Что такое плазма?
Что такое система плазменной резки с ЧПУ? Это машины с компьютерным управлением, которые могут прорезать любой электропроводящий материал (сталь/нержавеющая сталь/алюминий/медь). Машина берет 2D-эскиз, созданный компьютером, и переводит его в систему числового программного управления (ЧПУ), которая соединена с плазменным резаком. Плазменный резак использует электрическую дугу и сжатый воздух для разрезания проводящего материала.
Я спроектировал и построил эту систему в своем личном гараже, используя несколько готовых компонентов, а также несколько сборок, изготовленных по индивидуальному заказу.
Ознакомьтесь со следующими шагами для подробного обзора моей пользовательской сборки плазмы с ЧПУ!
Заказать УЖЕ ГОТОВЫЙ станок ЧПУ плазменной, газовой и лазерной резки можно на сайте zapeka.ru
Шаг 1: Планирование и компоненты
Планирование
Прежде чем начать, я должен был ответить на несколько ключевых вопросов:
Насколько большой стол с ЧПУ я хочу сделать?
Какова максимальная толщина материала, который мне нужно разрезать?
Эти два вопроса будут управлять остальной частью вашего проекта. Для себя я решил построить стол, который может вместить лист материала размером 120x250 см. Основываясь на том, что я обычно изготавливаю, я хотел иметь возможность резать сталь толщиной не менее 6 мм.
Я также включил в дизайн несколько уникальных аспектов:
Опускающиеся ролики для легкой мобильности
Система нисходящей тяги для удаления пыли и дыма
Система всасывания сопла и водоотделитель для удаления мелких частиц вблизи режущего наконечника
Съемная режущая поверхность - позволяет мне снять режущую поверхность и вставить поддон для воды в качестве альтернативного метода борьбы с дымом и пылью.
Задействованные компоненты
Ниже приведен общий список основных компонентов системы плазменной резки с ЧПУ:
Плазменный резак — для этой сборки я решил приобрести плазменный резак Hypertherm Powermax 65. Этот станок способен резать сталь толщиной 25 мм.
Воздушный компрессор. Плазменным резакам требуется подача воздуха для работы и резки материалов. Я выбрал воздушный компрессор Ingersoll на 80 галлонов, у которого не должно возникнуть проблем с подачей воздуха в систему.
Пакет управления двигателем с ЧПУ — это драйверы и двигатели, которые управляют движением плазменного резака.
Я купил свою систему у компании Zapeka.ru. Эта система включала в себя все 4 шаговых двигателя и драйверы двигателей в одном полном пакете. Основание стола - я изготовил основание стола на заказ из сырья. Основная рама изготовлена из квадратных труб размером 25 x 25 мм.
Узел портала — сюда входят все подшипники, шестерни, зубчатые рейки и конструктивные компоненты, из которых состоит подвижный портал на верхней части стола. Вы можете заказать эти детали по отдельности или приобрести полный портальный комплект.
Я решил приобрести свой портал у Precision Plasma.
Программное обеспечение - требуется несколько различных типов программного обеспечения:
Программное обеспечение САПР для проектирования.
Программное обеспечение для автоматизированного проектирования позволяет создавать эскизы и моделировать детали перед их вырезанием.
AutoCad или Fusion 360 — отличные варианты программ проектирования САПР.
Программное обеспечение Pronest — программное обеспечение для автоматизированного производства преобразует ваш эскиз САПР в кодовый язык (обычно «G-код»), который плазменная система с ЧПУ может считывать и интерпретировать.
Я запускаю SheetCAM в своей системе. Программное обеспечение для управления ЧПУ — это программное обеспечение считывает G-код и отправляет его на двигатели на столе ЧПУ. В моей системе используется программное обеспечение Mach3 CNC.
Компьютер — для запуска программного обеспечения управления ЧПУ и подключения к блоку управления двигателем требуется базовый компьютер.
Шаг 2: Изготовление основания стола
Я начал с изготовления основной рамы из квадратных труб 40 и 40 см прямоугольных труб 40 на 60 см. Я включил выпадающие ролики, которые закрепляются на месте для удобства передвижения. Я также удлинил направляющие своего портала таким образом, что он полностью скатывается с площади 120 на 250 см, что позволяет легко загружать стальные листы. Размеры портала соответствовали ширине основания стола.
Шаг 3: Изготовление режущей поверхности
Я разработал режущую поверхность как съемную сборку. Это позволяет мне поднять поверхность и вставить поддон для воды в качестве опции для защиты от пыли и дыма. На этой режущей поверхности используются жертвенные планки размером 2x1/8 дюйма, и она была построена с использованием следующих материалов:
40 на 60 мм прямоугольная труба
квадратная труба 40 на 40 мм и 20 на 20 мм
квадратная трубка 5 мм плоская планка
Шаг 4: Сборка основания стола и режущей поверхности
Режущая поверхность встает на место на основании стола. Набор холоднокатаных плоских стержней шириной 75 мм и толщиной 10 мм служит в качестве направляющих для портала. Холоднокатаные материалы обладают более высоким допуском на размеры, чем горячекатаные. Эти направляющие крепятся болтами к верхней части основной рамы.
Шаг 5: Стендовые испытания системы управления двигателем
Перед подключением двигателей и проводки разумно протестировать систему на стенде. Это гарантирует, что все ваши двигатели и соединения полностью работают и запрограммированы на вращение в правильном направлении. Инструкции, прилагаемые к моему комплекту управления двигателем CandCNC, помогли упростить этот процесс.
