Домашен мини cnc рутер. Изграждане на домашна CNC фреза

За много домашни занаятчии може да изглежда, че това е някъде на ръба на фантазията, тъй като това оборудване е устройство, което е сложно по отношение на дизайна, техническото и електронното отношение.

Междувременно, разполагайки с подходящите чертежи под ръка, целият необходим материали инструмент, мини домашна дървообработваща машина, оборудвана с CNC, можете да го направите сами.

Разбира се, за това ще трябва да похарчите известни усилия, включително финансови, но нищо не е невъзможно и ако подходите към този въпрос правилно и с познания по въпроса, всеки може да направи домашно направена настолна фреза за мини дърво с CNC модул House master.

Както знаете, такава мини дървена единица се отличава с точността на обработката, лекотата на управление на всички работни процеси, както и високо качествокрайния продукт.

В момента има няколко начина за внедряване на домашна настолна фреза с ЦПУ в мини версия за обработка на дърво и други материали.

На първо място, можете да закупите специален комплект за събиране на този тип структура или можете сами да извършите цялата необходима работа, като получите изхода готов продуктс висококачествена обработка.

Ако решението е взето необходима работада проектирате и сглобите мини настолна фреза за обработка на дърво и други материали с CNC, за да го направите сами, със собствените си ръце, тогава трябва да започнете с избора на най-оптималната схема за бъдещата единица.

В този случай, като първоначално оборудване, можете да вземете малко старо бормашинаи заменете работния орган под формата на свредло директно с фреза.

Не забравяйте да помислите внимателно как ще бъде подреден механизмът, отговорен за необходимото движение в три независими равнини.

Можете да опитате да сглобите такъв механизъм от рециклирани колички от стар принтер, което ще позволи да се осигури движението на работния нож в две равнини.

Тук ще бъде възможно просто да свържете необходимия софтуер, който ще направи възможно автоматичната домашна настолна CNC фреза, но такъв дизайн може да работи само върху дърво, пластмаса или тънък метал.

За да може самостоятелно изработена фреза, сглобена от себе си, да извършва по-сериозни операции, тя трябва да бъде оборудвана със стъпков двигател с висока мощност.

Можете да получите този тип двигател от стандартен вариантелектродвигател поради дребни модификации. Това напълно ще премахне използването на винтово задвижване, като същевременно всичките му предимства ще бъдат запазени напълно.

Необходимата сила върху вала в домашно приготвено устройство се предава най-добре чрез зъбни ремъци.

В случай, че за да се осигури необходимото движение на работния фреза в домашно направена CNC фреза, е решено да се използват домашно направени колички от принтери, тогава е по-добре да вземете тези устройства от големи модели принтери за тези цели.

Когато създавате CNC фреза със собствените си ръце, Специално вниманиетрябва да се даде на производството на механизма за фрезоване, което ще изисква подходящи чертежи.

Монтаж на фрезата

Най-добре е да вземете правоъгълна греда като основа на домашна фреза, която трябва да бъде здраво фиксирана върху водачите.

Цялата конструкция трябва да има висока твърдост, докато е по-добре, ако заваръчни работище бъдат сведени до минимум.

Факт е, че във всеки случай заваръчните шевове са подложени на разрушаване и деформация при определени натоварвания, по време на работа на машината нейната рамка ще бъде подложена, наред с други неща, на вибрации, което може да повлияе неблагоприятно на тези закрепващи елементи, които , от своя страна, ще доведе до повреда в настройките.

За да се увеличи твърдостта, се препоръчва гредата и закрепващите елементи да се закрепят с винтове с определени диаметри.

Това трябва напълно да елиминира възможната хлабина по време на работа на CNC фрезата, както и отклонението на водачите при големи натоварвания.

По абсолютно същия принцип се сглобява със собствените си ръце самостоятелно направена машина за фрезоване и гравиране, оборудвана с ЦПУ. Процесът на сглобяване „направи си сам“ на доста функционална фрезова машина с ЦПУ е описан подробно във видеоклипа по-долу.

В конструкцията на агрегата е задължително да се предвиди повдигане на работния инструмент във вертикално положение, за което се препоръчва използването на винтова предавка.

От своя страна, за необходимото връщане на въртене директно към водещия винт трябва да се използва зъбен ремък.

Вертикалната ос, която също е незаменим елемент на всяка CNC фреза, е изработена от алуминиева плоча.

Той трябва да бъде прецизно съобразен с размерите, получени на етапа на проектиране на модула и въведени в съответните чертежи.

У дома можете да хвърлите вертикална ос с помощта на муфелна плоча, като в този случай трябва да вземете алуминий.

След това трябва да се монтират два стъпкови двигателя директно върху тялото непосредствено зад оста, единият от които ще отговаря за хоризонталното движение, а вторият, съответно, за вертикалното движение.

Цялото въртене трябва да се предава през ремъците. След като всички елементи са на мястото си, домашно направената фреза трябва да се провери за работа с ръчно управление и ако се установят дефекти, да се отстранят на място.

Малко за стъпковите двигатели

Всяка единица с ЦПУ, включително машина за гравиране, задължително е оборудвана със стъпкови електродвигатели.

При сглобяване на домашно CNC фрезово оборудване могат да се използват двигатели от стари матрични принтери като такъв двигател. Повечето матрични принтери имат два от тези елементи с достатъчна мощност.

В допълнение, матричните принтери също имат стоманени пръти, изработени от издръжлива стомана, които могат да се използват и в домашно изработена машина.

В този случай трябва да се отбележи, че за да сглобите такова устройство със собствените си ръце, ще ви трябват три отделни стъпкови двигателя, което означава, че ще трябва да потърсите и разглобите два матрични принтера.

