Na otázku, ako vyrobiť CNC stroj, je možné stručne odpovedať. Vedieť, že doma vyrobená CNC fréza je vo všeobecnosti komplexné zariadenie so zložitou štruktúrou, je pre projektanta žiaduce:
- získať plány;
- nákup spoľahlivých komponentov a spojovacích prvkov;
- pripraviť dobrý nástroj;
- mať sústruh a vŕtačky CNC na rýchlu výrobu.
Nie je na škodu sledovať video - akýsi návod, školenie - kde začať. A začnem s prípravou, kúpim všetko potrebné, vysporiadam sa s kresbou - tu správne rozhodnutie nováčik konštruktér. preto prípravná fáza predmontáž je veľmi dôležitá.
Prípravné práce
Na výrobu domácej CNC frézky existujú dve možnosti:
- Vezmete si hotovú bežeckú sadu dielov (špeciálne vybrané jednotky), z ktorých si sami zostavíme zariadenie.
- Nájdite (vyrobte) všetky komponenty a pustite sa do montáže CNC stroja vlastnými rukami, ktorý by spĺňal všetky požiadavky.
Je dôležité rozhodnúť o účele, veľkosti a dizajne (ako postupovať bez kresby domáci stroj CNC), nájdite schémy na jeho výrobu, nákup alebo výrobu niektorých dielov, ktoré sú na to potrebné, získajte vodiace skrutky.
Ak sa rozhodnete vytvoriť CNC stroj sami a zaobídete sa bez hotových sád zostáv a mechanizmov, spojovacích prvkov, potrebujete schému zostavenú podľa toho, ako bude stroj fungovať.
Obvykle hľadanie schematický diagram zariadenia, najskôr simulujte všetky detaily stroja, pripravte technické výkresy a potom ich použite na sústružníckom a frézovacom stroji (niekedy potrebujete použiť vŕtačku) na výrobu komponentov z preglejky alebo hliníka. Pracovnými plochami (nazývanými aj pracovný stôl) sú najčastejšie preglejky s hrúbkou 18 mm.
Zostavenie niektorých dôležitých častí stroja
V stroji, ktorý ste začali montovať vlastnými rukami, musíte zabezpečiť niekoľko kritických jednotiek, ktoré zabezpečujú zvislý pohyb pracovného nástroja. V tomto zozname:
- špirálové ozubené koleso - otáčanie sa prenáša pomocou ozubeného remeňa. Je dobrý v tom, že nekĺzne po kladkách a rovnomerne prenáša sily na hriadeľ frézovacieho zariadenia;
- ak sa pre mini stroj používa krokový motor (SM), je vhodné vziať vozík z väčšieho modelu tlačiarne - je výkonnejší; staré maticové tlačiarne mali dostatočne silné elektrické motory;
- pre trojrozmerné zariadenie budete potrebovať tri krokové motory. Ak je v každom z nich 5 riadiacich vodičov, funkčnosť mini-stroja sa zvýši. Stojí za to vyhodnotiť hodnotu parametrov: napájacie napätie, odpor vinutia a uhol natočenia krokového motora v jednom kroku. Na pripojenie každého krokového motora je potrebný samostatný ovládač;
- pomocou skrutiek sa rotačný pohyb z krokového motora prevedie na lineárny. Za úspech vysoká presnosť, mnohí považujú za nevyhnutné mať guľové skrutky (guľové skrutky), ale táto súčasť nie je lacná. Výberom sady matíc a upevňovacích skrutiek pre montážne bloky ich vyberte pomocou plastových vložiek, čím sa zníži trenie a eliminuje sa vôľa;
- namiesto krokového motora môžete po malej úprave vziať konvenčný elektrický motor;
- vertikálna os, ktorá umožňuje nástroju pohybovať sa v 3D a pokrývať celý súradnicová tabuľka... Je vyrobený z hliníkového plechu. Je dôležité, aby boli rozmery náprav prispôsobené rozmerom zariadenia. V prítomnosti muflová pec, os je možné odliať podľa rozmerov výkresov.
Nasleduje výkres vytvorený v troch projekciách: bočný pohľad, pohľad zozadu a pohľad zhora.
Maximálna pozornosť posteli
Potrebnú tuhosť stroja zaisťuje posteľ. Je na ňom nainštalovaný pohyblivý portál, systém koľajnicových vedení, krokový motor, pracovná plocha, os Z a vreteno.
Napríklad jeden z tvorcov domáceho CNC stroja vyrobil nosný rám z hliníkového profilu Maytec - dve časti (prierez 40x80 mm) a dve koncové dosky s hrúbkou 10 mm z rovnakého materiálu spájajúce prvky s hliníkovými rohmi. Konštrukcia je vystužená, vo vnútri rámu je rám vyrobený z menších profilov v tvare štvorca.
Posteľ je namontovaná bez použitia zváraných spojov ( zvary je ťažké prenášať vibračné zaťaženie). Ako spojovacie prvky je lepšie použiť T-matice. Koncové dosky sú vybavené ložiskovým blokom na montáž vodiaca skrutka... Budete potrebovať puzdro a ložisko vretena.
Hlavnú úlohu vlastného CNC obrábacieho stroja určil remeselník na výrobu dielov z hliníka. Pretože pre neho boli vhodné obrobky s maximálnou hrúbkou 60 mm, urobil portálovú vôľu 125 mm (to je vzdialenosť od horného priečneho nosníka k pracovnej ploche).
