西马特Super X0微型铣床传记-全面改装-打造家用DIY CNC数控小铣床-小雕刻机！

joyrus

我在找X0改CNC的资料
结果找到这里来..

没想到tendy也出现在这里..
想说今天您怎么没进度了..呵呵
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版主您好~
有考虑过不更换马达只改变减速成加速吗?
不知这样扭力还够不够..
能勉强当雕刻机用 ...
Shinnher 发表于 2009-10-14 01:52

原来的主轴马达完全可以保留使用，也就是说可以不用对主轴箱做任何的改动，就是重量比较大需要进行配重，否则Z轴步进马达的负载过大容易失步。

由于我需要经常使用0.5-2mm的铣刀进行加工，所以需要2万-4万的转速才会考虑改装主轴，当然用5000转左右的转速也可以工作，但是加工效率低，刀具也容易损坏。

最新的进度是3轴的机械部分全部已经改装完成了，目前我在改主轴，预计明天就可以完全安装好，并且连接系统进行整体运行测试了。

joyrus

最新的进展：

X Y Z 三轴的综合测试都已经完成了，明天就安装主轴马达，先用SX0原来的马达做测试，Z轴安装配重气弹簧。

明天会上最新的照片和测试视频。

Shinnher

期待中...
另外..如果聚四氟乙烯螺母双螺母结构表现不错..
版主考虑量产贩售吗?

joyrus

期待中...
另外..如果聚四氟乙烯螺母双螺母结构表现不错..
版主考虑量产贩售吗?
Shinnher 发表于 2009-10-17 19:06

下面的照片你应该已经看过了，这是目前SX0上使用的我设计和制作的螺母副，每个螺母副由2个独立的螺母组成(共4个部件组成)，与丝杠组合后可方便调整螺母副的回差，由于结构的设计可以使到在运行中螺母副的两个螺母趋向相互挤压而防止回差变化，保持回差的稳定。同时由于聚四氟乙烯的优良耐磨性，进一步长时间的稳定了螺母副的性能。

对后来实际加工工件的测试后，测得回差可控制在0.03mm左右，达到了接近滚珠丝杠的效果。制造这样一副螺母的成本相比较我在淘宝上买的那种常见的双螺母消回差的螺母要大一些。










这是Z轴螺母副，与主轴箱的连接需要，所以Z轴的螺母副由5个部件组成(增加的这个部件结构比较复杂，加工精度要求高)，成本会高出不少。















X，Y，Z轴现在已经都换上新的聚四氟乙烯螺母副了，X，Y螺母副是相同的结构。

正在计划出SX0的数控套件。

tendy

顶了。

joyrus

这里说说主轴配重平衡的问题。

由于Z轴的重量很大5-7kg左右，而且又有导轨的阻力，所以对于57步进电机来说负担过重，必须要进行配重！

有两种方案：效果最好的是安装与主轴重量相等的配重块使用线缆链接主轴通过滑轮吊挂，就像电梯使用的配重技术一样，可以做到接近100%的平衡，Z轴的空载负担将减轻到几乎只需要抵抗导轨阻力。还有一种就是我们使用在SX0上的气弹簧支撑，气弹簧不同与普通的螺旋钢弹簧，气弹簧的弹力是恒定的，不会因为压缩而弹力增加，对于SX0显然这个方案简单而现实，只是气弹簧的常用现货标准规格为5kg，10kg或者更高。


我选择使用的是5kg的气弹簧，原因是Z轴向上运动时是空载运行，所以步进马达可以负担一些而外的主轴重量(2-3kg)，而主轴下行到刀具切入工件后就是负载运行，此时多余的主轴重量就减轻步进马达下行时的负荷。

这是选择使用的气弹簧，长度250mm。




这是安装后的效果。





安装前需要在主轴箱上和底座防尘罩固定板上打孔攻丝，同时车制2个专门的垫圈。

joyrus

第一次正式开始测试加工，两个加工项目。

1.钻孔，一共15个孔(矩阵排列)，3.3mm整体合金转头，孔深5mm，主轴转速2800转，使用钻深孔循环代码。测试一下定位与重复定位精度。

2.铣圆，4毫米高速钢铣刀，主轴转速2800转，深度2mm，每次下刀深度0.4mm，速度F300(每分钟300mm).测试一下X，Y联动运行精度。


使用压板固定6毫米厚6061铝板在工作台面上



开始转孔一共15个。



转孔视频：

http://player.youku.com/player.php/sid/XMTI2MDAxNzcy/v.swf


转好孔的板，之后我们重复执行了钻孔的程序，在原有孔的基础上检测重复定位的精度，在已经有孔的地方再钻孔，如果不出现切屑就说明重复定位非常好。实际测试结果是几乎没有出屑，而在钻头到达孔底时出现了一些切屑。经过测量在X，Y方向上的重复定位精度达到0.02-0.03mm，Z轴精度由于受到了丝杠螺母固定方式以及螺母回差调整不到位出现了较大的误差等原因(影响Z轴定位的因素相对X，Y比较多，比较复杂)，需要再改进测试。




铝板反过来再铣孔。




检测孔的尺寸，在X和Y两个方向分别测量直径，两者相差0.02mm，误差相当的小，已经达到了接近滚珠丝杠的精度，非常满意。








铣孔的视频：

http://player.youku.com/player.php/sid/XMTI2MTk2NTky/v.swf


截至至2009年10月21日，最新的进度为，重新车制了一套主轴皮带轮，原来主轴的转速范围在0-1600/0-2800转左右2档。为了使其胜任基本的雕刻任务重新车制了一套同样是2档的皮带轮，其中一档保留0-1600左右的转速，用于直径大于4mm的铣刀。而将另外一档改为0-8000左右的高转速，这样就可以使用直径较小的铣刀用于雕刻，可以保证雕刻的质量和效率。

joyrus

这就是我自己车的一套皮带轮，已经装在了Super X0上了，旁边配电箱上放着原先的一套皮带轮。





现在主轴最高理论转速约8000转，今天使用最高转速做了一个遥控直升机(丘比特-CUPID-V3)上的垂直尾翼。

同时机器的外观与保护措施也在不断的复原和改进，第一步已经复原了X，Y，Z轴原有的防尘系统，临时用PVC包装材料为X，Y轴的步进马达驱动部分进行了防尘处理，下一步要设法先对工作台的周边做完善的防尘处理。这样可以为将来的冷却系统提供回收功能，还保护了床身。最后会安装行程开关，以防止不熟悉机床行程的操作者可能损坏Super X0的螺母副。





用1.5mm的铣刀，吃刀量(一次下刀)1.3mm，转速8000转，F200的速度(200mm/分钟)，原材料为进口的1mm厚玻璃纤维板。
















在制作过程中，主轴马达转速比较稳定，没有出现负载时转速下降的情况，当然1.5mm铣刀和玻璃纤维的材质，主轴的负载并不大。但说明Super X0原配150W的马达是可以满足使用的。

tendy

正在愁这个小电机的出力不行呢，想换成串激电机不过又担心耳朵受不了。

Shinnher

减速改加速果然可行...感谢版主~
另外..有打算做个箱子把它装进去吗?
再贴个吸音棉..应该够安静了..