Каретка для плазменной резки своими руками

Каретка для плазменной резки своими руками

Евросамоделки — только самые лучшие самоделки рунета! Как сделать самому, мастер-классы, фото, чертежи, инструкции, книги, видео.

Каретка для УШМ и плазменной резки своими руками

На днях назрела проблемка – напилить много ровных деталей для ящиков из стального листа. Как ни старался – ровно не получалось. Пробовал плазморезкой и УШМ (болгаркой). Заподозрил даже руки )). Пришлось озадачиться и сделать вот такую каретку для УШМ и плазменного резака.

Конструкция простая – можно сделать её без сварки и каких-либо хитрых приспособлений — нужна только дрель и болгарка. В этом случае для корпуса можно использовать небольшой отрезок прямоугольной трубы сечением 80х80, 100х100 и т.п., распилив его на две части – будет даже две тележки )).

Ещё потребуются болтики, шайбочки и десяток подшипников.
Нам нужны такие вещи — молоток, тиски и клещи…

С помощью этой каретки можно без труда сделать ровный распил необходимой длины — всё зависит от длины выбранной направляющей. В качестве направляющей для каретки может быть использован любой стандартный профиль сечением 40х40 или 40х60 и длиной до шести метров или больше! Резать можно вдоль, поперёк или под любым нужным углом. Также эту каретку можно использовать с небольшой циркулярной пилой («паркеткой») или для раскроя профильных листов УШМ.

Источник

Плазменный станок с ЧПУ — своими руками

Что такое станок плазменной резки с ЧПУ? Это машина с компьютерным управлением, которая может прорезать любой электропроводящий материал (сталь/нержавеющая сталь/алюминий/медь). Машина берет созданный на компьютере 2D-эскиз и преобразует его в систему числового программного управления (ЧПУ), которая соединена с плазменным резаком. Плазменный резак использует электрическую дугу и сжатый воздух, чтобы прорезать проводящий материал.

Я спроектировал и построил этот плазменный резак в своей личной мастерской, используя несколько готовых компонентов вместе с некоторыми сборками, изготовленными на заказ.

Ознакомьтесь со следующими шагами, чтобы получить подробный обзор моей сборки плазменной машины с ЧПУ!

Примечание: данная статья является переводом.

Шаг 1: Планирование и компоненты

Перед тем как начать, мне нужно было ответить на пару ключевых вопросов:

• Насколько большой стол с ЧПУ я хочу сделать?
• Какова максимальная толщина материала, который мне нужно разрезать?

Эти два вопроса будут определять остальную часть вашего проекта. Я решил построить стол, на котором можно разместить лист материала размером 4×8 футов. Основываясь на том, что я обычно изготавливаю, я хотел иметь возможность прорезать сталь толщиной как минимум 1/4 дюйма.

Я также включил в дизайн несколько уникальных моментов:

• Опускающиеся ролики для удобства передвижения;
• Система вытяжки для удаления пыли и дыма;
• Система всасывания в точке сопла и водяной затвор для вытягивания мелких частиц вблизи режущего наконечника;
• Съемная режущая поверхность — позволяет мне снять режущую поверхность и вставить поддон для воды для альтернативного метода борьбы с дымом и пылью.

Ниже приведен общий список основных компонентов станка плазменной резки с ЧПУ:

• Аппарат плазменной резки — я решил приобрести плазменный резак Hypertherm Powermax 65 для этой сборки. Эта машина способна резать сталь толщиной 1 дюйм.
• Воздушный компрессор — плазменным резакам требуется подача воздуха для работы и резки материалов. Я выбрал воздушный компрессор Ingersoll на 80 галлонов, у которого не должно быть проблем с обеспечением подачи воздуха из системы.
• Пакет управления двигателем с ЧПУ — это приводы и двигатели, которые управляют движением плазменного резака. Я купил свою систему в компании CandCNC. Эта система включала в себя все 4 шаговых двигателя и драйверы двигателей в одном полном комплекте.
• Основание стола — я изготовил основание стола на заказ, используя поверхность для резки. Основная рама изготовлена ​​из квадратной трубы 2×0.12 дюйма.
• Портальный узел — сюда входят все подшипники, шестерни, зубчатые направляющие и структурные компоненты, составляющие подвижный портал наверху стола. Вы можете приобрести эти детали по отдельности или приобрести полный комплект для портала. Я решил купить свой портал у Precision Plasma.
• Программное обеспечение — требуется несколько различных типов программного обеспечения:
  • Программное обеспечение для проектирования САПР — программное обеспечение для автоматизированного проектирования позволяет создавать эскизы и конструировать детали перед их вырезанием. AutoCad или Fusion 360 — отличные варианты для программ проектирования САПР.
  • Программное обеспечение CAM для плазменной резки — программное обеспечение для автоматизированного производства преобразует ваш эскиз САПР в код (обычно G-Code), который система плазменной резки с ЧПУ может считывать и интерпретировать. Я запускаю SheetCAM в своей системе.
  • Программное обеспечение управления ЧПУ — это программное обеспечение считывает G-код и отправляет его двигателям на столе ЧПУ. В моей системе используется управляющее по Mach3 с ЧПУ
• Компьютер — для запуска программного обеспечения ЧПУ и подключения к блоку управления двигателем требуется базовый компьютер.

