Крепления для инструментов

Чтобы для ЧПУ-станка создать приспособления, предназначенные для крепления инструментов, необходимо будет наличие следующих инструментов и материалов:

—          фанеры;

—          самонарезающих винтов;

—          больших хомутов для труб;

—          пружин;

—          салазок для пишущего инструмента;

—          электрической распределительной коробки;

—          натяжных зажимов для проводов.

После сборки станка, когда он уже является работоспособным, необходимо задуматься, как изготовить подходящие приспособления для крепления инструментов. В целях проведения испытаний мы собрали пару из подручного материала. Ни в одном из данных приспособлений установка инструмента не осуществляется с большой точностью, однако этого достаточно, чтобы мы достигли поставленных целей. Будем изготавливать  крепеж для фрезерной машины, а также для  пишущего инструмента.

Для начала создадим крепеж для пишущего инструмента. Наиболее удачным и безопасным способом проверки станка в действии является его использование в качестве плоттера. При тестировании будем использовать файлы, создание которых описывалось в предыдущей статье.

Крепеж для пишущего инструмента

Крепление пишущего инструмента мы сделали из куска фанеры, которую вырезали согласно размерам  пластины Z-оси. Затем просверлили в фанере несколько отверстий, а также в пластине Z соответствующие отверстия. В пластине высверливаются отверстия немного меньшего диаметра, чем самонарезающие винты, которые вы собрались применять. Самонарезающие винты прекрасно справляются с поставленной задачей, нет необходимости  применять ручное нарезание резьбы в пластине. Крепление салазок пишущего инструмента к фанере выполняется посредством двух  маленьких шурупов (см. рисунок 1).

Рис. 1. Крепление салазок к фанере

Мы взяли распределительную коробку (см. рисунок 2), затем из двух отверстий, лежащих друг напротив друга, заглушки (см. рисунок 3). Возможно, возникнет необходимость немного подрезать салазки, а может и просверлить другие отверстия для прикрепления распределительной коробки (см. рисунок 4).

Рис. 2. Распределительная коробка 

Рис. 3. Выбивание двух заглушек из отверстий 

Рис. 4. Обрезка салазок

Мы немного отрезали салазки, и высверливать новые отверстия не пришлось. Далее крепим распределительную коробку на салазки (см. рисунок 5). Устанавливаем для проводов натяжные зажимы: один в верхнем отверстии, другой — в нижнем отверстии коробки. Вставляем зажимы с внутренней части коробки, регулировочные винты смотрят наружу (см. рисунок 6).

Рис. 5. Установка коробки на салазки

Рис. 6 Установка натяжных зажимов

Затем нам нужны две слабые пружины для обеспечения натяжения салазок. Натяжение даст возможность салазкам возвращаться в начальное состояние и создаст на пишущий инструмент определенное давление в ходе его перемещения по рабочему столу (см. рисунок 7).

Рис. 7. Слабые пружины

Основной целью применения  пружин является фиксирование пишущего инструмента при его перемещении. Если не применять пружины, то возвращения салазок в исходное положение может и не произойти, также они могут не опускаться, касаясь рабочей поверхности. Не следует применять жесткие пружины, поскольку пишущий элемент не может выдержать большого давления в ходе черчения.

На рисунке 8 изображены слабые пружины. Для применения этого способа  крепления необходимо вставить в зажимы любой из пишущих инструментов  и затянуть болты, удерживая кончик инструмента немного ниже корпуса крепежа (см. рисунок 9). Далее привинчиваем крепеж к пластине Z-оси, применяя угольник для лучшего выравнивания салазок относительно пластины (см. рисунок 10).

Рис. 8. Пружины удерживаются  шурупами 

Рис. 9. Монтаж пишущего инструмента в устройство для его закрепления

Рис. 10. Применение угольника для выравнивания крепления

Расположение пишущего инструмента будет практически перпендикулярным. Если возникнет его отклонение на определенный угол, необходимо применить липкую ленту и выровнять диаметр корпуса.

Крепление для фрезы

Крепление для фрезерного инструмента включает два куска фанеры, вырезанных согласно ширине пластины Z-оси. Проделываем сквозные отверстия в задней стенке для того, чтобы установить на ось Z, как показано на рисунке 11. Вторая часть будет немного шире корпуса фрезерного инструмента, при этом диаметр отверстия, высверленного с отступом в 2,5 см от края, будет меньше, чем  диаметр корпуса фрезы (см. рисунок 12).

Рис. 11. Задняя стенка крепежа для фрезерной машины с крепежными отверстиями 

Рис. 12. Основание крепления

Высверливаем в задней стенке 2 ряда отверстий, устанавливая между ними расстояние в ряду, равное 38 мм. Расположение первого ряда – отступаем 25мм от низа стенки, второго – отступаем 59мм от первого, как показано на рисунке 13.

Рис. 13. Отверстия для хомутов, высверленные в задней стенке

Далее необходимо вырезать с обратной стороны задней стенки углубление между отверстиями для размещения трубных хомутов в фанере. В таком случае крепление будет очень плотно примыкать к Z-пластине (см. рисунок 14).

Развинчиваем хомуты, чтобы их можно было вмонтировать в первое отверстие, а затем продеваем этот же конец во второе отверстие (см. рисунок 15).

