Instalarea ansamblului axei Z cu componente din aluminiu și calibrarea

În lumea prelucrării CNC, performanța și precizia mașinilor sunt adesea dictate de calitatea componentelor individuale și a asamblărilor. Unul dintre aspectele cruciale ale acestui puzzle tehnologic este ansamblul axei Z (vezi poza de mai jos).

Acest ansamblu Z este o componentă esențială ce influențează în mod direct capacitatea mașinii de a efectua operațiuni complexe de prelucrare. În acest articol, vom detalia procesul de instalare a ansamblului axei Z, cu accent deosebit pe utilizarea componentelor din aluminiu. De la selectarea materialelor potrivite la reglarea fină a parametrilor, vom explora fiecare etapă a acestui proces, oferind
cititorilor o înțelegere detaliată și practică pentru optimizarea funcționării sistemului lor CNC. Descoperă cum să aduci un plus de stabilitate, precizie și durabilitate mașinii tale prin instalarea corectă a ansamblului axei Z cu componente din aluminiu.

Există mai multe avantaje ale unui sistem CNC (Computer Numerical Control) proiectat complet din aluminiu. Acestea includ:

• Stabilitate și Durabilitate: Metalele sunt cunoscute pentru rezistența și durabilitatea lor. Un CNC proiectat complet din metal este mai stabil și poate rezista la condiții de lucru dificile sau la utilizare intensivă.
• Precizie Îmbunătățită: Metalele au proprietăți mecanice superioare, ceea ce poate duce la o precizie îmbunătățită în procesul de prelucrare CNC. Aceasta este importantă, în special pentru aplicații în care toleranțele strânse și precizia sunt esențiale.
• Rezistență la Vibrații și Șocuri: Un sistem CNC complet din metal are capacitatea de a absorbi mai bine vibrațiile și șocurile rezultate în timpul procesului de prelucrare. Aceasta poate contribui la menținerea stabilității și preciziei mașinii în timpul utilizării.
• Fiabilitate Crescută: Metalul este mai puțin susceptibil la uzură și deformare în comparație cu materialele non-metalice, contribuind astfel la o fiabilitate crescută a sistemului CNC.
• Capacitate de Lucru cu Materiale Dure: Datorită durabilității și rezistenței lor, mașinile CNC din metal pot fi mai eficiente în prelucrarea materialelor dure, precum aliajele metalice sau oțelul inoxidabil.
• Rezistență la Coroziune: Unele metale, cum ar fi oțelul inoxidabil, au proprietăți excelente de rezistență la coroziune. Acest lucru poate fi important în medii în care expunerea la substanțe corozive este o preocupare.
• Aspect Estetic: CNC-urile din metal pot avea un aspect mai robust și profesional. Aceasta poate conta în cazul în care aspectul mașinii este important, de exemplu, în producția de echipamente industriale sau în industria de prelucrare a metalelor. Trebuie să recunosc că arată mult mai bine .

Calibrarea

Calibrarea unui sistem CNC bazat pe un controller care folosește GRBL (G-code Real-time Buffering Language) este un proces important pentru a asigura precizia mișcărilor mașinii. Iată o metodă generală de calibrare a unui sistem CNC cu GRBL:

• Setările GRBL:
  • Accesează setările GRBL folosind un terminal G-code (cum ar fi GRBL-Plotter, PuTTY, CoolTerm sau chiar Repetier-Host) conectat la portul serial al controlerului CNC.
  • Poți folosi comanda $0=10 pentru a seta pasul minim în X, $1=10 în Y și $2=10 în Z. Aceste valori reprezintă, în general, 10 micro-pași per pas pe fiecare axă. Poți ajusta aceste valori în funcție de specificațiile mașinii tale.
    
• Testarea Mișcărilor:
  • Folosește comenzi G-code simple pentru a mișca mașina pe fiecare axă. De exemplu, folosește G0 X10 pentru a muta axa X la poziția 10. Măsoară distanța parcursă și compară cu distanța programată.
• Calibrare Pas Cu Pas:
  • Măsoară distanța reală parcursă de mașină și ajustează setările GRBL pentru a compensa orice diferență. Poți folosi comenzi precum $100, $101, $102 pentru setarea pasului pe fiecare axă în GRBL. Aceste comenzi ajustează raportul pasului pentru X, Y și respectiv Z.
  • Aici am întâmpinat cele mai multe probleme și cred că această calibrare este cea mai importantă.
• Repetă Testele și Ajustările:
  • Repetă procesul de testare și ajustare pentru a asigura precizia pe toate axe. Fii răbdător și ajustează setările pentru a obține rezultate consistente.
• Verifică Alinierea:
  • Asigură-te că mașina se deplasează în linie dreaptă pe toate axe. Dacă observi devieri, este posibil să fie nevoie să ajustezi parametrii, cum ar fi $$ pentru a vizualiza și modifica setările.
• Actualizare Firmware:
  • Verifică dacă există actualizări de firmware pentru controllerul bazat pe GRBL și, dacă este cazul, actualizează-l. Actualizările pot aduce îmbunătățiri la nivelul algoritmilor de mișcare și pot rezolva eventualele probleme de calibrare.
• Documentează Setările:
  • Notează setările finale într-un loc sigur. Acest lucru este util pentru referință ulterioară și poate fi util în cazul în care trebuie să restaurezi setările sau să faci ajustări ulterioare.

