Kysymykseen CNC-koneen valmistamisesta voidaan vastata lyhyesti. Tietäen, että kotitekoinen CNC-jyrsinkone on yleensä monimutkainen laite, jolla on monimutkainen rakenne, suunnittelijalle on toivottavaa:
- saada piirustuksia;
- ostaa luotettavia komponentteja ja kiinnikkeitä;
- valmistaa hyvä työkalu;
- on käsillä sorvi ja porakoneet CNC nopeaan valmistukseen.
Videon katsominen ei haittaa - eräänlainen ohje, koulutus - mistä aloittaa. Ja aloitan valmistelusta, ostan kaiken tarvitsemasi, käsittelen piirustuksen - täällä oikea ratkaisu aloitteleva rakentaja. Siksi valmisteluvaihe esikokoonpano on erittäin tärkeä.
Esityö
Kotitekoisen CNC-jyrsinkoneen valmistamiseksi on kaksi vaihtoehtoa:
- Otat valmiin juoksevan osasarjan (erityisesti valitut yksiköt), joista kokoamme laitteet itse.
- Etsi (tee) kaikki komponentit ja aloita omin käsin CNC-koneen kokoaminen, joka täyttäisi kaikki vaatimukset.
On tärkeää päättää tarkoituksesta, koosta ja suunnittelusta (miten tehdä ilman piirustusta kotitekoinen kone CNC), etsi suunnitelmat sen valmistamiseksi, osta tai valmista joitain tähän tarvittavia osia, hanki lyijyruuvit.
Jos päätät luoda CNC-koneen itse ja tehdä ilman valmiita kokoonpanoja ja mekanismeja, kiinnikkeitä, tarvitset kootun järjestelmän, jonka mukaan kone toimii.
Yleensä löytää kaaviokuva laitteet, simuloi ensin kaikki koneen yksityiskohdat, valmistele tekniset piirustukset ja käytä niitä sitten sorvaus- ja jyrsinkoneella (joskus joudut käyttämään porakonetta) valmistamaan komponentteja vanerista tai alumiinista. Useimmiten työpinnat (kutsutaan myös työpöydäksi) ovat vaneria, jonka paksuus on 18 mm.
Joidenkin koneen tärkeiden osien kokoaminen
Koneessa, jota aloitit kokoamaan omin käsin, sinun on varustettava useita kriittisiä yksiköitä, jotka varmistavat työvälineen pystysuoran liikkeen. Tässä luettelossa:
- kierrehammaspyörä - pyöriminen välitetään hammashihnalla. Se on hyvä siinä, että se ei luista hihnapyörillä siirtäen tasaisesti voimia jyrsintälaitteen akselille;
- jos minikoneessa käytetään askelmoottoria (SM), on suositeltavaa ottaa vaunu suuremmasta tulostinmallista - se on tehokkaampi; vanhoissa matriisitulostimissa oli riittävän tehokkaat sähkömoottorit;
- kolmiulotteista laitetta varten tarvitset kolme askelmoottoria. No, jos jokaisessa on 5 ohjausjohtoa, minikoneen toimivuus kasvaa. Parametrien arvot kannattaa arvioida: syöttöjännite, käämitysvastus ja askelmoottorin kiertokulma yhdessä vaiheessa. Jokaisen askelmoottorin kytkemiseen tarvitaan erillinen ohjain;
- ruuvien avulla askelmoottorin pyörivä liike muunnetaan lineaariseksi. Saavutus korkean tarkkuuden, monet pitävät palloruuveja (kuularuuvia) tarpeellisena, mutta tämä komponentti ei ole halpa. Valitse mutterisarja ja kiinnitysruuveja asennuslohkoille, valitse ne muovisilla sisäkkeillä, tämä vähentää kitkaa ja eliminoi välyksen;
- askelmoottorin sijasta voit ottaa tavanomaisen sähkömoottorin pienen muutoksen jälkeen;
- pystyakseli, joka mahdollistaa työkalun liikkumisen 3D:ssä peittäen koko alueen koordinaattitaulukko... Se on valmistettu alumiinilevystä. On tärkeää, että akselin mitat mukautuvat laitteen mittoihin. Läsnäollessa muhveliuuni, akseli voidaan valaa piirustusten mittojen mukaan.
Alla on piirros, joka on tehty kolmessa projektiossa: sivukuva, takanäkymä ja ylhäältä katsottuna.
Suurin huomio sänkyyn
Koneen vaaditun jäykkyyden takaa sänky. Siihen on asennettu liikkuva portaali, kiskoohjainjärjestelmä, askelmoottori, työtaso, Z-akseli ja kara.
Esimerkiksi yksi kotitekoisen CNC-koneen luojista teki tukikehyksen Maytecin alumiiniprofiilista - kaksi osaa (leikkaus 40x80 mm) ja kaksi 10 mm paksua päätylevyä samasta materiaalista yhdistäen elementit alumiinikulmilla. Rakenne on vahvistettu, rungon sisällä on pienemmistä neliön muotoisista profiileista tehty runko.
Sänky asennetaan ilman hitsausliitoksia ( hitsit tärinäkuormien siirtäminen on vaikeaa). Kiinnittiminä on parempi käyttää T-muttereita. Päätylevyt on varustettu laakerilohkolla asennusta varten johdinruuvi... Tarvitset holkkilaakerin ja karalaakerin.
Tee-se-itse-CNC-työstökoneen päätehtävänä käsityöläinen määritti valmistaa osia alumiinista. Koska työkappaleet, joiden paksuus oli enintään 60 mm, sopivat hänelle, hän teki 125 mm:n portaalivälyksen (tämä on etäisyys ylemmästä poikittaispalkista työpintaan).
