Електрична схема верстата з ЧПК: вимоги, варіант збірки

Робота будь-якого сучасного обладнання, в тому числі і металообробних верстатів з ЧПУ, неможлива без електричного струму.

Зміст

  • 1 Види
  • 2 Загальні вимоги до складання електросхем
  • 3 Особливості електросхеми фрезерного верстата 6Р82
  • 4 Варіант самостійної збірки
  • 5 Практичні поради щодо другої частини збірки
  • 6 Нові підходи до комплектації верстатів
  • 7 Висновок

Тому, крім механічної частини пристроїв, обов’язково наявність та електричної. Вона будується за певною схемою.

Види

Розрізняють такі види електросхем:

  • структурна, яка визначає взаємозв’язок частин електрообладнання;
  • функціональна, визначає електричні процеси в окремому вузлі, повністю для чпу верстата;
  • принципова, в якій відображені всі елементи, дається уявлення щодо принципу роботи;
  • з’єднання монтажного плану для підключення до електромережі;
  • розташування частин електроприладів, провідникової і кабельної продукції.

Технічна документація пристрої зазвичай містить принципову електросхему і схеми розташування електроустаткування. Її виконують, не дотримуючись масштабу і не вказуючи, як насправді розташовані окремі елементи.


Електрична схема верстата з ЧПК: вимоги, варіант збірки

Загальні вимоги до складання електросхем

На електричних схемах верстата з ЧПУ (мова йде про принципові) зазвичай зображують кожен елемент електрообладнання, що бере участь у технологічному процесі або контролює його перебіг. Прийнято зліва розміщувати силові ланцюги, позначаючи жирною лінією, а для ланцюгів управління місце на схемі – з правого боку вони зображені у вигляді тонкої лінії. Складаючи схему, умовно вважають, що всі елементи ланцюгів у відключеному стані.

У елементів – схематичне уявлення, їм дано позиційні позначення у вигляді літер. У випадку одного електродвигуна – М, а якщо їх декілька – М1, М2, М3 (у буквеному і числовому вираженні). Якщо будують схеми розташування, на них (у масштабному зображенні) фіксують все, що відноситься до електроустаткування. Там, де місце для з’єднання елементів – проводів і кабелів, – тонка лінія. Такі схеми будуються, зображуючи конкретні вузли фрезера, їх має електрошафа і пульт управління верстатом.

Як приклад схеми силового обладнання пристрою з числовим керуванням, можна уявити таке:

Електрична схема верстата з ЧПК: вимоги, варіант збірки

Сучасне електрообладнання має досить складні схеми, і читати їх не завжди просто. А ситуація пояснюється тим, що крім електродвигунів, реле, пускачів і контакторів, верстат включає чимало автоматичних засобів, обчислювальну техніку, блоки мікроелектронної апаратури. Різні верстати, в сукупності, мають загальний електричний компонент і, в той же час, відрізняються особливостями функціоналу блоків.

Особливості електросхеми фрезерного верстата 6Р82

Спробуємо розібратися з електросхеми горизонтального консольно-фрезерного верстата 6Р82. Вона представлена наступними блоками:

  • мережею живлення з напругою 380 В, змінним струмом з частотою 50 Гц;
  • ланцюгами управління з напругою 110 В (змінний струм); 65 В (постійний струм);
  • місцевим освітленням з напругою 24 В;
  • номінальним сумарним струмом одночасно працюючих електродвигунів 20 А і номінальним струмом пристроїв захисту 63 А.

В технічній документації сформульовані межі використання обладнання на верстаті щодо потужності і силових навантажень. Якщо шпиндель агрегату робить більше 63 об/хв, то межі використання головного приводу обмежує лише номінальна потужність електродвигуна.

Потрібно назвати і основні компоненти електросхеми фрезерних верстатів: КД з драйверами, плати інтерфейсу, комп’ютери або ноутбуки, блоки живлення і кнопка для аварійної зупинки верстата.

Варіант самостійної збірки

Для того, хто виконує складання чпу верстата своїми руками, є інший варіант встановити електрику на верстатах. Можна придбати готовий набір, в якому є три двигуна Nema і стільки ж драйверів, які підходять до них; трансформатор зниження для живлення ланцюга управління і плати комутації для блоку живлення (36). Можна використовувати і інші набори, збираючи верстат самостійно.

