Gradimo CNC stroj
II dio

Sastavljanje mehaničkih dijelova

CNC kit sa mehanikom uglavnom stiže u dijelovima. Pod “mehanikom” mislim na sve dijelove stroja od aluminijske legure (Aluminij 6061), vijke, podloške, pogonske navojne osovine sa kugličnim ležajevima (tzv. “ball-screw”, SFU1204) i s auto-backlash korekcijom, kromirane klizne vodilice sa linearnim kugličnim ležajevima (tvrdoća 61HRC), te mali kompletić sa 3 imbus ključa, nekoliko čeličnih držača i odgovarajućim imbus vijcima.

Pored navedenog, ovaj “CNC mechanical kit” sadržavao je i nosače za Nema23 koračne motore od specijalne plastike, plastične “lance” za transport spojnih kabela od kontrolne elektronike do koračnih motora i sigurnosnih mikrosklopki, glavni motor koji nosi alat i napaja se naponom od 48V, snage 300W te pripadajućim koletom i maticom za pričvršćenje alata, kontroler za glavni motor koji regulira brzinu vrtnje istog te rigidne aluminijske spojnice koračnih motora sa pogonskim navojnim osovinama.

Zanimljivo je da kit ne stiže sa uputstvom za sastavljanje, niti sa bilo kakvom slikom, osim slikom spajanja napajanja i kontrolera za glavni motor. Ipak, na ebayu, od istog dobavaljača postoje slike složenog CNC stroja u nekoliko faza slaganja te slike snimljene iz nekoliko rakursa, što je velika pomoć kod slaganja stroja. Uglavnom, teško da se može pogriješiti, a glavni alat su imbus ključevi koji dolaze sa kitom i koji su izdržali sastavljanje kompletnog stroja, bez da su se “pokvarili”, što me oduševilo. Naime, imam loša iskustva s kineskim alatom, a ovo je bilo sasvim novo, pozitivno iskustvo.

Preporuka je da se krene sa sastavljanjem baze, tj. stranica koje nose X-os. Glavnu ulogu ovdje imaju dvije čeone stranice sa jednim centralnim provrtom za pogonsku navojnu osovinu sa kugličnim lezajevima i dva bočna provrta za kromirane klizne vodilice sa linearnim kugličnim ležajevima. Ove dvije kromirane vodilice osiguravaju paralelnost posmaka ploče X-osi na kojoj su kuglični ležajevi za vodilice i pogonsku navojnu osovinu, a koja na svojim “leđima” nosi bočne stranice Y-osi.

Kuglični ležajevi opremljeni su sa po jednom bradavicom za podmazivanje, što obavezno treba učiniti prije puštanja CNC stroja u pogon. Vodilice se na čeonim pločama X-osi fiksiraju imbus vijcima, a pogonska navojna osovina na jednoj strani fiksira se protukliznom maticom a na drugoj strani je osovina obrađena na promjer od 8mm za spoj sa rigidnom spojnicom tj. sa koračnim motorom. Na toj čeonoj ploči X-osi napravljena su i četiri provrta sa M5 navojima, za pričvršćenje Nema23 koračnih motora. Ove dvije čeone ploče fiksiraju se bočnim stranicama X-osi, na kojima se nalaze i četiri gumena nosača, na kojima leži cijeli stroj, i koji osiguravaju kakvu-takvu izolaciju od vibracija.

Nakon što smo sastavili bazu na kojoj je X-os, na glavnu ploču X-osi najprije montiramo jednu bočnu stranicu Y-osi, koja također sadrži 3 glavna provrta za vodilice i pogonsku navojnu osovinu, (kao i X-os). Prije nego što pozicioniramo pogonsku navojnu osovinu i vodilice u jednu bočnu stranicu, potrebno je odrediti koja bočna stranica nosi Nema23 koračni motor, pa prema tome okrenuti pogonsku osovinu na taj bok. Također, potrebno je da na obje vodilice i pogonsku os navučemo kuglične ležajeve koji su već uprešani u aluminijski blok – nosač Z-osi. Pažljivo, ali silom koja je potrebna, pozicioniramo vodilice i pogonsku osovinu najprije u montiranu bočnu stranicu, a onda dodajemo i drugu bočnu stranicu i primjerenom silom utiskujemo kromirane vodilice i navojnu pogonsku os da sjednu u obje bočne stranice. Korekcije vršimo plastičnim čekićem, kako ne bi smo oštetili bilo koji dio našeg budućeg CNC stroja. Vodilice i navojnu pogonsku osovinu fiksiramo vijcima i protukliznom maticom, kao i na X-osi. Na slici je prikazan drugačiji pristup sastavljanja Y-osi, koje je također dobar, na način da se prvo složi kompletna Y-os, a tek onda montira na X-os.