Tämä monimutkainen asennusprosessi
Kerää kotitekoisia CNC-koneita, komponenttien valmistuksen jälkeen on parempi tehdä tiukasti piirustuksen mukaan, jotta ne toimivat. Kokoaminen lyijyruuveilla tulee suorittaa seuraavassa järjestyksessä:
- asiantunteva käsityöläinen aloittaa kiinnittämällä kaksi ensimmäistä askelmoottoria runkoon - laitteen pystyakselin taakse. Yksi on vastuussa vaakasuuntaisesta liikkeestä jyrsintäpää(kiskoohjaimet) ja toinen pystytasossa liikkumiseen;
- X-akselia pitkin liikkuvassa portaalissa on jyrsintäkara ja tuki (z-akseli). Mitä korkeampi portaali on, sitä suurempi työkappale voidaan käsitellä. Mutta korkealla portaalilla käsittelyprosessin aikana vastustuskyky nouseville kuormille laskee;
- Z-akselin askelmoottorin kiinnittämiseen, lineaariohjaimiin, käytä etu-, taka-, ylä-, keski- ja alalevyjä. Tee samassa paikassa jyrsintäkara;
- käyttö on koottu huolellisesti valituista muttereista ja pulteista. Kiinnitä moottorin akseli ja kiinnitä se pulttiin käyttämällä paksun sähkökaapelin kumikäämitystä. Pidike voidaan ruuveilla, jotka on työnnetty nylonholkkiin.
Sitten alkaa jäljellä olevien komponenttien ja kotitekoisten tuotteiden kokoonpanot.
Asennamme koneen elektronisen täytön
CNC-koneen valmistamiseksi omin käsin ja sen käyttämiseksi sinun on käytettävä oikein valitulla numeerisella ohjauksella, korkealaatuisilla painetuilla piirilevyillä ja elektronisilla komponenteilla (varsinkin jos ne ovat kiinalaisia), joiden avulla voit toteuttaa kaiken CNC:llä kone toiminnallisuutta, käsittelee monimutkaisen kokoonpanon osaa.
Hallintaongelmien välttämiseksi kotitekoisissa CNC-koneissa solmujen joukossa on pakolliset:
- askelmoottorit, osa pysähtyi esim. Nema;
- LPT-portti, jonka kautta CNC-ohjausyksikkö voidaan liittää koneeseen;
- ohjaimien ohjaimet, ne on asennettu minijyrsinkoneeseen, joka on kytketty kaavion mukaisesti;
- kytkintaulut (ohjaimet);
- 36 V:n teholähdeyksikkö, jossa on muuntaja, joka muuntaa 5 V:ksi ohjauspiirin virransyöttöä varten;
- kannettava tietokone tai tietokone;
- painike, joka vastaa hätäpysäytystoiminnosta.
Vasta sen jälkeen CNC-koneet testataan (samaan aikaan käsityöläinen tekee koeajon lataamalla kaikki ohjelmat), ja olemassa olevat puutteet tunnistetaan ja poistetaan.
Päätelmän sijaan
Kuten näette, CNC:n valmistaminen, joka ei ole huonompi kuin kiinalaiset mallit, on todellista. Tehtyään sarjan varaosia sopivan kokoinen Laadukkaat laakerit ja riittävästi kiinnittimiä kokoamista varten, tämä tehtävä on ohjelmistokehityksestä kiinnostuneiden käsissä. Sinun ei tarvitse etsiä esimerkkiä pitkään.
Alla olevassa kuvassa on esimerkkejä koneista, joissa on numeerinen ohjaus, jotka ovat samojen käsityöläisten, ei ammattilaisten, valmistamia. Yhtään osaa ei tehty hätäisesti, mielivaltaisen kokoisena, vaan se sopii lohkoon erittäin tarkasti, akselien huolellisella kohdistuksella, laadukkailla johtoruuveilla ja luotettavat laakerit... Väite on totta: kun keräät, työskentelet.
Duralumiiniaihioiden CNC-työstö. Tällaisella käsityöläisen kokoamalla koneella voit suorittaa paljon jyrsintätöitä.
Nyt hieman tarkemmin pääkokoonpanosta.
Joten kehyksen kokoamiseen tarvitset seuraavat komponentit:
- Profiilisegmentit 2020 (kaksi pituussuuntaista, 5 poikittaista, 2 pystyosaa)
- Profiilikulmat 16 kpl
- T-mutterit M3 tai M4 uralle-6mm
- Ruuvit asennukseen T-muttereilla (M3 tai M4, vastaavasti, 8 ... 10 mm, plus M3x12 moottoreiden asennusta varten)
- Välikappale (kulma 45°)
- Työkalu (ruuvimeisseli)
Kerran aloitin keskustelun profiilista, niin vain siltä varalta, että kopioin profiilin ostamisesta ja leikkaamisesta Soberizavodilta
Se on rakenteellista.
Ostin kokoon leikatun profiilisarjan 2418:aan.
Vaihtoehtoja on kaksi - päällystämätön profiili (halvempi) ja päällystetty (anodisoitu). Hintaero on pieni, suosittelen pinnoitettua, varsinkin jos sitä käytetään rullaohjaimina. 
Valitse haluamasi profiilityyppi 2020 ja kirjoita sitten "cut to size". Muuten voit ostaa yhden kappaleen (piikan) 4 metrille. Muista laskettaessa, että yhden leikkauksen hinta vaihtelee profiilista riippuen. Ja se 4 mm asetetaan leikkauksen päälle. 
Syötä viivaosien mitat. Tein 2418-koneesta hieman isomman, nämä ovat seitsemän 260 mm:n osaa ja kaksi pystyosaa 300 mm. Pystysuoraa voidaan pienentää. Jos tarvitset pidemmän koneen, niin kaksi pitkittäisosaa ovat suurempia, esimerkiksi 350 mm, poikittaiset myös 260 mm kumpikin (5 kpl). 
Vahvistamme (on tarpeen lisätä leikkaustaulukkoon) 
Korin tarkistus 
Profiili saadaan 667r:llä leikkauspalvelun mukana. 
Toimituksen suorittaa TC, voit laskea kustannukset laskimella, koska tiedät profiilin mitat, paino on laskettu erittäin hyvin leikkaustaulukossa. Laskemiseen tarvitset vaihtoehdon "lastin nouto toimittajalta". Toimitus Business Linesin kautta maksaa vähemmän, noin 1000 ruplaa.
Voit noutaa sen Moskovassa. 
Yhdessä paikassa on toimisto, varasto ja työpaja, jossa profiili leikataan mittoihin. Näyttelyssä on näytteitä, voit noutaa profiilin paikan päällä.
Joten aloitamme kehyksen kokoamisen penkki kone 2418.
Tässä leikattu profiili.
Tässä mallissa lisäsin Z-akselia (hieman pari cm enemmän kuin muissa) voidakseni käyttää konetta CNC-porakoneena.