Источник

Сборка ЧПУ стола под управлением компьютера с программой Mach3 .

Ниже описана сборка ЧПУ стола своими руками под управлением компьютера с программой Mach3 .

Сейчас плазморезы с ЧПУ под управлением компьютера ( Mach3 ) мы не делаем, перешли на применение автономного контроллера ЧПУ с ТНС собственного производства.

ТНС (Torch Height Control )
Автоматический контроль высоты плазменной горелки по напряжению дуги.

«Сделать сложно и дорого — легко. Сделать просто и разумно — гораздо сложнее.» Александр Журба.

Начнём с теории. При включении аппарата плазменной резки на катод (электрод) и деталь подаётся напряжение примерно 300В, т.к. катод и сопло не имеют контакта, разделены изолирующим диффузором, то ничего не происходит ток через эту цепь не идёт. Для «поджига» плазмы используется слабый высоковольтный разряд, длина его дуги до 20-30мм, как искра зажигания у машины или искра от кремния зажигалки. Эта искра создает токопроводящий мостик, через который пробивается рабочий ток. (хочу напомнить, что плазма — проводник). Источник тока плазмы контролирует силу тока, а напряжение имеет большой разбег 70-250В. Чем дальше горелка от детали тем больше длина плазмы тем больше сопротивление цепи вследствие чего выше напряжение. Для того чтобы держать сопло плазменной горелки на расстоянии 2-4мм от детали, нужно ориентируясь по напряжению 90-120В, управлять приводом оси Z .

Существует множество систем контроля высоты по напряжению дуги. И у всех есть свои преимущества и недостатки (в основном проблемы с надёжностью и ремонтопригодностью). Источник тока для плазменной резки в особенности дешёвые китайские излучают огромнейшие помехи во всех диапазонах. Для наглядности достаточно провести эксперимент: прикрепите кусочки проводов к обычному светодиоду, при включенной плазме он будет мигать в другом конце помещения. При работе плазменной резки глушится радио, телевизор, связь и виснут незаземлённые компьютеры.

По этому технологии контроля высоты плазмы с использованием микроконтроллера или полевых транзисторов в большинстве случаев обречены на недолгую и насыщенную настройками жизнь. Помимо прямого пробоя есть ещё и индуктивные наводки, которые представляют особую опасность для слаботочных низковольтных систем.

Сделать систему автоматического контроля высоты плазменной горелки по напряжению дуги на микроконтроллере AVR ( например ATmega8, ATmega32) пара пустяков. Вопрос в ремонтопригодности. Если такая система на микроконтроллере перестанет работать, то отремонтировать её может только её создатель, так же, если изделие на микроконтроллере нуждается в ремонте — то проще сделать новое с нуля , чем чинить чужое.

При разработке системы автоматического контроля высоты плазменной дуги прежде всего было уделено внимание простоте конструкции, и возможности отремонтировать своими силами обычному электрику в любом колхозе или ауле.

Для измерения напряжения плазменной дуги надо использовать высокоомный вход без конденсаторов и стабилитронов, чтобы не уменьшать силу искры поджига. Так же обязательна гальваническая развязка между измеряемым напряжением и исполнительными механизмами. Возможна автономность (от компьютера) работы.

Схема ТНС системы автоматического контроля высоты плазменной горелки ЧПУ плазмореза

Вольтметр имеет три положения (установлены ограничители хода, и отражатель (маленький кусочек фольги)) «Меньше», «Норма», «Больше». В положении «Меньше» срабатывает первый оптодатчик и первое реле, в положении «Больше» срабатывает второй оптодатчик и второе реле, в положении «Норма» оба оптодатчика и реле в выключенном состоянии.