По-добре е такива двигатели да имат около пет отделни контролни проводника, тъй като в този случай функционалността на домашно направената машина ще се увеличи няколко пъти.

При избора на стъпкови двигатели за домашна фреза с ЦПУ е необходимо да се установи броят на техните степени на стъпка, както и работното напрежение и съпротивлението на намотката.

Това ще помогне впоследствие да конфигурирате правилно целия хардуерен софтуер.

Най-добре е да закрепите вала на стъпковия двигател с гумен кабел с дебела намотка. Също така ще помогне при закрепване на самия двигател директно към шпилката.

Можете да направите скоби от ръкав "направи си сам" с винт. За да направите това, вземете найлон, а като инструмент свредло и файл.

Как да направите машина за гравиране и фреза с CNC блок със собствените си ръце е описано подробно във видеото по-долу.

Електронно осигуряване

Основният елемент на всяка CNC машина е нейният софтуер.

В този случай можете да използвате домашно приготвен, който ще включва всички необходими драйвери за инсталирани контролери, както и стъпкови двигатели и в допълнение стандартни захранвания.

Необходим е LPT порт. Също така ще е необходимо да се мисли за работна програма, който ще осигури не само контрол, но и управление на всички необходими режими на работа.

Директно самият CNC модул трябва да бъде свързан към фрезовия модул през горния порт, винаги чрез инсталираните двигатели.

Когато избирате необходимия софтуер за домашна машина, трябва да разчитате на такъв, който вече е успял да докаже своята стабилна работа и има голяма функционалност.
Видео:

Трябва да се помни, че електрониката ще повлияе главно на точността и качеството на всички операции, извършвани на CNC оборудване.

След инсталиране на цялата необходима електроника е необходимо да изтеглите всички необходими програми и драйвери за работата на настолната фреза.

Освен това, непосредствено преди машината да започне да работи по предназначение, електронният софтуер трябва да бъде проверен в действие и, ако е необходимо, всички открити недостатъци трябва да бъдат отстранени на място.

Всички горепосочени операции за сглобяване на фрезова машина с ЦПУ със собствените си ръце са подходящи и за създаване на домашна координатно-пробивна единица, както и много друго оборудване от този клас.

Във всеки случай, ако цялата работа по сглобяването на фрезова единица, оборудвана с ЦПУ, със собствените си ръце се извършва правилно и в съответствие с технологията, домашен майсторще могат да се извършват много сложни операции, както върху метал, така и върху дърво.

Как да направите своя собствена CNC фреза е описано подробно във видеото в нашата статия.

Комплект, с който можете да сглобите вашата CNC фреза.
В Китай се продават готови машинни инструменти, преглед на един от тях вече е публикуван в Muska. Ще сглобим машината сами. Добре дошли…
UPD: връзки към файлове

Все пак ще дам линк към ревю на готовата машина от AndyBig. Няма да се повтарям, няма да цитирам неговия текст, ще напишем всичко от нулата. В заглавието е само комплект с двигатели и драйвер, ще има още части, ще се опитам да дам линкове за всичко.
И това ... Извинявам се предварително на читателите, не съм правил специално снимки в процеса, защото. в този момент нямах намерение да правя преглед, но ще направя максимум снимки на процеса и ще се опитам да дам подробно описание на всички възли.

Целта на прегледа не е толкова да се похвалите, колкото да покажете възможността да направите асистент за себе си. Надявам се, че този преглед ще даде на някого идея и е възможно не само да се повтори, но и да се направи още по-добро. Отивам…

Как се роди идеята:

Случи се така, че отдавна съм свързан с рисунките. Тези. моя професионална дейносттясно свързани с тях. Но едно е, когато направите рисунка и след това напълно различни хора оживяват обекта на дизайна, а съвсем друго е, когато вие сами оживявате обекта на дизайна. И ако със строителството май се справям добре, то с моделирането и другите приложни изкуства не съвсем.
Така че дълго време имаше мечта от изображение, начертано в AutoCAD, да направите удар - и то е в натура пред вас, можете да го използвате. Тази идея се изплъзваше от време на време, но не можеше да се оформи в нищо конкретно, докато...

Докато не видях REP-RAP преди три-четири години. Е, 3D принтерът беше много интересно нещо, а идеята да си колекционирам се оформяше доста време, събирах информация за различните модели, за плюсовете и минусите на различните варианти. В един момент, кликвайки върху един от линковете, стигнах до форум, където хората седяха и обсъждаха не 3D принтери, а CNC фрезови машини. И от тук може би хобито започва своя път.

Вместо теория

Накратко за CNC фрезови машини (пиша с мои думи умишлено, без да копирам статии, учебници и ръководства).

Фрезата работи точно обратното на 3D принтера. В принтера, стъпка по стъпка, слой по слой, моделът се изгражда чрез сливане на полимери, във фреза с помощта на фреза се отстранява „всичко излишно“ от детайла и се получава желаният модел.

За да работите с такава машина, имате нужда от необходимия минимум.
1. Основа (корпус) с линейни водачи и трансмисионен механизъм (може да е винтов или ремъчен)
2. Шпиндел (виждам, че някой се усмихна, но така се казва) - истинският двигател с цанга, в която е монтиран работен инструмент - фреза.
3. Стъпкови двигатели - двигатели, които позволяват контролирани ъглови движения.
4. Контролер - контролна платка, която предава напрежение към двигателите в съответствие със сигналите, получени от управляващата програма.
5. Компютър с инсталирана управляваща програма.
6. Основни умения за рисуване, търпение, желание и добро настроение.))