Tento komplikovaný proces inštalácie
Zbierajte domáce CNC stroje, po príprave komponentov je lepšie striktne podľa výkresu, aby fungovali. Proces montáže pomocou vodiacich skrutiek by mal byť vykonaný v nasledujúcom poradí:
- znalý remeselník začína pripevnením prvých dvoch krokových motorov k telu - za zvislou osou zariadenia. Jeden je zodpovedný za horizontálny pohyb frézovacia hlava(koľajnicové vedenia), a druhé na pohyb vo zvislej rovine;
- Pohyblivý portál pohybujúci sa pozdĺž osi X nesie frézovacie vreteno a podperu (os z). Čím vyšší je portál, tým väčší môže byť obrobok spracovaný. Ale na vysokom portáli v procese spracovania klesá odolnosť voči vznikajúcim zaťaženiam;
- Na upevnenie krokového motora osi Z, lineárnych vedení, použite prednú, zadnú, hornú, strednú a dolnú dosku. Na tom istom mieste urobte ubytovanie pre frézovacie vreteno;
- pohon je zostavený zo starostlivo vybraných matíc a čapov. Na upevnenie hriadeľa motora a jeho pripevnenie na vlásenku použite gumové vinutie hrubého elektrického kábla. Držiak je možné skrutkami zasunúť do nylonového puzdra.
Potom sa začne montáž zostávajúcich komponentov a zostáv domácich výrobkov.
Namontujeme elektronickú výplň stroja
Ak chcete vyrobiť CNC stroj vlastnými rukami a ovládať ho, musíte pracovať so správne zvoleným numerickým ovládaním, kvalitnými doskami s plošnými spojmi a elektronickými komponentmi (najmä ak sú čínske), ktoré vám umožnia implementovať všetko na CNC stroj funkčnosť, spracovanie časti komplexnej konfigurácie.
Aby sa predišlo problémom s riadením, domáce CNC stroje medzi uzlami majú tieto povinné:
- krokové motory, niektoré zastavili napríklad Nema;
- Port LPT, prostredníctvom ktorého je možné k stroju pripojiť riadiacu jednotku CNC;
- ovládače pre regulátory, sú inštalované na mini frézke, pripojenej podľa schémy;
- rozvádzače (ovládače);
- 36V napájacia jednotka so stupňovitým transformátorom konvertujúcim na 5V na napájanie riadiaceho obvodu;
- prenosný počítač alebo počítač;
- tlačidlo zodpovedné za núdzové zastavenie.
Až potom sa testujú CNC stroje (zatiaľ čo remeselník vykoná testovací beh načítaním všetkých programov), existujúce nedostatky sa identifikujú a odstránia.
Namiesto záveru
Ako vidíte, výroba CNC, ktorá nie je nižšia ako čínske modely, je skutočná. Po vyrobení sady náhradných dielov s správnu veľkosť Vďaka vysoko kvalitným ložiskám a dostatočnému počtu spojovacích prvkov na montáž je táto úloha v rukách tých, ktorí sa zaujímajú o softvérové inžinierstvo. Nebudete musieť dlho hľadať príklad.
Nasledujúca fotografia zobrazuje niekoľko ukážok strojov s numerické ovládanie, ktoré vyrábajú rovnakí remeselníci, nie profesionáli. Žiadna časť nebola vyrobená narýchlo, ľubovoľnej veľkosti, ale pasuje na blok s veľkou presnosťou, s dôkladným vyrovnaním osí, použitím vysokokvalitných vodiacich skrutiek a s spoľahlivé ložiská... Tvrdenie je pravdivé: ako budete zbierať, budete pracovať.
CNC obrábanie duralových polotovarov. S takýmto strojom, ktorý zostavil zručný remeselník, môžete vykonať veľa frézovacích prác.
Teraz trochu viac podrobností o hlavnej zostave.
Na zostavenie rámu budete potrebovať nasledujúce komponenty:
- Profilové profily 2020 (dve pozdĺžne, 5 priečnych, 2 zvislé časti)
- Profilové rohy 16 ks
- T-matice M3 alebo M4 pre drážku-6 mm
- Skrutky na montáž s T-maticami (M3 alebo M4, respektíve 8 ... 10 mm, plus M3x12 na montáž motorov)
- Rozpera (uhol pri 45 °)
- Nástroj (skrutkovač)
Akonáhle som začal rozhovor o profile, potom pre prípad, že by som duplikoval o nákupe a vystrihnutí profilu zo Soberizavodu
Je to konštrukčné.
Kúpil som si profilovú súpravu na mieru pre 2418.
Existujú dve možnosti - nepotiahnutý profil (lacnejší) a potiahnutý (eloxovaný). Rozdiel v nákladoch je malý, odporúčam natierať, najmä ak sa používajú ako vodiace kladky. 
Vyberte požadovaný typ profilu 2020 a potom zadajte „vystrihnúť na veľkosť“. V opačnom prípade si môžete kúpiť jeden kus (bič) na 4 metre. Pri výpočte majte na pamäti, že náklady na jeden rez sú rôzne, v závislosti od profilu. A na rez sú položené 4 mm. 
Zadajte rozmery segmentov čiar. Stroj 2418 som trocha zväčšil, jedná sa o sedem sekcií 260 mm a dve vertikálne časti 300 mm. Vertikál môže byť zmenšený. Ak potrebujete dlhší stroj, potom sú dve pozdĺžne časti väčšie, napríklad 350 mm, priečne sú tiež po 260 mm (5 kusov). 
Potvrdzujeme (je potrebné pridať do rezného grafu) 
Kontrola koša 
Profil sa získa pri 667 ot spolu so službou rezania. 
Dodávku vykonáva TC, náklady môžete vypočítať pomocou kalkulačky, pretože poznáte rozmery profilu, hmotnosť je veľmi dobre vypočítaná v reznom grafe. Na výpočet potrebujete možnosť „vyzdvihnutie nákladu od dodávateľa“. Doručenie Business Lines bude stáť menej, asi 1 000 rubľov.
Môžete si ho vyzdvihnúť v Moskve. 
Na jednom mieste je kancelária, sklad a dielňa, kde je profil narezaný na mieru. K dispozícii je vitrína so vzorkami, profil si môžete vyzdvihnúť na mieste.
Začneme teda zostavovať rám lavicový stroj 2418.
Tu je rezaný profil.
V tomto prevedení som zvýšil os Z (o niečo viac o pár cm ako ostatné), aby som stroj používal ako CNC vŕtačku.