 Рис. 14. Удаление дерева между отверстиями 

Рис. 15. Установка хомутов

Привинчиваем основание крепежа к задней стенке. Для монтажа фрезерной машины помещаем между хомутами деревянную прокладку небольших размеров, чтобы пододвинуть фрезу еще ближе к центру отверстия  основания, как изображено на  рисунке 16.

Подкладываем под каждый из хомутов деревянные прокладки, чтобы невозможно было повредить корпус фрезы при затягивании хомутов (см. рисунок 17).

Рис. 16. Деревянная прокладка

Рис. 17. Деревянные прокладки, защищающие фрезу

Затягиваем хомуты. Работа завершена! Для установки фрезы перпендикулярно следует вставить в цангу сверло и посредством угольника определить правильное положение. Отверстие основания крепления весьма большое, и для замены сверла снимать фрезу без необходимости не нужно (см. рисунок 18).

Рис.  18. Крупное отверстие для смены инструмента

 Тестирование ЧПУ-станка

Между балок несущей рамы станка необходимо поместить плоскую гладкую  поверхность. Если вы до этого момента не поделала данную процедуру, то теперь самое время. Мы применили  в качестве поверхности для станкового стола 2  листа ДСП средней плотности толщиной 19 мм (см. рисунок 19).

Рис. 19. Поверхность стола станка: два листа ДВП

Древесноволокнистая плита является тяжелым, плотным и тонким материалом, поэтому если возьмем одну плиту, вероятнее всего, она станет слегка прогибаться между опорами, потому мы применили две. Хотя наш метод оценки кривизны поверхности посредством линейки не является самым точным, прогибов мы не заметили.

Мы подготовили рабочую поверхность, а затем поставили на монтажную пластину Z-оси крепеж для пишущего инструмента, имеющий вставленный в него фломастер. Далее мы поместили на столе в рабочей области лист бумаги (см. рисунок 20).

Рис. 20. Бумага прикреплена к столу липкой лентой

Опускаем фломастер, передвигая Z-ось через окно управления ЧПУ-станком CNC Controls в KСam, пока он не коснется поверхности листа. Следует еще немного опустить Z-ось, чтобы удостовериться, что фломастер  соприкасается  с бумагой, даже если поверхность неровная. Такое расстояние применяется как глубина резания по умолчанию (dеfault сutting dеpth) в настройках стола Тable Setup, а высота перемещения над листом задается равной 6 мм или ¼ дюйма. Если вами были установлены концевые выключатели и определены исходные позиции каждой из 3-х осей, следует сохранить настройки инструмента плоттера в KСam mаchine sеtup filе, чтобы была возможность их повторного применения.

У нас был в наличии рулон крафт-бумаги, именно на ней проводились первые эксперименты. Мы приобрели дополнительный рулон белой бумаги шириной 900 мм и длиной 15000 мм. Это идеальный вариант для применения на плоттере. При использовании любой бумаги ее следует закрепить по краям клейкой лентой. Начинаем тестирование станка с файла linеtest2.plt с рисунком параллельных прямых, который мы создали ранее. Импортируем его в KСam, открываем управляющее окно СNC Controls и выбираем  команду автоматического управления Automatic.  Щелкаем опцию запуска Start и наблюдаем за процессом черчения станком линий. На рисунках 21 и 22 показана процедура создания изображения файла linetеst2.plt.

Рис. 21. Черчение второй линии

Рис. 22. Черчение последней линии

В ходе следующего теста применяется файл tеxttest.plt, который создали ранее. Мы хотели использовать бумагу, уже закрепленную на столе, потому воспользовались функцией коррекции G-кода Оffset G-Сode,  чтобы сдвинуть чертеж на 27,9 см вверх по Y-оси, как показано на рисунке 23.

Рис. 23. Чертеж текста, сдвинутый по Y-оси на 27,9 см

Чертежный процесс показан на рисунке 24, а итоговый чертеж — на рисунке 25. Мы создали дополнительный тестовый файл в приложении CorelDraw, а затем экспортировали его как shаpes.plt (см. рисунок 26). Далее, после импортирования в KCam, следует снова выполнить коррекцию G-кода, чтобы применять эту же часть бумаги.

Рис. 24. Снимок процедуры черчения файла tеxttest.plt

Рис. 25. Снимок начерченного текста

Рис. 26. Чертеж фигур

Мы сдвинули Х-ось на 53,3 см для помещения ее перед чертежом линий. Итоговый чертеж файла shaрes.plt изображен на рисунке 27.

Рис. 27. Готовый чертеж

Перед началом резки материала, цена которого гораздо выше, чем бумаги, следует выполнить тестирование работы машины посредством графических файлов, а также пишущего инструмента. В случае, если вы не заинтересованы в черчении всех файлов, то стоит выполнить программы, не применяя инструмент на Z-оси, чтобы убедиться, что станок работает правильно.

Теперь, когда в вашей мастерской имеется робот, беспрепятственно функционирующий, основная ваша задача будет в нахождении ему как можно более широкой сферы применения.

В следующей статье мы приведем примеры того, что каким образом можно использовать такой станок. Несомненно, его можно применять для множества других целей. Разнообразие инструментов и материалов ограничивается только собственным желанием и фантазией.