Точките:
1. Основа.
по конфигурация:

Ще разделя на 2 вида, има и по-екзотични варианти, но основните 2:

С подвижен портал:
Всъщност дизайнът, който избрах, има основа, върху която са фиксирани водачи по оста X. Портал се движи по водачите на оста X, върху които са разположени водачите на оста Y, и възелът на оста Z се движи по то.

Със статичен портал
Този дизайн също се представя като тяло, което също е портал, върху който са разположени водачите на оста Y и възелът на оста Z се движи по него, а оста X вече се движи спрямо портала.

По материал:
тялото може да бъде направено от различни материали, най-често:
- дуралуминий - има добро съотношение на маса, твърдост, но цената (само за домашен продукт за хоби) все още е депресираща, въпреки че ако има мнения за машината за правене на сериозни пари, тогава няма опции.
- шперплат - добра твърдост с достатъчна дебелина, ниско тегло, възможност за обработка с всичко :) и самата цена, лист шперплат 17 сега е доста евтин.
- стомана - често се използва при машини с голяма обработваема площ. Такава машина, разбира се, трябва да е статична (не мобилна) и тежка.
- МФД, плексиглас и монолитен поликарбонат, дори ПДЧ - виждах и такива варианти.

Както можете да видите, дизайнът на самата машина е много подобен както на 3D принтер, така и на лазерни гравьори.
Съзнателно не пиша за конструкциите на 4, 5 и 6-осни фрезови машини, т.к. на дневен ред е самоделна хоби машина.

2. Шпиндел.
Всъщност вретената идват с въздушно и водно охлаждане.
С въздушно охлаждане са по-евтини в крайна сметка, т.к. за тях не е необходимо да се блокира допълнителна водна верига, те работят малко по-шумно от водните. Охлаждането се осигурява от монтирано отзад работно колело, което при високи скорости създава забележим въздушен поток, който охлажда корпуса на двигателя. Колкото по-мощен е двигателят, толкова по-сериозно е охлаждането и толкова по-голям е въздушният поток, който може да надува във всички посоки
прах (стружки, стърготини) от детайла.

Водно охлаждане. Такъв шпиндел работи почти безшумно, но в крайна сметка, така или иначе, разликата между тях в процеса на работа не може да се чуе, тъй като звукът от материала, който се обработва от резачката, ще го блокира. В този случай, разбира се, няма тяга от работното колело, но има допълнителна хидравлична верига. В такава верига трябва да има тръбопроводи, помпа за изпомпване на течност, както и място за охлаждане (радиатор с въздушен поток). Обикновено в тази верига не се налива вода, а TOSOL или етиленгликол.

Има и шпиндели с различни мощности и ако тези с ниска мощност могат да бъдат свързани директно към контролната платка, тогава двигатели с мощност от 1 kW или повече трябва да бъдат свързани чрез контролния блок, но това не е за нас.))

Да, често в домашните машини инсталират директни мелници или фрези с подвижна основа. Такова решение може да бъде оправдано, особено при извършване на работа с кратка продължителност.

В моя случай беше избран 300W шпиндел с въздушно охлаждане.

3. Стъпкови двигатели.
Най-широко използваните двигатели са 3 размера
NEMA17, NEMA23, NEMA 32
те се различават по размер, мощност и работен момент
NEMA17 обикновено се използват в 3D принтери, те са твърде малки за фреза, т.к. трябва да носите тежък портал, към който по време на обработката се прилага допълнително странично натоварване.
NEMA32 за такъв занаят не е необходим, освен това ще трябва да вземете друга контролна платка.
моят избор падна върху NEMA23 с максимална мощност за тази платка - 3А.

Освен това хората използват степери от принтери, но оттогава. И аз ги нямах и все пак трябваше да купувам, избрах всичко в комплекта.

4. Контролер
Контролна платка, която получава сигнали от компютъра и предава напрежение към стъпкови двигатели, които движат осите на машината.

5. Компютър
Имате нужда от отделен компютър (вероятно много стар) и може би има две причини за това:
1. Малко вероятно е да решите да поставите фреза близо до мястото, където сте свикнали да четете интернет, да играете на играчки, да водите сметки и т.н. Просто защото фрезата е шумна и прашна. Обикновено машината е или в работилницата, или в гаража (по-добре отопляем). Машината ми е в гаража, зимата почти не работи, т.к. без отопление.
2. По икономически причини обикновено се използват компютри, които вече не са подходящи за домашния живот - силно използвани :)
Изисквания към автомобила като цяло за нищо:
- от Pentium 4
- наличието на дискретна видеокарта
- RAM от 512MB
- наличието на LPT конектор (няма да кажа нищо за USB, все още не съм проучил новините поради драйвера, който работи на LPT)
такъв компютър или се взема от килера, или, както в моя случай, се купува на безценица.
Поради ниската мощност на машината се стараем да не инсталираме допълнителен софтуер, т.е. само оста и програмата за управление.

Следват две опции:
- инсталирайте Windows XP (това е слаб компютър, помните ли?) и контролната програма MATCH3 (има и други, но тази е най-популярната)
- поставихме niks и Linux CNC (казват, че всичко също е много добро, но не овладях niks)

Може би ще добавя, за да не обиждам прекалено богатите хора, че е напълно възможно да поставите не четвърти пън, а някакъв вид ai7 - моля, ако ви харесва и можете да си го позволите.

6. Основни умения за рисуване, търпение, желание и добро настроение.
Ето накратко.
За да работи машината, ви е необходима програма за управление (по същество текстов файл, съдържащ координатите на движенията, скоростта на движение и ускорението), която от своя страна се подготвя в CAM приложение - обикновено ArtCam, в това приложение се подготвя самият модел, задават се размерите му, избира се режещ инструмент.
Обикновено правя малко повече дълъг път, правя чертеж и след това AutoCad, запазвайки го * .dxf, го зареждам в ArtCam и вече там подготвям UE.

