A tak v rámci tohto inštruktážneho článku chcem, aby ste si spolu s autorom projektu, 21-ročným mechanikom a dizajnérom, vyrobili svoj vlastný. Rozprávanie bude vedené v prvej osobe, ale vedzte, že na moju veľkú ľútosť nezdieľam svoje skúsenosti, ale len voľne prerozprávam autorovi tohto projektu.
V tomto článku bude pomerne veľa kresieb., poznámky k nim sú písané v angličtine, no som si istý, že skutočný technik bez ďalších okolkov všetko pochopí. Pre ľahšie pochopenie rozdelím príbeh na „kroky“.
Predslov od autora
Už v 12 rokoch som sníval o tom, že postavím stroj, ktorý by bol schopný vytvárať rôzne veci. Stroj, ktorý mi dá možnosť vyrobiť akýkoľvek predmet do domácnosti. O dva roky neskôr som natrafil na túto frázu CNC alebo presnejšie slovné spojenie "CNC frézka". Po tom, čo som zistil, že existujú ľudia, ktorí si takýto stroj dokážu vyrobiť svojpomocne pre svoju potrebu, vo vlastnej garáži, som si uvedomil, že to zvládnem aj ja. Musím to urobiť! Tri mesiace som sa snažil zbierať vhodné časti, ale nepohol som sa. Takže moja posadnutosť postupne vyprchala.
V auguste 2013 ma opäť chytila myšlienka postaviť CNC frézku. Práve som ukončil bakalárske štúdium priemyselného dizajnu na univerzite, 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, osvojil som si techniky práce rukou kovoobrábacie stroje, ale hlavne som sa naučil používať vývojárske 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 získal lepší pocit z veľkosti a tvaru budúceho stroja. Potom som vytvoril CAD model pomocou SolidWorks. Po vymodelovaní všetkých častí a komponentov stroja som pripravil technické výkresy. Tieto výkresy som použil na výrobu dielov na ručných kovoobrábacích strojoch: a.
Úprimne povedané, milujem dobré a pohodlné nástroje. Preto som sa snažil čo najviac zjednodušiť údržbu a nastavovanie stroja. Ložiská som umiestnil do špeciálnych blokov, aby som ich mohol rýchlo vymeniť. Vodiace lišty sú prístupné pre údržbu, takže moje auto bude po dokončení práce vždy čisté.
Súbory na stiahnutie „Krok 1“
rozmery
Krok 2: Posteľ
Lôžko dodáva stroju potrebnú tuhosť. Na ňom bude inštalovaný pohyblivý portál, krokové motory, os Z a vreteno a neskôr aj pracovná plocha. Na vytvorenie nosného rámu som použil dva hliníkové profily Maytec 40x80mm a dve hliníkové koncovky hrúbky 10mm. Všetky prvky som spojil dohromady pomocou hliníkových rohov. Na spevnenie konštrukcie vo vnútri hlavného rámu som vyrobil dodatočný štvorcový rám z profilov menšieho prierezu.
Aby sa v budúcnosti na vodidlá nedostal prach, nainštaloval som ochranné hliníkové rohy. Uholník sa montuje pomocou T-matic, ktoré sú inštalované v jednej z profilových drážok.
Obidve koncové dosky majú ložiskové bloky na montáž hnacej skrutky.
Zostava nosného rámu
Rohy na ochranu vodidiel
Súbory na stiahnutie „Krok 2“
Výkresy hlavných prvkov rámu
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 je obrobok hrubší. Vysoký portál je však menej odolný voči zaťaženiam, ktoré vznikajú pri spracovaní. Vysoké bočné stĺpiky portálu pôsobia ako páky vzhľadom na lineárne valivé ložiská.
Hlavnou úlohou, ktorú som plánoval vyriešiť na svojej CNC fréze bolo opracovanie hliníkových dielov. Keďže maximálna hrúbka hliníkových prírezov, ktoré mi vyhovujú, je 60 mm, rozhodol som sa, že vôľa portálu (vzdialenosť od pracovnej plochy k hornému priečnemu nosníku) bude rovná 125 mm. Všetky svoje merania som previedol do modelu a technických výkresov v SolidWorks. Vzhľadom na zložitosť dielov som ich opracoval na priemyselnom CNC obrábacom centre, čo mi navyše umožnilo opracovať fazety, ktoré by sa na ručnej fréze na kovy robili len veľmi ťažko.
Súbory na stiahnutie „Krok 3“
Krok 4: Strmeň osi Z
Pre návrh osi Z som použil predný panel, ktorý sa pripája k pohybovým ložiskám osi Y, dve dosky na vystuženie zostavy, dosku na montáž krokového motora a panel na montáž frézovacieho vretena. Na prednom paneli som nainštaloval dve profilové vodidlá, pozdĺž ktorých sa bude vreteno pohybovať pozdĺž osi Z. Upozorňujeme, že skrutka osi Z nemá v spodnej časti oporu.
Stiahnutie „Krok 4“
Krok 5: Sprievodcovia
Vodidlá poskytujú možnosť pohybu vo všetkých smeroch, čím zaisťujú hladké a presné pohyby. Akákoľvek vôľa jedným smerom môže spôsobiť nepresnosť pri spracovaní vašich produktov. Vybral som si najdrahšiu možnosť - profilované koľajnice z kalenej ocele. To umožní, aby konštrukcia vydržala vysoké zaťaženie a poskytla presnosť polohovania, ktorú potrebujem. Aby boli vodidlá rovnobežné, pri inštalácii som použil špeciálny indikátor. Maximálna vzájomná odchýlka nebola väčšia ako 0,01 mm.
Krok 6: Skrutky a kladky
Skrutky premieňajú rotačný pohyb z krokových motorov na lineárny pohyb. Pri navrhovaní vášho stroja si môžete vybrať niekoľko možností pre túto jednotku: pár skrutka-matica alebo pár guľôčkových skrutiek (guľôčková skrutka). Skrutka-matica je spravidla počas prevádzky vystavená väčším trecím silám a je tiež menej presná v porovnaní s guľôčkovou skrutkou. Ak potrebujete zvýšenú presnosť, potom sa určite musíte rozhodnúť pre guľôčkovú skrutku. Mali by ste však vedieť, že guľôčkové skrutky sú dosť drahé.
Pre väčšinu domácich remeselníkov je výroba jednotky, ako je CNC frézka vlastnými rukami, niečo na úrovni fantastického pozemku, pretože takéto stroje a mechanizmy sú zariadenia, ktoré sú zložité z hľadiska dizajnu, konštruktívneho a elektronického chápania.
Ak však máte po ruke potrebnú dokumentáciu, ako aj požadované materiály a príslušenstvo, je celkom možné vyrobiť si domácu minifrézku vybavenú CNC vlastnými rukami.
Tento mechanizmus sa vyznačuje presnosťou vykonaného spracovania, jednoduchosťou ovládania mechanických a technologických procesov, ako aj vynikajúcimi ukazovateľmi výkonu a kvalitou produktu.
Princíp činnosti
Inovatívne frézky s počítačom riadenými blokmi sú určené na výrobu zložitých vzorov na polotovaroch. Návrh musí mať elektronickú súčasť. Spolu to umožní maximálnu automatizáciu pracovných procesov.
Aby ste mohli modelovať frézovacie mechanizmy, musíte sa najprv oboznámiť so základnými prvkami. Akčným prvkom je fréza, ktorá je uložená vo vretene umiestnenom na hriadeli elektromotora. Táto časť je pripevnená k základni. Je schopný sa pohybovať v dvoch súradnicových osiach: X a Y. Na upevnenie obrobkov navrhnite a nainštalujte podporný stôl.