V origináli je os Z najkratšia. Je už na vás, aby ste sa rozhodli podľa svojich cieľov. Na predĺženie pracovného poľa je potrebné kúpiť dve časti profilu (pozdĺžny pár) viac o požadovanú dĺžku (napríklad +10 cm), respektíve vodítka (+10 cm pre pár 8 mm hriadeľov) a skrutka (+10 cm pre skrutku T8) sa predĺžia. Za peniaze vyjde celkom lacno znejúce +10 cm: cena 10 + 10 cm profilu je asi 40 r, vodítka a skrutka budú stáť plus 6 dolárov (kontrola).
Tu sú rohy pripravené na montáž 
Takto by mali byť T-matice nainštalované v štrbine. Nemôžete ho navliecť od konca, ale nainštalovať ho priamo do drážky profilu bokom, ale potom ovládať otáčanie a inštaláciu matice, pretože sa to vždy nestane, potrebujete určitú zručnosť. 
Profil je čistý, bez otrepov 
Profil dvadsať, to znamená zo série 2020, s rozmermi 20 mm x 20 mm, so 6 mm drážkou. 
Najprv teda zostavíme časť rámu v tvare U, pripevníme dve pozdĺžne časti profilu a jeden extrémny priečnik. Veľký význam ktorú stranu zbierať, ale majte na pamäti, že existuje centrálna priečka, ktorá je posunutá bližšie k zadnej časti. Je súčasťou zvislej roviny a posun je závislý od osi Z a previsu vretena. Umiestnené tak, aby os otáčania vretena bola vycentrovaná na stroji (os Y).
Ďalej zbierame stredný priečnik. Je pohodlnejšie najskôr nainštalovať obidva rohy na časť profilu a opraviť ich a potom ich nainštalovať do rámu.
Aplikujeme časť profilu, zmeráme rovnakú vzdialenosť pravítkom, utiahneme skrutky. Skrutky je potrebné uťahovať pomaly, dať čas, aby sa matica T otočila a zaujala svoju pozíciu v drážke. Ak to nefunguje prvýkrát, znova povoľte maticu a opakujte. 
Nainštalujte posledný kus horizontálneho rámu. Je pohodlnejšie plaziť sa dlhým skrutkovačom. Nebuďte leniví a skontrolujte pravé uhly výslednej štruktúry pomocou štvorca a uhlopriečky pomocou pravítka. 
Pretože rohy konštrukcie smerujú k sebe, nie je dôležité, v akom poradí sa majú zostaviť. Urobil som ako v základný dizajn CNC2418. Intuícia však naznačuje, že má zmysel zväčšovať vzdialenosť medzi profilmi, najmä pri väčšej výške portálu. Dobre, to sa dá urobiť neskôr. 
Ďalej začneme montovať držiak vertikálneho portálu 
Zostavený portál nainštalujeme na vodorovnú časť, upevníme ho 6 rohmi (inštalovanými v smere troch strán od zvislého profilu). 
Inštalujeme, sledujeme perpedikulárnosť segmentov (pozdĺž gonu). Potom postupne utiahol všetky skrutky. 
V origináli je na spevnenie vertikály použitý špeciálny 45 ° uhol vytláčania. V predaji som nenašiel podobný, nahradil som ho 3D tlačeným. Odkaz na model je na konci témy.
Aktualizácia: ukázalo sa to aj v pôvodnej 3D tlači.
Pokiaľ niečo, môžete to nahradiť perforovanými spojovacími prvkami z obchodov alebo rohov nábytku. Kvalitu to nijako neovplyvní. 
Na prvý pohľad sa ukázalo, že dizajn je solídny, nie kývavý. Je vidieť, že doska s motorom je kratšia ako zväzok strmeňov KP08 + SK8. Rozširujem to širšie. 
V skutočnosti je tento rám kópiou podobného dizajnu stroja CNC2418, okrem toho, že som priamo nekopíroval rozmery, urobil som trochu viac, aby bolo menej útržkov z vodítok a skrutiek.
Zostava rámu je dokončená, teraz môžete začať s inštaláciou motorov. Na montáž motorov používam 3D tlačené príruby. Horné je vhodné vyrobiť spolu s vodiacimi držiakmi, spodné bez držiakov, pretože os Y by mala byť širšia. Na strmene SK8 a KP08 sa odporúča nainštalovať os Y, ako v pôvodnom stroji. Samotné strmene je možné vytlačiť na tlačiarni alebo kúpiť (odkazy na konci témy a boli aj v prvom príspevku).
Pre jednu z osí (osi X a Y mám rovnakú dĺžku) som vzal „zameriavač“. Ešte som nepoznal svoje „priania“ k veľkosti stroja. Výsledkom je, že odrezky zo skrutky pôjdu k osi Z, stačí si kúpiť mosadznú maticu T8. 
Bol zabalený v kartónovej škatuli, vo vnútri každej časti vo vrecku zvlášť 
Súprava vyzerá takto: motor s krátkym drôtom, skrutkou T8, dvoma strmeňmi KP08 a dvoma spojkami 5x8. 
Existuje podobný a tiež bez zapnutého motora (s strmeňmi a maticou).
Ak sa užíva bez veľké zásoby, potom 400 mm verzia bude dobre fungovať pre „zväčšenú verziu“ stroja
Doplňujúce informácie - fotografia súpravy samostatne
Označenie motora Krokový motor RB 42SHDC3025-24B-500, sedadlo Nema17 
Obsahuje krátky vodič na pripojenie. Pohodlne môžete dĺžku jednoducho predĺžiť bez toho, aby ste sa dotkli konektorov. 
Skrutka T8, matica 
Strmene KR08. 
Je vhodné pripojiť sa k profilu. Ak sa na inštaláciu používa široká príruba, potom je lepšie použiť verziu posuvného meradla KFL08, ktorá vám umožní namontovať skrutku nie na profil, ale na prírubu. 
Spojka 5x8 - delená spojka na pripojenie hriadeľa motora k vrtuli. 