Е, нека започнем процеса на създаване на ваш собствен.

Преди да проектираме машина, ние вземаме няколко точки като отправни точки:
- Полуоските ще бъдат изработени от строителни шпилки с резба М10. Разбира се, има несъмнено по-технологично напреднали опции: вал с трапецовидна резба, сферичен винт (сферичен винт), но трябва да разберете, че цената на въпроса оставя много да се желае, а за хоби машина, цената като цяло е пространство. Въпреки това, с течение на времето, ще надстроя и ще заменя фиби с трапец.
- Материалът на тялото на машината е 16 мм шперплат. Защо шперплат? Налични, евтини, весели. Всъщност има много опции, някой прави от дуралуминий, някой от плексиглас. Предпочитам шперплат.

Създаване на 3D модел:

Райбер:

След това направих това, не остана снимка, но мисля, че ще стане ясно. Разпечатах сканиране на прозрачни листове, изрязах ги и ги залепих върху лист шперплат.
Нарязани парчета и пробити дупки. От инструментите - прободен трион и отвертка.
Има още един малък трик, който ще улесни живота в бъдеще: преди да пробиете дупки, стиснете всички сдвоени части със скоба и пробийте, така че да получите дупки, които са еднакво разположени на всяка част. Дори ако се появи леко отклонение по време на пробиване, вътрешните части на свързаните части ще съвпаднат и отворът може да бъде малко разширен.

Успоредно с това правим спецификация и започваме да поръчваме всичко.
какво ми се случи:
1. Комплект, посочен в този преглед, включва: платка за управление на стъпков двигател (драйвер), стъпкови двигатели NEMA23 - 3 бр., захранване 12V, LPT кабел и охладител.

2. Шпиндел (това е най-простият, но въпреки това си върши работата), крепежни елементи и 12V захранване.

3. Използван компютър Pentium 4, най-важното е, че дъното е с LPT и дискретна видео карта + CRT монитор. Занесох го на Avito за 1000 рубли.
4. Стоманен вал: Ф20мм - L=500мм - 2бр., Ф16мм - L=500мм - 2бр., Ф12мм - L=300мм - 2бр.
Взех го тук, по това време в Санкт Петербург се оказа по-скъпо за вземане. Дойде в рамките на 2 седмици.

5. Линейни лагери: ф20 - 4 бр., ф16 - 4 бр., ф12 - 4 бр.
20

16

12

6. Крепеж за валове: ф20 - 4 бр., ф16 - 4 бр., ф12 - 2 бр.
20

16

12

7. Капролонови гайки с резба М10 - 3 бр.
Взех заедно с валовете на duxe.ru
8. Ротационни лагери затворени - 6 бр.
На същото място, но китайците също имат много от тях
9. PVA тел 4x2.5
офлайн е
10. Зъбчета, дюбели, гайки, скоби - куп.
Това също е офлайн, в хардуера.
11. Закупен е и комплект фрези

И така, поръчваме, чакаме, режем и събираме.

Първоначално драйверът и захранването за него бяха инсталирани в кутията с компютъра заедно.

По-късно беше решено драйверът да бъде поставен в отделен случай, просто се появи.

Е, старият монитор някак си се промени на по-модерен.

Както казах в началото, никога не съм мислил, че ще напиша ревю, затова прикачвам снимки на възлите и ще се опитам да обясня процеса на сглобяване.

Първо сглобяваме три оси без винтове, за да подравним валовете възможно най-точно.
Взимаме предната и задната стена на корпуса, закрепваме фланците за валовете. Нанизваме 2 линейни лагера по оста X и ги вкарваме във фланците.

Закрепваме дъното на портала към линейните лагери, опитваме се да навием основата на портала напред-назад. Убедени сме в кривината на ръцете си, разглобяваме всичко и пробиваме малко дупки.
Така получаваме известна свобода на движение на валовете. Сега примамваме фланците, вкарваме валовете в тях и движим основата на портала напред-назад, за да постигнем гладко плъзгане. Затягаме фланците.
На този етап е необходимо да се провери хоризонталността на валовете, както и тяхното подравняване по оста Z (накратко, така че разстоянието от монтажната маса до валовете да е еднакво), за да не се запълни бъдеща работна равнина по-късно.
Разбрахме оста X.
Закрепваме порталните стелажи към основата, за това използвах мебелни варели.

Закрепете фланците за оста Y към стойките, този път отвън:

Вмъкваме валове с линейни лагери.
Фиксираме задната стена на оста Z.
Повтаряме процеса на регулиране на успоредността на валовете и фиксираме фланците.
Повтаряме същия процес с оста Z.
Получаваме доста забавен дизайн, който може да се движи с една ръка по три координати.
Важен момент: всички оси трябва да се движат лесно, т.е. леко накланяйки конструкцията, самият портал трябва да се движи свободно, без никакви скърцания и съпротива.