Elektrická nastavovacia jednotka je spojená s elektrickými hnacími motormi. Zabezpečia pohyb vozíka voči spracovávaným obrobkom alebo polotovarom. Pomocou podobnej technológie sa na drevených rovinách vyrábajú 3D grafické obrázky.
Postupnosť prác vykonaných pomocou tohto CNC mechanizmu:
- Napísanie pracovného programu, vďaka ktorému sa budú vykonávať pohyby pracovného orgánu. Na tento postup je najlepšie použiť špecializované elektronické komplexy určené na vykonávanie úprav v „provizórnych“ kópiách.
- Montáž polotovarov na stôl.
- Výstup softvéru do CNC.
- Štartovacie mechanizmy, sledovanie prechodu automatických manipulácií so zariadením.
Ak chcete získať maximálnu úroveň automatizácie v režime 3D, správne zostavte diagram a označte určité komponenty. Odborníci dôrazne odporúčajú, aby ste si najskôr preštudovali výrobné kópie a až potom začali stavať frézku vlastnými rukami.
Schéma a kresba
Schéma CNC frézky
Najkritickejšou fázou výroby domáceho analógu je hľadanie optimálneho procesu výroby zariadenia. Priamo závisí od rozmerových charakteristík spracovávaných obrobkov a potreby dosiahnuť určitú kvalitu spracovania.
Ak chcete získať všetky potrebné funkcie zariadenia, najlepšou možnosťou je vyrobiť mini-frézku vlastnými rukami. Budete si tak istí nielen montážou a jej kvalitou, ale aj technologickými vlastnosťami a budete vopred vedieť, ako ju udržiavať.
Komponenty prevodovky
Najúspešnejšou možnosťou je navrhnúť 2 vozíky, ktoré sa pohybujú pozdĺž kolmých osí X a Y. Ako rám je lepšie použiť leštené kovové tyče. Na nich sú „oblečené“ mobilné pojazdné vozne. Pre správnu výrobu prevodovky pripravte krokové motory, ako aj súpravu skrutiek.
Pre vylepšenú automatizáciu pracovných procesov Vami navrhnutých CNC frézok je potrebné ihneď doplniť elektronickú súčiastku do najmenšieho detailu. Je rozdelená na nasledujúce zložky:
- slúži na vedenie elektrickej energie do krokových motorov a napájanie riadiaceho čipu. Za bežnú modifikáciu sa považuje 12V 3A;
- jeho účelom je posielať príkazy motorom. Na správne vykonanie všetkých špecifikovaných operácií CNC frézky bude stačiť použiť jednoduchú schému na sledovanie výkonu 3 motorov;
- ovládače (softvér). Predstavuje tiež prvok na nastavenie pohyblivého mechanizmu.
Video: DIY CNC frézka.
Komponenty pre domácu frézku
Ďalším a najdôležitejším krokom pri zostavovaní frézovacieho zariadenia je výber komponentov na zostavenie domácej jednotky. Najlepším východiskom z tejto situácie je použitie dostupných dielov a zariadení. Ako základ pre stolové 3D stroje je možné vziať tvrdé drevo (buk, hrab), hliník/oceľ alebo organické sklo.
Pre normálnu prevádzku komplexu ako celku je potrebné vyvinúť dizajn strmeňov. V momente ich pohybu nie sú neprijateľné vibrácie, ktoré spôsobia nesprávne frézovanie. Preto sa pred montážou skontroluje prevádzková spoľahlivosť komponentov.
Praktické rady pre výber komponentov CNC frézky:
- vodidlá - používajú sa dobre leštené oceľové tyče Ø12 mm. Dĺžka osi X je asi 200 mm, Y - 100 mm;
- strmeňový mechanizmus, optimálny materiál – textolit. Štandardné rozmery plošiny sú 30×100×50 mm;
- krokové motory - inžinieri odporúčajú používať vzorky z 24V, 5A tlačového zariadenia. Majú dosť významnú silu;
- blok na upevnenie pracovného prvku môže byť tiež vyrobený pomocou textolitu; Konfigurácia priamo závisí od existujúceho dostupného nástroja.
Postup konštrukcie CNC frézovacieho zariadenia
Po dokončení výberu všetkých potrebných komponentov si môžete úplne voľne postaviť nadrozmerný frézovací mechanizmus vybavený CNC vlastnými rukami. Skôr ako pristúpime k samotnému návrhu, komponenty opäť skontrolujeme, sledujú sa ich parametre a spracovanie. To ďalej pomôže vyhnúť sa predčasnému zlyhaniu reťaze mechanizmu.
Na spoľahlivú fixáciu komponentov zariadenia sa používajú špeciálne upevňovacie diely. Ich dizajn a prevedenie priamo závisia od budúceho dizajnu.
Zoznam potrebných krokov na zostavenie malého CNC zariadenia na vykonanie procesu frézovania:
- Montáž vodiacich osí nosného prvku a ich upevnenie na krajné časti stroja.
- Brúsenie v strmeňoch. Je potrebné pohybovať sa pozdĺž vodidiel, kým sa nedosiahne hladký pohyb.
- Utiahnutím skrutiek zaistite strmeň.
- Upevnenie komponentov k základni pracovného mechanizmu.
- Montáž vodiacich skrutiek a spojok.
- Inštalácia hlavných motorov. Sú pripevnené na spojovacie skrutky.
Elektronické komponenty sú umiestnené v samostatnej skrinke. Tým je zabezpečená minimalizácia porúch pri technologických operáciách s frézou. Rovina pre montáž pracovného stroja musí byť bez rozdielov, pretože konštrukcia neposkytuje skrutky na nastavenie úrovne.
Po dokončení vyššie uvedeného pokračujte vo vykonávaní falošných testov. Najprv musíte nainštalovať ľahký program na vykonávanie frézovania. Počas práce je potrebné priebežne kontrolovať všetky priechody pracovného nástroja (frézy). Parametre, ktoré sú neustále monitorované: hĺbka a šírka spracovania. To platí najmä pre 3D spracovanie.
S odkazom na vyššie uvedené informácie teda výroba frézovacieho zariadenia vlastnými rukami poskytuje celý zoznam výhod oproti bežným zakúpeným analógom. Po prvé, tento dizajn bude vhodný pre očakávané objemy a typy práce, po druhé, je zabezpečená udržiavateľnosť, pretože je postavená zo šrotu a zariadení, a po tretie, táto možnosť vybavenia je lacná.
Vďaka skúsenostiam s navrhovaním takýchto zariadení nebudú ďalšie opravy trvať veľa času, prestoje sa znížia na minimum. Takéto vybavenie môže byť užitočné pre vašich susedov v ich letnej chate na vykonávanie vlastných opravárenských prác. Prenájom takéhoto vybavenia pomôžete svojmu blízkemu priateľovi v jeho práci a počítajte s jeho pomocou aj v budúcnosti.
Po pochopení konštrukčných a funkčných vlastností frézok, ako aj zaťaženia, ktoré na ne dopadne, môžete bezpečne začať s ich výrobou, spoliehajúc sa na praktické informácie uvedené v celom texte. Navrhnite a bez problémov dokončite zadané úlohy.
Video: domáca CNC fréza na drevo.
Stavebnica, pomocou ktorej si zostavíte vlastnú CNC frézku.
