3D гибочный станок проволоки на Arduino

3D гибочный станок проволоки на Arduino. Arduino 3D Wire Bending Machine

В этой статье я покажу вам, как я построил 3D-станок для гибки проволоки на базе Arduino. На самом деле это типичная мехатронная система, поскольку она включает в себя механическую, электрическую и компьютерную инженерию. Поэтому я считаю, что этот проект был интересен многим студентам-инженерам или всем, кто плохо знаком с мехатроникой.

Вот принцип работы этого 3D станка для гибки проволоки. Итак, сначала проволока проходит через ряд роликов или выпрямителей. С помощью шагового двигателя проволока точно подается к механизму гибки проволоки, который также использует шаговый двигатель, а также небольшой сервопривод для процесса гибки.

Есть еще один шаговый двигатель, называемый осью Z, который фактически позволяет машине создавать трехмерные формы. Конечно, мозг машины — это плата Arduino, которая вместе с другими электронными компонентами прикреплена к специально разработанной печатной плате.

Что касается программы, я сделал несколько пользовательских функций для создания различных форм, таких как звезда, куб и простая подставка, а также ручной режим, в котором мы можем создавать проволочные формы, вводя команды через последовательный монитор.

Правила для ручной гибки

Выполняя ручные работы по гибке проволоки своими руками, следует придерживаться определенных правил безопасности, которые смогут защитить ваши руки от возможных травм:

• Перед началом работ желательно надеть на руки перчатки из толстой плотной ткани;
• Материалы следует хорошо закреплять, чтобы они не выскочили из тисков во время их загиба;
• Все станки и инструменты для ручной работы должны быть исправны;
• Не кладите тяжелые предметы на край стола (например, задев плоскогубцы, вы можете уронить их себе на ногу и получить ощутимый ушиб, а то и травму пальцев);
• Проводя одной рукой работы с проволокой, другую старайтесь держать подальше от места сгиба (плоскогубцы могут сорваться и поранить руку).

Правила безопасности защитят ваши руки, но сам процесс гибки своими руками все же является довольно сложным и трудоемким. Гнуть изделия вручную можно только в том случае, если бы обладаете определенным опытом и знаниями.

Гнуть проволоку в больших объемах помогает специальное оборудование. Давайте изучим его более подробно.

Работа с проволокогибочным станком

Для изготовления из проволоки большого количества гнутых изделий могут использоваться различные методики, для реализации каждой из которых применяется специальное оборудование. Наиболее распространенным и экономичным является бухтовый способ гибки.

Выполнение гибки по данной технологии происходит в несколько этапов.

1. Проволока, которая намотана на бухты, подается на роликовый двухплоскостной станок, выполняющий ее выравнивание.
2. После выравнивания проволока подается на проволокогибочный станок, на котором и формируется изделие требуемой конфигурации.
3. Сформированное изделие отрезается, и весь цикл гибки повторяется заново.

Использование данной технологии позволяет полностью автоматизировать процесс гибки и тем самым добиться его высокой производительности.

Бюджетный станок для сгибания проволоки

Проволокогибочный станок может выглядеть и как неподвижный шаблон, вокруг которого проволока обкатывается при помощи подвижных прижимных роликов. Используя такие приспособления, на поверхности проволоки можно формировать изгибы даже самого минимального радиуса, величина которого сопоставима с наружным диаметром обрабатываемого изделия. При этом конфигурация формируемого на таком станке изделия может быть достаточно сложной.

Переставные упоры и изменяемые рычаги этого шаблона позволяют создавать множество комбинаций изгибов проволочных изделий

Проволокогибочный станок может работать и по принципу проталкивания обрабатываемого изделия через систему валиков. Конец проволоки при использовании такого оборудования соединяется со специальным проводом, который и протягивает изделие через рабочие органы станка. Проволокогибочный станок данного типа за счет особенностей своей конструкции позволяет изготавливать изделия, отличающиеся даже очень сложной формой.