След това прикрепете водещите винтове.
Отрязваме строителната шпилка M10 с необходимата дължина, завиваме капролоновата гайка приблизително в средата и 2 гайки M10 от всяка страна. За това е удобно, след като затегнете малко гайките, затегнете шпилката в отвертката и, като държите гайките, затегнете.
Вкарваме лагерите в гнездата и натискаме шпилките в тях отвътре. След това фиксираме шпилките към лагера с гайки от всяка страна и контрираме с втората, за да не се разхлабят.
Закрепваме капролоновата гайка към основата на оста.
Затягаме края на шпилката в отвертката и се опитваме да преместим оста от началото до края и да се върнем.
Тук ни очакват още няколко радости:
1. Разстоянието от оста на гайката до основата в центъра (и най-вероятно по време на сглобяването основата ще бъде в средата) може да не съвпада с разстоянието в крайните позиции, т.к. валовете под тежестта на конструкцията могат да се огънат. Трябваше да сложа картон по оста X.
2. Ходът на вала може да бъде много стегнат. Ако сте елиминирали всички изкривявания, тогава напрежението може да играе роля, тук е необходимо да хванете момента на опъване на фиксиране с гайки към монтирания лагер.
След като се справихме с проблемите и получихме свободно въртене от началото до края, пристъпваме към инсталирането на останалите винтове.

Прикрепяме стъпкови двигатели към винтовете:
По принцип, когато се използват специални винтове, независимо дали са трапецовидни или сачмено-винтови, краищата им се обработват и след това връзката към двигателя се осъществява много удобно със специален съединител.

Но ние имаме строителна шпилка и трябваше да помислим как да я поправим. В този момент се натъкнах на разрез на газова тръба и я приложих. Директно се „навива“ върху фибичката на двигателя, влиза в шлайфането, затяга го със скоби - държи се много добре.

За да оправя двигателите, взех алуминиева тръба и я срязах. Регулира се с шайби.
За да свържа двигателите, взех следните съединители:

Съжалявам, не помня как се казват, надявам се някой в коментарите да ви каже.
GX16-4 конектор (благодаря на Jager). Помолих колега да купи в магазин за електроника, той просто живее наблизо, но се оказа много неудобно за мен да стигна до там. Много съм доволен от тях: държат ги здраво, предназначени са за по-голям ток, винаги можете да ги изключите.
Поставяме работното поле, то е и жертвена маса.
Свързваме всички двигатели към контролната платка от прегледа, свързваме го към 12V PSU, свързваме към компютъра с LPT кабел.

Инсталирайте MACH3 на PC, направете настройки и пробвайте!
За настройката отделно, може би, няма да пиша. Може да продължи още няколко страници.

Имам цяла радост, видеото от първото стартиране на машината е запазено:

Да, когато това видео се движеше по оста X, имаше ужасно отскачане, за съжаление не си спомням точно, но в крайна сметка открих или шайбата да виси, или нещо друго, като цяло беше решено без проблеми.

След това трябва да поставите шпиндела, като същевременно осигурите неговата перпендикулярност (едновременно в X и Y) към работната равнина. Същността на процедурата е следната, ние прикрепяме молив към шпиндела с електрическа лента, като по този начин се получава отстъп от оста. С плавно спускане на молива започва да рисува кръг върху дъската. Ако шпинделът е осеян, тогава се оказва не кръг, а дъга. Съответно е необходимо да се постигне подравняване чрез начертаване на кръг. Запазена е снимка от процеса, моливът не е на фокус и ъгълът не е същият, но мисля, че същността е ясна:

Намираме завършен модел (в моя случай гербът на Руската федерация), подготвяме UE, захранваме го с MACH и тръгваме!
Работа на машината:

снимка в процес:

Е, разбира се, преминаваме през посвещението))
Ситуацията е едновременно смешна и общо взето разбираема. Мечтаем да направим машина и веднага да изрежем нещо супер готино, но накрая разбираме, че това време просто ще отнеме много време.

Накратко:
При 2D обработка (просто изрязване) се задава контур, който се изрязва на няколко минавания.
С 3D обработка (тук можете да се потопите в holivar, някои твърдят, че това не е 3D, а 2.5D, тъй като детайлът се обработва само отгоре), се задава сложна повърхност. И колкото по-висока е точността на желания резултат, колкото по-тънък е фрезата, толкова повече проходи на тази фреза са необходими.
За да се ускори процесът, се използва грубо обработване. Тези. първо се взема проба от основния обем с голям нож, след което се започва довършване с тънък нож.

След това опитваме, настройваме, експериментираме и т.н. Правилото за 10 000 часа работи и тук ;)
Може би вече няма да ви отегчавам с разкази за конструкцията, настройката и т.н. Време е да покажа резултатите от използването на машината - продукта.

Както можете да видите, това са предимно изрязани контури или 2D обработка. Отнема много време за обработка на триизмерни фигури, машината е в гаража и се отбивам там за кратко.
Тук с право ще ме забележат - но на ... да построите такава бандура, ако можете да изрежете фигура с U-образен прободен трион или електрически прободен трион?
Възможно е, но това не е нашият метод. Както си спомняте, в началото на текста написах, че идеята да направя рисунка на компютър и да превърна тази рисунка в продукт, подтикна създаването на този звяр.

Писането на рецензия най-накрая ме накара да надстроя машината. Тези. надстройката беше планирана по-рано, но „ръцете не достигнаха“. Последна промянапреди това имаше организация на къща за машината:

Така в гаража, когато машината работи, тя стана много по-тиха и много по-малко прах лети.

Последният ъпгрейд беше инсталирането на нов шпиндел, по-точно сега имам две взаимозаменяеми основи:
1. С китайски 300W шпиндел за фина работа:

2. С домашен, но не по-малко китайски фреза "Enkor" ...

С новия рутер дойдоха нови възможности.
По-бърза обработка, повече прах.
Ето резултата от използването на фреза за полукръгли канали:

Е, специално за MYSKU
Обикновена фреза за прави канали:

Обработка на видео:

На това ще се съкратя, но според правилата ще е необходимо да се направи равносметка.

минуси:
- Скъп.
- За дълго време.
- От време на време трябва да решавате нови проблеми (те са изключили светлината, пикапи, нещо разплетено и т.н.)

