Hvordan laver man en DIY CNC-maskine?

Ud over træ, plast og komposit behandler computernumeriske styringsmaskiner (CNC) perfekt ikke-jernholdige metaller og endda arbejder (tekniske) stålkvaliteter. Sådant udstyr er lavet som en fræse- og graveringsmaskine - og suppleres med en lasergraveringspistol, der er i stand til at brænde træ og stål.

Før du forbereder monteringen af ​​en fræsemaskine eller lasergraveringsmaskine, tage stilling til kravene, som ikke overses af erfarne håndværkere.

Først og fremmest kroppen (ramme, seng) skal have tilstrækkelig stivhed, da den mekaniske kraft, der påføres delen i processen med at dreje, bore, skære teknologiske huller i emnet, er betydelig.

Bearbejdningen af ​​dele skal have den nøjagtighed og klarhed, der er angivet i en specifik specifikation. Intet forhindrer dig i at bestille kinesiske færdiglavede komponenter, dog er basen oftest lavet af improviserede midler.

Delstørrelsen betyder også noget... Det er irrationelt at samle en maskine, der vil optage hele arbejdsbænken på en bordplade med et areal på 2 m2, når det er planlagt at rille små dele, reservedele til mekanismer og enheder.

Efter at have løst disse tre opgaver forbereder de de nødvendige materialer og værktøjer.

• Til fremstilling af maskinlegemet til træ er en massiv træplade, MDF- eller spånpladeprofilplade eller krydsfiner egnet. Sidstnævnte har sammen med massivt træ den største styrke. Men for en metalmaskine er der ikke noget bedre design end stål.

• Spindelmotoren til træ bør ikke være mere end 2 kW i effekt. For at forhindre længerevarende teknologiske pauser hvert 15. minut, anbefales det at udstyre spindelmotoren med et radiator-vand varmefjernelsessystem.

• Inverterens elektriske modul er tilpasset motoreffekten. På grund af pålideligheden og allestedsnærværende af stepmotorer, anvendes "motor-driver" systemet. Driverkortet genererer pulserende eller vekselstrømme, der får motorakslen til at rotere i en bestemt vinkel eller fuldføre flere fulde omdrejninger. Tre stepmotorer sørger for bevægelse af emner langs alle tre koordinatakser.

• Kabelkanalen er placeret for at beskytte ledningerne mod utilsigtet beskadigelse under drift - drevet og scenen flyttes ofte meget.

Andre komponenter omfatter en fræseklemme (fræserpatron), en køleslange, kuglelejesæt, en kobling (overfører en jævn kørsel fra en stepmotor og sikrer dens justering med en gearkasse langs aksen), fræsere, hardware, en vandpumpe (pumpe), knopper. Som værktøjer skal du bruge:

• inverter-type svejseenhed med et antal elektroder;

• kværn med et sæt skæreskiver til metal og træ;

• universal skruetrækker med et sæt dyser;

• hammer, tænger, universelle justerbare skruenøgler (mindst to);

• loddekolbe, kolofonium, loddemiddel, loddemiddel;

• Saks og nipper.

Forbrugsvarer - elektrisk tape, universal lim (tømrer, epoxy og / eller "Moment-1"), gummiforsegling, fum tape.

Håndværkere laver fræsere baseret på cd'er og drev til dem. Ved at bruge disse komponenter vil brugeren modtage en meget kompakt maskine.

Den generelle trin-for-trin monteringsvejledning omfatter følgende trin.

1. Søg eller opret en tegning - montagevejledning, hvor alle faser, inklusive layout af el og elektronik, er beskrevet i detaljer. For at lave en tegning bruges softwareværktøjer som Autocad eller Visio.

2. Efter at have købt de nødvendige komponenter, danner mesteren sengen. Det anbefales ikke at samle det, før du køber disse reservedele - dets dimensioner svarer ikke til konfigurationen af ​​den fremtidige enhed.

3. Installation og justering af spindelenheden med hovedmotoren. Et kølesystem er installeret på motoren. For at eliminere lækager bruges en tætningsmasse - efter hærdning bliver den til en slags gummi.

4. Installation af elektriske ledninger og kabler, kontrolpanel, nødstopknap på maskinen.

5. Placering og tilslutning af det elektroniske kort (mikrocontroller). Du kan for eksempel bruge et elektronisk modul som KY-2012 - en femakset CNC-controller til en stepmotordriver med et DB-25-kabel. De fleste brugere foretrækker mikrocontrollere af mærket Arduino.

6. Test af arbejdet i den samlede maskine, download af elektroniske versioner af tegninger af fremtidige emner, som vil blive lavet på denne maskine.

Hvis teknikken fungerer godt, kan du udvikle en produktionsplan, købe materialer og forbrugsstoffer til den og gå "on stream" - for at frigive den første (prøve) batch af dele.

En selvsamlet CNC-maskine kræver et minimum af fejl og uønskede fejlberegninger. En selvfremstillet enhed, selv når den blev skabt til udelukkende at arbejde på træ og plast, kræver en grundig tilgang til design og montage. Så projektet er klar - der er kun tilbage at omsætte det i praksis.

Sengen, strømforsyningskredsløbet, drevet med hovedmotoren, objektbordet med stepmotorerne i drift bør ikke forstyrre hinanden. Ikke mindre vigtige komponenter er nødstopknappen og fjernbetjeningen med knapper, der skifter spindeldrevets hastighed.

Installer de dele, der giver dig mulighed for at justere forskydningen af ​​scenen langs abscissen og ordinatakserne.

Monter spindlen. Den installeres kun efter fuldstændig afslutning af arbejdet på kroppen (uden at samle sidevæggene og bagvæggen). Når du installerer motoren, skal du give mulighed for at flytte dette drev i højden og strengt lodret.