Takto sa pôvodný motor montuje na os X. Na malý hliníkový plech.
To isté som urobil, iba s tlačovou doskou. Zároveň to bude podpora pre sprievodcov.
Extra dĺžku skrutky pre os Z som už odrezal (os Z je zatiaľ v procese, informácie budú samostatné, s najväčšou pravdepodobnosťou aj 3D vytlačené).
S najväčšou pravdepodobnosťou bude potrebné predĺžiť vodiče motora, aby ste ich opatrne položili pozdĺž profilu vyššia časť na dosku elektroniky (s najväčšou pravdepodobnosťou CNC štít). A nezaškodilo by nainštalovať koncové spínače do extrémnych polôh.
Základné informácie o zostave už existujú, môžete začať odhadovať náklady))))
Kalkulácia nákladov
Teraz, ako sa požaduje v komentároch v prvej časti, navrhujem prediskutovať náklady. Prirodzene som strávil menej, ako je uvedené, pretože motory a väčšina komponenty, ktoré som mal na sklade. Silne lacnejšie bude, ak použijete pre profil domáce tlačené rohy, strmene, príruby atď. Na prácu vŕtačky dosky plošných spojov a frézovanie mäkké materiály je nepravdepodobné, že by to ovplyvnilo. Ďalšou dobrou možnosťou je použiť dierované dosky zo stavebných / úžitkových predajní. Bude slúžiť na spevnenie rohov vrátane zvislého a na inštaláciu motora za predpokladu, že stredová časť bude vyvŕtaná pod hriadeľom. Namiesto perforovaných spojovacích prvkov môžete použiť domáce výrobky z hliníkový plech alebo preglejka.
Rozhodne treba kúpiť profil 2020 inak to bude úplne iný typ stroja. To isté môžete urobiť z hliníkového rohu alebo obdĺžnikové potrubie, ale iba pre lásku k umeniu))) Existuje optimálnejšia konštrukcia z hľadiska tuhosti na montáž z rohu / potrubia.
Profil určite potrebujete T-orechy... Môžete si kúpiť T-skrutky, ale T-matice sú univerzálnejšie (pretože môžete použiť akúkoľvek dĺžku skrutky).
Ostatné však môžete zmeniť podľa vlastného uváženia, dokonca môžete vymeniť aj podvozok skrutka T8 používať vlásenka vyrobené z nehrdzavejúcej ocele. Pokiaľ sa vo firmvéri nebude musieť započítať počet krokov na mm.
Motory je možné odstrániť zo starého zariadenia / kancelárskeho vybavenia a naplánovať ho sedadlá už pre konkrétny typ.
Elektronika takmer akýkoľvek (ovládače Anduino UNO / Anduino Nano, CNCShield, Mega R3 +, rampy A4988 / DRV8825, môžete použiť dosku adaptéra pre ovládače Mach3 a TB6600. Ale výber elektroniky je obmedzený použitým softvérom.
Na vŕtanie môžete použiť akékoľvek motor jednosmerný prúd, ktorý vám umožňuje nainštalovať klieštinové skľučovadlo a má slušný obrat. IN základná verzia existuje vysokorýchlostný motor 775. Na frézovanie môžete použiť 300 W b / c vretená s klieštinou ER11, čo však výrazne zvyšuje náklady na stroj ako celok.
Približné náklady:
profil 2020 (2,5 metra) = 667r
profil 2080 (0,5 metra) na ploche = 485 r
2 x 300 mm 2x 25 dolárov
... 20-kusová zásielka vyjde na 5,5 dolára s poštovným
asi 4 rubľov / kus, ak vezmete veľké balenie... Potrebujete najmenej 50 kusov (upevňovacie motory, strmene). Nepočítam k nim skrutky, spravidla niekoľko kopejok / kus, podľa kvality. Celkovo asi 400 ... 500 rubľov.
Motory 3 ks, každý 8,25 USD
Elektronika 2 doláre
$3.5
A4988 tri 1 dolár
Stroj vyjde na približne 111 dolárov. Ak pridáte vreteno:
$9
$7.78,
potom celkové náklady asi 128 dolárov
Oceňujem 3D tlačené diely. Môžu byť nahradené perforovanými platňami / rohmi z krepového trhu a podobných obchodov. Tiež neodhadujem drôty, elektrickú pásku a strávený čas.
Pripomeniem, že nie všetky úrovne výbavy CNC2418 majú také dobré motory 775 a navyše klieštinu ER11.
Varianty lacnejšie.
A tak v rámci tohto inštruktážneho článku chcem, aby ste si spolu s autorom projektu, 21-ročným mechanikom a konštruktérom, vyrobili svoj vlastný. Rozprávanie bude v prvej osobe, ale vedzte, že na moju veľkú ľútosť nezdieľam svoje skúsenosti, ale iba voľne prerozprávam autora tohto projektu.
V tomto článku bude dosť veľa kresieb., poznámky k nim sú robené na anglický jazyk, ale som si istý, že skutočný technik všetkému porozumie bez ďalších okolkov. Pre uľahčenie vnímania rozdelím príbeh na „kroky“.
Predslov od autora
Už vo veku 12 rokov som sníval o tom, že zostrojím stroj, ktorý bude schopný vytvárať rôzne veci. Stroj, ktorý mi umožní vyrobiť si akýkoľvek predmet do domácnosti. O dva roky neskôr som na toto slovné spojenie narazil CNC alebo presnejšie fráza "CNC fréza"... Potom, čo som zistil, že existujú ľudia, ktorí sú schopní vyrobiť taký stroj sami pre svoje vlastné potreby, vo svojich vlastná garáž, Uvedomil som si, že to tiež dokážem. Musím to urobiť! Tri mesiace som sa snažil dať dohromady tie správne časti, ale neustúpil som. Moja posadnutosť teda postupne vyprchala.
