Надоело, в общем то, сверлить платы ручной сверлилкой поэтому решено было изготовить небольшой сверлильный станок исключительно для печатных плат. Конструкций в интернете полным полно, на любой вкус.Посмотрев несколько описаний подобных сверлилок, пришел к решению повторить сверлильный станок на основе элементов от ненужного, старого CD ROM’a. Разумеется, для изготовления этого сверлильного станочка придется использовать материалы те, что находятся под рукой.
От старого CD ROM’a для изготовления сверлильного станочка берем только стальную рамку со смонтированными на ней двумя направляющими и каретку, которая передвигается по направляющим. На фото ниже все это хорошо видно.
На подвижной каретке будет укреплен электродвигатель сверлилки. Для крепления электродвигателя к каретке был изготовлен Г-образный кронштейн из полоски стали толщиной 2 мм.
В кронштейне сверлим отверствия для вала двигателя и винтов его крепления.
В первом варианте для сверлильного станочка был выбран электродвигатель типа ДП25-1,6-3-27 с напряжением питания 27 В и мощностью 1,6 Вт. Вот он на фото:
Как показала практика, этот двигатель слабоват для выполнения сверлильных работ. Мощности его (1,6 Вт) недостаточно- при малейшей нагрузке двигатель просто останавливается.
Вот так выглядел первый вариант сверлилки с двигателем ДП25-1,6-3-27 на стадии изготовления:
Поэтому пришлось искать другой электродвигатель-помощнее. А изготовление сверлилки застопорилось…
Продолжение процесса изготовления сверлильного станочка.
Через некоторое время попал в руки электродвигатель от разобранного неисправного струйного принтера Canon:
На двигателе нет маркировки, поэтому его мощность неизвестна. На вал двигателя насажена стальная шестерня. Вал этого двигателя имеет диаметр 2,3 мм. После снятия шестерни, на вал двигателя был надет цанговый патрончик и сделано несколько пробных сверлений сверлом диаметром 1 мм. Результат был обнадеживающим- «принтерный» двигатель был явно мощнее двигателя ДП25-1,6-3-27 и свободно сверлил текстолит толщиной 3мм при напряжении питания 12 В.
Поэтому изготовление сверлильного станочка было продолжено…
Крепим электродвигатель с помощью Г-образного кронштейна к подвижной каретке:
Основание сверлильного станочка изготовлено из стеклотекстолита толщиной 10мм.
На фото – заготовки для основания станочка:
Для того, чтобы сверлильный станочек не ёрзал по столу во время сверления, на нижней стороне установлены резиновые ножки:
Конструкция сверлильного станочка –консольного типа, то есть несущая рамка с двигателем закреплена на двух консольных кронштейнах, на некотором расстоянии от основания. Это сделано для того, чтобы обеспечить сверление достаточно больших печатных плат. Конструкция ясна из эскиза:
Рабочая зона станочка, виден белый светодиод подсветки:
Вот так реализована подсветка рабочей зоны. На фото наблюдается избыточная яркость освещения. На самом деле-это ложное впечатление (это бликует камера)- в реальности все выглядит очень хорошо:
Консольная конструкция позволяет сверлить платы шириной не менее 130 мм и неограниченной (в разумных пределах) длиной.
Замер размеров рабочей зоны:
На фото видно, что расстояние от упора в основание сверлильного станочка до оси сверла составляет 68мм, что и обеспечивает ширину обрабатываемых печатных плат не менее 130мм.
Для подачи сверла вниз при сверлении имеется нажимной рычаг-виден на фото:
Для удержания сверла над печатной платой перед процессом сверления, и возврата его в исходное положение после сверления, служит возвратная пружина, которая надета на одну из направляющих:
Система автоматической регулировки оборотов двигателя в зависимости от нагрузки.
Для удобства пользования сверлильным станочком было собрано и испытано два варианта регуляторов частоты вращения двигателя. В первоначальном варианте сверлилки с электродвигателем ДП25-1,6-3-27 регулятор был собран по схеме из журнала Радио №7 за 2010 год:
Этот регулятор работать как положено не захотел, поэтому был безжалостно выброшен в мусор.
Для второго варианта сверлильного станка, на основе электродвигателя от струйного принтера Canon, на сайте котов-радиолюбителей
была найдена еще одна схема регулятора частоты вращения вала электродвигателя:
Данный регулятор обеспечивает работу электродвигателя в двух режимах:
- При отсутствии нагрузки или, другими словами, когда сверло не касается печатной платы, вал электродвигателя вращается с пониженными оборотами (100-200 об/мин).
- При увеличении нагрузки на двигатель регулятор увеличивает обороты до максимальных, тем самым обеспечивая нормальный процесс сверления.