Alkuperäisessä Z-akseli on lyhin. Se on jo sinun päätettävissä tavoitteidesi mukaan. Työkentän pidentämiseksi sinun on ostettava kaksi profiilin osaa (pituussuuntainen pari) tarvittavan pituuden verran (esim. +10 cm), vastaavasti ohjaimet (+10 cm 8 mm:n akseliparille) ja ruuvia (+10 cm T8-ruuville) pidennetään. Rahasta tulee melko halvalla kuulosti +10 cm: profiilin 10 + 10 cm hinta on noin 40 r, ohjaimet ja ruuvi maksavat plus 6 dollaria (sekki).
Tässä ovat kulmat, jotka on valmisteltu asennusta varten 
Näin T-mutterit tulee asentaa uraan. Et voi pujottaa sitä päästä, vaan asenna se suoraan profiilin uraan sivuttain, mutta ohjaa sitten mutterin pyörimistä ja asennusta, koska näin ei aina tapahdu, tarvitset jonkin verran taitoa. 
Profiili leikattu siististi, ei jäysteitä 
Profiili kaksikymmentä, eli 2020-sarjasta, vastaavasti 20mm x 20mm muutoksilla, 6mm ura. 
Joten ensin keräämme rungon U-muotoisen osan, kiinnitämme kaksi profiilin pitkittäistä osaa ja yhden äärimmäisen poikkipalkin. Suuri merkitys kummalta puolelta kerätä, mutta muista, että keskellä on poikkipalkki, joka siirretään lähemmäs takaosaa. Se on osa pystytasoa, ja siirtymän koko riippuu Z-akselin ylityksestä ja karasta. Sijoitettu siten, että karan pyörimisakseli on koneen keskellä (Y-akseli).
Seuraavaksi keräämme keskimmäisen poikkipalkin. On kätevämpää asentaa ensin molemmat kulmat profiilin osaan ja kiinnittää se ja asentaa se sitten runkoon.
Levitämme profiilin osan, mittaamme saman etäisyyden viivaimella, kiristämme ruuvit. Ruuvit on kiristettävä hitaasti, jotta T-mutteri pääsee kääntymään ja asettumaan uraan. Jos se ei toimi ensimmäisellä kerralla, löysää mutteri uudelleen ja toista. 
Asenna vaakakehyksen viimeinen pala. Pitkällä ruuvimeisselillä on helpompi ryömiä. Älä ole laiska ja tarkista tuloksena olevan rakenteen oikeat kulmat neliöllä ja diagonaali viivaimella. 
Koska rakenteen kulmat on suunnattu toisiaan kohti, ei ole tärkeää, missä järjestyksessä koota. Tein kuten perussuunnittelu CNC2418. Mutta intuitio ehdottaa, että on järkevää lisätä profiilien välistä etäisyyttä, varsinkin kun portaalin korkeus on suurempi. Okei, se voidaan tehdä myöhemmin. 
Seuraavaksi alamme koota pystysuoran portaalin kiinnitystä 
Asennamme kootun portaalin vaakasuoraan osaan, kiinnitä se 6 kulmalla (asennettu kolmen sivun suuntaan pystyprofiilista). 
Määritämme, tarkkailemme segmenttien perpediculariteettia (gonia pitkin). Sitten hän kiristi kaikki ruuvit vuorotellen. 
Alkuperäisessä versiossa käytetään erityistä 45 °:n ekstruusiokulmaa pystysuoran vahvistamiseen. En löytänyt vastaavaa myynnissä, vaihdoin sen 3D-tulostettuun. Linkki malliin on aiheen lopussa.
Päivittää: se selvisi myös alkuperäisessä 3D-tulostuksessa.
Jos mitään, voit korvata sen rei'itetyillä kiinnikkeillä kaupoista tai huonekalujen kulmista. Tämä ei vaikuta laatuun millään tavalla. 
Ensi silmäyksellä muotoilu osoittautui vankkaksi, ei horjuvaksi. Voidaan nähdä, että levy moottorilla on lyhyempi kuin jarrusatulat KP08 + SK8. Levitän sitä laajemmalle. 
Itse asiassa tämä kehys on kopio CNC2418-koneen samanlaisesta suunnittelusta, paitsi että en suoraan kopioinut mittoja, tein hieman enemmän, jotta ohjaimista ja ruuveista jää vähemmän romua.
Runkokokoonpano on valmis, nyt voit aloittaa moottoreiden asennuksen. Käytän 3D-tulostettuja laippoja moottoreiden asennukseen. Ylempi on suositeltavaa koota ohjaimilla, alemmat ilman pidikkeitä, koska Y-akselin tulisi olla leveämpi. On suositeltavaa asentaa Y-akseli SK8- ja KP08-jarrusatulaan, kuten alkuperäisessä koneessa. Itse jarrusatulat voidaan tulostaa tulostimelle tai ostaa (linkit aiheen lopussa, ja olivat myös ensimmäisessä viestissä).
Yhdelle akselille (X- ja Y-akselillani on sama pituus) otin "tähtäyksen". En vielä tiennyt "toiveitani" koneen koon suhteen. Tämän seurauksena ruuvin leikkaukset menevät Z-akselille, sinun tarvitsee vain ostaa messinki T8-mutteri. 
Pakattu pahvilaatikkoon, jokaisen osan sisällä pussissa erikseen 
Sarja näyttää tältä: moottori lyhyellä johdolla, T8-johtoruuvi, kaksi KP08-jarrusatulaa ja kaksi 5x8-kytkintä. 
On samanlainen ja, samoin kuin ilman moottoria (jarrusatulat ja mutteri).
Jos otat ilman suuri varasto, niin 400 mm versio toimii hyvin koneen "suurennetussa versiossa".
Lisätiedot - kuva sarjasta erikseen
Moottorimerkintä RB Step Motor 42SHDC3025-24B-500, istuin Nema17 
Sisältää lyhyen johdon liitäntää varten. Kätevästi voit yksinkertaisesti lisätä pituutta koskematta liittimiin. 
T8 ruuvi, mutteri 
Satulat KR08. 
Se on kätevä kiinnittää profiiliin. Jos asennuksessa käytetään leveää laippaa, on parempi käyttää KFL08-jarrusatulaversiota, jonka avulla voit kiinnittää ruuvin ei profiiliin, vaan laippaan. 
5x8 kytkin - jaettu kytkin moottorin akselin kytkemiseen potkuriin. 