V auguste 2013 ma opäť chytila myšlienka postaviť CNC frézku. Práve som absolvoval bakalársky titul na univerzite priemyselného dizajnu, takže som si bol celkom istý svojimi schopnosťami. Teraz som jasne pochopil rozdiel medzi mnou dnes a mnou pred piatimi rokmi. Naučil som sa pracovať s kovom, zvládol som techniku práce na ručných obrábacích strojoch, ale čo je najdôležitejšie, naučil som sa používať vývojové nástroje. Dúfam, že vás tento návod inšpiruje k vytvoreniu vlastného CNC stroja!
Krok 1: návrh a model CAD
Všetko to začína premysleným dizajnom. Urobil som niekoľko náčrtov, aby som lepšie porozumel veľkosti a tvaru budúceho stroja. Potom som vytvoril CAD model pomocou SolidWorks. Potom, čo som vymodeloval všetky diely a zostavy stroja, pripravil som technické výkresy. Tieto výkresy som použil na výrobu dielov na ručných kovoobrábacích strojoch: a.
Úprimne povedané, milujem dobro šikovné nástroje... Preto som sa pokúsil zaistiť, aby operácie pokračovali údržba a nastavenie stroja bolo vykonané čo najľahšie. Vložil som ložiská špeciálne bloky aby bolo možné rýchlo nahradiť. Koľajnice sú funkčné, takže môj stroj bude po dokončení vždy čistý.
Stiahnutie „Krok 1“
rozmery
Krok 2: posteľ
Posteľ dodáva stroju potrebnú tuhosť. Na ňom bude nainštalovaný pohyblivý portál, krokové motory, os Z a vreteno, neskôr pracovná plocha. Na vytvorenie základného rámu som použil dva hliníkové profily Maytec 40x80 mm a dve hliníkové koncové dosky 10 mm. Všetky prvky som navzájom spojil na hliníkových rohoch. Na posilnenie štruktúry vo vnútri hlavného rámu som vyrobil ďalší štvorcový rám z menších sekcií.
Aby sa ďalej zabránilo vnikaniu prachu na vodidlá, nainštaloval som ochranné rohy vyrobené z hliníka. Roh je namontovaný pomocou T-matíc, ktoré sú inštalované v jednej z drážok profilu.
Bloky ložísk sú namontované na oboch koncových doskách, aby sa do nich zmestila skrutka pohonu.
Zostava nosného rámu
Uhly na ochranu vodidiel
Stiahnutie „Krok 2“
Výkresy hlavných prvkov postele
Krok 3: Portál
Pohyblivý portál je výkonným prvkom vášho stroja, pohybuje sa pozdĺž osi X a nesie frézovacie vreteno a podperu osi Z. Čím vyšší je portál, tým hrubší obrobok môžete obrábať. Vysoký portál je však menej odolný voči zaťaženiam, ktoré vznikajú počas spracovania. Vysoké bočné stĺpiky portálu pôsobia vo vzťahu k pákam lineárne ložiská valcovanie.
Hlavnou úlohou, ktorú som plánoval vyriešiť na svojej CNC frézke, je spracovanie hliníkových dielov. Pretože maximálna hrúbka vhodných hliníkových prírezov je 60 mm, rozhodol som sa, že vôľa portálu (vzdialenosť od pracovnej plochy k hornému priečniku) bude 125 mm. V SolidWorks som previedol všetky svoje merania na modelové a technické výkresy. Vzhľadom na zložitosť dielov som ich spracoval na priemyselnom CNC obrábacom centre, čo mi dodatočne umožnilo spracovať skosenia, čo by sa na ručnej frézke kovov robilo veľmi ťažko.
Stiahnutie „Krok 3“
Krok 4: Posuvné meradlo osi Z.
Pri konštrukcii osi Z som použil prednú dosku, ktorá sa pripevňuje k cestovným ložiskám osi Y, dve dosky na vystuženie zostavy, dosku na uchytenie krokového motora a dosku na namontovanie frézovacieho vretena. Na predný panel som nainštaloval dve vodidlá profilu, pozdĺž ktorých sa bude vreteno pohybovať pozdĺž osi Z. Upozorňujeme, že skrutka osi Z nemá v spodnej časti opierku počítadla.
Stiahnutie „Krok 4“
Krok 5: sprievodcovia
Vodítka poskytujú možnosť pohybu všetkými smermi, zaisťujú plynulé a presné pohyby. Akákoľvek vôľa v jednom zo smerov môže spôsobiť nepresnosti pri spracovaní vašich produktov. Vybral som si najdrahšiu možnosť - profilované koľajnice z tvrdenej ocele. To umožní konštrukcii vydržať vysoké zaťaženie a poskytne potrebnú presnosť polohovania. Aby som zaistil, že vodítka sú rovnobežné, pri ich inštalácii som použil špeciálny indikátor. Vzájomná maximálna odchýlka nebola väčšia ako 0,01 mm.
Krok 6: skrutky a kladky
Skrutky prevádzajú rotačný pohyb z krokových motorov na lineárny pohyb. Pri navrhovaní vášho stroja si môžete vybrať niekoľko možností pre túto jednotku: Pár dvojíc skrutiek-matíc alebo guľôčok-skrutiek (guľová skrutka). Skrutková matica je počas prevádzky spravidla viac vystavená trecím silám a je tiež menej presná v porovnaní s guľovou skrutkou. Ak potrebujete zvýšenú presnosť, určite sa musíte rozhodnúť pre guľôčkovú skrutku. Mali by ste však vedieť, že guľové skrutky sú dosť drahé.
Na internete je veľa podobných príbehov a asi nikoho neprekvapím, ale možno bude tento článok niekomu nápomocný. Tento príbeh sa začal koncom roku 2016, keď môj priateľ, partner vo vývoji a výrobe testovacích zariadení, nazhromaždil určitú sumu peňazí. Aby sme peniaze len tak nepreskočili (jedná sa o mladú vec), rozhodli sme sa ich investovať do podnikania, po ktorom prišla na myseľ myšlienka výroby CNC stroja. Už som mal skúsenosti s stavbou a prácou s týmto druhom zariadení a hlavnou oblasťou našej činnosti je dizajn a obrábanie kovov, ktoré myšlienku sprevádzalo pri stavbe CNC stroja.
