Kako napraviti DIY CNC stroj?

Osim drva, plastike i kompozita, strojevi s računalnim numeričkim upravljanjem (CNC) savršeno obrađuju obojene metale, pa čak i radne (tehničke) vrste čelika. Takva oprema izrađena je kao stroj za glodanje i graviranje - i nadopunjena je laserskim pištoljem za graviranje koji može spaliti drvo i čelik.

Prije pripreme za montažu glodalice ili stroja za lasersko graviranje, odlučiti o zahtjevima, koje ne zanemaruju ni iskusni majstori.

Kao prvo tijelo (okvir, ležaj) mora imati dovoljnu krutost, budući da je mehanička sila koja se primjenjuje na dio u procesu tokarenja, bušenja, rezanja tehnoloških rupa u izratku znatna.

Obrada dijelova mora imati točnost i jasnoću deklarirane u posebnoj specifikaciji. Ništa vas ne sprječava da naručite kineske gotove komponente, međutim, baza se najčešće izrađuje od improviziranih sredstava.

Veličina dijela je također važna... Neracionalno je sastaviti stroj koji će zauzeti cijeli radni stol na stolnoj ploči površine 2 m2, kada se planira žlijebljenje malih dijelova, rezervnih dijelova za mehanizme i uređaje.

Nakon što su riješili ova tri zadatka, pripremaju potrebne materijale i alate.

• Za izradu tijela stroja za drvo prikladna je ploča od punog drveta, profilni lim od MDF-a ili iverice ili šperploča. Potonji, uz puno drvo, ima najveću snagu. Ali za metalni stroj, nema boljeg dizajna od čelika.

• Motor vretena za drvo ne smije imati snagu veću od 2 kW. Kako biste spriječili dugotrajne tehnološke prekide svakih 15 minuta, preporučljivo je opremiti motor vretena sustavom za odvod topline radijator-voda.

• Električni modul pretvarača je usklađen sa snagom motora. Zbog pouzdanosti i sveprisutnosti koračnih motora koristi se sustav "motor-vozač". Pogonska ploča generira impulsne ili izmjenične struje koje uzrokuju rotaciju osovine motora pod određenim kutom ili nekoliko punih okretaja. Tri koračna motora omogućuju kretanje izratka duž sve tri koordinatne osi.

• Kabelski kanal postavljen je kako bi zaštitio ožičenje od slučajnog oštećenja tijekom rada - pogon i pozornica često se dosta pomiču.

Ostale komponente uključuju stezaljku za glodanje (stezna glava), crijevo za hlađenje, komplete kugličnih ležajeva, spojku (prenosi glatku vožnju od koračnog motora i osigurava njegovo poravnanje s mjenjačem duž osi), glodalice, hardver, pumpu za vodu (pumpa), klinovi. Kao alati trebate:

• jedinica za zavarivanje inverterskog tipa s brojem elektroda;

• brusilica sa setom reznih diskova za metal i drvo;

• univerzalni odvijač sa setom mlaznica;

• čekić, kliješta, univerzalni podesivi ključevi (najmanje dva);

• lemilo, kolofonij, lem, fluks za lemljenje;

• Škare i kliješta.

Potrošni materijal - električna traka, univerzalno ljepilo (stolarija, epoksid i / ili "Moment-1"), gumena brtvila, fum traka.

Obrtnici izrađuju glodalice na temelju CD-a i pogona za njih. Koristeći ove komponente, korisnik će dobiti vrlo kompaktan stroj.

Opće upute za montažu korak po korak uključuju sljedeće faze.

1. Pretražite ili izradite crtež - upute za montažu, gdje su sve faze, uključujući raspored električne i elektronike, detaljno opisane. Za izradu crteža koriste se softverski alati kao što su Autocad ili Visio.

2. Nakon kupnje potrebnih komponenti, majstor formira krevet. Ne preporučuje se sastavljanje prije kupnje ovih rezervnih dijelova - njegove dimenzije ne odgovaraju konfiguraciji budućeg uređaja.

