Un freză de spumă este un instrument excelent pentru fabricarea pieselor pentru aeronave. Această mașină vă permite să tăiați cu exactitate orice formă a profilului aerodinamic conform CAD.
Mașina are un fir nichrom întins între două ghidaje. Curentul este trecut prin sârmă, sârma este încălzită și ghidajele se mișcă, tăind contururi complexe, cum ar fi aripi conice. Fiecare axă este antrenată de un motor pas cu pas prin ax, curea GT2 și scripetă. Forța de tăiere trebuie să fie minimă și structura trebuie să fie suficient de rigidă pentru a rezista la tensiunea firului întins între suporturi.
Aceasta este o mașină reală pe 4 axe care poate tăia diferite forme pe ambele părți în același timp, astfel încât problema este cum să controlați patru axe independente în același timp. Multe tutoriale se concentrează pe mașini cu 3 axe, cum ar fi imprimantele 3D, dar se pare că nu există o documentație suficientă pentru crearea unei mașini cu 4 axe folosind piese disponibile și software open source. Maestrul a găsit mai multe persoane care au realizat proiecte similare folosind Arduino și Grbl și a decis să-și facă propria mașină.
Instrumente și materiale:
- Placaj (12mm);
-Barele metalice;
- șurub de plumb (M8 x 600 mm);
-Motor cuplaj M8-M5 (M8 pentru șurubul de plumb și M5 pentru arborele motorului);
-Arduino Mega 2560;
-RAMPURI 1.4;
-Motori cu viteză (unul pentru fiecare axă);
-A4988 Șofer pas cu pas (unul pentru fiecare motor pasager);
- Alimentare 12V pentru Arduino + Rampe;
-Sursă de alimentare variabilă (încărcătoare Lipo cu modul Hot-wire);
-Numă de sârmă;
Pasul 1: Software
Partea grea a creării unui CNC cu 4 axe este găsirea de software pentru a genera codul G și a controla mașina. O căutare software a dus la creatorul https://www.marginallyclever.com/2013/09/how-to-build-a-4-axis-cnc-gcode-interpreter-for-arduino/, dezvoltat de Marginally clever, care folosește Ecran Arduino Mega 2560 și CNC Ramps 1.4.
Unele informații au fost utilizate de următorii autori: RcKeith și rcgroups.com
Grbl Hotwire Controller.zip
GRBL8c2mega2560RAMPS.zip
FoamXL 7.0.zip
Pasul doi: Asamblarea mașinii
Designul este realizat din placaj de 12 mm, ansamblul liniar este realizat din țevi de oțel cu un diametru de 1/2 inch cu blocuri glisante din placaj. Proiectarea blocurilor glisante poate fi îmbunătățită prin instalarea unui rulment sau manșon liniar.Deoarece stăpânul folosește un șurub de plumb, el are un cuplu suficient pentru a depăși frecarea fără rulment. Două conducte de oțel sprijină și mențin blocul de ghidare pe aceeași axă.
Stâlpii verticali sunt așezați deasupra blocului de ghidare orizontal. Are patru conducte.
Șurubul de acționare este atașat la motorul pas cu ajutorul unui cuplaj flexibil. Acest lucru ajută la orice ușor aliniere a arborelui și a șurubului. În poziție verticală are un motor pas cu un șurub de plumb încorporat, care poate fi achiziționat sau înlocuit cu un motor pasager convențional și ambreiaj.
Cele două standuri de mașini sunt identice. La bază există un loc pentru atașarea mașinii pe desktop.
Notă. Când folosiți rulmenți simpli, în funcție de material, poate apărea un fenomen numit „lipire și alunecare”. Acest lucru poate determina mișcarea să fie inegală și să provoace vibrații. Poate duce, de asemenea, la blocaj, ceea ce duce la încărcări excesive și pași săriți atunci când utilizați un motor pas cu pas.
Foamcutter_base.dxf
Pasul trei: Conectați electronica
Următorul pas este conectarea electronică, deplasarea motoarelor și configurarea mașinii. Există 4 motoare pas cu pas care trebuie conectate la platforma Rampe. Sârmele trebuie așezate până la capăt pentru a asigura o mișcare suficientă a osiei.
