3-osiowa frezarka DIY

Projekt 3-osiowej frezarki to jak do tej pory największy i najbardziej skomplikowany projekt w dotychczasowej historii "Projektu Garaż". Możliwość wykonania części do innych projektów na miejscu? Czemu nie!

Korpus maszyny i stół pod całą konstrukcje

Korpus to stalowa konstrukcja spawana ze stali (m.in. profile 100x100x8, 200x100x10) poddana po spawaniu procesowi wyżarzania odprężającego. Dzięki odprężeniu konstrukcji uzyskano pewność, że w późniejszym czasie nie nastąpi niepożądana zmiana geometrii korpusu na skutek uwalniana się naprężeń wewnętrznych. Ostatnim etapem przygotowania korpusu było frezowanie powierzchni, do których przytwierdzone będą najważniejsze elementy wpływające na dokładność maszyny.

Ponieważ waga korpusu to blisko 300 kg, należało przygotować solidną podstawę. Stół pod korpus został wykonany z profili kwadratowych 80x80x5 oraz 60x60x5. Został on także zaopatrzony w stopy poziomujące oraz koła transportowe do przemieszczania frezarki wewnątrz garażu.

Oś Y

Na oś Y składają się:

  • dwie szyny HIWIN HGR20R 760 H,
  • cztery wózki HIWIN HGW20CC ZAH,
  • śruba GTR16-05 oraz nakrętka GTR16-05T4-FSUD,
  • bloki łożyskujące BF12-C7 oraz BLOK BK12-C7,
  • silnik krokowy o oznaczeniu 34 hs4802.

Przy montażu szyn, bardzo ważne jest ustawienie ich równolegle względem siebie. Błędy równoległości mogą skutkować blokowaniem się osi i wprowadzeniem niepotrzebnych naprężeń do układu. Równoległość jaką udało się uzyskać w tym przypadku pokazano na filmie poniżej.

Pomiar równoległości szyn osi Y:

Stół roboczy i jego obróbka

Stół roboczy wykonano z płyty aluminiowej (Pa13 (5083)) o wymiarach 400x350x30 mm. Rowki teowe służące do mocowania elementów na stole oraz otwory montażowe wykonano na zamówienie. Dodatkowo wyfrezowano rowki pozwalające na ustalenie stołu względem wózków.

Oś X

Na oś X, składają się:

  • dwie szyny HIWIN HGR20R 650 H,
  • cztery wózki HIWIN HGW20CC ZAH,
  • śruba GTR16-05 oraz nakrętka GTR16-05T4-FSUD,
  • bloki łożyskujące BF12-C7 oraz BLOK BK12-C7,
  • silnik krokowy o oznaczeniu 34 hs4802.

Montaż osi X jest bardziej kłopotliwy z uwagi na to, że z osią X skojarzona jest kolejna oś (Z). Obie osie połączone są ze sobą na tzw. "krzyżaku". Etapy montażu przedstawiono na zdjęciach poniżej:

Oś Z




W skład osi Z wchodzą:

  • dwie szyny HGR15R 350 H,
  • cztery wózki HGW15CC ZAH,
  • śruba kulowa 1204 wraz z nakrętką typu SFU (kupiona od chińskiego dostawcy z portalu Ebay),
  • blok łożyskujący FK08 (blok łożyskujący zastosowano tylko od strony napędu),
  • silnik krokowy o oznaczeniu SM 57/76-2804A.


Hardware / Software

Za sterowanie maszyną odpowiadają:

  • 3 zasilacze stabilizowane S350-60,
  • 3 drivery silników DM860a,
  • kontroler ESS (Ethernet Smoothstepper) + płytka Dual Port C25 + płytka C41S PWM ,
  • Wrzeciono 1,5 kW chłodzone powietrzem z falownikiem BEST FC300,
  • Program Mach 4 od Newfangled Solutions

Gotowa frezarka

Dołożenie osłon, prowadnika przewodów w osi X oraz założenie wrzeciona kończy etap prac mechanicznych. Pierwsze testy można obejrzeć w filmie poniżej:

Galeria wykonanych elementów