3. Ugradnja i podešavanje vretenaste jedinice s glavnim motorom. Na motor je ugrađen sustav hlađenja. Za uklanjanje curenja koristi se brtvilo - nakon stvrdnjavanja pretvara se u neku vrstu gume.

4. Postavljanje električnih instalacija i kabela, upravljačka ploča, tipka za gašenje u nuždi stroja.

5. Postavljanje i spajanje elektroničke ploče (mikrokontrolera). Možete koristiti, na primjer, elektronički modul poput KY-2012 - petoosni CNC kontroler za drajver koračnog motora s DB-25 kabelom. Većina korisnika preferira mikrokontrolere marke Arduino.

6. Testiranje rada sklopljenog stroja, preuzimanje elektroničkih verzija crteža budućih izradaka, koji će biti izrađeni na ovom stroju.

Ako tehnika dobro funkcionira, tada možete razviti proizvodni plan, kupiti materijale i potrošni materijal za njega i krenuti "na tok" - za izdavanje prve (probne) serije dijelova.

Samostalni CNC stroj zahtijeva minimum pogrešaka i neželjenih pogrešnih proračuna. Samoizrađena jedinica, čak i kada je stvorena za rad isključivo na drvu i plastici, zahtijeva temeljit pristup dizajnu i montaži. Dakle, projekt je spreman – ostaje samo da se provede u praksi.

Krevet, strujni krug, pogon s glavnim motorom, stol za objekte s koračnim motorima u radu ne bi trebali ometati jedni druge. Ništa manje važne komponente su tipka za zaustavljanje u nuždi i daljinski upravljač s gumbima koji mijenjaju brzinu pogona vretena.

Ugradite dijelove koji vam omogućuju podešavanje pomaka pozornice duž osi apscise i ordinate.

Montirajte vreteno. Ugrađuje se tek nakon potpunog završetka radova na tijelu (bez montaže bočnih i stražnjeg zida). Prilikom ugradnje motora ostavite priliku da ovaj pogon pomičete po visini i strogo okomito.

Ostale komponente uključuju spiralni zupčanik koji koristi zupčanike na remenicama i remenu... Ovaj spoj sprječava klizanje remena po remenicama. Ujednačen prijenos zakretnog momenta je gotovo zajamčen.

Kada koristite koračni motor za minijaturni stroj, koriste se komponente nosača iz velikog pisača. Što je model stariji u godini proizvodnje, to je u njima korišten koračni motor snažniji. Matrični pisač smatra se velikim uspjehom: to je više od laserskih i inkjet modela, pogodnih za preinake za takav stroj. Stroj s tri osi zahtijevat će tri od ovih motora. Ako ih sami niste mogli pronaći (koristeći staru opremu za tiskanje), upotrijebite koračne motore kineske marke Nema - samo trebate čekati narudžbu od 10 do 100 dana, a takvi su motori dizajnirani za napon od 12 volti i struju do nekoliko ampera.

Koristeći rotirajući zupčanici (kotači od alatnog čelika), možete pretvoriti zakretni moment u linearni moment. Za maksimalnu preciznost mogu se koristiti upareni dijelovi s kugličnim vijkom (Ball Screws), ali takvi dijelovi nisu jeftino rješenje. Koristeći matice i montažne vijke za ugradnju blokova, osigurajte plastične odstojnike za smanjenje trenja i smanjenje zazora.

Za vreteno se može koristiti bilo koji motor s četkicom ili bez četkica.

Okomito čvorište, koje omogućuje pomicanje alata u tri koordinate, djeluje unutar tablice koordinata. Os je izrađena u obliku aluminijske šipke. Dimenzije ovog dijela moraju odgovarati dimenzijama stroja.

