Разработка макета трехкоординатного станка с программным управлением Харьков

Цель работы – разработка макета трехкоординатного станка для исследования систем программного управления. Объект разработки – макет трехкоординатного станка Задачи: - проанализировать типы трехкоординатных станков; - разработать собственную конструкцию макета станка; - построить структурную схему макета станка; - провести анализ схемотехнических решений систем управления станками с ЧПУ; - разработка схемы драйвера шаговых двигателей; - разработка схемы модуля управления станком; - написать программу для микроконтроллера системы управления. 2

3 Анализ конструкций станков с ЧПУ в зависимости от исполнения механической части Рисунок 1 – Портальный ЧПУ станок Портальная конструкция ЧПУ станка хороша простотой исполнения. Фрезерная часть на ЧПУ станках портального типа может двигаться в осях Z и X.

4 Анализ конструкций станков с ЧПУ в зависимости от исполнения механической части (продолжение) Рисунок 2 – ЧПУ станок с движущимся порталом Станок данного типа немногим сложнее станка портального типа. Его часто рекомендуют для самостоятельного изготовления ЧПУ станков. Фрезерная часть ЧПУ станка такого типа может двигаться в 3-х осях.

5 Анализ конструкций станков с ЧПУ в зависимости от исполнения механической части (продолжение) Рисунок 3 – ЧПУ с подвижным координатным столом Достоинством является простота переделки из готовой конструкции. Координатный стол для ЧПУ станка такого типа можно взять готовый и вся работа будет заключаться только в установке двигателей и электроники.

6 Анализ конструкций станков с ЧПУ в зависимости от исполнения механической части (продолжение) Рисунок 4 – Безпортальный ЧПУ станок Сложность данной конструкции в жесткости связки осей X и Y. Добиться того, чтоб при обработке на максимальном удалении по оси Y не было смещений или искривления оси вызванных сопротивлением материала обработке - очень сложно. Из-за этого может пострадать точность обработки.

7 Анализ аналогичных конструкций Рисунок 5 – CCD/2 CNC machine Рисунок 6 – Accurate 637

8 Проектирование конструкции Рисунок 7 – Эскиз макета Рисунок 8 – 3D модель подвижной части оси Х 1 – Шаговый двигатель; 2 – Ходовой винт; 3 – Втулка; 4 – Ходовая гайка; 5 – Направляющие; 6 – Линейные подшипники; 7 – Стойки;

9 Проектирование конструкции (продолжение) Рисунок 9 – Ось Х Рисунок 10 – Подвижная часть оси Y Рисунок 11 – Итоговая 3Д модель

10 Разработка структурной схемы блока управления Рисунок 12 – Структурная схема КВ1 КВ2 КВ3 КВ4 КВ5 КВ6 ШД1ШД2ШД3 МК UART/ USB ПК Модуль индикации

11 Разработка схемы электрической принципиальной Рисунок 13 – Схема драйвера униполярного шагового двигателя

12 Разработка схемы электрической принципиальной (продолжение) Рисунок 14 – Принципиальная схема блока управления

13 Конструкторско-технологические расчеты (ч). (1) (мм 2 ). (2) (мм 2 ). (3) (мм 3 ). (4) (мм 3 ). (5)

14 Проектирование блока управления Рисунок 15 – Узел АРисунок 16– Узлы Б, В, Г

15 Разработка алгоритма работы программы микроконтроллера

- проанализированы типы трехкоординатных станков; - разработана собственная конструкцию макета станка; - построена структурная схема станка; - разработана схема драйвера шаговых двигателей; - разработана схема модуля управления станком; - написана программа для микроконтроллера системы управления. 2 Выводы