Четвертая ось это не пятая нога и не стоп-сигнал для зайца, она нужна для работы с длинными телами вращения. Короткое тело вращения, которое можно положить на рабочий стол и которое «проходит» под порталом, можно обработать и так, на трех осевом ЧПУ станке, например Тадам-9, о предоставлении которого было сказано много очень полезных начинающим чпу-шникам слов здесь.
У самого автора необходимость в четвертой оси назревала достаточно долго, но прорвало в тот момент, когда была представлена Витрина Артикварт, возникла острая необходимость восполнять причиненные Временем утраты антикварным сосудам — именно этим была обоснована необходимость выделения из семейного бюджета расходов на приобретение лазера, а все остальное делалось из имеющихся в доме обрезков. Стало быть из фанеры, подшпников и трубочек. Как у нас водится, сказано = сделано. Пара дней вкуривались чертежи и чертвертая ось заработала. Следует отметить, что создавалась она с учетом имеющегося станка Тадам-4 и была обязана по полной программе использовать его возможности и с прицелом на полноценную работу с достаточно высокими нагрузками от фрезы, следовательно, требуется двухмоторная передняя бабка. Применительно к специфике четвертой оси речь идет о максимальном диаметре и максимальной длине обрабатываемых изделий. Диаметр ограничен «клиренсом», а длина — примерно длиной рабочего поля станка за минусом размеров передней моторной бабки и задней безмоторной. Поскольку длина Тадам-4, скажем так, весьма и весьма значительна, можно было не скупиться на компоновке всех бабок. Вот фотосессия —
В кадр попали: умелые и мохнатые руки автора, фрагменты использованных вместо пыльника супер тонкого и компактного редуктора, вакантное место под установку покамест не нужного второго мотора, судебных бумажек по спорам с мусорами, многочисленные фанерные детали в разных ракурсах, посадочные конусы для установки и центровки стаканов и бокалов — даже с лазерными отметинами прожженых рисунков.
Сказанное выше имеет значение. Показано, что использование фанеры для изготовления деталей станков является рабочим решением. Напомню, что лопасти вертолетов до 80-х годов делались из фанеры и картона, боевых самолетов и по ныне местами тоже из фанеры (см. отчеты о сбитых над Югославией «стелсах»). Выпущен ряд изделий, имеющих культурную ценность, отработаны технологические приемы в создании чертежей и команд для ЧПУ. Это позволяет создать аналогичную, но еще более компактную и дешевую конструкцию для использования с любым другим станком ЧПУ, но лучше все же с Тадам-9 по той лишь причине, что разработанная конструкция лучше всего адаптирована под его размеры. Например, лишь у очень редких моделей станков с ЧПУ «просвет» под порталом позволяет вращать и обрабатывать изделие диаметром 127мм. А Тадам-9 может. На самом деле Тадам-9 при использовании специальной редакции головного устройства (другая голова, и это возможно) и другой версии четвертой оси сможет обрабатывать тела вращения диаметром примерно до 270мм.
Каждый, кто купил себе комплект для Тадам-9, надеюсь, прочитал к нему сопроводительный мануал и запомнил, что любой шаговый двигатель знает только 200 положений на один оборот, соответственно 1 шаг эквивалентен Пи*Диаметр/200=2мм скачка. Любой, сомневавшийся до сего момента в необходимости микрошага, посрамлен. Максимальный делитель шага зависит от применяемой клиентом электроники и не будет превышать 64, а это уже сносные 0.034мм на максимальном диаметре. Но чтобы сделать жизнь еще вкуснее в конструкции предусмотрен встроенный редуктор. Для сомневающихся в возможностях фанерных редукторов приведу в качестве примера справно работавшую галтовочную машину, которая не невесомые бокалы ворочала, а бак с изделиями и галтовочными телами порядка 10кг веса. Редукция предусмотрена как 15/122 на зубе с модулем 1, т.е. на 1 шаг имеем 0,00418мм перемещения на максимальном диаметре. И мы рассчитываем на самый дешевый мотор Nema 17.
Почему применяется именно такая компоновочная схема? Вам шашечки или ехать? Конкуренты традиционно применяют токарный трехкулачковый патрон. Но он стоит дорого, занимает очень много места и совершенно не нужен —
например, как в нем закрепить хрустальный бокал? С точки зрения конкретной работы проще и разумнее для каждого вида работ сделать насадку, которая будет надеваться на вал четвертой оси и которая будет индивидуально адаптирована для конкретного вида работ. Примеры насадок? — обычная стальная воронка из нержавейки с отрезанным носиком обеспечит и поддержку, и вращение и автоматическое центрирование любого предмета, в который удастся вставить ее конус (воронки есть разных размеров). На фотографиях выше показана такого рода насадка из дуба, ступенчатая, для круглых форм разных размеров — стаканов, вазочек и бокалов.
В случае работы с деревянной или алюминевой заготовкой — делаем индивидуальную насадку, а-ля большая шайба с центральным отверстием ровно под вал четвертой оси с индивидуальным креплением к заготовке и стандартным креплением к фланцу четвертой оси. Дешево, сердито и надежно —
На самом деле описанные выше проблемы и их решения ощутимо проще, чем решение вопроса «как и чем создать управляющую программу для станка с четвертой осью».