Професионалисти:
- Процесът на създаване. Само това вече оправдава създаването на машината. Търсенето на решения на възникващи проблеми и внедряването е това, което вместо да седнете на задника си, ставате и отивате да направите нещо.
- Радост в момента на подаряване на подаръци, направени със собствените си ръце. Тук трябва да се добави, че машината не върши цялата работа сама :) освен фрезоване трябва още да се обработва, шлайфа, боядисва и т.н.

Благодаря ви много, ако все още четете. Надявам се, че моята публикация, дори и да не ви подтиква да създадете такава (или друга) машина, ще разшири хоризонтите ви и ще даде повод за размисъл. Искам също да благодаря на тези, които ме убедиха да напиша този опус, без него очевидно нямах надстройка, така че всичко е на черно.

Извинявам се за неточностите във формулировката и всякакви лирични отклонения. Трябваше да се намали много, в противен случай текстът щеше да се окаже просто огромен. Естествено са възможни пояснения и допълнения, пишете в коментарите - ще се опитам да отговоря на всички.

Успех в начинанията!

Обещани връзки към файлове:
- машинно чертане,
- почистване,
форматът е dxf. Това означава, че можете да отворите файла с всеки векторен редактор.
3D моделът е детайлизиран с 85-90 процента, направих много неща, или по време на подготовката на сканирането, или на място. Моля, разберете и простете.)

Смятам да купя +151 Добави към любими Рецензията ми хареса +261 +487

Той описа подробно целия процес на създаване на CNC машина за работа с дърво и други материали, като се започне от дизайна.

1. Дизайн

Преди да изградите машина, трябва поне да начертаете скица на ръка, но е по-добре да направите по-точен триизмерен чертеж с помощта на CAD програма. Авторът на проекта използва google sketchup, доста проста (безплатна за 30 дни) програма. За по-сложен проект можете да изберете Autocad.

Основната цел на чертежа е да разберете необходимите размери на частите, за да ги поръчате в Интернет, и да сте сигурни, че всички движещи се части на машината ще паснат една на друга.

Както можете да видите, авторът не е използвал подробни чертежи с маркирани отвори за монтаж, той е очертал дупките в процеса на изграждане на машината, но такъв първоначален дизайн се оказа достатъчен.

Габаритни размери на машината: 1050 х 840 х 400 мм.

Ход на оста: X 730 mm, Y 650 mm, Z 150 mm

Дължината на релсите и сферичния винт зависи от размера на машината, която имате предвид.

При проектирането на CNC машина има няколко въпроса, отговорът на които зависи от крайния резултат.

Какъв тип CNC машина искате да изберете?

С подвижна маса или с подвижен портал? Конструкциите на подвижни маси често се използват за малки машини, до 30x30 см. Те са по-лесни за изграждане и могат да бъдат направени по-твърди от подвижните портални машини. Недостатъкът на преместването на масата е, че при същата площ на рязане общата площ на машината е два пъти по-голяма, отколкото при използване на дизайна с подвижен портал. В този проект зоната за обработка е около 65x65 см, така че е избран подвижен портал.

Какво искате да обработвате с CNC машина?

В този проект машината е предназначена главно за шперплат, твърда дървесина и пластмаси, както и алуминий.

От какво ще бъде изградена машината?

Основно зависи от материала, който ще се обработва на машината. В идеалния случай материалът, който се използва за направата на машината, трябва да бъде по-здрав от материала, който ще се обработва, или поне толкова силен. Следователно, ако искате да режете алуминий, машината трябва да е изработена от алуминий или стомана.

Каква дължина на оста ви трябва?

Според първоначалната идея CNC машината трябваше да обработва шперплат и MDF, които се произвеждат в Холандия с размери 62 x 121 см. Следователно за Y разстоянието на преминаване трябва да бъде най-малко 620 mm. Дължината на движение по оста X е 730 mm, защото в противен случай машината би заела цялото пространство на помещението. Следователно оста X е по-къса от дължината на листа шперплат (1210 mm), но можете да обработите половината, след това да преместите листа напред и да обработите останалата част. С този трик е възможно на машината да се обработват парчета, много по-големи от дължината на оста X. За оста Z бяха избрани 150 mm, за да се използва четвърта ос в бъдеще.

Какъв тип линейно движение ще използвате?

Има много опции за система за линейно движение, качеството на работа до голяма степен зависи от нейния избор. Следователно има смисъл да се харчат за най-добрата системакоито можете да си позволите. Авторът на проекта реши, че линейните релси са най-добрият вариантот тези, за които имаше достатъчно пари. Ако изграждате 3-осен CNC рутер, ще трябва да закупите комплект, състоящ се от три комплекта линейни водачи и два линейни лагера на водач.

Каква система за захранване ще използвате за всяка ос?

Основните опции за захранващо задвижване са: зъбчати ремъци, зъбна рейка и зъбно колело и трансмисия с винтова гайка. За домашно изработени CNC машини най-често се използва трансмисия с винтова винтова двойка. Гайката е прикрепена към движещата се част на машината, винтът е фиксиран в двата края. Винтът е прикрепен към двигателя. Ако двигателите се въртят, гайката с подвижната част на машината, прикрепена към нея, ще се движи по винта и ще задвижи машината.

Сачмено-винтовият винт в тази машина се използва за задвижване на осите X и Y. Сачмено-винтовите лагери осигуряват много плавен ход, няма луфт и качеството и скоростта на рязане са подобрени.

Оста Z използва висококачествен прът M10 от неръждаема стоманас домашна ядка Delrin.

