Δευτέρα, 3 Φεβρουαρίου 2014

Παρουσίαση - οδηγός κατασκευής cnc παντογράφου (How its made CNC)


 Κάντε κλίκ για να μεταφερθείτε στην ιστοσελίδα με φωτογραφίες και βίντεο


Στην συγκεκριμένη ανάρτηση θα βρείτε, πληροφορίες για την κατασκευή, τον τροπο λειτουργίας και γενικότερα όλη την φιλοσοφία μιάς εργαλειομηχανής- παντογράφου cnc (computer numerical control).


Τα CNCs αποτελούνται από διατάξεις αξόνων  οι οποίοι με κατάλληλο συνδυασμό κινήσεων και βάση προκαθορισμένων συντεταγμένων κινούν κάποιο σημείο, με το σημείο αυτό δημιουργούνται τρισδιάστατα αντικείμενα (3d objects-models). 

Στο σημείο υπάρχει η δυνατότητα να τοποθετηθεί:


  •  Φρέζα για χάραξη, κοπή διάφορων υλικών όπως ξύλο, μέταλλο, ανθρακόνημα, πλακέτες pcb κ.τ.λ. (CNC ΦΡΕΖΑ "MILLING CNC").
  • Πειριστρεφόμενη κεφαλή με μαχαίρι (drag knife), για κοπή χαρτιού, χαρτονιού, δέρματος, για κοπή αυτοκόλλητων γραμμάτων (επιγραφών) κτλ. .
  • Η παραπάνω κεφάλή τοποθετείται στο τσόκ της φρέζας που είναι το ποθετημένη στο CNC και περιστρέφεται ελέυθερα ανάλογα με την κίνηση στους άξονες X,Y του CNC.
  • Κεφαλή laser, για κοπή διάφορων υλικών όπως: χαρτί, ύφασμα, plexiglass κτλ., για τύπωση ειδόλων σε υλικά όπως γυαλί, πλαστικό κτλ.
  • Κεφαλή "πλάσμα" (με την βοήθεια αδρανούς αερίου, συνήθως διοξείδιο του άνθρακα, "πεπιεσμένος αέρας" για κοπή λαμαρίνας).
  • Θερμαινόμενη κεφαλή με την βοήθεια αντίστασης για εκτόξευση πλαστικού (pla, abs) για την δημιουργία τρισδιάστατων αντικειμένων.
  • Ειδικό μαχαίρι φια διαμόρφωση υλικού, που είναι τοποθετημένο σε τόρνο και περιστρέφεται κυκλικά (CNC ΤΟΡΝΟΣ "LATHE CNC").


Τρόποι κατασκευής cnc:

Για την κατασκευή των αξόνων του cnc μπορούν να χρησιμοποιηθούν:
  •  Γραμμικές ράγες (linear rail rod bar) στις οποίες κινούνται γραμμικά ρουλεμάν (linear ball bearing).
  •  Για καλύτερη ακαμψία συνήθως χρησιμοποιούνται σταθερές ράγες (linear slide guide shaft) στις οποίες κινούνται ανοιχτού τύπου ρουλεμάν  (open linear ball bearing), τα οποία τοποθετούνται σε βάσης (pillow block bearing) στις οποίες στηρίζεται η κατασκευή.


Για την κίνηση των αξόνων (κινητών τμημάτων)  τοποθετούνται ατέρμονες οι οποίοι στηρίζονται σταθερά στην κατασκευή, στους οποίους κινείται το περικόχλιο που έχει τοποθετηθεί στο τμήμα το οποίο θέλουμε να κινείται.