Práve vtedy sa začalo hnutie, ktoré pokračuje dodnes ...
Všetko pokračovalo štúdiom fór venovaných témam CNC a výberom základnej koncepcie konštrukcie stroja. Po predchádzajúcom rozhodnutí o materiáloch, ktoré sa majú spracovať na budúcom stroji a jeho pracovnom poli, sa objavili prvé papierové skice, ktoré boli neskôr prenesené do počítača. V prostredí trojrozmerného modelovania KOMPAS 3D bol stroj vizualizovaný a začal prerastať malé detaily a nuansy, ktorých sa ukázalo viac, ako by sme chceli, niektoré riešime dodnes.
Jedným z počiatočných rozhodnutí bolo definovať materiály, ktoré sa majú spracovať na stroji, a veľkosť pracovnej plochy stroja. Pokiaľ ide o materiály, riešenie bolo celkom jednoduché - drevo, plast, kompozitných materiálov a neželezných kovov (hlavne duralu). Pretože máme vo výrobe hlavne kovoobrábacie stroje, niekedy potrebujeme stroj, ktorý by rýchlo spracoval materiály s krivkou trajektóriou, ktoré sa dajú pomerne ľahko spracovať, a to by následne znížilo náklady na výrobu objednaných dielov. Na základe vybraných materiálov, dodávaných hlavne v listových obaloch, s štandardné veľkosti 2,44 x 1,22 metra (GOST 30427-96 pre preglejku). Po zaokrúhlení týchto rozmerov sme prišli na nasledujúce hodnoty: 2,5 x 1,5 metra, pracovný priestor rozhodne, s výnimkou výšky zdvihu nástroja, bola táto hodnota zvolená z dôvodov možnosti inštalácie zveráku a predpokladali sme, že nebudeme mať polotovary hrubšie ako 200 mm. Vzali sme do úvahy aj tento moment, ak je potrebné spracovať čelnú stranu akéhokoľvek plechu s dĺžkou viac ako 200 mm, nástroj tým presahuje rozmery základne stroja a samotný diel / obrobok je pripevnené k koncovej strane základne, čím sa spracuje koncová strana súčiastky.
Konštrukcia stroja je prefabrikovaná rámová základňa z 80. rokov tvarovaná rúra so stenou 4 mm. Na oboch stranách dĺžky základne sú upevnené vodiace lišty profilov 25. štandardnej veľkosti, na ktoré je nainštalovaný portál vyrobený vo forme troch profilových rúr zváraných dohromady rovnakej veľkosti ako základňa.
Stroj je štvorosový a každá os je poháňaná guľovou skrutkou. Dve osi sú umiestnené rovnobežne s dlhou stranou stroja, spárované softvérom a odkazujú na súradnicu X. Zostávajúce dve osi sú teda súradnice Y a Z.
Prečo sa zastavili pri prefabrikovanom ráme: pôvodne chceli vytvoriť čisto zváranú konštrukciu s vloženými zváranými plechmi na frézovanie, inštaláciu vodítok a podpery guľových skrutiek, ale nenašli dostatočne veľkú súradnicovú frézu na frézovanie. Musel som nakresliť prefabrikovaný rám, aby som mohol všetky diely spracovať svojpomocne pomocou kovoobrábacích strojov dostupných vo výrobe. Každá časť, ktorá bola vystavená zváraniu elektrickým oblúkom, bola žíhaná, aby sa zmiernilo vnútorné napätie. Ďalej boli frézované všetky styčné povrchy a po montáži museli byť miestami oškrabané.
Pri lezení vpred chcem hneď povedať, že montáž a výroba rámu sa ukázala byť časovo a finančne najnákladnejším podnikom pri stavbe stroja. Pôvodná myšlienka so zváraným rámom podľa nás prefabrikovanú konštrukciu vo všetkých ohľadoch obchádza. Aj keď mnohí so mnou môžu nesúhlasiť.
Hneď chcem urobiť rezerváciu, že tu nebudeme brať do úvahy stroje z hliníkového konštrukčného profilu, to je viac záležitosť iného článku.
Pokračovaním montáže stroja a diskusiou o ňom na fórach mnohí začali radiť vyrábať diagonálne oceľové výložníky vo vnútri a mimo rámu, aby sa zvýšila ešte väčšia tuhosť. Túto radu sme nezanedbali, ale do konštrukcie sme pridali aj výložníky, pretože rám sa ukázal byť dosť masívny (asi 400 kg). A po dokončení projektu bude obvod pokrytý oceľovým plechom, ktorý dodatočne spojí konštrukciu.
Prejdime teraz k mechanickému problému tohto projektu. Ako bolo uvedené vyššie, pohyb osí stroja sa uskutočňoval prostredníctvom páru guľôčkových skrutiek s priemerom 25 mm a rozstupom 10 mm, ktorého otáčanie sa prenáša z krokových motorov s 86 a 57 prírubami. Pôvodne mala otáčať samotnú vrtuľu, aby sa zbavila nepotrebnej vôle a prídavných prevodových stupňov, ale nebolo to bez nich vzhľadom na skutočnosť, že s priamym spojením motora a vrtule sa táto začne odvíjať pri vysokých rýchlostiach, najmä keď je portál v extrémnych polohách. Ak vezmeme do úvahy skutočnosť, že dĺžka skrutiek pozdĺž osi X bola takmer tri metre a kvôli menšiemu previsu bola položená skrutka s priemerom 25 mm, inak by stačila skrutka 16 mm.
Táto nuansa bola odhalená už pri výrobe dielov a bolo potrebné tento problém rýchlo vyriešiť vyrobením rotujúcej matice, nie skrutky, ktorá do konštrukcie pridala dodatočnú ložiskovú zostavu a remeňový pohon. Toto riešenie tiež umožnilo dobre utiahnuť skrutku medzi podperami.