V Číne sa predávajú hotové stroje, recenzia jedného z nich už vyšla na Muska. Stroj si zmontujeme sami. Vitajte…
UPD: odkazy na súbory
Ešte dodám link na recenziu hotového stroja od AndyBig. Nebudem sa opakovať, nebudem citovať jeho text, všetko napíšeme od začiatku. Nadpis naznacuje len set s motormi a driverom, dielov bude viac, na vsetko sa budem snazit dat odkazy.
A toto... Vopred sa ospravedlňujem čitateľom, nefotil som pri tom zámerne, lebo... V tej chvíli som nemal v úmysle robiť recenziu, ale urobím čo najviac fotografií procesu a pokúsim sa poskytnúť podrobný popis všetkých komponentov.
Účelom recenzie nie je ani tak chváliť sa, ako ukázať príležitosť urobiť si asistenta pre seba. Dúfam, že touto recenziou dám niekomu nápad a možno ho nielen zopakujem, ale aj vylepším. Choď…
Ako sa zrodil nápad:
Stalo sa, že sa kresbám venujem už dlho. Tie. moja profesionálna činnosť je s nimi úzko spojená. Jedna vec je však, keď urobíte kresbu, a potom úplne iní ľudia oživia dizajnový objekt, a iná vec, keď privediete dizajnový objekt k životu sami. A ak sa mi zdá, že so stavebnými vecami mi to ide, tak s modelovaním a iným úžitkovým umením už ani tak nie.
Takže som dlho sníval o vytvorení zhzhik z obrázka nakresleného v AutoCAD - a je to v reálnom živote pred vami, môžete ho použiť. Táto myšlienka sa z času na čas objavila, ale nemohla nadobudnúť žiadnu podobu, kým...
Kým som pred tromi alebo štyrmi rokmi nevidel REP-RAP. No, 3D tlačiareň bola veľmi zaujímavá vec a nápad na jej zostavenie mi trvalo dlho, kým som sformuloval informácie o rôznych modeloch, výhodách a nevýhodách rôznych možností. V jednom momente som po jednom z odkazov skončil na fóre, kde ľudia sedeli a diskutovali nie o 3D tlačiarňach, ale o CNC frézach. A odtiaľ možno začína svoju cestu vášeň.
Namiesto teórie
V skratke o CNC frézach (píšem vlastnými slovami zámerne, bez kopírovania článkov, učebníc a návodov).
Frézka funguje presne opačne ako 3D tlačiareň. V tlačiarni sa krok za krokom, vrstva po vrstve zostaví model tavením polymérov vo fréze, pomocou frézy sa z obrobku odstráni „všetko nepotrebné“ a získa sa požadovaný model.
Na prevádzku takéhoto stroja je potrebné požadované minimum.
1. Základňa (puzdro) s lineárnymi vedeniami a prevodovým mechanizmom (môže to byť skrutka alebo pás)
2. Vreteno (vidím, že sa niekto usmial, ale tak sa to volá) - skutočný motor s klieštinou, do ktorej je nainštalovaný pracovný nástroj - fréza.
3. Krokové motory - motory, ktoré umožňujú riadené uhlové pohyby.
4. Ovládač - riadiaca doska, ktorá prenáša napätia do motorov v súlade so signálmi prijatými z riadiaceho programu.
5. Počítač s nainštalovaným ovládacím programom.
6. Základné kresliace zručnosti, trpezlivosť, túžba a dobrá nálada.))
Body:
1. Základňa.
podľa konfigurácie:
Rozdelím to na 2 typy, existujú exotickejšie možnosti, ale existujú 2 hlavné:
S pohyblivým portálom:
Vlastne dizajn, ktorý som si vybral, má základňu, na ktorej sú upevnené vodiace lišty osi X Portál, na ktorom sú vodiace lišty osi Y, sa pohybuje pozdĺž vodidiel osi X a uzol osi Z sa pohybuje pozdĺž nej.
So statickým portálom
Tento dizajn je tiež teleso, ktoré je tiež portálom, na ktorom sú umiestnené vodidlá osi Y a jednotka osi Z, ktorá sa pohybuje pozdĺž nej, a os X sa už pohybuje vzhľadom na portál.
Podľa materiálu:
telo môže byť vyrobené z rôznych materiálov, najbežnejšie sú:
- dural - má dobrý pomer hmotnosti a tuhosti, ale cena (najmä pre hobby domáci výrobok) je stále depresívna, aj keď ak je stroj určený na vážne zarábanie peňazí, neexistujú žiadne možnosti.
- preglejka - dobrá tuhosť s dostatočnou hrúbkou, nízka hmotnosť, schopnosť spracovať čokoľvek :) a skutočná cena, list preglejky 17 je teraz celkom lacný.
- oceľ - často sa používa na strojoch s veľkou oblasťou spracovania. Takýto stroj, samozrejme, musí byť statický (nie mobilný) a ťažký.
- MFD, plexisklo a monolitický polykarbonát, dokonca aj drevotrieska - videl som aj takéto možnosti.
Ako môžete vidieť, dizajn samotného stroja je veľmi podobný ako 3D tlačiarni, tak aj laserovým gravírovačom.
Zámerne nepíšem o konštrukciách 4, 5 a 6-osových fréz, pretože... Podomácky vyrobený hobby stroj je na dennom poriadku.
2. Vreteno.
Vretená sú v skutočnosti chladené vzduchom a vodou.
Vzduchom chladené sú nakoniec lacnejšie, pretože... pre nich nie je potrebné oplotiť ďalší vodný okruh, fungujú o niečo hlasnejšie ako vodné. O chladenie sa stará vzadu uložené obežné koleso, ktoré pri vysokých otáčkach vytvára citeľný prúd vzduchu ochladzujúci skriňu motora. Čím je motor výkonnejší, tým je chladenie silnejšie a tým väčší je prietok vzduchu, ktorý môže fúkať všetkými smermi
prach (hobliny, piliny) spracovávaného produktu.
Vodou chladené. Takéto vreteno funguje takmer nehlučne, ale v konečnom dôsledku aj tak počas pracovného procesu nepočuť rozdiel medzi nimi, pretože zvuk spracovávaného materiálu rezačkou bude prekrytý. Samozrejme, v tomto prípade nie je žiadny ťah z obežného kolesa, ale je tu dodatočný hydraulický okruh. Takýto okruh musí obsahovať potrubia, čerpadlo čerpajúce kvapalinu, ako aj chladiace miesto (radiátor s prúdením vzduchu). Tento okruh sa zvyčajne neplní vodou, ale buď nemrznúcou zmesou alebo etylénglykolom.
Existujú aj vretená rôznych výkonov a ak sa dajú pripojiť nízkovýkonové priamo na riadiacu dosku, tak motory s výkonom 1 kW a viac musia byť pripojené cez riadiacu jednotku, ale to nie je o nás.))
Áno, priame brúsky alebo frézy s odnímateľnou základňou sú často inštalované v domácich strojoch. Takéto rozhodnutie môže byť opodstatnené, najmä pri vykonávaní práce krátkeho trvania.
V mojom prípade bolo zvolené vzduchom chladené vreteno s výkonom 300W.
3. Krokové motory.
Najbežnejšie motory sú 3 veľkostí
NEMA17, NEMA23, NEMA 32
líšia sa veľkosťou, výkonom a prevádzkovým momentom
NEMA17 sa zvyčajne používa v 3D tlačiarňach, sú príliš malé na frézku, pretože... musíte niesť ťažký portál, na ktorý pri spracovaní pôsobí dodatočné bočné zaťaženie.