Andre komponenter inkluderer et spiralformet tandhjul, der bruger tandhjul på remskiver og rem... Denne forbindelse forhindrer remmen i at glide på remskiverne. Ensartet overførsel af drejningsmoment er stort set garanteret.

Ved brug af en stepmotor til en miniaturemaskine anvendes vognkomponenter fra en stor printer. Jo ældre modellen er i produktionsåret, jo kraftigere blev stepmotoren brugt i dem. En matrixprinter betragtes som en stor succes: det er mere end laser- og inkjet-modeller, der egner sig til ændring til sådan en maskine. En tre-akset maskine vil kræve henholdsvis tre af disse motorer. Hvis du ikke kunne finde dem på egen hånd (ved at bruge gammelt printudstyr), så brug stepmotorer fra det kinesiske mærke Nema - du skal bare vente på, at ordren bliver leveret fra 10 til 100 dage, og sådanne motorer er designet til en spænding på 12 volt og en strøm på op til flere ampere.

Ved hjælp af roterende tandhjul (værktøjsstålhjul) kan du konvertere momentet til lineært moment. Kugleskrue parrede dele (Ball Screws) kan bruges for maksimal nøjagtighed, men sådanne dele er ikke en billig løsning. Brug møtrikker og monteringsbolte til at installere blokkene, forsyn dem med plastikafstandsstykker for at reducere friktion og reducere slør.

Enhver børstet eller børsteløs motor kan bruges til spindlen.

Det lodrette nav, som gør det muligt for værktøjet at bevæge sig i tre koordinater, fungerer inden for koordinattabellen. Aksen er lavet i form af en aluminiumsstang. Dimensionerne på denne del skal svare til maskinens dimensioner.

Samlingen af ​​den arbejdende mekaniske del begynder med fastgørelsen af ​​de første stepmotorer til rammen.... De er placeret bag den lodrette akse. Disse motorer er ansvarlige for vandret og lodret bevægelse. Den mobile portal, der bevæger sig langs abscisseaksen, bærer spindeldrevet og støtten (aksen, der indstiller højden af ​​arbejdspunktet). Jo højere portalen er placeret, jo flere tykke dele regner mesteren med ved vending. Ulempen ved en hævet portal er ustabilitet til øget påført kraft.

For at fastgøre stepmotoren, som er ansvarlig for koordinaterne i højden, samt de lige skinner, skal du bruge alle plader undtagen sidepladerne. Installer spindelbunden samme sted.

For at fastgøre spindelmotorens rotor med en hårnål skal du bruge en gummivikling af et elektrisk kabel med et ret bredt tværsnit. Skruer indsat i nylonbøsningen har også låseegenskaber.

Metaller og træ i fremstillingen af ​​sagen kan kombineres med hinanden. Så hovedstrukturen (understøttende) er samlet af professionelle rør med en vægtykkelse på 3 mm, og sidevæggene (dæksler, paneler) kan være lavet af krydsfiner. Men bærerammen kan ikke samles uden svejseteknologi - rene boltforbindelser er måske ikke nok.

Maskinen opnår kun den ultimative styrke, der er angivet på tegningen, takket være rammen... Et bevægeligt objektbord, et spindeldrev, trinkoordinatmotorer, skinnelignende føringer og en lodret koordinatakse er installeret på det.

En stålramme er mange gange bedre, men den kan også tage skade i utide. Brug T-møtrikker for at forhindre, at rammedele trækkes fra hinanden. Bolteforbindelser fungerer dog godt med svejsede forbindelser. Endepladerne sørger for montering af lejer, der tillader blybolten at rotere frit langs gevindet. Her bruges slæde og leje på spindlen.

For problemfri drift af programenheden anvendes radiomaterialer og radiokomponenter af høj kvalitet. Kinesiske printplader af tvivlsom kvalitet bør undgås. Formålet med samlingen er at opnå nøjagtig funktion, uden at software fryser og nulstiller under drift.

Udover stepmotorer styret af elektroniske drivermoduler, anvendes også en USB-port, hvorfra konverteringen af ​​signaler fx udføres ved hjælp af et adaptermodul baseret på RS-485-teknologi, som også konverterer data tilbage til USB-format.

Vælg den, du har brug for - alt udstyr fungerer på det. For eksempel fungerer moderne mikroprocessormoduler ved 3,3 V og stepmotorer - fra 12.

En pc eller laptop bruges til at indlæse/overskrive programmet til CNC-enheden. For nylig er der blevet gjort forsøg på at bruge en ekstra mikrocomputer på størrelse med et eller flere flashdrev til at styre maskinen, interagere med smartphones og tablets via Wi-Fi eller Bluetooth, men denne teknologi er stadig i et langsigtet udviklingsstadium og , derimod refererer til "smarte ting".

• Ikke en eneste fornuftig håndværker kan samle selv en ekstremt simpel maskine uden et projekt med en tegning.
• Tilpas spindeldrevet og frekvensomformeren korrekt.
• Brug ikke stepmotorer med en ikke-standard strømforsyning, ellers bliver du nødt til at installere en ikke-standard strømkilde eller ændre en af ​​de eksisterende. Dette vil skubbe den endelige indstilling til side, komplicere det.
• Brug ikke kun svejsede samlinger - med ekstreme vibrationer vil de simpelthen knække.
• Brug ikke et glidende remtræk: den mærkbare kraft kan føre til hyppig glidning af remmene.
• Køb lejer og skruer med tredobbelt sikkerhedsfaktor.

Sådan laver du en CNC-maskine med dine egne hænder, se nedenfor.