Konštrukcia otočnej matice je celkom jednoduchá. Pôvodne boli vybrané dve kuželíkové ložiská, ktoré sú zrkadlovo prevlečené na matici guľôčkovej skrutky, pričom predtým odrezali závit z jej konca, aby sa klietka ložiska upevnila na maticu. Ložiská spolu s maticou boli vložené do puzdra, naopak, celá konštrukcia je pripevnená ku koncu portálového stĺpika. V prednej časti guľových skrutiek boli matice pripevnené k skrutkám pomocou prechodového puzdra, ktoré bolo následne pri montáži otočené na tŕň, aby sa zúžilo. Naň bola položená kladka a dotiahnutá dvoma poistnými maticami.
Niektorí z vás si zrejme položia otázku - „Prečo nevyužiť stojan ako prenosový mechanizmus?“ Odpoveď je dosť jednoduchá: guľová skrutka poskytne presnosť polohovania, väčšiu hnaciu silu a podľa toho menší krútiaci moment na hriadeli motora (to som si pamätal hneď po pálke). Existujú však aj nevýhody - nižšia rýchlosť pohybu a ak vezmeme skrutky normálnej kvality, potom cena.
Mimochodom, dosť sme zobrali guľové skrutky a matice od firmy TBI možnosť rozpočtu„Ale kvalita je tiež primeraná, pretože z odobratých 9 metrov skrutky bolo potrebné vyhodiť 3 metre, kvôli nezrovnalostiam v geometrických rozmeroch sa žiadna z matíc práve neskrutkovala ...
Ako klzné vedenia boli použité profilové vedenia štandardnej veľkosti koľajnice 25 mm, vyrobené spoločnosťou HIWIN. Na ich inštaláciu boli frézované montážne drážky, aby sa zachovala rovnobežnosť medzi vodidlami.
Podpery guľových skrutiek sa rozhodli vyrobiť na vlastnú päsť Ukázalo sa, že sú dvoch typov: podpery pre rotujúce skrutky (osi Y a Z) a podpery pre neotáčavé skrutky (os X). Podpora pre rotujúce skrutky sa dala kúpiť, pretože sa ušetrí vlastnoručný 4 detaily vyšli trochu. Ďalšia vec je s podperami pre neotočné skrutky - také podpery nie je možné nájsť v predaji.
Ako už bolo povedané, os X je poháňaná rotujúcimi maticami a cez pás prevodový stupeň... Tiež sa rozhodlo vytvoriť dve ďalšie osi Y a Z prostredníctvom remeňového prevodu, čo zvýši pohyblivosť pri zmene prenášaného momentu a dodá estetiku z hľadiska inštalácie motora nie pozdĺž osi guľovej skrutky, ale na strane bez zväčšenia rozmerov stroja.
Teraz prejdeme hladko k elektrická časť, a začneme pohonmi, boli nimi zvolené krokové motory, samozrejme, z dôvodov nižšej ceny v porovnaní s motormi so spätnou väzbou. Na os X boli nainštalované dva motory s 86. prírubou, na osi Y a Z pre motor s 56. prírubou, iba s rôznym maximálnym krútiacim momentom. Nižšie sa pokúsim predstaviť úplný zoznam kupované diely ...
Elektrický obvod stroja je celkom jednoduchý, krokové motory sú pripojené k ovládačom, ktoré sú zase pripojené k doske rozhrania, ktorá sa tiež pripája cez paralelný port LPT k osobnému počítaču. Použil som 4 ovládače, respektíve jeden pre každý z motorov. Všetky ovládače boli dodané rovnako, kvôli zjednodušeniu inštalácie a pripojenia, s maximálnym prúdom 4A a napätím 50V. Ako dosku rozhrania pre CNC stroje som použil relatívne lacnú možnosť od domáci výrobca ako je uvedené na webovej stránke najlepšia možnosť... To ale nepotvrdím ani nevyvrátim, doska sa používa jednoducho a hlavne funguje. V mojich minulých projektoch som používal dosky od čínskych výrobcov, tie tiež fungujú a na ich periférii sa veľmi nelíšia od tej, ktorú som použil v tomto projekte. Na všetkých týchto doskách som si všimol, že jeden nemusí byť významný, ale mínus, môžete na ne nainštalovať iba 3 koncové spínače, ale pre každú os sú potrebné najmenej dva takéto prepínače. Alebo som na to jednoducho neprišiel? Ak máme 3 axiálny stroj, potom podľa toho musíme nastaviť Koncové spínače v nulových súradniciach stroja (toto sa nazýva aj „ domáca pozícia“) A vo väčšine extrémne súradnice aby v prípade poruchy alebo nedostatku pracovného poľa táto alebo tá os jednoducho nezlyhala (jednoducho sa nerozbila). Vo svojej schéme som použil: 3 koncové snímače bez kontaktných indukčných senzorov a núdzové tlačidlo „E-STOP“ vo forme huby. Napájacia časť je napájaná dvoma 48V spínanými zdrojmi. a 8A. Vreteno je chladené vodou s výkonom 2,2 kW, respektíve je prepojené pomocou frekvenčného meniča. Otáčky sa nastavujú z osobného počítača, pretože frekvenčný menič je pripojený k doske rozhrania. Otáčky sú regulované zmenou napätia (0-10 voltov) na zodpovedajúcom výstupe frekvenčného meniča.