NEMA32 je pre takéto remeslo zbytočná a okrem toho by ste si museli vziať ďalšiu riadiacu dosku.
moja voľba padla na NEMA23 s maximálnym výkonom pre túto dosku - 3A.
Ľudia používajú aj steppery z tlačiarní, ale... Ani ja som ich nemal a aj tak som si ich musel kúpiť a vybrať si všetko v súprave.
4. Ovládač
Riadiaca doska, ktorá prijíma signály z počítača a prenáša napätie do krokových motorov, ktoré pohybujú osami stroja.
5. Počítač
Potrebujete samostatný počítač (možno veľmi starý) a pravdepodobne sú na to dva dôvody:
1. Je nepravdepodobné, že sa rozhodnete umiestniť frézku vedľa miesta, kde ste zvyknutí čítať internet, hrať sa s hračkami, robiť účtovníctvo atď. Jednoducho preto, že frézka je hlučná a prašná. Zvyčajne je stroj buď v dielni alebo v garáži (najlepšie vykurovanej). Môj stroj je v garáži väčšinou nečinný, pretože... žiadne kúrenie.
2. Z ekonomických dôvodov sa väčšinou používajú počítače, ktoré už nie sú relevantné pre život v domácnosti - veľmi používané :)
Požiadavky na auto nie sú v podstate žiadne:
- od Pentia 4
- prítomnosť diskrétnej grafickej karty
- RAM od 512 MB
- prítomnosť LPT konektora (o USB nepoviem nič, zatiaľ som sa na nový produkt nepozeral kvôli prítomnosti ovládača, ktorý funguje cez LPT)
taký počítač je buď vytiahnutý zo skrine, alebo, ako v mojom prípade, kúpený takmer za nič.
Vzhľadom na nízky výkon stroja sa snažíme neinštalovať dodatočný softvér, t.j. len os a riadiaci program.
Potom sú dve možnosti:
- nainštalujte systém Windows XP (počítač je slabý, pamätáte, však?) a ovládací program MATCH3 (existujú aj iné, ale tento je najobľúbenejší)
- nainštalujte Nixy a Linux CNC (hovoria, že všetko je tiež veľmi dobré, ale nezvládol som Nixy)
Možno dodám, aby som neurazil príliš bohatých ľudí, že je celkom možné nainštalovať nielen štvrtý pahýľ, ale nejaký druh i7 - prosím, ak sa vám to páči a môžete si to dovoliť.
6. Základné kresliarske zručnosti, trpezlivosť, túžba a dobrá nálada.
Tu v skratke.
Na obsluhu stroja potrebujete riadiaci program (v podstate textový súbor obsahujúci súradnice pohybu, rýchlosť pohybu a zrýchlenie), ktorý je zase pripravený v CAM aplikácii - zvyčajne ArtCam, v tejto aplikácii je pripravený samotný model, jeho rozmery sú a vyberie sa rezný nástroj.
Zvyčajne idem trochu dlhšou cestou, urobím nákres a potom uložím AutoCad *.dxf do ArtCam a tam pripravím UE.
Nuž, začnime proces vytvárania vlastného.
Pred konštrukciou stroja berieme ako východiskové body niekoľko bodov:
- Nápravové hriadele budú vyrobené z konštrukčných čapov so závitom M10. Samozrejme, existujú nepochybne technologicky vyspelejšie možnosti: hriadeľ s lichobežníkovým závitom, guľôčková skrutka, ale musíte pochopiť, že cena emisie je veľmi žiaduca a pre hobby stroj je cena úplne astronomická. Časom však plánujem upgradovať a vymeniť čap za trapéz.
- Materiál tela stroja – 16 mm preglejka. Prečo preglejka? Dostupné, lacné, veselé. Možností je skutočne veľa, niektoré ich vyrábajú z duralu, iné z plexiskla. Zdá sa mi jednoduchšie použiť preglejku.
Vytvorenie 3D modelu: 
Skenovať: 
Potom som urobil toto, nezostal žiadny obrázok, ale myslím, že to bude jasné. Sken som vytlačil na priehľadné listy, vyrezal a nalepil na list preglejky.
Vyrezal som diely a vyvŕtal otvory. Medzi náradie patrí skladačka a skrutkovač.
Je tu ešte jeden malý trik, ktorý vám v budúcnosti uľahčí život: pred vŕtaním otvorov stlačte všetky spárované diely pomocou svorky a prevŕtajte, týmto spôsobom získate otvory rovnako umiestnené na každom diele. Aj keď pri vŕtaní dôjde k miernej odchýlke, vnútorné časti spojených častí sa zhodujú a otvor je možné trochu vyvŕtať.
Zároveň urobíme špecifikácie a začneme všetko objednávať.
čo sa mi stalo:
1. Zostava špecifikovaná v tejto recenzii obsahuje: riadiacu dosku krokového motora (ovládač), krokové motory NEMA23 – 3 ks, napájací zdroj 12V, LPT kábel a chladič.
2. Vreteno (to je najjednoduchšie, ale napriek tomu to zvládne), upevňovacie prvky a 12V zdroj.
3. Použitý počítač Pentium 4, čo je najdôležitejšie, základná doska má LPT a diskrétnu grafickú kartu + CRT monitor. Kúpil som to na Avito za 1 000 rubľov.
4. Oceľový hriadeľ: f20mm – L=500mm – 2 ks, f16mm – L=500mm – 2 ks, f12mm – L=300mm – 2 ks.
Kúpil som si ho tu, vtedy bol drahší v Petrohrade. Prišlo to do 2 týždňov.
5. Lineárne ložiská: f20 – 4 ks, f16 – 4 ks, f12 – 4 ks.
20
16
12
6. Uchytenia na hriadele: f20 – 4 ks, f16 – 4 ks, f12 – 2 ks.
20
16
12
7. Matice Caprolon so závitom M10 – 3 ks.
Prevzaté spolu s hriadeľmi na duxe.ru
8. Rotačné ložiská, uzavreté – 6 ks.
To isté miesto, ale Číňania ich majú tiež dosť
9. PVS drôt 4x2,5
toto je offline
10. Skrutky, hmoždinky, matice, svorky - banda.
Toto je tiež offline, v hardvéri.
11. Zakúpená bola aj sada fréz
Takže objednávame, čakáme, striháme a montujeme. 
Pôvodne bol ovládač a napájací zdroj nainštalovaný v skrinke spolu s počítačom. 
Neskôr sa rozhodlo umiestniť vodiča do samostatného puzdra, ktoré sa práve objavilo. 
No a starý monitor sa akosi zmenil na modernejší. 
Ako som povedal na začiatku, nikdy som si nemyslel, že napíšem recenziu, preto prikladám fotografie komponentov a pokúsim sa priblížiť postup montáže.
Najprv zmontujeme tri nápravy bez skrutiek, aby sme čo najpresnejšie zarovnali hriadele.
Vezmeme prednú a zadnú stenu krytu a pripevníme príruby pre hriadele. Na osi X navlečieme 2 lineárne ložiská a vložíme ich do prírub. 
Spodnú časť portálu pripevníme k lineárnym ložiskám a pokúsime sa zrolovať základňu portálu tam a späť. Presvedčíme sa o zakrivení rúk, všetko rozoberieme a trochu vyvŕtame otvory.
Takto získame určitú voľnosť pohybu hriadeľov. Teraz pripevníme príruby, vložíme do nich hriadele a posúvame základňu portálu tam a späť, aby sme dosiahli hladké posúvanie. Dotiahnite príruby.