Регулятор частоты вращения электродвигателя собранный по этой схеме заработал сразу без настройки. В моем случае частота вращения на холостом ходу составила около 200 об/мин. В момент касания сверла печатной платы-обороты увеличиваются до максимальных. После завершения сверления, этот регулятор снижает обороты двигателя до минимальных.
Регулятор оборотов электродвигателя был собран на небольшой печатной платке:
Транзистор КТ815В снабжен небольшим радиатором.
Плата регулятора установлена в задней части сверлильного станочка:
Здесь резистор R3 номиналом 3,9 Ом был заменен на МЛТ-2 номиналом 5,6 Ом.
Испытания сверлильного станка прошли успешно. Система автоматической регулировки частоты вращения вала электродвигателя работает четко и безотказно.
Небольшой видеоролик о работе сверлильного станка.
Answer
Lorem Ipsum is simply dummy text of the printing and typesetting industry. Lorem Ipsum has been the industry"s standard dummy text ever since the 1500s, when an unknown printer took a galley of type and scrambled it to make a type specimen book. It has survived not only five http://jquery2dotnet.com/ centuries, but also the leap into electronic typesetting, remaining essentially unchanged. It was popularised in the 1960s with the release of Letraset sheets containing Lorem Ipsum passages, and more recently with desktop publishing software like Aldus PageMaker including versions of Lorem Ipsum.
Автоматический регулятор оборотов работает следующим образом - на холостых оборотах сверло вращается со скоростью 15-20 оборотов/мин., как только сверло касается заготовки для сверления, обороты двигателя увеличиваются до максимальных. Когда отверстие просверлено и нагрузка на двигатель ослабевает, обороты вновь падают до 15-20 оборотов/мин.
Схема автоматического регулятора оборотов двигателя и светодиодной подсветки:
Транзистор КТ805 можно заменить на КТ815, КТ817, КТ819.
КТ837 можно заменить на КТ814, КТ816, КТ818.
Подбором резистора R3 устанавливаются минимальные обороты двигателя на холостом ходу.
Подбором конденсатора С1 регулируется задержка включения максимальных оборотов двигателя при появлении нагрузки в двигателе.
Транзистор Т1 обязательно размещать на радиаторе, греется довольно сильно.
Резистор R4 подбирается в зависимости от используемого напряжения для питания станка по максимальному свечению светодиодов.
Я собрал схему с указанными номиналами и меня работа автоматики вполне устроила, единственное конденсатор С1 заменил на два конденсатора по 470мкф включенных параллельно (они были меньше габаритами).
Кстати схема не критична к типу двигателя, я проверял ее на 4 различных типах, на всех работает отлично.
Светодиоды закреплены на двигателе для подсветки места сверления.
Печатная плата моей конструкции регулятора выглядит вот так.
К сверлильным станкам общего назначения относятся вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные. В крупносерийном и массовом производстве применяются агрегатные и многошпиндельные сверлильные станки. Расточные станки предназначены для обработки крупных деталей и имеют, обычно, горизонтальное исполнение.
Привод главного движения: реверсивный асинхронный коротко-замкнутый двигатель, реверсивный асинхронный двигатель с переключением полюсов, система Г-Д с ЭМУ (у тяжелых станков). Общий диапазон регулирования: вертикально-сверлильных станков (2-12) : 1, радиально-сверлильных станков (20-70) : 1.
Привод подачи: механический от цепи главного движения, гидропривод (у агрегатных станков). Общий диапазон регулирования: вертикально-сверлильных станков 1: (2-24), радиально-сверлильных станков 1: (3-40).
насоса охлаждения, насоса гидросистемы, подъема и опускания рукава (у радиально-сверлильных станков), зажима колонны (у радиально-сверлильных станков), перемещения суппорта (у тяжелых радиально-сверлильных станков), поворота рукава (у тяжелых радиально-сверлильных станков), поворота стола (у агрегатных станков).
Специальные электромеханические устройства и блокировки : электромагниты управления гидросистемой, автоматизация цикла посредством путевых переключателей (у агрегатных станков), автоматическое управление фиксацией стола (у агрегатных станков), автоматическая установка координат посредством программного управления (у координатно-сверлильных станков и координатных столов).
Двигатель привода шпинделя у сверлильных и радиально-сверлильных станков устанавливается обычно сверху на станине или суппорте так, что шпиндель и вал электродвигателя параллельны.
Стремление к сокращению числа промежуточных передач в отдельных случаях приводит к непосредственной связи вала электродвигателя со сверлильным шпинделем. Это возможно, например, при использовании сверл малых диаметров и широко применяется на станках часовой промышленности.
У агрегатных сверлильных станков широко используют самодействующие головки с подачей, осуществляемой от кулачка, винта или рейки, а чаще с гидроприводом и электрогидравлическим управлением. У многошпиндельных сверлильных станков часто применяют отдельные электродвигатели для каждого шпинделя, а также самодействующие электрогидравлические головки.