Електроніку верстата слід виконати на одній платі. Туди ж підключають, застосовуючи роз’єми і клемники, всю сукупність зовнішніх елементів:

  • КД, кінцеві вимикачі для кожної осі;
  • розетка для включення головного приводу (можна DREMEL 300);
  • вентилятор, взятий від міні-пилососа, трансформатор для блоку живлення;
  • роз’єм, що забезпечує з’єднання з ПК за допомогою LPT порту.

Електрична схема верстата з ЧПК: вимоги, варіант збірки

Майже всі комплектуючі нескладно витягти із старих комп’ютерних плат, Спектрумов – перше ПК, а також вийшли з вживання мережевих комутаторів.

Схема передбачає блок управління ЧПУ (програмне включення шпинделя), рясніє додатковими зв’язками інструментів і датчиків. До комп’ютерного порту LPT контролер ПУ підключають за допомогою стандартного кабелю. Для електроніки верстата не вимагається примусове охолодження, вона не нагрівається.

Вся електроніка для ЧПУ розташовується в ніші на задній стороні верстата і закривається панеллю від пилу і бруду.

Практичні поради щодо другої частини збірки

Займаючись електронікою при складанні ЧПУ своїми руками, потрібно правильно вибрати джерела електроживлення. Наприклад, для КД можна використовувати блок на 12 В та струм 3А. Блок з напругою 5 В з струмом 0.3 А потрібен, щоб живити мікросхеми контролера. Як виконати розрахунки блоку живлення? Є проста формула – 3х2х1=6А, де 3 – кількість задіяних КД (по осях Х, Y і Z); 2 – число живляться обмоток, 1 А – сила струму.

Електрична схема верстата з ЧПК: вимоги, варіант збірки

Конструкцію керуючого контролера, за досить простий принциповій схемі, можна зібрати з трьох мікросхем, і він не потребує в прошивці. Тому, хороший фрезерний верстат ЧПУ здатний сам створити людина, слабо розбирається в електриці і електроніці.

Керує КД драйвер — підсилювач на 4 канали. Він зроблений з 4-х транзисторів.

Застосовують і варіанти серійних мікросхем, типу ULN 2004 (на 9 ключів), сила струму 0,5 — 0,6 А.

За допомогою програми vri-cnc можна керувати драйверами. Потрібно тільки на офіційному сайті знайти інструкцію, як її використовують. Для загального управління верстатом використовують програми Kcam і Mach3, які розрізняють різні формати файлів фрезерного процесу і сверловки.

Нові підходи до комплектації верстатів

Тільки надійне обладнання з простим управлінням забезпечить високоякісне фрезерування або гравірування поверхонь деталей і заготовок.

Наприклад, стругальний верстат по дереву ЧПУ winner pro стругає будь-які породи по всіх чотирьох площинах заготовки, що виробляє різноманітні види профілю. Що в ньому особливо добре, так це принцип побудови по модулям. Це означає, що є можливість змінювати характеристику обладнання, максимально пристосовуючи до потреб замовників.

У кожній серії верстатного обладнання реально впроваджувати модифікації, які відрізняються кількістю шпинделів, мають різну потужність електродвигунів, а значить і швидкість подачі заготовок. Замовник має можливість замовити компонування верстата, у відповідності з потребами, з новою електричною схемою.

Електрична схема верстата з ЧПК: вимоги, варіант збірки

Тому перед підключенням верстата до системи живлення, краще перевірити, чи відповідають параметри характеристик мережі. Це прямий обов’язок електрика. Потрібна трифазна мережа з напругою 380 В і частотою 50 Гц, обов’язково заземлення. Кабелі живлення (з перерізом не менше 16 мм) підводяться до обладнання в трубі або металорукаві, щоб при роботі його не пошкодити.

Такий верстат з ЧПУ – найкраще з того, що створено сьогодні. Він забезпечує якісне фрезерування і гравірування поверхонь деталей, високу точність обробки заданих програмою елементів (команда G601 для активації кроку має місце тільки при точному позиціонуванні).

Висновок

Гарне знання електросхем, читання креслень – ці задатки повинні бути у всіх, для кого і числове програмне управління не помітне словосполучення, але щоденна робота по електрозабезпеченню програмованого обладнання і роботизованої техніки.