Тип двигател и контролер

Обикновено стъпковите двигатели се използват в домашни машини с ЦПУ. Серво задвижванията се използват главно за промишлени CNC машини с висока мощност, те са по-скъпи и изискват по-скъпи контролери. Тук се използват 3Nm стъпкови двигатели.

Тип шпиндел

Проектът използва стандартен Kress и има хубав 43 мм затягащ фланец, както и вграден регулатор на скоростта (но повечето шпиндели имат последната функция).

Ако ще извършвате наистина сложно рязане, трябва да обърнете внимание на шпиндели с водно охлаждане - те са по-скъпи от стандартните, но са много по-тихи, могат да работят на ниски обороти без прегряване и с различни материали.

Разноски

Тази CNC машина струва около 1500 евро. Предварително изграден CNC рутер с подобни спецификации струва много повече, така че можете да спестите пари, като създадете свой собствен.

2. Аксесоари за създаване на CNC машина

Електрическо оборудване и електроника:

3 стъпкови мотора 3 Nm Nema 23;
3 драйвера за стъпков двигател DM556 Leadshine;
36 V захранване за CNC машини;
интерфейсна платка 5 Axis CNC Breakout Board за управление на стъпкови драйвери;
5V захранване за интерфейсна платка;
двупозиционен ключ On/Off;
многожичен кабел Екраниран 4 проводника 18 AWG;
3 сензорни крайни изключвателя;
Шпиндел: Kress FME 800 (също подходящ Bosch Colt или Dewalt Compact Router).

По избор:

шкаф/корпус за електрическо оборудване;
подвижен пластмасов кабелен канал;
4-пинови кабелни щепсели.

Механични части:

линейни водачи: за X - SBR 20 за Y и Z - SBR 16;
сачмен винт (сачмено-винтова) за X и Y - диаметър 16 мм, стъпка 5 мм4
като трансмисионен винт за Z-ос: стоманен щифт с резба M10 със собственоръчно изработена Delrin гайка;
алуминиев профил: 30х60 мм, нарязан на парчета с дължина 100 мм;
алуминиева плоча с дебелина 15 мм;
мощни антивибрационни нивелиращи крачета.

програми:

CAD/CAM софтуер CamBam;
CNC програма за управление Mach3

Машината е изградена основно от алуминиеви плочи с дебелина 15 мм и алуминиеви профили 30x60 мм. Работата е извършена с пробивни и стругови машини. Плочи и профили бяха поръчани нарязани по размер.

3. Ос X

Основната рамка е изработена от 4 броя алуминиев профил със сечение 30х60 мм и два странични панела с дебелина 15 мм. В края на профилите има два отвора с диаметър 6,8 мм, с помощта на метчик се прави резба М8 вътре в отворите.

Резба на краищата на алуминиев профил

За да се гарантира, че отворите на крайните панели съвпадат, двете плочи бяха захванати заедно при пробиване. В средата на всяка плоча са пробити 4 отвора за монтиране на лагерите и четири допълнителни отвора в една от страничните плочи за монтиране на двигателя.

Техните парчета алуминий (50x50x20) направиха 4 блока за закрепване на нивелиращите крака. Блоковете се завинтват към външните профили с четири болта М5 с мебелни Т-образни гайки.

Линейните водачи пасват директно върху алуминиеви профили. За оста X са използвани релси с диаметър 20 mm. Предварително пробитите отвори в основата на линейните водачи съвпадат точно с жлебовете в алуминиевите профили. За монтажа са използвани болтове M5 и T-образни гайки за мебели.

4. Странични плочи на портала

Страничните плочи на портала са почти същите, но на една от тях са пробити четири допълнителни отвора за монтиране на мотора. Целият портал е изработен от алуминиеви плочи с дебелина 15 мм. За да бъдат дупките точно на правилното място, на внимателно маркирани места с перфоратор се пробиват вдлъбнатини и по тези маркировки се пробиват дупки на бормашина, първо със свредло с по-малък диаметър, след това с необходимия един.

Поради начина, по който беше проектиран порталът, трябваше да пробия дупки в краищата на страничните плочи и да направя резба M8 в дупките.

5. Монтаж на портала

Порталът е сглобен и инсталиран

Останалата част от портала е направена по същия начин като страничните части. Най-трудната част беше правилното подравняване на линейните релси, които трябваше да се изравнят с ръба на плочата. Когато маркирах точното местоположение на дупките, притиснах две парчета алуминиеви профили към страните на плочата, за да подравня водачите. IN пробити отворирезба M5. Когато закрепвате релсите към портала, уверете се, че разстоянието между релсите е еднакво по цялата дължина, релсите трябва да са успоредни.

Към страничната стена на портала са закрепени линейни лагери.

Няколко ъглови скоби придават допълнителна твърдост на конструкцията.

Плочата в долната част на портала има 6 пробити отвора за закрепване към страничните плочи. Трябваше да пробия две дупки в средата, за да закрепя държача на гайката.

6. Каретка на оста Y

Каретката на Y-ос се състои от една плоча, към която са прикрепени линейни лагери. Пробиването на дупки беше сравнително лесно, но се изискваше висока точност. Към тази плоча са прикрепени лагери както за оста Y, така и за оста Z. Тъй като линейните лагери са близо един до друг, дори и най-малкото разместване ги кара да блокират. Каретата трябва да се плъзга лесно от едната страна на другата. Релсите и лагерите трябва да се регулират. За центровката са използвани високоточни цифрови инструменти. Когато задвижващата гайка за оста Y беше направена, трябваше да се пробият два допълнителни отвора в плочата, за да се закрепи.