При включении источника тока плазмы напряжение на входе 300В, стрелка отражает луч оптодатчика «Больше», срабатывает первое реле и мотор опускает горелку. Происходит контакт горелки с деталью, загорается плазменная дуга, напряжение падает до 60В, стрелка переходит в положение «Меньше», срабатывает второй оптодатчик и второе реле, мотор поднимает горелку, до тех пор пока не будет положение стрелка «Норма». Когда источник тока плазмы выключается стрелка переходит в положение «Меньше» и второе реле поднимает горелку до срабатывания ограничивающего концевика. (Лампочка (на видео) включена параллельно моторчику для уменьшения холостого «выбега», т.е. без лампочки или гасящего резистора после срабатывания концевика моторчик продолжает вращаться по инерции, а гасящее сопротивление (лампочка) «тормозит» моторчик после отключения питания)

С использованием шагового двигателя и под управлением оси Z программой Mach3

Основа как описано выше, только в приводе оси Z задействована программа Mach3 преимущество данного варианта — точная высота прокола и расширенные настройки ТНС.

2 — шаг мотора X ,
3 — направление мотора Х,
4 — шаг мотора Y ,
5 — направление мотора Y ,
6 — шаг мотора Z ,
7 — направление мотора Z ,
8 — выход включения плазмы,
9 — выход +5в для подтяжки входов
10 — вход THC ON сигнал включения ТНС,
11 — вход касания поверхности,
12 — вход THC UP сигнал ТНС вверх,
13 — вход THC DOWN сигнал ТНС вниз

Тактика работы: пример G кода

G0 X50.0000 Y 5 0.0000 ‘ холостое перемещение
G31 Z-150 F400 ‘опускаем до касания до -150 со скоростью 400 мм в минуту
G92 Z-4 ‘обозначаем Z как -4
G0 Z1 ‘поднимаемся до 1мм
M3(PLasma On) ‘ включаем плазму
G4 P0.5000 ‘ ждём 0,5 сек
G1 X0.0000 Y 0.0000 F600.00 ‘ рабочее перемещение со скоростью 600 мм в минуту
G4P0.50
M5 (Plasma Off)
G0 Z50 ‘ поднимаем голову на 50мм
M30

или тоже самое можно организовать с применением макросов
C:\Mach3\macros\plasma

m3.m1s
ActivateSignal(Output2) ‘подаем +5В на выход 2 ЛПТ
Code «G31 Z-50 F1000» ‘опускаем до касания до -50 со скоростью 1000
While IsMoving() ‘ Подождать пока произойдет касание
Wend
Code «G92 Z-3» ‘обозначаем Z как -3
Code «G0 Z1» ‘поднимаемся до 1мм
While IsMoving()
Wend
DoSpinCW() ‘включаем плазму
Code «G4 P0.5000» ‘пауза 0,5 сек
Code «F1000» ‘

m5.m1s
Code «G4 P0.5000» ‘пауза 1 сек
DoSpinStop() ‘выключаем плазму
DeactivateSignal(Output2) ‘подаем 0 на выход 2 ЛПТ
Code «G0 Z100»
While IsMoving()
Wend

Тогда тот же код будет таким:

G0 X50.0000 Y 5 0.0000 холостое перемещение
M3(PLasma On) включаем плазму
G1 X0.0000 Y 0.0000 рабочее перемещение
M5 (Plasma Off)
M30

Для редактирования файлов макроса и g- кодов пользуйтесь этим блокнотом https://notepad-plus-plus.org/

Установите программу Pronest
Скопируйте в папку CFF постпроцессор для mach3 Mach3_NO_Z.cff
Настройка Pronest очень простая и русский интерфейс.

Чертёж самодельная Плазменная горелка схема сделать своими руками

Источник

Изготовление плазмореза из инвертора своими руками: инструкция, схемы, видео

Заводской аппарат для плазменной резки. Наша задача: сделать аналог своими руками

Сделать функциональный плазморез своими руками из серийного сварочного инвертора не так уж сложно, как это может показаться на первый взгляд. Для того чтобы решить эту задачу, необходимо подготовить все конструктивные элементы такого устройства:

• плазменный резак (его также называют плазмотроном);
• сварочный инвертор или трансформатор, который будет выступать в роли источника электрического тока;
• компрессор, при помощи которого будет создаваться струя воздуха, необходимая для формирования и охлаждения потока плазмы;
• кабели и шланги для объединения в одну систему всех конструктивных элементов аппарата.