Toate cablurile sunt conectate la placa Rampe, care este un ecran CNC pentru Arduino Mega2560. Rampa poate suporta până la 5 drivere cu motor pas cu pas, cum ar fi A4988. Maestrul folosește motoarele Nema 17.
Înainte de a instala pe o placă Ramps, asigurați-vă că cipul A4988 este orientat corect. Fiecare motor pas cu pas poate trage până la 2 A, driverele motorului pas cu pas sunt echipate cu radiatoare pentru disiparea căldurii. Placa are de asemenea un MOSFET 11A pentru a controla temperatura firului conectat la pinul D8. Toate componentele plăcii sunt încălzite, asigurați-vă că este asigurată o răcire corespunzătoare.
Când sistemul este pornit, motoarele pas cu pas continuă să tragă curent pentru a menține o poziție de menținere. Componentele precum driverele Stepper și MOSFET pot deveni foarte calde în timpul funcționării. Nu folosiți Rampe fără răcire activă.
Maestrul principal a tăiat laser pentru Arduino și Rampe și a conectat un ventilator de 12V pentru a asigura răcirea activă a plăcii.
Pasul patru: Configurare
Fiecare CNC trebuie configurat corect înainte de începerea lucrului. Deoarece motoarele pas cu pas sunt utilizate într-un sistem cu buclă deschisă (fără feedback), trebuie să știți cât de departe va parcurge carul cu fiecare revoluție a motorului pas cu pas. Depinde de numărul de pași pe revoluție al motorului, pasul axului și nivelul de micro-tranziție utilizat.
step_per_mm = (motor_steps_per_rev * driver_microstep) / thread_pitchUtilizează un motor pas cu pas de 200 rpm. condus de șoferul A4988 la 1/16 microstep, cu șurub de plumb în pași de 2 mm.
Steps_per_mm = (200 * 16) / 2 = 1600Șurubul pe care mașina a folosit-o a fost cu două fețe, deci valoarea va fi jumătate din cea indicată mai sus, adică „800”. Dacă șurubul este în patru trepte, atunci valoarea va fi un sfert din cele de mai sus.
După intermiterea Mega 2560 cu fișierul Grbl8c2MegaRamps, deschideți monitorul portului serial și introduceți „$$” pentru a accesa panoul de setări Grbl. Pentru a modifica orice valoare, introduceți $ number = valoare. De exemplu, $ 0 = 100 După configurarea aparatului, asigurați-vă că mașina mișcă valoarea exactă, așa cum se arată în controler.
Pasul cinci: Nichrome
Pentru a tăia spuma, aveți nevoie de un fir realizat dintr-un material adecvat, care să reziste la căldură și care va avea aceeași temperatură pe întreaga lungime.
Nichrome este un material adecvat. Cel mai bine este să folosiți un fir cât mai subțire posibil pentru a reduce canelurile în timpul tăierii și pentru a asigura liniile de tăiere curate. De regulă, cu cât firul este mai lung, cu atât tensiunea care trebuie aplicată și firul este mai gros.
Următorul pas este să atașați firul nichrom la mașină. Deoarece avem 4 axe independente, nu putem doar prinde ambele capete ale sârmei pe suporturi.Firul trebuie să aibă o alungire, fie cu ajutorul unui arc, fie cu o greutate atașată la capete.
Tensiunea constantă poate fi aplicată pe sârmă cu ajutorul unui arc cu forță constantă sau cu o greutate suspendată la capăt. Un mod ieftin de a obține un arc cu forță constantă este să folosești Bobine de identitate.