Comenzi G-Code

Pentru un începător în prelucrarea CNC, există câteva comenzi G-code de bază care sunt esențiale pentru a începe. G-code-ul este un limbaj de programare utilizat în controlul mașinilor CNC, și fiecare comandă dictează o anumită acțiune sau mișcare a mașinii. Iată câteva comenzi G-code importante pentru începători:

G0 și G1 – Mișcare Rapidă și Mișcare Lineală:

• G0 este comanda pentru deplasarea rapidă la o anumită poziție fără a efectua o prelucrare.
• G1 este comanda pentru mișcarea lineară (tăiere sau gravare). Aceasta implică mișcarea controlată către o anumită poziție.

Exemplu:

G0 X10 Y5   ; Deplasare rapidă la poziția X=10, Y=5
G1 X20 Y10  ; Mișcare lineară la poziția X=20, Y=10

G90 și G91 – Moduri de Adresare Absolută și Relativă:

• G90 stabilește modul de adresare absolută, unde poziția este exprimată în raport cu originea sistemului de coordonate.
• G91 stabilește modul de adresare relativă, unde mișcările sunt exprimate în raport cu poziția curentă.

Exemplu:

G90 ; Mod absolut
G91 ; Mod relativ

G20 și G21 – Unități de Măsură:

• G20 setează unitățile de măsură în inch.
• G21 setează unitățile de măsură în milimetri.

Exemplu:

G20 ; Unități de măsură în inch
G21 ; Unități de măsură în milimetrii

G92 – Setarea Poziției Curente:

• G92 setează poziția curentă a mașinii la o anumită valoare.

Exemplu:

G92 X0 Y0 Z0 ; Setează poziția curentă la origine

M3 și M5 – Controlul Spindle-ului (Fusului):

• M3 activează spindle-ul (fusul) în sensul orar.
• M5 dezactivează spindle-ul.

Exemplu:

M3 ; Activează spindle-ul
M5 ; Dezactivează spindle-ul

G28 – Mișcarea la Poziția de Referință:

• G28 comanda mașina să se deplaseze la poziția de referință, care este de obicei originea sistemului de coordonate.

G54 până la G59 – Setarea Sistemelor de Coordonate de Lucru:

• G54 până la G59 setează diferite sisteme de coordonate de lucru, permițând programatorului să lucreze în diverse părți ale piesei fără a modifica constant coordonatele absolute.

G-code-uri pentru Operații de Prelucrare:

• Există multe comenzi G-code specifice pentru diverse operațiuni de prelucrare, cum ar fi frezarea (G2 și G3 pentru interplare circulară), găurire (G81 pentru ciclul de găurire), tăiere cu jet de apă (G93 pentru avans rapid inversat), etc.

M30 – Terminarea Programului:

• M30 indică sfârșitul programului și repornirea din nou, funcționând similar cu o comandă de resetare.

Componente

• CNC 3018 Pro X-Axis Upgrade Kit & 1 Set Nema17/23 42BYG/57 Stepper Apply 45mm Spindle T8 Copper Anti-Backlash Nut
• Aluminum Spindle Clamp Motor Bracket with 4pcs Screw for CNC Engraving Router Machine Motor Mounting Holder
• Linear Rail 4pcs Free Shipping Sc12vuu Sc12v Scv12uu Scv12 12mm Linear Bearing Block Diy Slide Units Cnc Router
• CNC 3018 pro Upgrade Kit Extend 3018 to 3040 Compatible with 3018 CNC Pro Max Engraving Milling Machine DIY
• Freza router CNC cu 3 axe 400 x 300 mm, motor 500W, soft USBCNC

Ansamblul axei Z instalat și teste

În concluzie, investiția într-un ansamblu al axe Z echipat cu componente din metal nu este doar o opțiune viabilă, ci și o alegere strategică pentru îmbunătățirea performanței și durabilității mașinilor CNC. Avantajele stabilității sporite, preciziei îmbunătățite și rezistenței la condiții de lucru dificile devin evidentă în rezultatele fiecărei prelucrări.

Procesul de calibrare meticulos oferă utilizatorilor posibilitatea de a fin-tuna mașina în conformitate cu cerințele specifice ale aplicației lor, asigurând astfel că fiecare mișcare este executată cu precizie și fiabilitate. Înțelegerea și controlul complet asupra acestor elemente esențiale ale mașinii CNC reprezintă cheia către o producție eficientă și de calitate.

În final, instalarea unui ansamblu al axei Z cu componente din metal nu este doar o îmbunătățire tehnică, ci o investiție în viitorul performanței tale CNC. Așadar, pregătește-te să descoperi un nou nivel de precizie și eficiență în universul prelucrării CNC, odată cu implementarea acestor soluții tehnologice avansate.

Pentru testele de mișcare am folosit un suport pentru pix cu care am desenat câteva forme geometrice și am executate testele de mai jos.

În următorul articol sper să fac și câteva teste cu mașina de frezat (vezi mai jos preview).