V tejto fáze je potrebné skontrolovať vodorovnosť hriadeľov, ako aj ich súosovosť pozdĺž osi Z (skrátka, aby vzdialenosť od montážneho stola k hriadeľom bola rovnaká), aby nedošlo k zahlteniu budúcnosti. pracovná rovina.
Zoradili sme os X.
Pripevňujeme stĺpiky portálu k základni, použil som na to nábytkové sudy. 
Na stĺpiky pripevníme príruby pre os Y, tentoraz zvonku: 
Vkladáme hriadele s lineárnymi ložiskami.
Pripevňujeme zadnú stenu osi Z.
Zopakujeme proces nastavenia rovnobežnosti hriadeľov a zaistíme príruby.
Rovnaký postup opakujeme s osou Z.
Dostaneme pomerne vtipný dizajn, ktorý sa dá posúvať jednou rukou v troch súradniciach.
Dôležitý bod: všetky osi sa musia pohybovať ľahko, t.j. Po miernom naklonení konštrukcie by sa mal samotný portál pohybovať voľne, bez vŕzgania alebo odporu.
Ďalej pripevníme vodiace skrutky.
Konštrukčný čap M10 odrežeme na požadovanú dĺžku, približne v strede zaskrutkujeme maticu kaprolónu a na každej strane 2 matice M10. Je vhodné to urobiť miernym utiahnutím matíc, upnutím kolíka do skrutkovača a pridržaním matíc a utiahnutím.
Ložiská vložíme do objímok a zvnútra do nich zatlačíme čapy. Potom pripevníme čapy k ložisku maticami na každej strane a dotiahneme ich druhou, aby sa neuvoľnili.
Na základňu nápravy pripevníme maticu kaprolónu.
Koniec čapu upneme do skrutkovača a snažíme sa osou posunúť od začiatku ku koncu a vrátiť ju späť.
Tu nás čaká ešte pár radostí:
1. Vzdialenosť od osi matice k základni v strede (a s najväčšou pravdepodobnosťou v čase montáže bude základňa v strede) sa nemusí zhodovať so vzdialenosťou v krajných polohách, pretože hriadele sa môžu ohnúť pod hmotnosťou konštrukcie. Musel som umiestniť lepenku pozdĺž osi X.
2. Pohyb hriadeľa môže byť veľmi tesný. Ak ste vylúčili všetky deformácie, potom môže hrať úlohu napätie, tu musíte zachytiť moment utiahnutia fixácie maticami k nainštalovanému ložisku.
Po vyriešení problémov a získaní voľného otáčania od začiatku do konca prejdeme k inštalácii zostávajúcich skrutiek.
Na skrutky pripevňujeme krokové motory:
Vo všeobecnosti platí, že pri použití špeciálnych skrutiek, či už lichobežníkových alebo guľôčkových, sa na nich opracujú konce a potom sa spojenie s motorom veľmi pohodlne vykoná špeciálnou spojkou. 
Ale máme stavebný kolík a museli sme premýšľať, ako ho upevniť. V tom momente som narazil na kus plynového potrubia a použil som ho. „Naskrutkuje“ sa priamo na čap, na motor, ide do lapovania, utiahne svorkami - celkom dobre drží. 
Aby som zabezpečil motory, vzal som hliníkovú rúrku a odrezal som ju. Upravené podložkami.
Na pripojenie motorov som použil nasledujúce konektory: 
Prepáčte, nepamätám si, ako sa volajú, dúfam, že vám to niekto povie v komentároch.
Konektor GX16-4 (vďaka Jagerovi). Požiadal som kolegu, aby si kúpil elektroniku v obchode, ktorý práve býva neďaleko, a bolo pre mňa veľmi nepohodlné sa tam dostať. Som s nimi veľmi spokojný: držia bezpečne, sú určené na vyšší prúd a vždy sa dajú odpojiť.
Zriadili sme pracovné pole, známe aj ako obetný stôl.
Všetky motory pripojíme k riadiacej doske z recenzie, pripojíme na 12V zdroj, pripojíme k počítaču LPT káblom.
Nainštalujte si MACH3 do svojho PC, vykonajte nastavenia a vyskúšajte to!
O nastavení asi nebudem písať samostatne. To by mohlo trvať ešte niekoľko strán.
Som tak šťastný, že stále mám video z prvého spustenia stroja:
Áno, keď bol v tomto videu pohyb po osi X bolo počuť strašné rachotenie, bohužiaľ, presne si to nepamätám, ale nakoniec som našiel buď uvoľnenú podložku alebo niečo iné, vo všeobecnosti sa to vyriešilo bez problémy.
Ďalej musíte nainštalovať vreteno, pričom sa uistite, že je kolmé (súčasne v X a Y) na pracovnú rovinu. Podstata postupu je takáto: ceruzku pripevníme na vreteno elektrickou páskou, čím vytvoríme odsadenie od osi. Keď sa ceruzka hladko spustí, začne na doske kresliť kruh. Ak je vreteno plné, výsledkom nie je kruh, ale oblúk. V súlade s tým je potrebné dosiahnuť kreslenie kruhu zarovnaním. Uložil som fotografiu z procesu, ceruzka je neostrá a uhol nie je rovnaký, ale myslím, že podstata je jasná: 
Nájdeme hotový model (v mojom prípade štátny znak Ruskej federácie), pripravíme UE, nakŕmime MACH a ideme!
Prevádzka stroja:
Rozpracované fotografie:
No, samozrejme, prechádzame iniciáciou))
Situácia je vtipná a všeobecne zrozumiteľná. Snívame o tom, že postavíme stroj a okamžite vystrihneme niečo super cool, no nakoniec si uvedomíme, že to zaberie veľa času.
Stručne:
Pri 2D spracovaní (jednoduché pílenie) sa špecifikuje obrys, ktorý sa vyreže v niekoľkých prechodoch.
Počas 3D spracovania (tu sa môžete vrhnúť do holivaru, niektorí tvrdia, že to nie je 3D, ale 2,5D, pretože obrobok sa spracováva iba zhora) je špecifikovaný zložitý povrch. A čím vyššia je presnosť požadovaného výsledku, čím tenšia je fréza, tým viac prechodov tejto frézy je potrebných.
Na urýchlenie procesu sa používa hrubovanie. Tie. Najprv sa odoberie vzorka hlavného objemu pomocou veľkého rezača, potom sa začne dokončovacie spracovanie pomocou tenkého rezača.
Ďalej skúšame, konfigurujeme, experimentujeme atď. Aj tu platí pravidlo 10 000 hodín ;)
Snáď vás už nebudem nudiť príbehmi o konštrukcii, nastavovaní atď. Je čas ukázať výsledky používania stroja - produktu. 
Ako vidíte, v podstate ide o pílené kontúry alebo 2D spracovanie. Spracovanie trojrozmerných figúrok zaberie veľa času, stroj je v garáži a ja tam chodím krátko.
Tu mi oprávnene poznamenajú - čo tak... postaviť si takú banduru, ak sa dá postava vyrezať skladačkou v tvare U alebo elektrickou priamočiarou pílou?
Je to možné, ale toto nie je naša metóda. Ako si pamätáte, na začiatku textu som napísal, že to bola myšlienka vytvoriť kresbu na počítači a premeniť túto kresbu na produkt, ktorý slúžil ako impulz na vytvorenie tohto zvieraťa.