Pasul șase: Software și generarea codului G
Controler Grbl Hotwire
Vrăjitorul folosește panoul de control Grbl, dezvoltat de Garret Visser, care a fost adaptat pentru tăiere prin Hotwire de Daniel Rassio. Panoul are un control de mod independent pentru toate axele. Există, de asemenea, un instrument de vizualizare, un grafic „Gcode” și posibilitatea de a salva propriile macro-uri. Temperatura hotwire poate fi controlată folosind M3 / M5 pentru a porni / opri și comanda S „xxx” pentru a seta tensiunea de ieșire, fie manual, fie folosind bara de defilare din software. Firul fierbinte trebuie conectat la ieșirea „D8” și alimentat de o sursă de alimentare conectată la intrarea „11A” pe joncțiunile liniei.
Generator de cod g de aripi
Generator de cod g de aripi este un program pentru generarea codului XYUV GY pentru tăierea la cald a aripilor modelului de avion. Se rulează pe Python 2.7 și se poate integra, de asemenea, cu interfața LinuxCNC Axis. Există, de asemenea, o versiune online. Acest lucru vă permite să introduceți diverși parametri ai aripii. Există o bază de date cu profiluri aerodinamice în format .dat. Profilele noi pot fi importate în același mod.
Acest software este ușor de utilizat și acceptă așezarea aripilor pe aceeași bucată de spumă pentru a economisi material. Codul G de ieșire poate fi trimis către mașină prin intermediul controlerului Grbl.
2.4 Jedicut
Jedicut - Acesta este un program interesant, care poate efectua atât CAD / CAM, cât și îndeplini funcțiile unui controlor de mașină. Există, de asemenea, un plugin pentru generarea codului G. Acesta nu este cel mai ușor program de configurat. Unele dintre opțiuni și mesaje de eroare sunt în limba franceză, dar dacă lucrați cu ea de ceva timp, îl puteți face să funcționeze.
Codul G al lui Wing generează coduri G în modul absolut, care rulează pe Grbl fără probleme, dar Jedicut generează codul G în modul incremental. Maestrul a avut dificultăți la prima pornire, când mașina pur și simplu s-a mișcat înainte și înapoi. Dacă se întâmplă acest lucru, editați codul G pentru a elimina liniile inutile din antet.
Atât codul Wing G, cât și Jedicut generează cod G cu unele coduri Grbl neacceptate în antet. Controlerul va afișa pe monitor atunci când apar astfel de erori. Editați codul G și ștergeți liniile de cod inutile.
Codurile G de lucru cu ambele programe sunt incluse, folosiți-le pentru a verifica controlerul.
Jedicut.rar
winggcode.rar
Al șaptelea pas: setarea vitezei și temperaturii de alimentare
Spre deosebire de freza convențională, sârmele se taie prin topirea spumei. Când firul rămâne într-o poziție o perioadă de timp, materialul din jur continuă să se topească. Aceasta crește canelura tăierii și provoacă inexactități în dimensiune. Există două variabile care afectează lățimea tăierii.
Reducerea vitezei de alimentare.
Temperatura firului.
Viteza de alimentare a tăierii este viteza cu care firul se taie prin material, de preferință în mm / min. Cu cât este mai mare viteza, cu atât slotul este mai mic, dar temperatura necesară este mai mare, precum și tensiunea din fir trebuie să fie suficientă. Viteze bune de pornire sunt de la 350 la 500 mm / min.
Temperatura firului trebuie să fie puțin mai mare decât temperatura de topire a spumei. Temperatura este controlată de curentul care trece prin sârmă.
Există un software care permite controlul PWM al firului pentru a-l încălzi în momentele potrivite pentru a optimiza viteza de alimentare a tăierii. Temperatura firului este determinată de pătratul timpului curent de rezistență.
Există o specială calculatorunde puteți face toate calculele necesare.
Pasul opt: funcționarea mașinii
Procesul începe cu un design care este exportat ca fișier DXF. Acest fișier este apoi importat în software-ul CAM și ieșit sub forma unui cod G. Mașina este pornită și calibrată. Materialul este așezat pe un banc de lucru și poziția de pornire este setată. Rulați fișierul cu cod G și vedeți cum funcționează dispozitivul pentru dvs.
Potrivit maestrului, mașina este ușor de fabricat și facilitează munca modelelor de aeronave.
În videoclipul de mai jos, puteți vedea un exemplu de mașină.