Näin alkuperäinen moottori kiinnittyy X-akselille pienelle alumiinilevylle.
Tein saman asian, vain painolevyn kanssa. Samalla se on tuki oppaille.
Olen jo katkaissut Z-akselin ruuvin ylimääräisen pituuden (Z-akseli on toistaiseksi työn alla, tiedot ovat erillisiä, todennäköisesti myös 3D-tulostettuina).
Todennäköisimmin moottorin johtoja on pidennettävä, jotta ne voidaan sijoittaa varovasti profiilia pitkin ylempi osa elektroniikkalevyyn (todennäköisimmin CNC Shield). Eikä haittaisi asentaa rajakytkimet ääriasentoihin.
Perustiedot kokoonpanosta on jo olemassa, voit alkaa arvioimaan kustannuksia))))
Kustannukset
Nyt, kuten ensimmäisen osan kommenteissa pyydettiin, ehdotan, että keskustellaan kustannuksista. Luonnollisesti kulutin vähemmän kuin ilmoitettu, koska moottorit ja suurin osa komponentteja, joita minulla oli varastossa. Voimakkaasti halvempaa tulee olemaan, jos käytät kotitekoisia painettuja kulmia profiilille, jarrusatulatille, laippoille ja niin edelleen. Työstää porakonetta painetut piirilevyt ja jyrsintä pehmeät materiaalit se tuskin vaikuttaa. Toinen hyvä vaihtoehto on käyttää rei'itettyjä levyjä rakennus-/tavaraliikkeistä. Se soveltuu kulmien vahvistamiseen, myös pystysuoraan, ja moottorin asennukseen edellyttäen, että keskiosa porataan akselin alle. Rei'itettyjen kiinnikkeiden sijasta voit käyttää kotitekoista alumiinilevy tai vaneria.
Ehdottomasti pitää ostaa profiili 2020 muuten se on täysin erityyppinen kone. Voit tehdä saman alumiinikulmasta tai suorakaiteen muotoinen putki, mutta vain taiteen rakkaudesta))) On olemassa optimaalisempia malleja jäykkyyden kannalta kulmasta / putkesta kokoamista varten.
Tarvitset ehdottomasti profiilin T-pähkinät... Voit ostaa T-pultteja, mutta T-mutterit ovat monipuolisempia (koska voit käyttää minkä tahansa pituista ruuvia).
Mutta loput voidaan muuttaa harkintasi mukaan, voit jopa vaihtaa alustan ruuvi T8 käyttää hiusneula valmistettu ruostumattomasta teräksestä. Ellei askelmäärä millimetriä kohden joudu laskemaan uudelleen laiteohjelmistossa.
Moottorit voidaan poistaa vanhoista laitteista / toimistolaitteista ja ajoittaa istuimet jo tietylle tyypille.
Elektroniikka melkein mikä tahansa (Anduino UNO / Anduino Nano, CNCShield, Mega R3 + Ramps, A4988 / DRV8825 ajurit, voit käyttää sovitinkorttia Mach3- ja TB6600-ajureille. Mutta elektroniikan valintaa rajoittaa käytettävä ohjelmisto.
Poraamiseen voit käyttää mitä tahansa moottori tasavirta, jonka avulla voit asentaa holkkiistkan ja jolla on kunnollinen liikevaihto. V perusversio on nopea moottori 775. Jyrsinnässä voit käyttää 300 watin b / c karaa ER11 holkilla, mutta tämä nostaa huomattavasti koneen kokonaiskustannuksia.
Arvioitu kustannusarvio:
profiili 2020 (2,5 metriä) = 667r
profiili 2080 (0,5 metriä) työpöydällä = 485 r
2 x 300 mm 2 x 25 dollaria
... 20 kappaleen erä maksaa 5,5 dollaria toimituskuluineen
noin 4 ruplaa / kpl jos otat iso paketti... Tarvitset vähintään 50 kappaletta (kiinnitysmoottorit, jarrusatulat). Ruuveja en laske niihin, yleensä muutama kopikka/kpl, riippuen laadusta. Yhteensä noin 400 ... 500 ruplaa.
Moottorit 3 kpl 8,25 dollaria kappale
Elektroniikka 2 dollaria
$3.5
A4988 kolme 1 dollari
Kone tulee ulos noin 111 dollarilla. Jos lisäät karan:
$9
$7.78,
sitten kokonaishinta noin 128 dollaria
En arvosta 3D-tulostettuja osia. Voidaan korvata rei'itetyillä levyillä/kulmilla kreppitorista ja vastaavista liikkeistä. En myöskään arvioi johtoja, sähköteippiä ja käytettyä aikaa.
Muistutan, että kaikissa CNC2418-varustelutasoissa ei ole niin hyviä 775-moottoreita ja lisäksi ER11-holkkia.
Vaihtoehdot halvempaa.
Ja siksi haluan, että osana tätä ohjeartikkelia teette yhdessä projektin kirjoittajan, 21-vuotiaan mekaanikon ja suunnittelijan kanssa omasi. Kertomus on ensimmäisessä persoonassa, mutta sinun tulee tietää, että suureksi harmikseni en jaa kokemuksiani, vaan kerron vain vapaasti uudelleen tämän projektin kirjoittajan.
Tässä artikkelissa tulee olemaan melko paljon piirustuksia., muistiinpanot heille tehdään osoitteessa Englannin kieli, mutta olen varma, että todellinen teknikko ymmärtää kaiken ilman pitkiä puheita. Havainnon helpottamiseksi jaan tarinan "askeisiin".
Esipuhe kirjoittajalta
Unelmoin jo 12-vuotiaana koneen rakentamisesta, jolla pystyisi luomaan monenlaista. Kone, jolla voin tehdä minkä tahansa kodin esineen. Kaksi vuotta myöhemmin törmäsin lauseeseen CNC tai tarkemmin sanottuna lause "CNC-jyrsinkone"... Sen jälkeen kun sain selville, että on ihmisiä, jotka pystyvät tekemään sellaisen koneen itse omiin tarpeisiinsa, omaan oma autotalli, tajusin, että minäkin pystyn siihen. minun täytyy tehdä se! Kolmen kuukauden ajan yritin koota oikeat osat, mutta en horjunut. Joten pakkomielleeni katosi vähitellen.