Písanie recenzie ma nakoniec prinútilo upgradovať stroj. Tie. Inovácia bola plánovaná už skôr, ale „každý sa k tomu dostal“. Poslednou zmenou pred tým bola organizácia strojárne: 
Keď teda stroj pracuje v garáži, stal sa oveľa tichším a oveľa menej poletuje prach.
Poslednou inováciou bola inštalácia nového vretena, alebo skôr, teraz mám dve vymeniteľné základne:
1. S čínskym 300W vretenom pre malé práce: 
2. S domácou, no nie menej čínskou frézou “Enkor”... 
S novou frézou sa objavili nové možnosti.
Rýchlejšie spracovanie, viac prachu.
Tu je výsledok použitia polkruhovej drážkovacej frézy: 
No hlavne pre MYSKU
Jednoduchá fréza na priame drážky: 
Spracovať video:
Tu to zabalím, ale podľa pravidiel by bolo potrebné zhrnúť výsledky.
mínusy:
- Drahé.
- Na dlhú dobu.
- Z času na čas musíme riešiť nové problémy (zhasnuté svetlá, rušenie, niečo sa pokazilo atď.)
Výhody:
- Samotný proces tvorby. To samo o sebe ospravedlňuje vytvorenie stroja. Hľadanie riešení vznikajúcich problémov a ich implementácia je to, čo namiesto toho, aby ste sedeli na zadku, vstanete a idete niečo robiť.
- Radosť v okamihu dávania darčekov vyrobených vlastnými rukami. Tu treba dodať, že stroj nerobí všetku prácu sám :) okrem frézovania ho treba ešte opracovávať, brúsiť, natierať atď.
Ďakujem veľmi pekne, ak ešte čítate. Dúfam, že môj príspevok, aj keď vás nenabáda k vytvoreniu takéhoto (alebo iného) stroja, vám nejakým spôsobom rozšíri obzory a dá vám podnet na zamyslenie. Chcem sa poďakovať aj tým, ktorí ma presvedčili, aby som tento opus napísal bez neho, zrejme som nemal ani upgrade, takže všetko je plus.
Ospravedlňujem sa za prípadné nepresnosti vo formulácii a akékoľvek lyrické odbočky. Veľa sa muselo vystrihnúť, inak by bol text jednoducho obrovský. Objasnenia a doplnenia sú samozrejme možné, napíšte do komentárov - pokúsim sa odpovedať všetkým.
Veľa šťastia vo vašom úsilí!
Sľubované odkazy na súbory:
- výkres stroja,
- pozametať,
formát - dxf. To znamená, že súbor môžete otvoriť pomocou ľubovoľného vektorového editora.
3D model je detailný na 85-90 percent, veľa vecí sa robilo buď v čase prípravy skenu, alebo na mieste. Žiadam vás, aby ste „pochopili a odpustili“.)
Na vytvorenie trojrozmerného vzoru na drevenom povrchu sa zvyčajne používajú továrenské frézky. Ale je celkom možné vyrobiť si takýto mini-model sami, ale najprv sa musíte zoznámiť s dizajnom. Základom môže byť náhradný diel z tlačiarne, ktorý sa dá kúpiť za drobné.
Princíp činnosti stroja
Ak sa rozhodnete vyrobiť CNC router vlastnými rukami, mali by ste sa oboznámiť s prevádzkovými funkciami takéhoto zariadenia. Je určený na vytvorenie vzoru na drevenom povrchu. Návrh musí mať elektronické a mechanické časti. Spoločne vám umožňujú automatizovať prácu.
Na výrobu stolového stroja by ste mali vedieť, že rezným prvkom je fréza. Je inštalovaný vo vretene na hriadeli elektromotora. Celá konštrukcia je pripevnená k rámu. Môže sa pohybovať pozdĺž dvoch súradnicových osí. Na upevnenie obrobku by mal byť vyrobený podperný stôl. Ku krokovým motorom musí byť pripojená elektronická riadiaca jednotka.
Motor a riadiaca jednotka zabezpečujú pohyb vozíka vzhľadom na diel. Táto technológia vám umožňuje vytvárať trojrozmerné kresby na povrchu. Mini-zariadenie funguje v určitom poradí. V prvej fáze je napísaný program, ktorý vám umožní pripraviť plán presunu reznej časti. Na tento účel sa používajú softvérové systémy na prispôsobenie v domácich modeloch.
Ďalším krokom je inštalácia obrobku. Program sa zadá do CNC. Zariadenie sa zapne a potom sa monitorujú automatické akcie. Aby bola zaistená maximálna automatizácia, je potrebné zostaviť schému a vybrať komponenty.
Predtým, ako začnete vyrábať CNC router vlastnými rukami, musíte sa zoznámiť s výrobnými modelmi. Na získanie zložitých vzorov a vzorov by sa malo použiť niekoľko typov fréz. Niektoré z nich môžete urobiť sami, ale pre jemnú prácu budete potrebovať továrenské možnosti.
Schéma domáceho stroja
Najťažšou a najdôležitejšou etapou pri výrobe opísaného zariadenia je výber obvodu. Bude to závisieť od stupňa spracovania a veľkosti obrobku. Pre každodenné použitie je lepšie použiť mini-stroj, ktorý bude inštalovaný na stole. Vhodnou možnosťou je návrh dvoch vozíkov, ktoré sa budú pohybovať pozdĺž súradnicových osí.
Základy môžu byť leštené kovové tyče. Sú na nich inštalované vozíky. Na vytvorenie prevodovky budete potrebovať krokové motory a skrutky, ktoré sú doplnené valivými ložiskami. Pre automatizáciu procesu je potrebné premyslieť elektronickú časť. Bude pozostávať z:
- Zdroj;
- ovládač;
- vodičov.
Pri výrobe CNC smerovača vlastnými rukami by ste sa mali oboznámiť s konštrukčnými vlastnosťami zariadenia. Napríklad na napájanie krokových motorov a riadiaceho čipu je potrebný napájací zdroj. Na to sa používa model 12V 3A. Ovládač je potrebný na odosielanie príkazov do motora. Na obsluhu zariadenia bude stačiť jednoduchý obvod pre ovládač, ktorý bude posielať príkazy trom motorom.
Ovládač je tiež prvkom regulácie. Bude zodpovedný za pohyblivú časť. Na ovládanie by sa mali používať štandardné softvérové systémy. Jedným z nich je KCam, ktorý má flexibilnú štruktúru, ktorá sa prispôsobí akémukoľvek ovládaču. Tento komplex má jednu dôležitú výhodu, ktorou je možnosť importovať súbory bežných formátov. Pomocou aplikácie môžete vytvoriť trojrozmerný výkres obrobku na analýzu.
Aby krokové motory pracovali na danej vstupnej frekvencii, bude potrebné zadať technické parametre do riadiaceho programu. Pri kompilácii programu by mali byť vytvorené samostatné bloky. Sú určené pre:
- kreslenie;
- frézovanie;
- rytiny;
- vŕtanie.
Tým sa eliminujú nečinné pohyby frézy.
Výber komponentov
Pred vytvorením vlastného CNC smerovača musíte vybrať komponenty na zostavenie. Vhodnou možnosťou je použitie improvizovaných prostriedkov. Základom stroja môže byť plexisklo, hliník alebo drevo. Pre správne fungovanie komplexu musí byť vyvinutá konštrukcia strmeňov. Ich pohyb by nemal byť sprevádzaný vibráciami, ktoré by mohli spôsobiť nepresné spracovanie dielu.