Všetky elektrické súčiastky okrem motorov, vretena a koncových spínačov boli nainštalované v elektrickom zariadení kovová skrinka... Všetky ovládacie prvky stroja sa vykonávajú z osobného počítača, našli sme starý počítač na základnej doske formátu ATX. Bolo by lepšie, keby sa trocha zmenšili a kúpili si malý mini-ITX s integrovaným procesorom a grafickou kartou. Pri malej veľkosti elektrickej skrinky boli všetky súčiastky vo vnútri takmer umiestnené, museli byť umiestnené dostatočne blízko seba. V spodnej časti škatule som umiestnil tri ventilátory s núteným chladením, pretože vzduch vo vnútri skrinky bol veľmi horúci. Na prednú stranu bol naskrutkovaný kovový kryt s otvormi pre tlačidlá napájania a tlačidlá núdzového zastavenia. Na túto podložku bola umiestnená aj zásuvka na zapnutie počítača, odstránil som ju z puzdra starého minipočítača, škoda, že nefungovala. Zo zadného konca boxu bol tiež upevnený kryt, v ňom boli umiestnené otvory pre konektory na pripojenie napájania 220 V, krokové motory, vreteno a konektor VGA.
Boli vložené všetky vodiče od motorov, vretena a vodných hadíc na jeho chladenie flexibilný kábel húsenkové kanály šírky 50 mm.
Ohľadom softvér Potom bol do počítača umiestneného v elektrickej skrinke nainštalovaný systém Windows XP a na ovládanie stroja bol použitý jeden z najbežnejších programov Mach3. Program je nakonfigurovaný v súlade s dokumentáciou k doske rozhrania, všetko je tam popísané celkom jasne a na obrázkoch. Prečo práve Mach3, a napriek tomu som mal pracovné skúsenosti, počul som o iných programoch, ale nezvažoval som ich.
Technické údaje:
Pracovný priestor, mm: 2700x1670x200;
Rýchlosť pohybu osi, mm / min: 3000;
Výkon vretena, kW: 2,2;
Rozmery, mm: 2800x2070x1570;
Hmotnosť, kg: 1430.
Zoznam položiek:
Profilová rúrka 80x80 mm.
Kovový pás 10x80 mm.
Guľové skrutky TBI 2510, 9 metrov.
Matice guľovej skrutky TBI 2510, 4 ks.
Vedenie profilu HIWIN vozík HGH25-CA, 12 ks.
Železnica HGH25, 10 metrov.
Krokové motory:
NEMA34-8801: 3 ks.
NEMA 23_2430: 1ks.
Kladka BLA-25-5M-15-A-N14: 4 ks.
Kladka BLA-40-T5-20-A-N 19: 2 ks.
Kladka BLA-30-T5-20-A-N14: 2 ks.
Doska rozhrania StepMaster v2.5: 1 ks.
Ovládač krokového motora DM542: 4ks. (Čína)
Spínaný napájací zdroj 48V, 8A: 2 ks. (Čína)
Frekvenčný menič pre 2,2 kW. (Čína)
Vreteno 2,2 kW. (Čína)
Akosi som uviedol hlavné detaily a komponenty, ak som niečo nezahrnul, potom napíšte do komentárov, doplním.
Skúsenosti so strojom: Nakoniec sme takmer po roku a pol stroj predsa len spustili. Najprv sme upravili presnosť polohovania osí a ich maximálnu rýchlosť. Podľa skúsenejších kolegov maximálna rýchlosť pri 3 m / min nie je vysoká a mala by byť trikrát vyššia (na spracovanie dreva, preglejky atď.). Pri rýchlosti, ktorú sme dosiahli, sa portál a ďalšie osy, ktoré na nich spočívajú rukami (celým telom), dajú len ťažko zastaviť - rútia sa ako tank. Testy sa začali spracovaním preglejky, fréza ide ako hodinky, nedochádza k vibráciám stroja, ale taktiež sa prehĺbili maximálne o 10 mm v jednom priechode. Aj keď sa potom začali prehlbovať do menšej hĺbky.
Po hre s drevom a plastom sme sa rozhodli hrýzť dural, tu som sa potešil, aj keď som najskôr pokazil niekoľko fréz s priemerom 2 mm, zatiaľ čo som vyberal režimy rezania. Dural strihá veľmi sebavedomo a pozdĺž spracovaného okraja sa dosiahne celkom čistý rez.
Oceľ ešte nebola spracovaná, ale myslím si, že aspoň stroj potiahne gravírovanie a na frézovanie vretena je slabé, škoda ho zabiť.
A zvyšok stroja odvádza vynikajúcu prácu s úlohami, ktoré sú mu priradené.
Záver, stanovisko k vykonanej práci: Práca nebola vykonaná malá, skončili sme dosť unavení, pretože nikto nezrušil hlavné dielo. Áno, a investovalo sa veľa peňazí, presnú sumu nepoviem, ale je to asi 400 t.r. Okrem nákladov na montáž bola väčšina nákladov a väčšina úsilia vynaložená na výrobu základne. Páni, ako nás to unavilo. V opačnom prípade bolo všetko urobené, pretože boli k dispozícii finančné prostriedky, čas a hotové diely na pokračovanie montáže.
Stroj sa ukázal byť celkom efektívny, dosť tvrdý, masívny a vysoko kvalitný. Udržiavanie dobrej presnosti polohovania. Pri meraní štvorca vyrobeného z duralu s rozmermi 40 x 40 sa presnosť ukázala ako + - 0,05 mm. Presnosť spracovania väčších dielov nebola meraná.
Čo bude ďalej…: Na stroji je stále dosť práce, a to vo forme prachového uzáveru - ochranou vodítok a guľových skrutiek, opláštením stroja po obvode a inštaláciou presahov do stredu základne, ktoré vytvoria 4 veľké police pre chladiaci objem vretena, sklad nástrojov a zariadení. Jednu zo štvrtín základne chceli vybaviť štvrtou nápravou. Je tiež potrebné nainštalovať na vreteno cyklón na odstraňovanie a zber prachových triesok, najmä ak spracovávate drevo alebo textolit, prach z nich všade letí a všade sa usádza.
Pokiaľ ide o budúci osud stroja, všetko nie je jednoznačné, pretože mám územný problém (presťahoval som sa do iného mesta) a teraz stroj takmer nemá kto riešiť. A vyššie uvedené plány nie sú skutočnosťou, že sa splnia. To si pred dvoma rokmi nikto nevedel predstaviť. Pridať značky