Elokuussa 2013 ajatus CNC-jyrsinkoneen rakentamisesta valtasi minut jälleen. Olin juuri valmistunut Teollisen muotoilun yliopistosta perustutkintoa, joten olin aika luottavainen omiin kykyihini. Nyt ymmärsin selvästi eron minun tänään ja viisi vuotta sitten. Opin työskentelemään metallin kanssa, hallitsin manuaalisilla metallintyöstökoneilla työskentelyn tekniikat, mutta mikä tärkeintä, opin käyttämään kehitystyökaluja. Toivon, että tämä opetusohjelma inspiroi sinua luomaan oman CNC-koneen!
Vaihe 1: suunnittelu ja CAD-malli
Kaikki alkaa harkitusta suunnittelusta. Tein luonnoksia saadakseni paremman kuvan tulevan koneen koosta ja muodosta. Sen jälkeen tein CAD-mallin SolidWorksilla. Kun olin mallintanut koneen kaikki osat ja kokoonpanot, valmistelin tekniset piirustukset. Tein näiden piirustusten avulla osia manuaalisilla metallintyöstökoneilla: ja.
Rehellisesti sanottuna rakastan hyvää käteviä työkaluja... Siksi yritin varmistaa, että toiminta toimii huolto ja koneen säätö tehtiin mahdollisimman helposti. Laitoin laakerit sisään erityiset lohkot jotta se voidaan vaihtaa nopeasti. Kiskot ovat huollettavissa, joten koneeni on aina puhdas, kun se on valmis.
Lataukset "Vaihe 1"
mitat
Vaihe 2: sänky
Sänky antaa koneelle tarvittavan jäykkyyden. Sen päälle asennetaan siirrettävä portaali, askelmoottorit, Z-akseli ja kara sekä myöhemmin työtaso. Pohjarungon luomiseen käytin kahta 40x80mm Maytec alumiiniprofiilia ja kahta 10mm alumiinipäätylevyä. Liitin kaikki elementit toisiinsa alumiinikulmissa. Päärungon sisällä olevan rakenteen vahvistamiseksi tein pienemmistä osista nelikulmaisen lisäkehyksen.
Välttääkseni edelleen pölyn pääsyä ohjaimiin, asensin suojaavat kulmat alumiinista. Kulma asennetaan T-muttereilla, jotka asennetaan yhteen profiilin uriin.
Laakerilohkot on asennettu molempiin päätylevyihin käyttöruuvia varten.
Kantokehyksen kokoonpano
Kulmat ohjaimien suojaamiseksi
Lataukset "Vaihe 2"
Piirustukset sängyn pääelementeistä
Vaihe 3: Portaali
Siirrettävä portaali on koneesi toimeenpaneva elementti, se liikkuu X-akselia pitkin ja kantaa jyrsintäkaraa ja Z-akselin tukea Mitä korkeampi portaali on, sitä paksumpaa työkappaletta voit työstää. Korkea portaali kestää kuitenkin vähemmän käsittelyn aikana syntyviä kuormia. Portaalin korkeat sivutolpat toimivat vipuina suhteessa lineaariset laakerit rullaa.
Päätehtävä, jonka suunnittelin ratkaisevani CNC-jyrsinkoneellani, on alumiiniosien käsittely. Koska sopivien alumiiniaihioiden enimmäispaksuus on 60 mm, päätin tehdä portaalin välyksen (etäisyys työpinnasta ylempään poikkipalkkiin) 125 mm:ksi. SolidWorksissä muunsin kaikki mittani malliksi ja teknisiksi piirroksiksi. Osien monimutkaisuuden vuoksi työstin ne teollisessa CNC-työstökeskuksessa, mikä mahdollisti lisäksi viisteiden käsittelyn, mikä olisi erittäin vaikeaa tehdä manuaalisella metallijyrsinkoneella.
Lataukset "Vaihe 3"
Vaihe 4: Z-akselin jarrusatula
Z-akselin suunnittelussa käytin etupaneelia, joka kiinnittyy Y-akselin kulkulaakereihin, kahta levyä kokoonpanon vahvistamiseen, levyä askelmoottorin kiinnittämiseen ja paneelia jyrsintäkaran asentamiseen. Etupaneeliin asensin kaksi profiiliohjainta, joita pitkin kara liikkuu Z-akselia pitkin Huomioi, että Z-akselin ruuvissa ei ole vastatukea pohjassa.
Lataukset "Vaihe 4"
Vaihe 5: oppaat
Ohjaimet mahdollistavat liikkumisen kaikkiin suuntiin, varmistavat sujuvat ja tarkat liikkeet. Mikä tahansa vastaisku johonkin suuntaan voi aiheuttaa epätarkkuuksia tuotteidesi käsittelyssä. Valitsin kalleimman vaihtoehdon - profiloidut karkaistut teräskiskot. Näin rakenne kestää suuria kuormituksia ja tarjoaa tarvitsemani paikannustarkkuuden. Ohjainten yhdensuuntaisuuden varmistamiseksi käytin erityistä ilmaisinta niiden asennuksen aikana. Suurin poikkeama toisiinsa nähden oli enintään 0,01 mm.
Vaihe 6: ruuvit ja hihnapyörät
Ruuvit muuttavat pyörivän liikkeen askelmoottoreista lineaariliikkeeksi. Koneesi suunnittelussa voit valita tälle yksikölle useita vaihtoehtoja: Ruuvi-mutteri tai kuula-ruuvipari (kuularuuvi). Ruuvin mutteri on yleensä alttiina kitkavoimille käytön aikana, ja se on myös vähemmän tarkka verrattuna kuularuuviin. Jos tarvitset parempaa tarkkuutta, sinun on ehdottomasti valittava kuularuuvi. Mutta sinun pitäisi tietää, että kuularuuvit ovat melko kalliita.
Verkossa on paljon samankaltaisia tarinoita, enkä luultavasti yllätä ketään, mutta ehkä tämä artikkeli on hyödyllinen jollekin. Tämä tarina alkoi vuoden 2016 lopulla, kun ystäväni, kumppani testilaitteiden kehittämisessä ja tuotannossa, keräsi tietyn summan rahaa. Jotta ei vain jäänyt rahat väliin (tämä on nuori asia), päätimme sijoittaa ne liiketoimintaan, jonka jälkeen mieleen tuli ajatus CNC-koneen tekemisestä. Minulla oli jo kokemusta tällaisten laitteiden rakentamisesta ja työstämisestä, ja päätoimialamme on suunnittelu ja metallintyöstö, joka liittyi ideaan CNC-koneen rakentamiseen.
