mechanicus

Na początek zapraszam do obejrzenia prezentacji:

Na pomysł maszyny do cięcia rur CNC wpadłem podczas montażu czujnika THC do przecinarki plazmowej znajomego p. Stanisława (czujnik THC to taki układ do regulacji odpowiedniej przerwy pomiędzy palnikiem plazmowym a materiałem obrabianym - przy paleniu blacha może się wyginać, dlatego palnik powinien podążać za blachą - filmik poniżej).

Do tego czasu bardziej mnie interesowała obróbka skrawaniem, jednak praca przy plazmie "wzięła górę" i postanowiłem, że ciekawsze byłoby zrobić coś, co pomorze przy produkcji kontrukcji kratowych, np. buggy albo szayowozu (na zdjęciu poniżej). Taki był główny cel zrobienia ruraka.

źródło: http://www.ak-rzemieslnik.pl

Pomysł był prosty: należało jedynie zmodyfikować jedną oś "płaskiej" przecinarki plazmowej CNC (czyli takiej do cięcia blach) na oś "obrotową". Czyli, porównując do normalnego plotera tnącego w którym są osie X, Y (szerokość/długość blachy) i Z (grubość blachy) moja maszyna miała oś X jako kąt obrotu rury, a oś Y i Z pozostawała bez zmian. Proste, prawda? Po przemyśleniu wszystkiego, wziąłem się do roboty.

Założenia były takie, żeby była to maszyna dwuczęściowa. Zmusił mnie do tego brak miejsca na maszynę jednoczęściową. Zdawałem sobie sprawę że to nie będzie korzystnie wpływać na późniejszą obsługę ruraka, ale przez to nie mam teraz problemu ze złożeniem maszyny po skończeniu cięcia :-) 

Kolejnym założeniem było zrobienie systemu detekcji materiału. Chodzi o to, żeby za każdym razem przed rozpoczęciem palenia, palnik obniżał się do rury, podał sygnał do komputera w momencie zetknięcia się z materiałem obrabianym, następnie podniósł się na ok. 1mm nad materiał i dopiero zaczął ciąć.  

Mój plan zakładał również montaż czujnika THC do regulacji wysokości palnika nad materiałem obrabianym. Jak już wcześniej wspomniałem, jest to szczególnie przydatne podczas cięcia cienkiej blachy, ponieważ taka blacha potrafi się wyginać pod wpływem ciepła. Zadaniem czujnika jest to, żeby pomimo wyginania blachy palnik był w takiej samej odległości od niej. Działanie czujnika pokazany jest poniżej:

Z racji ograniczonych funduszy, zdecydowałem się na program sterujący LinuxCNC dostępnego z dystrybucji Linuxa o tej samej nazwie. Jego plusem jest to, że jest całkowicie DARMOWY, oraz to że można go modyfikować na różne sposoby do swoich zastosowań. Tu pojawił się problem, ponieważ żeby go zmodyfikować do swoich potrzeb, trzeba mieć o tym trochę pojęcia. Co prawda są różne opisy, jak uruchomić np. wcześniej wspomniany czujnik THC, jednak pomimo czasochłonnych prób nie udało mi się to. Problem, którego nie mogłem przeskoczyć było to, że współrzędne osi Z nie zmieniały się podczas działania czujnika (czyli: czujnik regulował wysokość palnika, a współrzędne nie zmieniały się). Summa summarum: czujnik będzie działać jak zainwestuję np. w Mach3. Jako źródło zastosowałem najtańszy sprzęt, jaki był dostępny w tym czasie na allegro: Dedra DESPi 40. 

Jak wcześniej wspomniałem, maszyna jest dwuczęściowa. Pierwsza część to wrzeciono, którego zadaniem jest obracanie ciętej rury. Składa się z uchwytu tokarskiego 200mm, który kupiłem na giełdzie za 50zł (dlatego wygląda tak, jak wygląda :-) )  i dwóch zestawów łożyskowych w oprawie żeliwnej UCP 216 oraz silnik krokowy 4Nm jako napęd. Cała reszta została przeze mnie zaprojektowana. Ramę zrobiłem sam, natomiast rurę wrzeciona, tarcze zabierakowe i koła łańcuchowe zostały wykonane w zaprzyjaźnionych zakładach (m.in. w firmie EMIZET w Szydłowie).

Jak to zwykle bywa, musiałem zmienić parę rzeczy. Na ostatnim zdjęciu silnik krokowy był pod uchwytem tokarskim, natomiast w ostatecznej wersji silnik krokowy znajduje się obok łożyska. Niestety, nie wszystko od razu można przewidzieć... :-)

Wózek z osiami Y i Z składa się m.in. z prowadnic podpartych fi16 (oś Y) o długości 500mm (co daje możliwość cięcia rur na długości 420mm), prowadnic fi8 (oś Z) i śrub trapezowych Tr10x2. W osi Z zastosowałem prosty mechanizm potrzebny do detekcji materiału (o którym pisałem wcześniej), który może jeszcze kiedyś wykorzystam :-) Tutaj dużo części zostało wypalonych na laserze i zagiętych na prasach krawędziowych (np. uchwyty silników krokowych osi Y i Z).

W kwestii elektroniki specjalnej rewolucji nie było - posłużył mi sterownik z mojej frezareczki. Modyfikacja polegała na zmianie sterowników silników krokowych na chińskie 4,5A. Wszystko to zostało przeniesione do zgrabnej skrzynki.

Produkty ruraka przedstawione są poniżej:

Zachęcam również do obejrzenia filmiku działania ruraka:

W razie pytań proszę pisać na e-mail, postaram się odpisać najszybciej jak to tylko możliwe :-)