前言:
隨著電子技術和計算機技術的發展,基于PC和Wmdows平臺的數控雕銑技術得到了質的飛躍,小型雕銑機可以用作PCB、PVC、圖章、木材的平面雕銑加工等,深受許多DIY愛好者的喜愛。美國"雕霸"、法國"嘉寶"和日本"御牧〃等雕銑機質量優秀,但體積大,價格高昂,國內北京"精雕"、上海"啄木鳥"等雕銑機,價格也較昂貴,超出個人的承受范圍。國內有一些機械電子愛好者因興趣愛好,設計制作了滿足個人某方面需求的小型雕銑機,但其具有較強的私人性,并沒有得到進一步的推廣和開發。為此,設計開發了一臺結構簡單、軟硬件開放、功能較為齊全、成本低的小型雕銑機。
1總體方案設計
基于PC的小型雕銑機要滿足個人愛好者制作D1Y電路板、雕銑文字等需求,因此設計通過PC驅動電路板控制雕銑機的運行,方便在電腦上進行CAD/CAM設計后,直接實施加工。為了降低成本,要求軟硬件開放??傮w設計方案如圖1所示。
PC上裝有數控軟件,通過并口與步進電機驅動器連接,驅動三個軸的步進電機轉動。步進電機通過機械傳動結構實現三軸往返運動。機身部分直接決定了機器的穩定性與可靠性。為了個人使用方便,可以選用質量較輕的的鋁合金材料,便于搬運,也可以使用更加便宜的普通鋼材。
2機械部分設計2.1機身結構設計
總體來說,小型雕銑機機身有以下3種結構形式:①移動龍門式。這種結構平臺固定,x軸與z軸通過r軸帶動龍門結構移動,機身部分為工作平臺;行程大,但穩定性差,精度要求高,如圖2所示。②固定龍門式。龍門與機身位置固守,工作平臺為r軸。z軸安裝在x軸上移動。該結構穩定性較好,精度高,但行程小,工件質量全部加載在r圓軸上,且r軸導軌比x軸更容易磨損,如圖3所示。③移動臺面式。x r軸水平移動,z軸負責上下移動。這種結構適合較大功率的主軸,可用于金屬、石塊和木板等的加工,機身占地面積小,結構簡 單,安裝方便,并且成本較低。根據項目設計特點,選擇此種結構形式。
整個機械結構如圖4所示。步進電機通過支架固定在機身上,再通過聯軸器與絲杠連接,完成運動的傳遞。主軸電機高速轉動帶動主軸刀具轉動,完成切削。為了簡化設計、降低成本,可以采用鋼鐵材料或鋁合金型材。通過Pro/E對零部件進行尺寸設計和三維建模,完成虛擬裝配。
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結束語:
本文設計了一款適合個人使用的小型雕銑機,利用Mach3作為PC機上的數控軟件,選用合適的步進電機驅動器,用三維軟件設計機械傳動結構,并進行了虛擬仿真裝配。經過測試,實現了設計的功能,達到了預期的目的。
伯特利數控是一家集銷售、應用及服務于一體的公司。產品包括:CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產工廠設在廣東省東莞市,目前其生產的加工中心70%出口,其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務!
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