Silloin alkoi liike, joka jatkuu tähän päivään ...
Kaikki jatkui CNC-aiheisten foorumien tutkimisen ja konesuunnittelun peruskonseptin valinnan myötä. Päätettyään aiemmin tulevalla koneella ja sen työkentällä käsiteltävät materiaalit, ilmestyivät ensimmäiset paperiluonnokset, jotka siirrettiin myöhemmin tietokoneelle. Kolmiulotteisen mallinnuksen KOMPAS 3D ympäristössä kone visualisoitiin ja alkoi kasvaa pieniä yksityiskohtia ja vivahteita, jotka osoittautuivat enemmän kuin haluaisimme, ratkaisemme joitain tähän päivään asti.
Yksi ensimmäisistä päätöksistä oli määritellä koneella käsiteltävät materiaalit ja koneen työalueen koko. Mitä tulee materiaaleihin, ratkaisu oli melko yksinkertainen - puu, muovi, komposiitti materiaalit ja ei-rautametallit (pääasiassa duralumiini). Koska tuotantomme on pääosin metallintyöstökoneita, joskus tarvitaan kone, joka prosessoi nopeasti kaarevaa rataa pitkin melko helposti prosessoitavia materiaaleja, mikä alentaisi myöhemmin tilattujen osien valmistuskustannuksia. Perustuu valittuihin materiaaleihin, toimitetaan pääasiassa arkkipakkauksissa vakiokoot 2,44x1,22 metriä (GOST 30427-96 vanerille). Pyöristettyämme nämä mitat, päädyimme seuraaviin arvoihin: 2,5x1,5 metriä, työtilaa ehdottomasti, työkalun nostokorkeutta lukuun ottamatta, tämä arvo valittiin ruuvipuristimen asennusmahdollisuuden vuoksi ja oletimme, että meillä ei olisi 200 mm paksumpia aihioita. Otimme myös huomioon sen hetken, jos on tarpeen käsitellä minkä tahansa yli 200 mm:n pituisen levyosan päätypintaa, tätä varten työkalu ylittää koneen alustan mittojen ja itse osa / työkappale on kiinnitetty alustan päätysivuun, prosessoimalla siten osan päätypintaa.
Koneen suunnittelu on esivalmistettu runkoalusta 80-luvulta muotoiltu putki seinällä 4mm. Pohjan pituuden molemmille puolille on kiinnitetty 25:nnen vakiokoon profiilivalssausohjaimet, joihin on asennettu portaali, joka on valmistettu kolmen alustan kanssa hitsatun yhteen hitsatun profiiliputken muodossa.
Kone on neliakselinen ja jokaista akselia ohjaa kuularuuvi. Kaksi akselia on sijoitettu yhdensuuntaisesti koneen pitkän sivun kanssa, ne on yhdistetty ohjelmistolla ja viitattu X-koordinaattiin. Vastaavasti loput kaksi akselia ovat Y- ja Z-koordinaatteja.
Miksi he pysähtyivät esivalmistettuun runkoon: alun perin he halusivat tehdä puhtaasti hitsatun rakenteen upotetuilla hitsatuilla levyillä jyrsintään, ohjaimien ja kuularuuvitukien asennukseen, mutta he eivät löytäneet riittävän suurta koordinaattijyrsintä jyrsintää varten. Jouduin piirtämään esivalmistetun rungon, jotta pystyisimme työstämään kaikki osat itse tuotannossa olevilla metallintyöstökoneilla. Jokainen valokaarihitsaukselle altistunut osa on hehkutettu sisäisen jännityksen lievittämiseksi. Lisäksi kaikki liitospinnat jyrsittiin ja asennuksen jälkeen niitä jouduttiin raapimaan paikoin.
Eteenpäin kiipeämällä haluan heti sanoa, että rungon kokoonpano ja valmistus osoittautui koneen rakentamisen aikaa vievimmäksi ja taloudellisesti kalleimmaksi tapahtumaksi. Alkuperäinen idea täyshitsatulla rungolla ohittaa mielestämme esivalmistetun rakenteen kaikilta osin. Vaikka monet saattavat olla kanssani eri mieltä.
Haluan tehdä varauksen heti, että emme harkitse alumiinirakenneprofiilista valmistettuja koneita täällä, tämä on enemmänkin toisen artikkelin asia.
Jatkaessaan koneen kokoamista ja keskustelemalla siitä foorumeilla, monet alkoivat neuvoa diagonaalisten teräspuomien valmistamista rungon sisä- ja ulkopuolelle lisäämään jäykkyyttä. Emme laiminlyöneet tätä neuvoa, mutta lisäsimme rakenteeseen myös puomit, koska runko osoittautui melko massiiviseksi (noin 400 kg). Ja projektin päätyttyä kehä peitetään teräslevyllä, joka lisäksi sitoo rakenteen.
Siirrytään nyt tämän projektin mekaaniseen kysymykseen. Kuten aiemmin mainittiin, koneen akseleiden liike tehtiin halkaisijaltaan 25 mm ja 10 mm nousulla olevan kuularuuviparin kautta, jonka pyöriminen välittyy askelmoottoreilta, joissa on 86 ja 57 laippa. Aluksi sen piti pyörittää itse potkuria päästäkseen eroon tarpeettomasta välyksestä ja lisävaihteista, mutta se ei ollut ilman niitä ottaen huomioon, että moottorin ja potkurin suoralla kytkennällä jälkimmäinen alkaisi kiertyä. suurilla nopeuksilla, varsinkin kun portaali on ääriasennoissa. Ottaen huomioon, että ruuvien pituus X-akselilla oli lähes kolme metriä ja vähemmän painumista varten, laitettiin halkaisijaltaan 25 mm ruuvi, muuten 16 mm ruuvi riittäisi.
Tämä vivahde paljastui jo osien valmistuksen aikana, ja tämä ongelma oli tarpeen ratkaista nopeasti tekemällä pyörivä mutteri, ei ruuvi, joka lisäsi suunnitteluun ylimääräisen laakerikokoonpanon ja hihnakäytön. Tämä ratkaisu mahdollisti myös tukien välisen ruuvin kiristämisen.
