前言:
隨著電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,基于PC和Wmdows平臺的數(shù)控雕銑技術(shù)得到了質(zhì)的飛躍,小型雕銑機(jī)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(jī)質(zhì)量優(yōu)秀,但體積大,價格高昂,國內(nèi)北京"精雕"、上海"啄木鳥"等雕銑機(jī),價格也較昂貴,超出個人的承受范圍。國內(nèi)有一些機(jī)械電子愛好者因興趣愛好,設(shè)計制作了滿足個人某方面需求的小型雕銑機(jī),但其具有較強(qiáng)的私人性,并沒有得到進(jìn)一步的推廣和開發(fā)。為此,設(shè)計開發(fā)了一臺結(jié)構(gòu)簡單、軟硬件開放、功能較為齊全、成本低的小型雕銑機(jī)。
1總體方案設(shè)計
基于PC的小型雕銑機(jī)要滿足個人愛好者制作D1Y電路板、雕銑文字等需求,因此設(shè)計通過PC驅(qū)動電路板控制雕銑機(jī)的運(yùn)行,方便在電腦上進(jìn)行CAD/CAM設(shè)計后,直接實(shí)施加工。為了降低成本,要求軟硬件開放。總體設(shè)計方案如圖1所示。
PC上裝有數(shù)控軟件,通過并口與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器連接,驅(qū)動三個軸的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動。步進(jìn)電機(jī)通過機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三軸往返運(yùn)動。機(jī)身部分直接決定了機(jī)器的穩(wěn)定性與可靠性。為了個人使用方便,可以選用質(zhì)量較輕的的鋁合金材料,便于搬運(yùn),也可以使用更加便宜的普通鋼材。
2機(jī)械部分設(shè)計2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計
總體來說,小型雕銑機(jī)機(jī)身有以下3種結(jié)構(gòu)形式:①移動龍門式。這種結(jié)構(gòu)平臺固定,x軸與z軸通過r軸帶動龍門結(jié)構(gòu)移動,機(jī)身部分為工作平臺;行程大,但穩(wěn)定性差,精度要求高,如圖2所示。②固定龍門式。龍門與機(jī)身位置固守,工作平臺為r軸。z軸安裝在x軸上移動。該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好,精度高,但行程小,工件質(zhì)量全部加載在r圓軸上,且r軸導(dǎo)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(fù)責(zé)上下移動。這種結(jié)構(gòu)適合較大功率的主軸,可用于金屬、石塊和木板等的加工,機(jī)身占地面積小,結(jié)構(gòu)簡 單,安裝方便,并且成本較低。根據(jù)項目設(shè)計特點(diǎn),選擇此種結(jié)構(gòu)形式。
整個機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖4所示。步進(jìn)電機(jī)通過支架固定在機(jī)身上,再通過聯(lián)軸器與絲杠連接,完成運(yùn)動的傳遞。主軸電機(jī)高速轉(zhuǎn)動帶動主軸刀具轉(zhuǎn)動,完成切削。為了簡化設(shè)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(jìn)行尺寸設(shè)計和三維建模,完成虛擬裝配。
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結(jié)束語:
本文設(shè)計了一款適合個人使用的小型雕銑機(jī),利用Mach3作為PC機(jī)上的數(shù)控軟件,選用合適的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器,用三維軟件設(shè)計機(jī)械傳動結(jié)構(gòu),并進(jìn)行了虛擬仿真裝配。經(jīng)過測試,實(shí)現(xiàn)了設(shè)計的功能,達(dá)到了預(yù)期的目的。
伯特利數(shù)控是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括:CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機(jī)、石墨機(jī)、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機(jī)床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省東莞市,目前其生產(chǎn)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(wù)!
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