手搓数控铣床完成

mmx350

      在此先解释几个问题：1、为啥xyz轴不采用全伺服电机或者闭环步进电机，这样精度更有保障？首先当然能确定精度会更好一点，但价格很贵（指伺服），其次伺服或闭环步进高精度只是自身旋转定位的精度高，但通过传动系统（同步轮、带及丝杆等）后到最终的工作台运动的精度就不好说了，因为其中影响因素太多，如同步轮和带的精度、丝杆及丝杆座的精度，安装的精度等都会影响到最终的精度，除非用电机直驱丝杆模式才会好一点，但联轴器和丝杆座也会有影响。所以我的终极方案是上光栅尺系统，并采用全闭环操作系统（如linuxcnc），这样工作平台的运动数据能直接反馈到操作系统，由操作系统直接修正误差，这样才能保证加工精度。2、为啥没有安装限位开关？原因如上述第一条，我打算下一步是安装光栅尺，在光栅尺上结合限位开关，这样先玩起来。等以后换linuxcnc系统，再把光栅尺信号接入进去，达成真正的全闭环系统。
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      2025年的4月开始规划并设计，每天吃过晚饭折腾一点，直至8月初才初具雏形。钢板切割用的角磨机，然后是玩具台钻或锂电钻打孔，手动攻丝，基本算是纯手搓做的。目前还差数控系统没有调试及光栅尺没安装好，但已经可以手动操作加工了。
      先上张目前的状态照片和视频



     主要参数如下：高宽深分别为662x664x547mm，xyz行程为400x180x200mm，净重107kg。所有线轨为上银25规格，丝杆为1604梯形丝杆。主轴为750w伺服电机，1:1同步轮带动er25的无动力主轴，其余三轴均为雷赛57加长步进电机，通过同步轮2:1减速驱动丝杆。为了提高手动操作时的定位精度，手轮与丝杆的传动也是2:1减速。
      部分设计图如下：




      先从立柱开始介绍吧，这个立柱是咸鱼上买的半成品，到货后发现很多加工细节包括刚度等都不符合自己的要求。


      无奈只能在这个基础上重新加工孔位，加装安装底板，并焊接加固。







      为了避开立柱后面的丝杆支撑座，底板上割了个缺口。


      立柱的右侧开了个大圆孔，这个是为了安装z轴的换向器，以后手轮就安装在立柱的右侧。立柱内部还采用了数根∅10x100的钢螺柱加固，整体刚度更佳。



      面板与侧板断焊，底板满焊，但焊接后还是不可避免的发生了变形的情况。



      然后噩梦来了，为了修正面板和底板的变形搞得我欲仙欲死，先上角磨机粗磨，然后电磨头磨，最后再用刮铲刀铲，耗时整整两周。（部分照片丢失）
      舍不得买大理石平台，买了把便宜的镁铝合金直尺。



      肉眼可见的弯曲，当然可能焊接之前面板就是变形的。


      白天上角磨机，晚上避免扰民改用电磨头，不停地交叉、平行来回研磨，最终修正到平面度和垂直度都在1丝内。






      然后是底座，同样在咸鱼上购买的拆机钢板，尺寸为380x260x20mm。





      由于设计修改，y轴行程不够，所以底板在原基础上加长了60mm，达到了440mm。加长部分采用高强螺栓连接，并且用50方管做了个底座整体加固。


      方管内安装螺柱，长度与内净尺寸等长，避免螺丝锁紧时方管变形


      考虑到以后会越来越重，难以人力翻身，所以底下先上好了油漆。


      钢管内部填充了环氧混凝土增加自重和提高抗震性。
     清洗黄沙和小石子并晒干

      按比例调好环氧树脂


      倒在一起搅拌均匀

      灌入方管内并塞密实，放置一晚上固化


      Y轴的丝杆和电机及手轮部分必须先行安装。




      然后是z轴的换向器以及步进电机等。






      X轴钢板也是拆机品，根据设计图加工线轨和丝杆座的孔位。




      感觉15厚的钢板挺单薄的，担心铣削加工时钢板变形，后来在钢板的两侧打孔攻丝，通过加装两块侧板来增加刚度，当然钢板间还是通过断焊来补强的。





      导轨安装面的刮研就不说了，还是老样子最终处理到1丝内。


      Z轴安装板的加工。



      还是咸鱼上买的垫高块，由于是个开放式空腔，故单侧先焊块钢板补强。




      然后又是刮研。




      垫板的刮研。


      主轴安装面的刮研。



      还是咸鱼买的铸铁T槽板（工作台），继续打孔加工。




      主轴伺服电机的安装座加工，采用40x80方管制作，中间用车床掏个电机法兰洞。



      Z轴所有运动部件净重15kg，为减少电机负荷和丝杆磨损，又加工了套配重系统。这次并没采用铅块配重，而是打破常规采用了恒力弹簧配重，并加工了套轴承滚筒适配。







      所有配件加工到这个程度基本可以总装了，然后就是各种打表调试，期间又买了个大理石角尺。




      最后是主轴伺服电机的控制器接线与调试。伺服电机控制采用的是简易型HF020控制器，调试比较简单，手动控制的话功能完全够用了。







      总装完成后的照片如下，主轴上夹的光轴是调试垂直度用的。


      下一步就是调试数控系统了，采购的是mach3的5轴的控制板，因伺服主轴也会占用控制板的其中一个通道，剩下的一个轴打算以后预留给A轴，最终成为4轴铣床（雕刻机）。

人艰不拆了

遥遥领先吗？

mmx350

      上些细节照片





      
      一些配件的照片
      高精度直角换向器，无背隙


      上银25导轨滑块，有新有旧



      为避免切割发热变形，要求商家采用线切割加工

wangxiangtan2

这是个高手，伺服都玩上了

ling11052001

真是的高手都在民间，如云盘啊，这都能手搓

鸡肉

高级玩家，很优秀啊。

liuhaob

是一个大工程，厉害了

banguangan

牛人，佩服

iceisee

这就是传说中的机电一体化专业干的事情吧，图应该还没有传完，坐等继续

不爽

厉害

mmx350

      一些过程中使用到的部分工量具等

solarshen666

多图杀猫，打开好几分钟了图片还没加载完。
看成品就知道是大作，精华的节奏

金庸名著

大制作，厉害，买台二手架子来改装会不会更便宜，精度更好控制啊，支架用了太多螺丝紧固，后期应力释放会不会导致精度大幅度下降呢？

迷人的你

楼主牛人默默点赞

stoneage1971

花功夫的作品，
钱是小事情。
完成后不会吃灰吧。

大磊78236

这是真正的技术大佬可以自己开厂了。

liqh

楼主的技术不是一般的厉害

mmx350

金庸名著 发表于 2025-8-5 09:35
大制作，厉害，买台二手架子来改装会不会更便宜，精度更好控制啊，支架用了太多螺丝紧固，后期应力释放会不 ...

买二手机架会更便宜，精度更好，我这种算是吃力不讨好型的。机架都是焊接固定的，螺丝只是辅助及定位作用。焊接的机架后期肯定会变形，所以我焊接时基本都是采用断焊工艺及高强螺栓辅佐，以减少焊接应力。

邪恶海盗

我X，牛A，连数数控机床都自己手搓...


二○二五年八月五日

mmx350

stoneage1971 发表于 2025-8-5 09:43
花功夫的作品，
钱是小事情。
完成后不会吃灰吧。

我就是为了拥有一台铣床而做的，后期基本吃灰，就像以前做的车床，利用率很低。