Pred montážou sa komponenty skontrolujú z hľadiska kompatibility. Čo sa týka vodidiel, budú to tyče z leštenej ocele s priemerom 12 mm. Pre os X je dĺžka ekvivalentná 200 mm, pre os Y - 90 mm. Predtým, ako začnete vyrábať CNC router s vlastnými rukami, musíte si vybrať podporu. Vhodnou možnosťou je textolit. Rozmery miesta budú nasledovné: 25x100x45 mm.
Montážny blok frézy môže byť vyrobený z textolitu. Jeho konfigurácia bude závisieť od dostupného nástroja. Napájací zdroj sa zvyčajne používa z výroby. Ak chcete túto prácu vykonať sami, musíte byť pripravení na možné chyby, ktoré negatívne ovplyvnia prevádzku zariadenia.
Ak chcete zostaviť smerovač vlastnými rukami, môžete na to použiť 24V model. 5A je tiež vynikajúcou voľbou. Pomerne často sa porovnáva s diskovými jednotkami, z ktorých prvá má pôsobivejší výkon. Na spájkovanie riadiacej dosky by ste mali použiť kondenzátory a odpory v SMD puzdrách. Tým sa znížia parametre a vnútorný priestor bude viac optimalizovaný.
Pokyny na výrobu stroja
Po výbere všetkých komponentov môžete začať s výrobou zariadenia. Všetky prvky sú vopred skontrolované, najmä čo sa týka ich kvality a parametrov. Na upevnenie jednotiek by sa mali použiť špeciálne diely. Ich tvar a konfigurácia budú závisieť od zvolenej schémy.
Konštrukcia musí mať výťah pre pracovný nástroj. Na tento účel by ste mali použiť ozubený remeň. Povinným prvkom výbavy je vertikálna os. Môže byť vyrobený z hliníkového plechu. Táto jednotka je prispôsobená rozmerom, ktoré boli získané v štádiu návrhu a zadané do výkresu.
Pred výrobou CNC smerovača vlastnými rukami môžete odliať vertikálnu os pomocou muflovej dosky. Hliník by bol skvelý materiál. Na karosérii sú namontované dva motory, ktoré budú umiestnené za nápravou. Jeden z nich bude zodpovedný za horizontálny pohyb a druhý za vertikálny pohyb. Rotácia sa musí prenášať cez pásy. Keď sú všetky prvky na svojom mieste, stroj sa musí nastaviť na ručné ovládanie a skontrolovať jeho činnosť. Ak sa zistia nejaké nedostatky, môžete ich na mieste opraviť.
Viac o krokových motoroch
CNC jednotky musia byť vybavené elektrickými krokovými motormi. Ako taký motor môžete použiť motor, ktorý vám bude požičaný z ihličkovej tlačiarne. Zvyčajne majú nainštalované dosť výkonné prvky. Matricové jednotky majú oceľové tyče na báze odolného materiálu. Dajú sa použiť aj v domácom stroji.
Ak vás zaujíma, ako vyrobiť CNC router vlastnými rukami, odporúča sa najprv zvážiť fotografiu. Umožnia vám pochopiť, ako postupovať. Konštrukcia môže obsahovať tri motory, čo naznačuje potrebu rozobrať dve ihličkové tlačiarne. Je lepšie, ak majú motory päť ovládacích vodičov, pretože funkčnosť stroja sa niekoľkonásobne zvýši. Pri výbere krokového motora by ste si mali zistiť počet stupňov na krok a prevádzkové napätie. Mali by ste poznať aj odpor vinutia. To vám umožní správne nakonfigurovať softvér.
Upevnenie hriadeľa
Ak sa rozhodnete vyrobiť CNC frézku na drevo vlastnými rukami, môžete ako pohon použiť kolík alebo maticu vhodnej veľkosti. Je lepšie upevniť hriadeľ gumovým káblom s hrubým vinutím. Rovnaký prístup je relevantný aj pri upevnení motora na čap. Svorky môžete vyrobiť z puzdra pomocou skrutky. Na to sa používa nylon. Pomocnými nástrojmi sú v tomto prípade pilník a vŕtačka.
Elektronická podpora stroja
Hlavným prvkom opísaného zariadenia je softvér. Môžete použiť domáci, ktorý poskytne všetky ovládače pre ovládače. Softvér musí mať napájacie zdroje a krokové motory. Ak stojíte pred úlohou, ako zostaviť CNC router vlastnými rukami, mali by ste sa postarať o prítomnosť portu LPT. Bude sa vyžadovať aj pracovný program na zabezpečenie kontroly a riadenia potrebných prevádzkových režimov.
Samotná CNC jednotka je pripojená k zariadeniu cez port a nainštalované motory. Pri výbere softvéru pre stroj sa musíte spoľahnúť na taký, ktorý už osvedčil svoju stabilnú prevádzku a má funkčnosť. Elektronika ovplyvní kvalitu a presnosť vykonávaných operácií. Po inštalácii by ste si mali stiahnuť programy a ovládače.
Urobte to sami pomocou rovnakej technológie. Poradí si však len s tenkými obrobkami. Pred obsluhou zariadenia je potrebné skontrolovať činnosť elektronického softvéru a odstrániť prípadné nedostatky.
Namiesto záveru: vlastnosti výroby stroja z vŕtacieho zariadenia
Predtým, ako začnete vyrábať CNC router vlastnými rukami, musíte si krok za krokom prečítať pokyny. Môže zahŕňať použitie jednej alebo druhej schémy zapojenia, na základe ktorej bude mini-zariadenie fungovať. Niekedy ide o vŕtačku, v ktorej je pracovná hlava nahradená frézou.
Najťažšie je, že budete musieť navrhnúť mechanizmus, ktorý zabezpečí pohyb v 3 rovinách. Tento mechanizmus je zvyčajne zostavený na základe rovnakých vozíkov z nefunkčnej tlačiarne.
K zariadeniu je pripojené softvérové ovládanie. Pomocou takéhoto zariadenia bude možné pracovať s prírezmi vyrobenými z plechu, dreva alebo plastu. Pojazdy zo starej tlačiarne, ktoré zabezpečujú pohyb rezacieho nástroja, totiž nebudú schopné zaručiť dostatočný stupeň tuhosti.
Obrábacie stroje vybavené softvérom numerického riadenia (CNC) sú prezentované vo forme moderných zariadení na rezanie, sústruženie, vŕtanie alebo brúsenie kovov, preglejky, dreva, peny a iných materiálov.
Zabudovaná elektronika založená na doskách plošných spojov Arduino zaisťuje maximálnu automatizáciu práce.
1 Čo je to CNC stroj?
CNC stroje založené na doskách plošných spojov Arduino sú schopné automaticky plynule meniť otáčky vretena, ako aj rýchlosť posuvu podpier, stolov a iných mechanizmov. Pomocné prvky CNC stroja automaticky zaujme požadovanú polohu, a možno ho použiť na rezanie preglejky alebo hliníkových profilov.
V zariadeniach založených na doskách plošných spojov Arduino sa automaticky mení aj rezací nástroj (vopred nakonfigurovaný).
V CNC zariadeniach založených na doskách plošných spojov Arduino sa všetky príkazy odosielajú cez ovládač.
Regulátor prijíma signály zo softvéru. Pre takéto zariadenia na rezanie preglejky, kovových profilov alebo peny sú nosičmi programu vačky, zarážky alebo kopírky.
Signál prijatý z programového nosiča odošle príkaz cez ovládač do automatického stroja, poloautomatického stroja alebo kopírovacieho stroja. Ak je potrebné vymeniť list preglejky alebo penového plastu na rezanie, potom sa vačky alebo kopírky nahradia inými prvkami.