Pyörivän mutterin rakenne on melko yksinkertainen. Aluksi valittiin kaksi kartiokuulalaakeria, jotka peilataan kuularuuvimutteriin, kun kierre oli katkaistu aiemmin päästään, kiinnittämään laakerikuula mutteriin. Laakerit yhdessä mutterin kanssa asetettiin koteloon, ja koko rakenne on puolestaan kiinnitetty portaalipylvään päähän. Kuularuuvien etuosassa mutterit kiinnitettiin ruuveihin siirtymäholkilla, joka käännettiin koottaessa karan päälle, jotta se kartioi. Siihen laitettiin hihnapyörä ja se kiristettiin kahdella lukkomutterilla.
Ilmeisesti jotkut teistä kysyvät: "Miksi et käyttäisi telinettä siirtomekanismina?" Vastaus on melko yksinkertainen: palloruuvi tarjoaa paikannustarkkuuden, suuremman käyttövoiman ja vastaavasti vähemmän vääntömomenttia moottorin akselille (tämän muistin heti mailalta). Mutta on myös haittoja - alhaisempi liikenopeus ja jos otamme normaalilaatuiset ruuvit, vastaavasti hinta.
Otimme muuten TBI-firmalta palloruuvit ja mutterit, tarpeeksi budjettivaihtoehto, mutta laatu on myös sopiva, koska otetusta 9 metristä ruuvia jouduttiin heittämään ulos 3 metriä, koska geometristen mittojen poikkeaman vuoksi mikään muttereista ei vain ruuvattu kiinni ...
Liukuohjaimina käytettiin HIWIN:n valmistamia 25 mm kiskon vakiokokoisia profiiliohjaimia. Niiden asennusta varten jyrsittiin asennusurat ohjainten välisen yhdensuuntaisuuden säilyttämiseksi.
Palloruuvikannattimet päätettiin tehdä omillaan, ne osoittautuivat kahden tyyppisiksi: tuet pyöriville ruuveille (Y- ja Z-akselit) ja tuet ei-pyöriville ruuveille (X-akseli). Pyörivien ruuvien tukia voi ostaa, koska säästöjä johtuu itsetehty 4 yksityiskohtaa tuli vähän esiin. Toinen asia on ei-pyörivien ruuvien tuet - tällaisia tukia ei löydy myynnistä.
Aiemmin sanotun mukaan X-akselia ohjataan pyörivillä muttereilla ja hihnan läpi vaihdejuna... Lisäksi päätettiin tehdä kaksi muuta akselia Y ja Z hihnapyörän läpi, mikä lisää liikkuvuutta siirretyn vääntömomentin muuttamisessa, lisää estetiikkaa, koska moottori ei asenneta kuularuuvin akselille, vaan sen sivulle. sitä lisäämättä koneen mittoja.
Nyt siirrytään sujuvasti sähköinen osa, ja aloitetaan käytöistä, niiksi valittiin askelmoottorit, tietysti halvemman hinnan syistä palautemoottoreihin verrattuna. X-akselille asennettiin kaksi moottoria 86. laipalla, Y- ja Z-akseleille moottorille, jossa oli 56. laippa, vain eri maksimivääntömomentilla. Alla yritän esitellä täydellinen lista ostetut osat...
Koneen sähköpiiri on melko yksinkertainen, askelmoottorit on kytketty ohjaimiin, jotka puolestaan on kytketty liitäntäkorttiin, joka kytkeytyy myös rinnakkais-LPT-portin kautta henkilökohtaiseen tietokoneeseen. Käytin 4 kuljettajaa, yksi kullekin moottorille. Kaikki ajurit toimitettiin samalla tavalla asennuksen ja kytkennän yksinkertaistamiseksi, maksimivirta 4A ja jännite 50V. CNC-koneiden liitäntäkorttina käytin suhteellisen budjettivaihtoehtoa, alkaen kotimainen valmistaja kuten verkkosivuilla on ilmoitettu paras tapa... Mutta en vahvista tai kiellä tätä, lauta on yksinkertainen sovelluksessaan ja mikä tärkeintä, että se toimii. Aikaisemmissa projekteissani käytin kiinalaisten valmistajien levyjä, ne myös toimivat, eivätkä eroa reunallaan juurikaan tässä projektissa käyttämistäni levyistä. Huomasin kaikissa näissä levyissä, että yksi ei ehkä ole merkittävä, mutta miinus, voit asentaa niihin vain enintään 3 rajakytkintä, mutta vähintään kaksi tällaista kytkintä tarvitaan jokaiselle akselille. Vai enkö vain tajunnut sitä? Jos meillä on 3 aksiaalinen kone, sitten meidän on asetettava vastaavasti Rajakytkimet koneen nollakoordinaateissa (tätä kutsutaan myös " kotiasento") Ja useimmissa äärimmäiset koordinaatit niin, että toimintakentän epäonnistuessa tai puuttuessa tämä tai tuo akseli ei yksinkertaisesti epäonnistu (ei yksinkertaisesti katkea). Kaaviossani käytin: 3 pääteanturia ilman kosketusinduktiivisia antureita ja hätäpainiketta "E-STOP" sienen muodossa. Tehoosa saa virtansa kahdesta 48 V hakkuriteholähteestä. ja 8A. 2,2 kW vesijäähdytteinen kara, vastaavasti kytketty taajuusmuuttajan kautta. Kierrokset asetetaan henkilökohtaiselta tietokoneelta, koska taajuusmuuttaja on kytketty liitäntäkortin kautta. Kierroksia säädetään muuttamalla jännitettä (0-10 volttia) vastaavassa taajuusmuuttajan lähdössä.
Kaikki sähkökomponentit paitsi moottorit, kara ja rajakytkimet asennettiin sähköön metallinen kaappi... Kaikki koneen ohjaus tapahtuu henkilökohtaiselta tietokoneelta, löysimme vanhan PC:n ATX-emolevyltä. Olisi parempi, jos he kutistuisivat hieman ja ostaisivat pienen mini-ITX:n integroidulla prosessorilla ja näytönohjaimella. Sähkölaatikon pienen koon ansiosta kaikkia komponentteja tuskin sijoitettiin sisälle, ne piti sijoittaa riittävän lähelle toisiaan. Laatikon pohjalle laitoin kolme pakotettua jäähdytystuuletinta, koska ilma laatikon sisällä oli erittäin kuumaa. Etupuolelle ruuvattiin metallikansi, jossa oli reiät virtapainikkeille ja hätäpysäytyspainikkeille. Myös tälle alustalle laitettiin pistorasia PC:n käynnistämistä varten, poistin sen vanhan minitietokoneen kotelosta, harmi ettei se toiminut. Laatikon takapäästä kiinnitettiin myös kansi, siihen laitettiin reiät 220V virtalähteen, askelmoottoreiden, karan ja VGA-liittimen liittimille.