При выравнивании проволоки также используется проволокогибочный станок, который в данном случае применяется для рихтовки. В качестве рабочих органов такого оборудования могут выступать правильные рамки или двухплоскостные правильные блоки. При этом более высокой эффективностью отличаются вращающиеся правильные рамки, именно поэтому их применяют в тех случаях, когда выравнивание поверхности проволоки необходимо выполнить максимально плавно и качественно.

Станок для гибки проволоки своими руками

Художественно изогнутая проволока часто встречается в узорах на заборах, оградах, элементах зданий. Станки для подобной работы стоят немало. Сергей Станкевич из Могилева смастерил станок для гибки проволоки своими руками по заводскому образцу.

Изготовление станка для ручной гибки проволоки

Привинтил болтами к столу стальной уголок 60x40x5 см длиной 20 см (фото 1, п. 1). Прикрутил к нему стальную станину (2) с двумя направляющими роликами (3), роликом с рифленой поверхностью (4) и двумя ручками (5, 6)

Стальную станину изготовил из металлической пластины 15x8x3 см. Вырезал в ней сквозной прямоугольный паз, в торцах просверлил отверстия: сквозное (см. рис. 1) — под болт регулировки диаметра проволоки; глухие (2,3) для крепления направляющих роликов и два (4, 5) — для крепления станины к уголку. Во всех отверстиях нарезал резьбу М8.

К вырезанному в станине пазу подобрал металлический брусок (фото 1, п. 7) соответствующей ширины и толщины, длиной 9см. Просверлил в этой детали глухое отверстие (рис. 2, п. 1) с резьбой для болта регулировки диаметра проволоки (фото 1, п. 8), сквозное отверстие М8 (рис. 2, п. 2) для крепления ручки, регулирующей радиус изгиба (фото 1, п. 6), отверстие глубиной 1 см с резьбой М8 (рис. 2, п. 3) для крепления ролика с рифленой поверхностью (фото 1, п. 4) для протяжки проволоки.

Сборка проволокогибочного станка

К металлическому бруску прикрутил болтом с квадратной удлиненной головкой (фото 1, п. 9) ручку для регулировки радиуса изгиба и ролик с рифленой поверхностью и рукоятки для его вращения (5). Вставил брусок в паз станины, внизу которой (по краям паза) приварил две пластины, чтобы брусок не вываливался из паза. а скользил в нем. В крутил болт регулировки диаметра (8) и два направляющих ролика. Всю конструкцию прикрутил к стальному уголку (1).

Принцип работы проволочного станка

При помощи болта (фото 1, п. 8) мастер выставляет необходимый диаметр проволоки. Заводит ее между двумя направляющими роликами (3) и рифленым роликом (4), вращая при этом его по либо против часовой стрелке рукояткой (5) до тех пор, пока проволока не войдет свободно между ними. Ручкой регулировки радиуса (6) выставляет величину изгиба проволоки, двигая ее влево или вправо. При помощи ручки (5) вращает ролик, тем самым затягивая проволоку (фото 2). В итоге получаются красивые завитки и зигзагообразные узоры (фото 3).

Станки с ЧПУ для гибки проволоки: разновидности и основные характеристики

Технологически передовыми являются станки с числовым программным управлением. Они позволяют получать детали сложной формы. Для изменения формы гибки и размера изделия меняют программу на компьютере.

Различают несколько типов станков, работающих по компьютерным программам:

• С одной гибочной консолью. На таком агрегате изготавливают несложные по форме изделия. Длина развертки ограничена 1 м.
• С двумя консолями. С их помощью получают металлоизделия сложных конфигураций с большой длиной развертки. Работа производится с проволокой, нарезанной на мерные длины. Гибка осуществляется во встречных направлениях. На двухконсольных станках можно получать закрытые изгибы.
• Объемной гибки. 3D-изгибание позволяет изготавливать сложные объемные формы. Минусом такой технологии является высокая стоимость агрегатов и их неспособность обеспечить высокую производительность. На таких станках изготавливают бесшовные изделия, к которым будут предъявляться высокие требования по прочности во время эксплуатации.