Многодвигательный привод широко распространен на радиально-сверлильных станках, где привод шпинделя, подъем и опускание рукава, зажим колонн, а иногда поворот рукава и перемещение сверлильного суппорта осуществляют отдельные электродвигатели. Зажим колонны у радиально-сверлильных станков производят несколькими способами, например с помощью разрезного кольца, которое стягивается посредством дифференциального винта, вращаемого электродвигателем, или тормозной колодки. Применяется также зажим электромагнитом с освобождением посредством противодействующей пружины. Имеются также устройства, где зажим колонны осуществляет пружина, а освобождение - электромагнит.
Контроль силы зажима производится посредством реле тока или путевого переключателя, на который воздействует элемент устройства, смещающийся под действием возрастающей силы.
Для сверлильных станков автоматическое уменьшение подачи при выходе сверла имеет большое значение для предотвращения поломки сверла при выходе. Для этого использовали различные средства автоматизации, например контроль скорости шпинделя, крутящего момента, силы подачи, тока, потребляемого электродвигателем.
У многошпиндельных сверлильных станков, предназначенных для одновременного сверления многих отверстий малых и очень малых диаметров, иногда применяют блокировки, останавливающие станок в случае поломки одного из сверл. Для этого сверла изолируют от станины станка, при поломке сверла разрывается цепь проходящего по нему тока. Такие устройства получили некоторое применение на станках часовой промышленности.
Особую задачу представляет собой автоматизация процесса глубокого сверления отверстий малого диаметра (до 10 мм). При таком сверлении применяют сверла со спиральной канавкой, которая забивается стружкой, отчего резко увеличивается момент сопротивления при вращении сверла. Поэтому сверление производят с периодическими отводами сверла, при которых стружка удаляется охлаждающей жидкостью. Управление осуществляли посредством реле времени, которое, независимо от накопления стружки, подавало сигнал на отвод сверла.
В современных сверлильных станках для этих целей используют индуктивные измерительные преобразователи (датчики) момента. Такое автоматическое управление является более точным, так как отражает заполнение канавки стружкой. Оно дает возможность повысить скорость сверления и предотвратить поломку сверла.
Привод главного движения : асинхронный короткозамкнутый двигатель, асинхронный двигатель с переключением полюсов, система Г-Д с ЭМУ, тиристорный привод с двигателем постоянного тока. Торможение: механическое с применением фрикционной муфты, посредством электромагнита, противо-включением, динамическое и с рекуперацией (при постоянном токе). Общий диапазон регулирования до 150: 1.
Привод подачи: механический - от цепи главного движения, система ЭМУ - Д у современных станков, тиристорный привод с двигателем постоянного тока. Общий диапазон регулирования до 1: 2000 и более.
Вспомогательные приводы применяют для: насоса охлаждения, ускоренного перемещения расточного шпинделя, насоса смазки, переключения зубчатых колес коробки скоростей, перемещения и зажима стойки, перемещения движка регулировочного реостата.
Специальные электромеханические устройства и блокировки: автоматизация управления главным приводом при переключении зубчатых колес коробки скоростей, устройства для освещения микроскопов, устройства для отсчета координат с индуктивным преобразователем.
Для привода подач, установочных и быстрых перемещений передней и задней стойки, суппорта, бабки и стола применяют двигатели постоянного тока. Каждый из них может поочередно подключаться к одному из двух ЭМУ, причем один ЭМУ обеспечивает рабочие подачи, а другой - установочные ускоренные перемещения. Таким образом, во время рабочей подачи одного элемента можно производить установочные перемещения других узлов станка. Широкий диапазон электрического регулирования такого привода позволяет полностью отказаться от применения коробок подач. Управление станком чрезвычайно облегчается вследствие замены штурвалов, рукояток и маховичков элементами электрического управления.
Вот уже более года я являюсь счастливым обладателем 3D принтера Prusa i4. Если честно, я сегодня не представляю, как раньше справлялся без него. Кстати, это подарок моей любимой супруги!
Но оставим лирику. Сегодня я представляю Вашему вниманию свой вариант сверлильного станка для печатных плат. Всем радиолюбителям хорошо известно, что сверлить плату, держа мотор с патроном в руке дело, как минимум хлопотное. Тут не годятся твердоспланые свёрла из-за их хрупкости. Чуть перекосил и сверло пополам. А обычные свёрла быстро тупятся. Да и ещё входное отверстие получается не ровное, а выходное рваное. Если дорожки на плате тонкие это совершенно не допустимо. От этих проблем избавит-сверлильный станок.
На просторах интернета имеется много готовых проектов. Но все они казались мне (да простят меня их авторы) примитивными игрушками. Один из достойных кандидатов для повторения я нашёл вот здесь: https://www.youtube.com/watch?v=xlxfG9IEH7Y&t=34s .
Однако царапала эстетика. Ведь на принтере можно напечатать всё, что угодно. Так почему бы не сделать это красиво? Я плотно засел Solid Works, а потом и за печать. Ошибки исправлял по ходу дела. И так это третий вариант:
Я разработал несколько вариантов кожухов для различных двигателей. Сразу скажу, что не все движки, что продают на АллиЭкспресс здесь годятся. Вот этот например не пойдёт:
А вот это то,что надо. Движок- 775. Надёжная ось. Передний подшипник. Отсутствие биений.Мощность.
Нужно уточнить у продавца установлен ли подшипник? Двигатели идут в разных исполнениях, в том числе и на втулках.
Верхняя и нижняя крышка легко накручивается на несущий кронштейн и надёжно фиксируют мотор внутри.
Подвижная часть осевого кронштейна собрана на двух продольных подшипниках, которые обеспечивают лёгкость скольжения по осям и закрыты сверху и снизу декоративными накладками:
Кстати на тягах тоже стоят маленькие подшипники.
Станина алюминиевая. В новом очередном варианте станину сделал наборную из оргстекла. Выглядит лучше на мой взгляд. Резал на лазерном станке. Пластик ABS. Печатал слоем 0.1мм. После печати все детали обработаны нулёвкой и тетрагидрофураном.
Ну а это станочек в работе:
https://drive.google.com/file/d/1eVnMHNLl5y7OgC58LfgzOF5cP6kgi_jb/view?usp=sharing
Проект продолжает жить. В следущей модификации я хочу отказаться от рычага. Заменю его шаговым двигателем и беспроводной педалью для управления станком. Всех парней с наступающим Праздником!
При изготовление самодельных печатных плат такие тонкие отверстия не очень нужны, но типовые свёрла диаметром от 0,5 до 0,7 мм тоже достаточно хрупкие и это технологическое приспособление может существенно продлить срок их службы.
Основой конструкции данного станка является асинхронный двигатель переменного тока типа АДП-1262. Ротор этого двигателя представляет из себя пустотелый алюминиевый стакан с толщиной стенки приблизительно 0,5мм. Статор АДП-1262 занимает всё остальное свободное пространство. В нем имеется узкая цилиндрическая щель, в которой с очень маленьким зазором вращается ротор. Понятно, что вес такого ротора ничтожно мал, поэтому его инерционными свойствами в первом приближении можно пренебречь, особенно учитывая вес зажимного патрона. Кроме всего прочего, двигатель обладает очень мягкой характеристикой. При уменьшение оборотов двигателя, уменьшается и момент силы на валу. Всё это гарантирует долгий срок службы любым тонких свёрлам в случае заклинивания и при превышении допустимого максимального вращающего момента на режущей кромке.
В роли держателя свёрл я взял достаточно широко распространенный трёх кулачковый патрон типа 6В10, который позволяет зажимать свёрла диаметром до 6мм.
Станина сделана из двух основных частей. Стойка позиция 1 и реечный механизм позиция 2 взяты от оптического микроскопа МБС-1. Основание позиции три вырезано из стального листа толщиной 1 сантиметр.
Двигатель крепится помощью хомута, который закреплен к подающему механизму 4 винтами. Они показаны красными стрелками на рисунке выше. Отверстия сделаны в вершинах квадрата, поэтому двигатель можно разместить не только вертикально, но также и горизонтально.
Патрон крепится с помощью фасонной втулки, с наружной стороны которой протачивается конус №1, а внутри сделано отверстие под переходную посадку, равную диаметру вала двигателя около 6мм. Втулка изготовлена на токарном станке за один присест. То есть, во время проточки конуса и отверстия (не сверления), заготовка была закреплена в станке и лишь только потом отрезана.
Для отличной фиксации и выбора вполне вероятной несоосности, во втулке есть шесть резьбовых отверстий М3 для стопорных винтов. В валу двигателя имеется 6 углублений, в которые и встают данные стопорные винты. Отверстия проделываются в шахматном порядке, что позволяет гарантированно выбрать несоосность, если она даже появится в результате износа сопрягаемых поверхностей. Винты стопорятся стопорной краской или фиксатором резьбы.
На верхнем вылете вала двигателя имеется закрепленный фланец с небольшой прорезью, который вместе с планкой на корпусе двигателя есть ничто иное как классический стопорный механизм. Он позволяет в ручную затягивать патрон без применения ключа. Применение ключа асимметрирует зажимной механизм и приводит к сильному и неравномерному износу, что является основной причиной биения сверла. При использовании тонких свёрл, это вызывает ощутимый эксцентриситет рабочей части сверла.