Общая схема работы плазменной резки

Плазморез, в том числе и самодельный, успешно используется для выполнения различных работ как в производственных, так и в домашних условиях. Незаменим такой аппарат в тех ситуациях, когда необходимо выполнить точный, тонкий и высококачественный рез заготовок из металла. Отдельные модели плазморезов по своим функциональным возможностям позволяют использовать их в качестве сварочного аппарата. Такая сварка выполняется в среде защитного газа аргона.

Газовый шланг и обратный кабель для плазменной резки

При выборе для комплектации самодельного плазмотрона источника питания важно обращать внимание на силу тока, которую такой источник сможет вырабатывать. Чаще всего для этого выбирают инвертор, обеспечивающий высокую стабильность процессу плазменной резки и позволяющий более экономно расходовать электроэнергию. Отличаясь от сварочного трансформатора компактными габаритами и легким весом, инвертор более удобен в использовании. Единственным минусом применения инверторных плазморезов является трудность раскроя с их помощью слишком толстых заготовок.

Горелка плазменного резака ABIPLAS и ее составные части

При сборке самодельного аппарата для выполнения плазменной резки можно использовать готовые схемы, которые несложно найти в интернете. В Сети, кроме того, есть видео по изготовлению плазмореза своими руками. Используя при сборке такого устройства готовую схему, очень важно строго ее придерживаться, а также обращать особенное внимание на соответствие конструктивных элементов друг другу.

Схемы плазмореза на примере аппарата АПР-91

В качестве донора при рассмотрении принципиальной электрической схемы мы будем использовать аппарат плазменной резки АПР-91.

Схема силовой части (нажмите для увеличения)

Схема управления плазмореза (нажмите для увеличения)

Схема осциллятора (нажмите для увеличения)

Элементы самодельного аппарата для плазменной резки

Первое, что необходимо найти для изготовления самодельного плазмореза, – это источник питания, в котором будет формироваться электрический ток с требуемыми характеристиками. Чаще всего в этом качестве используются инверторные сварочные аппараты, что объясняется рядом их преимуществ. Благодаря своим техническим характеристикам такое оборудование обеспечивает высокую стабильность формируемого напряжения, что положительно сказывается на качестве выполнения резки. Работать с инверторами значительно удобнее, что объясняется не только их компактными габаритами и незначительным весом, но и простотой настройки и эксплуатации.

Принцип работы плазмореза

Благодаря компактности и небольшому весу плазморезы на основе инверторов можно использовать при выполнении работ даже в самых труднодоступных местах, что исключено для громоздких и тяжелых сварочных трансформаторов. Огромным преимуществом инверторных источников питания является и то, что они обладают высоким КПД. Это делает их очень экономичными в плане потребления электроэнергии устройствами.

В отдельных случаях источником питания для плазмореза может служить сварочный трансформатор, но его использование чревато значительным потреблением электроэнергии. Следует также учитывать и то, что любой сварочный трансформатор отличается большими габаритами и значительной массой.

Основным элементом аппарата, предназначенного для раскроя металла при помощи струи плазмы, является плазменный резак. Именно данный элемент оборудования обеспечивает качество резки, а также эффективность ее выполнения.

Форма и размер плазменной струи зависит от диаметра сопла

Для формирования воздушного потока, который будет преобразовываться в высокотемпературную струю плазмы, в конструкции плазмореза используется специальный компрессор. Электрический ток от инвертора и воздушный поток от компрессора подаются к плазменному резаку при помощи кабель-шлангового пакета.

Центральным рабочим элементом плазмореза является плазмотрон, конструкция которого состоит из следующих элементов:

• сопла;
• канала, по которому подается воздушная струя;
• электрода;
• изолятора, который одновременно выполняет функцию охлаждения.

Конструкция плазменного резака и рекомендации по его изготовлению

Первое, что необходимо сделать перед изготовлением плазмотрона, – это подобрать для него соответствующий электрод. Наиболее распространенными материалами, из которых делают электроды для выполнения плазменной резки, являются бериллий, торий, цирконий и гафний. На поверхности данных материалов при нагревании формируются тугоплавкие оксидные пленки, которые препятствуют активному разрушению электродов.

Сменные насадки для плазмотрона

Некоторые из вышеперечисленных материалов при нагревании могут выделять опасные для здоровья человека соединения, что следует обязательно учитывать, выбирая тип электрода. Так, при использовании бериллия формируются радиоактивные оксиды, а испарения тория при их соединении с кислородом образуют опасные токсичные вещества. Совершенно безопасным материалом, из которого делают электроды для плазмотрона, является гафний.