Kaikki johdot moottoreista, karasta sekä sen jäähdytyksen vesiletkut vedettiin sisään joustava kaapeli 50 mm leveät toukkatyyppiset kanavat.
Mitä tulee ohjelmisto, sitten Windows XP asennettiin sähkökotelossa olevaan PC:hen, ja konetta ohjattiin yhtä yleisimmistä Mach3-ohjelmista. Ohjelma on konfiguroitu liitäntäkortin dokumentaation mukaisesti, siellä kaikki on kuvattu melko selkeästi ja kuvin. Miksi juuri Mach3, mutta kaikesta huolimatta minulla oli kokemusta, kuulin muista ohjelmista, mutta en ottanut niitä huomioon.
Tekniset tiedot:
Työtila, mm: 2700x1670x200;
Akselin liikenopeus, mm / min: 3000;
Karan teho, kW: 2,2;
Mitat, mm: 2800x2070x1570;
Paino, kg: 1430.
Osaluettelo:
Profiiliputki 80x80 mm.
Metallinauha 10x80mm.
Kuularuuvit TBI 2510, 9 metriä.
Kuularuuvimutterit TBI 2510, 4 kpl.
Profiiliohjaimet HIWIN vaunu HGH25-CA, 12 kpl.
HGH25 kisko, 10 metriä.
Askelmoottorit:
NEMA34-8801: 3 kpl.
NEMA 23_2430: 1 kpl.
Hihnapyörä BLA-25-5M-15-A-N14: 4 kpl.
Hihnapyörä BLA-40-T5-20-A-N 19: 2 kpl.
Hihnapyörä BLA-30-T5-20-A-N14: 2 kpl.
Liitäntäkortti StepMaster v2.5: 1 kpl.
Askelmoottoriohjain DM542: 4kpl. (Kiina)
Hakkurivirtalähde 48V, 8A: 2 kpl. (Kiina)
Taajuusmuuttaja 2,2 kW:lle. (Kiina)
Kara 2,2 kW. (Kiina)
Luettelin tavallaan tärkeimmät yksityiskohdat ja komponentit, jos en sisällyttänyt jotain, kirjoita kommentteihin, lisään.
Kokemuksia koneesta: Lopulta, lähes puolentoista vuoden jälkeen, lanseerasimme koneen silti. Ensin säädettiin akselien paikannustarkkuutta ja niiden maksiminopeutta. Kokeneempien kollegoiden mukaan suurin nopeus 3 m / min ei ole korkea ja sen tulisi olla kolme kertaa suurempi (puun, vanerin jne. käsittelyyn). Saavuttamamme nopeudella portaalia ja muita niissä käsin (koko keholla) lepääviä kirveitä tuskin voi pysäyttää - ryntäävät kuin tankki. Testit alkoivat vanerin työstämisellä, leikkuri käy kuin kello, koneesta ei tule tärinää, mutta ne myös syventyivät maksimissaan 10 mm kerralla. Vaikka sen jälkeen ne alkoivat syventää matalampaan syvyyteen.
Puun ja muovin kanssa leikkimisen jälkeen päätimme pureskella duralumiinia, tässä olin iloinen, vaikka aluksi rikoin useita halkaisijaltaan 2 mm: n leikkureita valittaessa leikkaustiloja. Dural leikkaa erittäin luotettavasti ja saadaan melko puhdas leikkaus käsiteltyä reunaa pitkin.
Terästä ei ole vielä käsitelty, mutta luulen, että kone ainakin vetää kaiverruksen, ja jyrsinnässä kara on heikko, se on sääli tappaa.
Ja muu kone tekee erinomaista työtä sille osoitetuilla tehtävillä.
Johtopäätös, mielipide tehdystä työstä: Työtä tehtiin ei pieni, olimme melko väsyneitä, koska kukaan ei perunut päätyötä. Kyllä, ja paljon rahaa on sijoitettu, en sano tarkkaa määrää, mutta se on noin 400t.r. Kokoonpanokustannusten lisäksi valtaosa kustannuksista ja suurin osa vaivannäöstä meni alustan tekemiseen. Vau kuinka kyllästyimme siihen. Muuten kaikki tehtiin sitä mukaa kun varoja, aikaa ja valmiita osia saatiin kokoonpanon jatkamiseen.
Kone osoittautui varsin tehokkaaksi, melko kovaksi, massiiviseksi ja laadukkaaksi. Hyvän paikannustarkkuuden ylläpitäminen. Mitattaessa duralumiinista valmistettua neliötä, jonka mitat ovat 40x40, tarkkuus osoittautui + - 0,05 mm. Suurempien osien käsittelytarkkuutta ei mitattu.
Mitä seuraavaksi…: Työtä koneessa riittää vielä pölysulkujen muodossa - suojaamalla ohjaimia ja kuularuuveja, päällystämällä koneen kehän ympäri ja asentamalla pohjan keskelle limityksiä, jotka muodostavat 4 isoa hyllyä jäähdytystilavuutta varten. kara, työkalujen ja laitteiden varastointi. He halusivat varustaa yhden alustan neljänneksistä neljännellä akselilla. Karaan on myös asennettava sykloni pölylastujen poistamiseksi ja keräämiseksi, varsinkin jos käsittelet puuta tai tekstioliittia, pöly lentää niistä kaikkialle ja laskeutuu kaikkialle.
Mitä tulee koneen tulevaan kohtaloon, kaikki ei ole yksiselitteistä, koska minulla oli alueellinen kysymys (muutin toiseen kaupunkiin), ja nyt ei ole melkein ketään, joka käsittelee konetta. Ja yllä olevat suunnitelmat eivät ole tosiasia, että ne toteutuvat. Kukaan ei olisi voinut kuvitella tätä kaksi vuotta sitten. Lisää tageja