磁动力电子--雕刻机DIY--X2微型钻铣机床数控改造的详细过程(1)

阅读数:　

关　闭

X2微型钻铣机床数控改造的详细过程(1)

作者：ss570122　原载:磁动力电子论坛

　　大家新年好！有好久没有在论坛上写帖子了，呵呵，主要是今年重任在身，在上海忙了大半年，总算把课题结束了，静下心来，还是想干点自己喜欢做的事情，想利用这个寒假的空闲时间把去年改造X2微型数控钻铣机床的计划完成，因为2007年初就已经准备好了寒假改造的计划和所需材料，不过临时有其它事情缠身，只好暂时放一放，这一放就是快一年了，回学校后看到布满灰尘的X2和改造材料，真是心痛。人有时候真是无奈，为了更好的生活，不得不干一些自己不是很喜欢的工作。但是也为了生活的更有乐趣，不得不牺牲业余时间，千方百计创造条件干些自己想干的事情。

　　尽管工作延误了我对X2微型钻铣机床数控改造的计划，但是也给了我充分思考的时间，所以在改造过程中更加成熟和完善，也希望能对有DIY改造钻铣机床的网友有所帮助和借鉴，我的这次X2的改造目的还是为了满足自己愿望和乐趣，充分体现论坛DIY的精神，尽量采用一般网友能够利用的工具和设备来完成改造的机械加工过程和电路制作过程，而且有一些新的改造设想和方案和大家共享，也希望有兴趣的网友对改造过程提出宝贵的建议。

　　X2微型钻铣机床数控改造分几部分进行:

　　1、机械部分都是采用二手的滚珠丝杆，从Y轴开始，其次X轴，Z轴的零部件比较复杂些，放在最后改造，也就是想先将X和Y轴做好，然后再利用先改造好的X2机床的二维数控加工制作Z轴的数控零部件，这样可能更好些，原则就是利用手里现有的手动工具和X2本身来完成这次改造过程。充分体现DIY的改造过程。

　　2、控制驱动部分有几个内容，一个是利用我原来设计的第二版TA8435套件为控制驱动器，另一个是改造一个二手的东方五轴数控器作控制驱动器。到时候比较一下看看那个更好一些。另外也新设计了一套控制接口板和大电流高电压多细分驱动电路（也可以说是第三版的），也准备在这里试试，不过要一些时间来测试完成。

　　3、一是新增加了X2微型机床的三维数显尺功能，是利用数显卡尺改造后＋新设计的数显接口板显示加工三维数据。配合电子手轮来手动控制X2的三维加工。

　　4、采用8吋液晶平板手写电脑作为控制计算机，软件是采用自己汉化的MACH3，新作一个800?00的X2专门界面，改进保留三维运动控制、主轴转速控制、水冷液控制等主要功能，舍弃使用很少用的其它控制，尽量求得软件使用方便和简洁。

　　5、X2在原来的主轴基础上再增加一个水冷电主轴（可拆卸式结构），这样可以是X2可加工的材料范围更多一些。对控制电源也做些简单的改造。

　　先上第一张图片，这是即将变性的X2的原图，呵呵，一定要有啊，要不改谁去啊。

图1（点击放大）

　　
　改造X2需要的部分准备好的材料和配件（控制方案1）

图2（点击放大）

　改造X2需要的部分准备好的材料和配件（控制方案2）

图3（点击放大）

　　
　改造X2的滚珠丝杆，都是1402的。很不好找啊，是在淘宝网上经过网友微特电机给精心寻找得到的，成色很好，根据X2的结构和加工范围，我还是选用1402的丝杠，主要是从其受力情况考虑，电机选用57型2－3A电流的就足以使机床的能轻松灵活的运行。

图4（点击放大）

　　最后选了这三个，上边的是用来做Y轴的，带电机架，经过简单加工可以直接用，省了不少加工的麻烦，规格1402，有效行程160mm，长了点，要截断一小节；中间的是用来做Z 轴的，双螺母，能够承受较重的主轴重量载荷，1402，有效行程260mm，正好够Z轴的最大行程；下面一根是用来做X轴的，1402，有效行程320mm，也不用加工改动，可直接用到X轴上。

图5（点击放大）

　这是准备作第四轴的小转台，五相电机，精度很高的，可以调节回差，调节后基本没有回差。

图6（点击放大）

图7（点击放大）

　
　又买了一个80mm四爪卡盘安了上去，很不错，不过有点大了点。有点小马拉大车的感觉。

图8（点击放大）

　控制方案1采用的8吋液晶平板手写电脑作为控制计算机，这是我原来用作汽车导航仪的电脑，后来换了一个新的导航仪，就拿来作为控制机，使用很方便，CPU是PII366，320M内存，800*00触摸式液晶显示屏，40M硬盘，原带一个USB接口，自己改造了一下，增加了一个USB接口，又配了一个PC并口卡，作为数控输出接口。

图9（点击放大）

　新编辑的MACH3 800*600界面，力求简洁，可以实现编码手轮控制

图10（点击放大）

　　控制方案一，采用我原来的套件，步进电机是三洋57双轴头电机，2.9A，如果采用双向接线，实际工作电流应该是2.04A，套件基本可以使用，电源电压采用自己改造后的36V10A开关电源
　　控制方案二，使用二手的东方五轴数控器作控制驱动器，该驱动器自带开关电源，原来是110V，后来改造了一下，可以直接使用220V的电源，这个驱动器我试验了一下，是采用高压驱动步进电机，达160V，所以步进电机高速运转非常有力，速度非快，美中不足的是，只能二细分，低速噪音大些，另外电机发热量稍微大些，不过能高速大力矩运行步进电机的高电压驱动器，大多会使步进电机温度高些，但是，比步进电机的最大工作温度还是低不少。

图11（点击放大）

　增加的1200W水冷电主轴和2200W的变频器，电主轴选用的是直径62mm的，长180mm，用在X2上比较合适。变频器采用主轴专用变频器，带手控板，特意配置了模拟电压控制接口和RS422微机数据接口

图12（点击放大）

　这是准备用来做机床三维数显的容栅式位移测量传感器，是用市场数显卡尺改的，带有数据输出接口，不过不是标准数据接口，要单独设计一个数据接口，将数据显示在控制面板上。两根长300mm的用作X轴和Z轴位移测量，150mm用作Y轴位移测量，已经设计完三维数显接口，还没有进行调试。这样配合脉冲手轮，可以很好的手动控制X2的三维加工。