Οι ατέρμονες αυτόι, μπορεί να είναι:
  •  Κοχλίες με αυλακώσεις (ballscrew) με περικόχλιο με ρουλεμάν (ballscrew nut) για μεγαλύτερη ακρίβεια χωρίς τζόγο (backslash).
  •  Τραπεζοειδής με μικρότερη ακρίβεια αλλά είναι πιό οικονομικοί, ο τζόγος μπορεί να περιοριστεί βάζοντας το κατάλληλο (συνήθως απο τόρνο) περικόχλιο (nut).
  •  Σε περίπτωση που δεν θέλουμε να έχουμε απόλυτη ακρίβεια και μεγάλη ταχύτητα κίνησης μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε απλές ντίζες (screws M6 - M20 κτλ.) με απλά παξιμάδια (nut).
  •  Σε μεγάλων διαστάσεων cnc για την κίνηση των κινητών τμημάτων χρησιμοποιούνται κρεμαγιέρες (gear rack) στις οποίες "τρέχουν" γρανάζια (pinion).


Για την κίνηση των ατέρμονων τοποθετούνται κινητήρες που χωρίζονται σε δύο κατηγορίες:
  •  Οι βηματικοί κινητήρες (stepper motor) που είναι οι οικονομικότεροι.
  •  Οι σερβοκινητήρες (servo motor) που έχουν την μεγαλύτερη ακρίβεια και δυνατότητα μέσω ανάδρασης (feedback) να ελέγχεται η θέση τους.
  •  Για την σύνδεση (κομπλάρισμα) του κινητήρα με τον ατέρμονα συνήθως χρησιμοποιείται κόμπλερ (coupler).

Για τον έλεγχο των κινητήρων χρησιμοποιούνται controllers (που συνδέονται στον υπολογιστή) και για την οδήγηση drivers, υπάρχουν πλακέτες που συνδυάζουν και τα δύο σε μία ενιαία πλακέτα.

  • Άλλο έλεγχο χρήζουν οι βηματικοί κινητήρες.
  • Άλλο οι σερβοκινητήρες (Τα καλώδια για τους σερβοκινητήρες διαφέρουν, είναι "θωρακισμένα" γιατί πρέπει το σήμα να μεταφέρεται χωρίς απώλειες, αυτό σημαίνει πως το κόστος τους είναι μεγαλύτερο σε σύγκριση με το κόστος του καλωδίου των βηματικών κινητήρων), αυτό σημαίνει πώς οι drivers και οι controllers διαφοροποιούνται ανάλογα με το τι κινητήρας επιλέγεται με εξαίρεση κάποιων controllers που ελέγχουν και βηματικούς κινητήρες και σερβοκινητήρες.
  • Οι πιο κλασικοί controllers συνδέονται στην παράλληλη θύρα (dp25 port) του υπολογιστή για να επιτυγχάνεται βέλτιστη ταχύτητα και βέλτιστος έλεγχος των κινητήρων (step-pulse frequency) με το πρόγραμμα ελέγχου*.
  • Πλέον υπάρχουν controlles που συνδέονται στην θύρα usb του υπολογιστή και μπορούν να ελέγχουν αρκετά αποδοτικά τους κινητήρες, καθώς επιτυγχάνεται μεγάλη συχνότητα παλμού οδήγησης (step-pulse frequency).

Για τον συνολικό έλεγχο και προγραμματισμό των CNCs τα προγράμματα ποικίλουν.

  • Η γλώσσα προγραμματισμού cnc είναι ο κώδικας g (G CODE "ρεπερτόριο'' εντολών που καθορίζει την θέση του άξονα, βάση συντεταγμένων που ορίζονται).
  • Υπάρχει πληθώρα δυνατοτήτων και παραμέτρων σε αυτά τα προγράμματα ελέγχου.
  • Άξια αναφοράς δυνατότητα είναι, ότι μπορούμε να σκανάρουμε κάποιο αντικείμενο που θέλουμε να δημιουργήσουμε και το πρόγραμμα να μετατρέψει από μόνο του τον κώδικα G.



Πληροφορίες και περεταίρω λεπτομέριες για την κατασκευή και τον έλεγχο του παντογράφου θα παρουσιάζονται σταδιακά.

Παρακάτω παρουσιάζεται φρέζα Demo CNC και Portable CNC.


                                                
http://www.kementze.com/el/projects/demo-cnc

Κάντε κλίκ για να δείτε το DEMO CNC