Na Y-os montiraju se i dvije zaštite od tanjeg alu-profila, koje štite vodilice i pogonsku osovinu od prljavštine, koja bi ovdje mogla doći tijekom obrade materijala.

Z-os je os s najmanjiom hodom, ali s najvećim početnim opterećenjem. Z-os je ujedno i nosač glavnog motora koji nosi i vrti obradni alat – glodalo, a ujedno i jedina os sa vertikalnim posmakom. Sastavlja se na isti na način kao i do sada sastavljene osi, a također se sastoji od dvije kromirane vodilice sa kugličnim ležajevima i jednom navojnom pogonskom osovinom sa kugličnim ležajevima i anti-backlash korekcijom. Na vrhu Z-osi nalazi se ploča koja nosi Nema23 koračni motor, koji je spojen rigidnom alu-spojnicom sa pogonskom osovinom Z-osi.

Napominjem da su sve tri osi opremljene kugličnim ležajevima sa auto-backlash korekcijom, što osigurava točnost ponavljanja i preciznost obrade gotovo na granici koja dijeli CNC hobby strojeve od polu-profi CNC strojeva.

Pojašnjenje “backlash” termina

Ovaj termin koristi se u CNC branši kao oznaka za zračnost u nekom od strojnih dijelova (uglavnom na pogonskim osovinama), koja ima direktni uticaj na preciznost obrade materijala. Backlash ili zračnost utvrđujemo i testiramo na nekoliko načina. Prvi i najjednostavniji je da jednom rukom uhvatimo pogonsku osovinu a drugom rukom ležaj u kojem se ona nalazi i povučemo osovinu naprijed-nazad u ležaju, nekoliko puta, kao da ju želimo isčupati iz ležaja. Ako pri tome u rukama osjetimo sitne udare tj. zračnost između navoja vretena pogonske osovine i navoja u ležaju, to je tzv. “backlash”, koji će degradirati točnost našeg stroja. Zanimljivo je da u programskoj potrpori Mach3 postoji mogućnost da se backlash softverski kompenzira. Da bi ga kompenzirali, moramo ga izmjeriti. Možemo ga izmjeriti komparatorom, na način da mjerimo za koliko će se translirati ploča koju pokreće pogonska osovina u zavisnosti od broja impulsa koje šaljemo koračnom motoru koji pokreće pogonsku osovinu. Podatak koji dobijemo mjerenjem unosimo u Mach3 programsku potporu i na taj način pokušavamo kompenzirati zračnost. Ovo u praksi znači da ćemo dosta vremena potrošiti testirajući cijeli sustav i modificirajući kompenzacijske vrijednosti. Da bih se na početku riješio ovog vječnog (i samo djelomično rješivog) tereta, cijeli sustav pogonskih osovina je zasnovan na anti-backlash kugličnim ležajevima a ne na kliznim navojnim ležajevima, kao kod istih CNC sustava sa “T” prefiksom, tj. sa trapezoidalnim pogonskim osovinama u trapezoidalnim kliznim ležajevima.

Nakon što montiramo sve tri osi, provjerimo još jednom da li su svi vijci na svojim mjestima, podmažemo vodilice i pogonske osovine, i pokušamo samo prstima vrtjeti pogonske osovine na sve tri osi, kako bi se osvjedočili da su pokretne uporabom i tako malih sila kao što je stisak prstiju. Ako je sve pokretno, onda smo napravili posao. Ako nije, podmažite još jednom vodilice i ležajeve, lagano raspustite vijke na vodilicama, ponovo pokrenite pristima pogonsku osovinu i ako sada ide sve kako treba, ponovo lagano pritegnite vijke na bočnim stranicama, koji fiksiraju vodilice. Na slici desno vidi se i osnovna horizontalna ploča, na kojoj se nalaze tzv. T-utori za pričvršćenje obradnog materijala. Ova ploča je također napravljena od aluminiija 6061 a pričvršćena je imbus vijcima za bazu X-osi i dodatno ukrućuje čitav stroj.

Nastavak

Prethodni članak: Gradimo CNC stroj, I dio

Ivan
9A2GB

Views: (1453)