Montaža radnog mehaničkog dijela počinje pričvršćivanjem prvih koračnih motora na okvir.... Nalaze se iza okomite osi. Ovi motori su odgovorni za horizontalno i okomito kretanje. Mobilni portal, koji se kreće duž osi apscise, nosi pogon vretena i oslonac (os koja postavlja visinu radne točke). Što je portal više postavljen, to majstor računa na deblje dijelove pri okretanju. Nedostatak podignutog portala je nestabilnost na povećanu primijenjenu silu.

Za pričvršćivanje koračnog motora, koji je odgovoran za visinske koordinate, kao i ravne tračnice, koristite sve ploče osim bočnih ploča. Ugradite bazu vretena na isto mjesto.

Za pričvršćivanje rotora motora vretena ukosnicom, upotrijebite gumeni namot električnog kabela prilično širokog presjeka. Vijci umetnuti u najlonsku navlaku također imaju svojstva zaključavanja.

Metali i drvo u izradi kućišta mogu se međusobno kombinirati. Dakle, glavna (nosna) konstrukcija je sastavljena od profesionalnih cijevi s debljinom stijenke od 3 mm, a bočne stijenke (poklopci, ploče) mogu biti izrađene od šperploče. No, potporni okvir ne može se sastaviti bez tehnologije zavarivanja - čisto vijčani spojevi možda neće biti dovoljni.

Stroj stječe krajnju snagu deklariranu na crtežu samo zahvaljujući okviru... Na njemu su ugrađeni stol s pokretnim objektima, vretenasti pogon, koračni koordinatni motori, vodilice nalik na tračnice i okomita koordinatna os.

Čelični okvir je višestruko bolji, ali se može i prerano oštetiti. Koristite T-matice kako biste spriječili povlačenje dijelova okvira. Međutim, vijčani spojevi dobro funkcioniraju sa zavarenim spojevima. Završne ploče omogućuju ugradnju ležajeva koji omogućuju slobodno okretanje olovnog vijka duž navoja. Ovdje se koriste klizač i ležaj na vretenu.

Za nesmetan rad programske jedinice koriste se visokokvalitetni radio materijali i radio komponente. Treba izbjegavati kineske tiskane ploče sumnjive kvalitete. Svrha sklopa je postići točno funkcioniranje, bez zamrzavanja softvera i resetiranja tijekom rada.

Uz koračne motore kojima upravljaju elektronički upravljački moduli, koristi se i USB port, pretvorba signala iz kojeg se, primjerice, vrši pomoću adapterskog modula baziranog na RS-485 tehnologiji, koji također pretvara podatke natrag u USB format.

Odaberite onaj koji vam je potreban - sva oprema radi na njemu. Na primjer, moderni mikroprocesorski moduli rade na 3,3 V, a koračni motori - od 12.

Računalo ili prijenosno računalo koristi se za učitavanje/prepisivanje programa na CNC jedinicu. Nedavno su napravljeni pokušaji korištenja dodatnog mikroračunala veličine jednog ili više flash diskova za upravljanje strojem, interakciju sa pametnim telefonima i tabletima putem Wi-Fi ili Bluetootha, no ova tehnologija je još uvijek u fazi dugoročnog razvoja i , radije, odnosi se na "pametne stvari".

• Ni jedan razuman majstor neće sastaviti čak ni krajnje jednostavan stroj bez projekta s crtežom.
• Ispravno uskladite pogon vretena i frekventni pretvarač.
• Nemojte koristiti koračne motore s nestandardnim napajanjem, inače ćete morati instalirati nestandardni izvor napajanja ili modificirati jedan od postojećih. To će pomaknuti konačnu postavku u stranu, zakomplicirati je.
• Nemojte koristiti samo zavarene spojeve - s ekstremnim vibracijama, oni će se jednostavno slomiti.
• Nemojte koristiti pogon kliznog remena: značajna sila može dovesti do čestog klizanja remena.
• Kupite ležajeve i vijke s trostrukim faktorom sigurnosti.

Kako napraviti CNC stroj vlastitim rukama, pogledajte u nastavku.