На этом этапе я также подключил свой плазменный резак Hypertherm, чтобы он автоматически запускался по сигналу от блока управления CandCNC. Инструкции CancCNC помогли мне пройти этот процесс подключения.
Шаг 6: Сборка портала
После изготовления основания стола и режущей поверхности следующим шагом была сборка и проверка гентри. Моя портальная система от Precision Plasma была изготовлена из экструдированного алюминия.
Этот портал включает в себя ось Z, позволяющую регулировать высоту резака (THC). Контроль высоты резака является очень желательной функцией плазменных столов с ЧПУ. Это позволяет осуществлять активный и автоматический контроль расстояния между наконечником резака и разрезаемым материалом. Система обратной связи по напряжению автоматически поддерживает заданное расстояние, даже если разрезаемый материал начинает деформироваться. Без системы регулировки высоты резака вы рискуете столкнуться с заготовкой. Система THC также продлевает срок службы расходных материалов плазменного резака (электрод/наконечник/сопло).
Я также решил использовать узлы ременного привода для каждого двигателя. Это помогло сгладить работу и движение портала.
Шаг 7: Создание рабочего стола/центра управления
Я изготовил стол из квадратной трубы 25 мм для размещения своего компьютера и монитора. Некоторые люди монтируют свои компьютеры непосредственно на базу ЧПУ. Я решил оставить это как отдельную сборку. Мой компьютер хранится под столешницей. Впоследствии я добавил немного листового металла вокруг стола, чтобы защитить компьютер от пыли.
Шаг 8: Добавление системы нисходящего потока
Крайне необходимы эффективные средства удаления паров и пыли при работе плазменной системы с ЧПУ. Для этого есть два распространенных метода: уровень грунтовых вод или сквозняк. Каждый имеет свой набор преимуществ и недостатков
Водяной стол - этот тип включает резервуар с водой (часто обработанный ингибитором коррозии и бактерий), который находится прямо под разрезаемым материалом. Вода улавливает большую часть режущей пыли и помогает сохранять материал прохладным. Тем не менее, вода часто разбрызгивается во время резки и требует постоянного обслуживания, чтобы ваша портальная система оставалась сухой и чистой.
Нисходящий поток - в этом типе используется механический поток воздуха, который всасывает пыль и пары вниз на стол и в нужное место. С правильными вентиляторами и достаточным потоком воздуха этот метод работает очень хорошо. Однако он не обеспечивает возможности охлаждения материала, которые обеспечивает поддон для воды. Поддержание материала в прохладном состоянии полезно для уменьшения коробления, особенно при резке тонких материалов.
Я решил включить нисходящий поток на свой стол, но оставил возможность для водяного стола за счет использования съемной режущей поверхности. Я начал с того, что закрыл основание стола алюминиевым листом. Я проложил 4 точки всасывания, используя 10-дюймовый воздуховод HVAC. Каждая точка всасывания имеет ползунковое окно, которое позволяет мне направлять максимальное количество всасывания в определенные квадранты стола. Для питания моего нисходящего потока я использовал два кухонных вытяжных вентилятора промышленного класса. Эти вентиляторы обычно устанавливаются на крыше или стене и выбрасывают воздух радиально во всех направлениях. Я модифицировал вентиляторы, чтобы они выбрасывали воздух в одном направлении, используя специальные воздуховоды. Мои вентиляторы выдувают всю пыль и дым за пределы моего магазина. Совет: найдите местную оптовую компанию HVAC, чтобы купить нисходящий воздуховод — это будет значительно дешевле, чем в местных крупных магазинах товаров для дома.
Впоследствии я также добавил систему всасывания сопла. Я использовал 25-мм сливной шланг водоотливного насоса и проложил его от режущего наконечника через тросовые направляющие моего портала к 5-галлонному ведру, которое также подключено к магазинному пылесосу. Частично наполнив 5-галлонное ведро водой, я создал самодельный водосборник, который помогает улавливать мелкую пыль и частицы.
Шаг 9: Калибровка и выравнивание гентри
Это критически важный шаг, чтобы ваша система производила точные и точные разрезы. Физически измеряя движения гентри и внося небольшие коррективы в систему управления, вы можете настроить свой стол, обеспечив идеальные 90 градусов между осью X и осью Y. Я водил гентри вверх и вниз по столу, чтобы убедиться, что он остается ровным и верным на протяжении всего диапазона движения. «Пределы» стола контролируются микропереключателями. Моя система управления CandCNC.
Шаг 10: Пробные разрезы
После настройки системы и выполнения всех шагов настройки из руководства пользователя CancCNC я был готов к некоторым тестовым резкам. Я следовал инструкциям из руководства по моей системе управления и приступил к резке. Эта система была готова к работе с самого начала. Первые порезы были чистыми и четкими.
Шаг 11: Примеры плазменных проектов с ЧПУ
Этот стол изменил способ изготовления. Проекты, которые обычно занимали дни или недели, были сокращены до нескольких часов. Всякий раз, когда я берусь за что-то новое, я сначала думаю, как я могу использовать стол ЧПУ, чтобы построить это быстро и эффективно.
Вот несколько проектов, которые я выполнил для себя и нескольких моих друзей, используя этот стол.
Заказать УЖЕ ГОТОВЫЙ станок ЧПУ плазменной, газовой и лазерной резки можно на сайте zapeka.ru
Шаг 12: Видео ЧПУ в действии
Заказать УЖЕ ГОТОВЫЙ станок ЧПУ плазменной, газовой и лазерной резки можно на сайте zapeka.ru