За формирование струи плазмы, благодаря которой и выполняется резка, отвечает сопло. Его изготовлению следует уделить серьезное внимание, так как от характеристик данного элемента зависит качество рабочего потока.

Строение сопла плазменной горелки

Наиболее оптимальным является сопло, диаметр которого составляет 30 мм. От длины данного элемента зависит аккуратность и качество исполнения реза. Однако слишком длинным сопло также не стоит делать, поскольку это способствует слишком быстрому его разрушению.

Как уже говорилось выше, в конструкции плазмореза обязательно присутствует компрессор, формирующий и подающий к соплу воздушный поток. Последний необходим не только для формирования струи высокотемпературной плазмы, но и для охлаждения элементов аппарата. Использование сжатого воздуха в качестве рабочей и охлаждающей среды, а также инвертора, формирующего рабочий ток силой 200 А, позволяет эффективно разрезать металлические детали, толщина которых не превышает 50 мм.

Выбор газа для плазменной резки металла

Для того чтобы приготовить аппарат для плазменной резки к работе, необходимо соединить плазмотрон с инвертором и воздушным компрессором. Для решения такой задачи используется кабель-шланговый пакет, который применяют следующим образом.

• Кабелем, по которому будет подаваться электрический ток, соединяются инвертор и электрод плазмореза.
• Шлангом для подачи сжатого воздуха соединяют выход компрессора и плазмотрон, в котором из поступающего воздушного потока будет формироваться струя плазмы.

Особенности работы плазмореза

Чтобы сделать плазморез, используя для его изготовления инвертор, необходимо разобраться в том, как такой аппарат работает.

После включения инвертора электрический ток от него начинает поступать на электрод, что приводит к зажиганию электрической дуги. Температура дуги, горящей между рабочим электродом и металлическим наконечником сопла, составляет порядка 6000–8000 градусов. После зажигания дуги в камеру сопла подается сжатый воздух, который проходит строго через электрический разряд. Электрическая дуга нагревает и ионизирует проходящий через нее воздушный поток. В результате его объем увеличивается в сотни раз, и он становится способным проводить электрический ток.

При помощи сопла плазмореза из токопроводящего воздушного потока формируется уже струя плазмы, температура которой активно повышается и может доходить до 25–30 тысяч градусов. Скорость плазменного потока, за счет которого и осуществляется резка деталей из металла, на выходе из сопла составляет порядка 2–3 метров в секунду. В тот момент, когда струя плазмы соприкасается с поверхностью металлической детали, электрический ток от электрода начинает поступать по ней, а первоначальная дуга гаснет. Новая дуга, которая горит между электродом и обрабатываемой деталью, называется режущей.

Характерной особенностью плазменной резки является то, что обрабатываемый металл плавится только в том месте, где на него воздействует плазменный поток. Именно поэтому очень важно сделать так, чтобы пятно воздействия плазмы находилось строго по центру рабочего электрода. Если пренебречь этим требованием, то можно столкнуться с тем, что будет нарушен воздушно-плазменный поток, а значит, ухудшится качество выполнения реза. Для того чтобы соблюсти эти важные требования, используют специальный (тангенциальный) принцип подачи воздуха в сопло.

Необходимо также следить за тем, чтобы не образовалось сразу два плазменных потока вместо одного. Возникновение такой ситуации, к которой приводит несоблюдение режимов и правил выполнения технологического процесса, может спровоцировать выход инвертора из строя.

Параметры плазменной резки различных металлов (нажмите для увеличения)

Важным параметром плазменной резки является скорость воздушного потока, которая не должна быть слишком большой. Хорошее качество реза и быстроту его выполнения обеспечивает скорость воздушной струи, равная 800 м/сек. При этом сила тока, поступающего от инверторного аппарата, не должна превышать 250 А. Выполняя работу на таких режимах, следует учитывать тот факт, что в этом случае увеличится расход воздуха, используемого для формирования плазменного потока.

Самостоятельно сделать плазморез несложно, если изучить необходимый теоретический материал, просмотреть обучающее видео и правильно подобрать все необходимые элементы. При наличии в домашней мастерской такого аппарата, собранного на основе серийного инвертора, может качественно выполняться не только резка, но и плазменная сварка своими руками.

Если в вашем распоряжении нет инвертора, можно собрать плазморез и на основе сварочного трансформатора, но тогда придется смириться с его большими габаритами. Кроме того, плазморез, изготовленный на основе трансформатора, будет обладать не очень хорошей мобильностью, так как переносить его с места на место затруднительно.

Источник