Jednotky s programovým riadením na báze dosiek Arduino využívajú ako programový nosič dierne pásky, dierne štítky alebo magnetické pásky, ktoré obsahujú všetky potrebné informácie. S použitím dosiek Arduino je celý proces rezania preglejky, penového plastu alebo iného materiálu plne automatizovaný, čím sa minimalizujú náklady na prácu.
Stojí za zmienku, že vybudovanie CNC stroja na rezanie preglejky alebo penového plastu na báze dosiek Arduino môžete to urobiť sami bez väčších ťažkostí. Riadenie v CNC jednotkách založených na Arduino sa vykonáva pomocou ovládača, ktorý prenáša technologické aj rozmerové informácie.
Pomocou CNC plazmových rezačiek na báze dosiek Arduino môžete uvoľniť veľké množstvo univerzálneho vybavenia a zároveň zvýšiť produktivitu práce. Hlavné výhody strojov na báze Arduino, ktoré si sami zostavíte, sú vyjadrené v:
- vysoká (v porovnaní s ručnými strojmi) produktivita;
- flexibilita univerzálneho vybavenia spojená s presnosťou;
- zníženie potreby prilákať kvalifikovaných odborníkov do práce;
- možnosť výroby vymeniteľných dielov podľa jedného programu;
- skrátené časy prípravy na výrobu nových dielov;
- možnosť vyrobiť stroj vlastnými rukami.
1.1 Proces prevádzky CNC frézky (video)
1.2 Typy CNC strojov
Prezentované jednotky na rezanie preglejky alebo penového plastu pomocou dosiek Arduino na prevádzku sú rozdelené do tried podľa:
- technologické možnosti;
- princíp výmeny nástroja;
- spôsob výmeny obrobku.
Akákoľvek trieda takéhoto zariadenia môže byť vyrobená vlastnými rukami a elektronikou Arduino zabezpečí maximálnu automatizáciu pracovného procesu. Spolu s triedami môžu byť stroje:
- sústruženie;
- vŕtanie a vŕtanie;
- frézovanie;
- brúsenie;
- elektrofyzikálne stroje;
- viacúčelový.
Sústružnícke jednotky na báze Arduina dokážu spracovať vonkajšie a vnútorné povrchy všetkých druhov dielov.
Otáčanie obrobkov sa môže vykonávať v rovných aj zakrivených obrysoch. Zariadenie je určené aj na rezanie vonkajších a vnútorných závitov. Frézovacie jednotky na báze Arduina sú určené na frézovanie jednoduchých a zložitých dielov typu karosérie.
Okrem toho môžu vykonávať vŕtanie a vyvrtávanie. Na dokončovanie dielov možno použiť brúsky, ktoré si môžete vyrobiť aj svojpomocne.
V závislosti od typu spracovávaných povrchov môžu byť jednotky:
- povrchové brúsenie;
- vnútorné brúsenie;
- drážkové brúsenie.
Na rezanie je možné použiť viacúčelové jednotky preglejky alebo penového plastu, vykonávať vŕtanie, frézovanie, vyvrtávanie a sústruženie dielov. Predtým, ako si vyrobíte CNC stroj vlastnými rukami, je dôležité zvážiť, že zariadenie je rozdelené podľa spôsobu výmeny nástrojov. Výmenu je možné vykonať:
- ručne;
- automaticky vo veži;
- automaticky v predajni.
Ak elektronika (ovládač) dokáže zabezpečiť automatickú výmenu obrobkov pomocou špeciálnych pohonov, potom môže zariadenie pracovať dlhú dobu bez účasti operátora.
Ak chcete vyrobiť prezentovanú jednotku na rezanie preglejky alebo penového plastu vlastnými rukami, musíte pripraviť počiatočné zariadenie. Na to môže byť vhodný použitý.
V ňom je pracovný prvok nahradený frézou. Okrem toho si môžete vyrobiť mechanizmus vlastnými rukami z vozíkov starej tlačiarne.
To umožní pracovnej fréze pohybovať sa v smere dvoch rovín. Ďalej sa ku konštrukcii pripája elektronika, ktorej kľúčovým prvkom je ovládač a dosky Arduino.
Montážna schéma vám umožňuje vyrobiť si vlastnú domácu CNC jednotku automaticky. Takéto zariadenie môže byť navrhnuté na rezanie plastov, peny, preglejky alebo tenkého kovu. Aby zariadenie mohlo vykonávať zložitejšie druhy práce, je potrebný nielen ovládač, ale aj krokový motor.
Musí mať indikátory vysokého výkonu - najmenej 40-50 wattov. Odporúča sa použiť konvenčný elektromotor, pretože jeho použitie eliminuje potrebu vytvorenia skrutkového pohonu a regulátor zabezpečí včasné dodanie príkazov.
Požadovaná sila na prevodovom hriadeli v domácom zariadení musia byť prenášané cez rozvodové remene. Ak domáci CNC stroj bude používať vozíky z tlačiarní na pohyb pracovnej frézy, potom je na tento účel potrebné vybrať diely z veľkých tlačiarní.
Základom budúcej jednotky môže byť obdĺžnikový nosník, ktorý musí byť pevne pripevnený k vodidlám. Rám musí mať vysoký stupeň tuhosti, ale zváranie sa neodporúča. Je lepšie použiť skrutkové spojenie.
Zváracie švy budú počas prevádzky stroja vystavené deformácii v dôsledku konštantného zaťaženia. V tomto prípade sú upevňovacie prvky zničené, čo povedie k zlyhaniu nastavenia a regulátor nebude fungovať správne.
2.1 O krokových motoroch, podperách a vodidlách
Vlastnoručne zostavená CNC jednotka musí byť vybavená krokovými motormi. Ako bolo uvedené vyššie, na zostavenie jednotky je najlepšie použiť motory zo starých ihličkových tlačiarní.
Pre efektívnu prevádzku zariadenia budete potrebovať tri samostatné motory krokový typ. Odporúča sa použiť motory s piatimi samostatnými ovládacími vodičmi. To niekoľkokrát zvýši funkčnosť domáceho zariadenia.
Pri výbere motorov pre budúci stroj potrebujete poznať počet stupňov na krok, prevádzkové napätie a odpor vinutia. Následne to pomôže správne nakonfigurovať celý softvér.
Hriadeľ guľového motora je upevnený pomocou gumeného kábla pokrytého hrubým vinutím. Navyše pomocou takéhoto kábla môžete pripojiť motor k bežeckému kolíku. Rám môže byť vyrobený z plastu s hrúbkou 10-12 mm.
Spolu s plastom je možné použiť hliník alebo organické sklo.
Predné časti rámu sú pripevnené pomocou samorezných skrutiek a pri použití dreva je možné prvky pripevniť lepidlom PVA. Vodidlá sú oceľové tyče s prierezom 12 mm a dĺžkou 20 mm. Pre každú os sú 2 tyče.
Podpera je vyrobená z textolitu, jej rozmery by mali byť 30x100x40 cm Vodiace časti textolitu sú upevnené skrutkami M6 a podpery „X“ a „Y“ v hornej časti musia mať 4 otvory so závitom na upevnenie rámu. Krokové motory sa inštalujú pomocou spojovacích prvkov.
Upevnenia môžu byť vyrobené z ocele typ listu. Hrúbka plechu by mala byť 2-3 mm. Ďalej je skrutka pripojená k osi krokového motora cez ohybný hriadeľ. Na tento účel môžete použiť bežnú gumenú hadicu.