основной конструкции.

    Дальше нужно вырезать два одинаковых круглых диска диаметром 206 мм, которые являются основой для изготовления шестеренок. На дисках путем выдавливания (осторожно скользя шестерней мотора по дискам) сделал зубья. Обе шестерни нужно усилить по центру приклеенными пластинами из более твердого акрила.



    Последними шагами было установка лазерного модуля и проводов.




    Шаг пятый: программирование
    Код был написан в Motion Perfect 4.4. Основной задачей была функция, которую можно было определить и настроить для любого кинематического преобразования, в данном случае это был робот SCARA.

    В коде прописываются все необходимые данные. Точка начала и окончания работы, угол поворота, радиус дисков, положение второго двигателя.

    Точность угла поворота устанавливается в радианах, которая определяется соотношением количества зубьев на большой шестерне и шестерни на двигателе и дополнительно умножается на 4 для компенсации значений импульсов разрешения инкрементального энкодера ( например: (400 * 624/19) / 2 * ПИ).



    После настройки всех параметров мастер проводит тестирование работы станка. По результатам тестирования сделаны выводы, что устройство вполне работоспособно.


    Источник (Source)
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Самодельный экструдер для 3D-принтера (работает на гранулах)

    Станок (из бензопилы и лестницы) для распиловки бревен

    0
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    0
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    0
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 0.0 из 10 (голосов: 0 / История оценок)

    Добавить комментарий

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии