Hvordan lage en DIY CNC-maskin?

I tillegg til tre, plast og kompositt, behandler datamaskiner med numerisk kontroll (CNC) perfekt ikke-jernholdige metaller og til og med bearbeidende (tekniske) stålkvaliteter. Slikt utstyr er laget som en frese- og graveringsmaskin – og er supplert med en lasergraveringspistol som er i stand til å brenne tre og stål.

Før du forbereder monteringen av en fresemaskin eller lasergraveringsmaskin, ta stilling til kravene, som ikke blir oversett av erfarne håndverkere.

Først av alt kroppen (rammen, sengen) må ha tilstrekkelig stivhet, siden den mekaniske kraften som påføres delen i prosessen med å dreie, bore, kutte teknologiske hull i arbeidsstykket er betydelig.

Behandlingen av deler må ha nøyaktigheten og klarheten som er deklarert i en spesifikk spesifikasjon. Ingenting hindrer deg i å bestille kinesiske ferdige komponenter, men basen er oftest laget av improviserte midler.

Delstørrelsen betyr også noe... Det er irrasjonelt å sette sammen en maskin som vil okkupere hele arbeidsbenken på en bordplate med et areal på 2 m2, når det er planlagt å spore små deler, reservedeler for mekanismer og enheter.

Etter å ha løst disse tre oppgavene forbereder de nødvendige materialer og verktøy.

• For fremstilling av maskinkroppen for tre er en massivtreplate, MDF- eller sponplateprofil eller kryssfiner egnet. Sistnevnte har sammen med massivtre størst styrke. Men for en metallmaskin er det ikke noe bedre design enn stål.

• Spindelmotoren for tre bør ikke være mer enn 2 kW i effekt. For å forhindre langvarige teknologiske pauser hvert 15. minutt, er det tilrådelig å utstyre spindelmotoren med et radiator-vann varmefjerningssystem.

• Inverterens elektriske modul er tilpasset motoreffekten. På grunn av påliteligheten og allestedsnærværende til trinnmotorer, brukes "motor-driver"-systemet. Driverkortet genererer pulserende eller vekselstrømmer som får motorakselen til å rotere i en bestemt vinkel eller fullføre flere hele omdreininger. Tre trinnmotorer gir bevegelse av arbeidsstykker langs alle tre koordinataksene.

• Kabelkanalen er plassert for å beskytte ledningene mot utilsiktet skade under drift - drevet og objekttrinnet flyttes ofte mye.

Andre komponenter inkluderer en freseklemme (kutterchuck), en kjøleslange, kulelagersett, en kobling (overfører en jevn tur fra en trinnmotor og sørger for at den justeres med en girkasse langs aksen), freser, maskinvare, en vannpumpe (pumpe), pigger. Som verktøy trenger du:

• inverter-type sveiseenhet med en rekke elektroder;

• kvern med et sett med kutteskiver for metall og tre;

• universal skrutrekker med et sett med dyser;

• hammer, tang, universelle justerbare skiftenøkler (minst to);

• loddebolt, kolofonium, loddetinn, loddemiddel;

• Saks og tang.

Forbruksvarer - elektrisk tape, universallim (tømrer, epoksy og / eller "Moment-1"), gummiforsegling, fum tape.

Håndverkere lager freser basert på CD-er og stasjoner for dem. Ved å bruke disse komponentene vil brukeren få en svært kompakt maskin.

De generelle trinnvise monteringsinstruksjonene inkluderer følgende trinn.

1. Søk eller lag en tegning - monteringsanvisning, der alle stadier, inkludert utformingen av elektrisk og elektronikk, er beskrevet i detalj. For å lage en tegning brukes programvareverktøy som Autocad eller Visio.

2. Etter å ha kjøpt de nødvendige komponentene, danner mesteren sengen. Det anbefales ikke å montere det før du kjøper disse reservedelene - dimensjonene samsvarer ikke med konfigurasjonen til den fremtidige enheten.

3. Installasjon og justering av spindelenheten med hovedmotor. Et kjølesystem er installert på motoren. For å eliminere lekkasjer brukes et tetningsmiddel - etter herding blir det til en slags gummi.

4. Installasjon av elektriske ledninger og kabler, kontrollpanel, nødavstengningsknapp på maskinen.

5. Plassering og tilkobling av det elektroniske kortet (mikrokontroller). Du kan for eksempel bruke en elektronisk modul som KY-2012 - en femakset CNC-kontroller for en trinnmotordriver med en DB-25-kabel. De fleste brukere foretrekker Arduino-mikrokontrollere.

6. Tester arbeidet til den sammensatte maskinen, laster ned elektroniske versjoner av tegninger av fremtidige arbeidsstykker, som vil bli laget på denne maskinen.

Hvis teknikken fungerer bra, kan du utvikle en produksjonsplan, kjøpe materialer og forbruksvarer for den og gå "on stream" - for å frigi den første (prøve) batchen med deler.

En selvmontert CNC-maskin krever et minimum av feil og uønskede feilberegninger. En selvlaget enhet, selv når den ble laget for arbeid utelukkende på tre og plast, krever en grundig tilnærming til design og montering. Så, prosjektet er klart - det gjenstår bare å sette det ut i livet.

Sengen, strømforsyningskretsen, stasjonen med hovedmotoren, objektbordet med trinnmotorene i drift skal ikke forstyrre hverandre. Ikke mindre viktige komponenter er nødstoppknappen og fjernkontrollen med knapper som bytter spindeldrivhastigheten.

Installer delene som lar deg justere forskyvningen av scenen langs abscissen og ordinataksene.

Monter spindelen. Den installeres først etter fullført arbeid på kroppen (uten å montere sideveggene og bakveggen). Når du installerer motoren, la muligheten til å flytte denne stasjonen i høyden og strengt tatt vertikalt.

Andre komponenter inkluderer et spiralformet gir som bruker tannhjul på trinsene og beltet... Denne koblingen forhindrer at beltet glir på remskivene. Ensartet overføring av dreiemoment er praktisk talt garantert.

Ved bruk av en trinnmotor for en miniatyrmaskin, brukes vognkomponenter fra en stor skriver. Jo eldre modellen er i produksjonsåret, desto kraftigere ble trinnmotoren brukt i dem. En matriseskriver regnes som en stor suksess: det er mer enn laser- og blekkstrålemodeller, egnet for endring for en slik maskin. En treakset maskin vil kreve henholdsvis tre av disse motorene. Hvis du ikke kunne finne dem på egen hånd (ved å bruke gammelt utskriftsutstyr), så bruk trinnmotorer fra det kinesiske merket Nema - du trenger bare å vente på at bestillingen skal leveres fra 10 til 100 dager, og slike motorer er designet for en spenning på 12 volt og en strøm på opptil flere ampere.

Ved hjelp av roterende tannhjul (verktøystålhjul) kan du konvertere dreiemomentet til lineært dreiemoment. Kuleskrueparede deler (Ball Screws) kan brukes for maksimal nøyaktighet, men slike deler er ingen billig løsning. Bruk muttere og monteringsbolter for å installere blokkene, gi dem plastavstandsstykker for å redusere friksjon og redusere tilbakeslag.

Enhver børstet eller børsteløs motor kan brukes til spindelen.

Det vertikale navet, som lar verktøyet bevege seg i tre koordinater, opererer innenfor koordinattabellen. Aksen er laget i form av en aluminiumsstang. Dimensjonene til denne delen må samsvare med dimensjonene til maskinen.

Monteringen av den fungerende mekaniske delen begynner med festingen av de første trinnmotorene til rammen.... De er plassert bak den vertikale aksen. Disse motorene er ansvarlige for horisontal og vertikal bevegelse. Den mobile portalen, som beveger seg langs abscisseaksen, bærer spindeldriften og støtten (aksen som setter høyden på arbeidspunktet). Jo høyere portalen er plassert, jo flere tykke partier regner mesteren med ved vending. Ulempen med en hevet portal er ustabilitet til økt påført kraft.

For å sikre trinnmotoren, som er ansvarlig for høydekoordinatene, samt de rette skinnene, bruk alle plater unntatt sideplatene. Installer spindelbasen på samme sted.

For å fikse rotoren til spindelmotoren med en hårnål, bruk en gummivikling av en elektrisk kabel med et ganske bredt tverrsnitt. Skruer satt inn i nylonhylsen har også låseegenskaper.

Metaller og tre ved fremstilling av etuiet kan kombineres med hverandre. Så hovedstrukturen (støttende) er satt sammen av profesjonelle rør med en veggtykkelse på 3 mm, og sideveggene (deksler, paneler) kan være laget av kryssfiner. Men bærerammen kan ikke monteres uten sveiseteknologi - rene boltede forbindelser er kanskje ikke nok.

Maskinen oppnår den ultimate styrken som er angitt på tegningen, kun takket være rammen... Et bevegelig objektbord, en spindeldrift, trinnkoordinatmotorer, skinnelignende føringer og en vertikal koordinatakse er installert på den.

En stålramme er mange ganger bedre, men den kan også skades for tidlig. Bruk T-muttere for å forhindre at rammedelene ryker fra hverandre. Imidlertid fungerer bolteforbindelser godt med sveisede forbindelser. Endeplatene sørger for installasjon av lagre som lar blybolten rotere fritt langs gjengen. Her brukes sleide og lager på spindelen.

For jevn drift av programenheten brukes høykvalitets radiomaterialer og radiokomponenter. Kinesiske kretskort av tvilsom kvalitet bør unngås. Hensikten med monteringen er å oppnå nøyaktig funksjon, uten at programvare fryser og tilbakestiller under drift.

I tillegg til trinnmotorer som styres av elektroniske drivermoduler, brukes også en USB-port, konvertering av signaler som for eksempel utføres ved hjelp av en adaptermodul basert på RS-485-teknologi, som også konverterer data tilbake til USB-format.

Velg den du trenger - alt utstyret fungerer på det. For eksempel opererer moderne mikroprosessormoduler på 3,3 V, og trinnmotorer - fra 12.

En PC eller bærbar PC brukes til å laste/overskrive programmet til CNC-enheten. Nylig har det blitt gjort forsøk på å bruke en ekstra mikrodatamaskin på størrelse med en eller flere flash-stasjoner for å kontrollere maskinen, samhandle med smarttelefoner og nettbrett via Wi-Fi eller Bluetooth, men denne teknologien er fortsatt i et langsiktig utviklingsstadium og , heller refererer til "smarte ting".

• Ikke en eneste fornuftig håndverker kan sette sammen en ekstremt enkel maskin uten et prosjekt med en tegning.
• Tilpass spindeldrevet og frekvensomformeren riktig.
• Ikke bruk trinnmotorer med en ikke-standard strømforsyning, ellers må du installere en ikke-standard kilde eller endre en av de eksisterende. Dette vil skyve den endelige innstillingen til side, komplisere det.
• Ikke bruk bare sveisede skjøter - med ekstrem vibrasjon vil de rett og slett gå i stykker.
• Ikke bruk en glidende remdrift: den betydelige kraften kan føre til hyppig glidning av beltene.
• Kjøp lagre og skruer med trippel sikkerhetsfaktor.

Hvordan lage en CNC-maskin med egne hender, se nedenfor.