7.Z ос

Линейните водачи (релси) на оста Z са прикрепени към подвижната част на модула на оста Z. Релсите трябваше да бъдат изместени на няколко милиметра от ръба на плочата. За подравняването им бяха използвани две парчета пластмаса с желаната дебелина като разделители. Знаеше се със сигурност, че ръбовете на алуминиевата плоча са успоредни, така че между алуминиевите страни, прикрепени към ръба на плочата и релсите, авторът вмъкна парчета пластмаса, като избута релсите на желаното равно разстояние, след което маркира дупки, пробийте ги и нарязайте вътрешната резба.

За да монтирате горната плоча към модула на оста Z, в края на монтажната плоча се пробиват три отвора. Не беше възможно да прикрепя стъпковия двигател директно към плочата, така че трябваше да направя отделна пластмасова стойка за двигателя (виж точка 12).

Два блока лагерни корпуси са направени от една и съща пластмаса. Задвижващият винт е стоманен прът с резба M10. Ролката на зъбния ремък е пробита, с резба M10 и просто завинтена към горната част на задвижващия винт. Задържа се на място с три фиксиращи винта. Задвижващата гайка Delrin се прикрепя към каретката на оста Y.

Задвижващата гайка Delrin се прикрепя към каретката на оста Y.

Монтажът на шпиндела е поръчан предварително и има 43 мм затягащ пръстен, който пасва на Kress, използван в проекта.

Ако искате да използвате шпиндел с водно охлаждане, той често идва с готов монтаж. Можете също така да закупите стойките отделно, ако искате да използвате кутия за цев Dewalt или Bosch, или да ги отпечатате 3D.

8. Ангренажни ремъци и ролки

Често двигателите са монтирани от външната страна на машината или на отделна стойка. В този случай двигателите могат да бъдат свързани директно към сферичния винт с помощта на гъвкав съединител. Но тъй като машината се намира в малка стая, извънбордовите двигатели биха пречили.

Ето защо двигателите са поставени вътре в колата. Не беше възможно директно да се свържат двигателите към сферичните винтове, така че трябваше да се използват ангренажни ремъци и ролки HTD5m с ширина 9 mm.

Когато използвате ремъчно задвижване, можете да използвате редуктор, за да свържете двигателя към задвижващия винт, което ви позволява да използвате по-малки двигатели и пак да получавате същия въртящ момент, но по-ниска скорост. Тъй като двигателите бяха избрани доста големи, не беше необходимо да се превключва надолу, за да се получи повече мощност.

9. Стойки на двигателя

Стойките на двигателя са направени от алуминиеви тръби с квадратно сечение, нарязани на дължина по поръчка. Можете също да вземете стоманена тръба и да изрежете квадратни парчета от нея. Стойките на двигателя за осите X и Y трябва да могат да се плъзгат навътре и навън, за да опънат ангренажните ремъци. Слотовете бяха направени на струг и пробити голяма дупкаот едната страна на стойката, но можете да направите това и на бормашина.

Голяма дупка от едната страна на стойката беше изрязана с челен трион. Това позволява на двигателя да се изравни със земята и също така поддържа вала центриран. Моторът се монтира с болтове M5. Има четири слота от другата страна на стойката, така че моторът да може да се плъзга напред-назад.

10. Носещи блокове

Опорните блокове за осите X и Y са направени от 50 mm кръгъл алуминиев прът - от него са изрязани четири парчета с дебелина 15 mm всяко. След маркиране и пробиване на четири монтажни отвора, в центъра на детайла се пробива голям отвор. След това е направена кухина за лагери. Лагерите трябва да бъдат притиснати и блоковете да бъдат завинтени към крайните и страничните плочи.

11. Опора за задвижващата гайка в Z-ос

Вместо сферичен винт за оста Z използвах прът с резба M10 и домашна гайка от парче Delrin. Делрин полиформалдехидът е много подходящ за тази цел, защото е самосмазващ се и не се износва с времето. Ако използвате кран за резба добро качество, играта ще бъде минимална.

12. Опори за задвижващи гайки по осите X и Y

За X и Y осите задвижващата стойка е изработена от алуминий. Сферичните винтови гайки имат два малки фланеца с три отвора от всяка страна. Един отвор от всяка страна се използва за закрепване на гайката към държача. Държачът е обработен на струг с голяма прецизност. След като сте прикрепили гайките към портала и каретката на оста Y, можете да опитате да преместите тези части от едната страна на другата, като завъртите сферичните винтове на ръка. Ако размерите на държачите са неправилни, гайката ще се задръсти.

Монтаж по оста Y.

13. Монтаж на двигателя по ос Z

Монтажът на двигателя по ос Z е различен от останалите. Изрязва се от 12мм акрил. Опъването на колана може да се регулира чрез разхлабване на двата болта в горната част и плъзгане на цялата стойка на двигателя. В момента акрилната стойка работи отлично, но в бъдеще се мисли да се замени с алуминиева, защото при опъване на колана акрилната плоча леко се огъва.

14. Работна повърхност

Алуминиева маса с Т-слотове би била най-добра, но е скъпа. Авторът на проекта реши да използва перфориран плот, защото се вписва в бюджета и дава много възможности за затягане на детайла.

Масата е изработена от парче брезов шперплат с дебелина 18 мм и закрепена с болтове М5 и гайки с Т-образен шлиц към алуминиеви профили. Закупени са 150 шестостенни гайки M8. С помощта на CAD програмата беше начертана решетка с шестоъгълни изрези за тези гайки. След това CNC машината изрязва всички тези дупки за гайките.

Парче MDF с дебелина 25 мм беше монтирано върху парче брезов шперплат. Това е сменяема повърхност. За изрязване на дупки в двете части беше използван нож с голяма форма. Отворите в MDF са подравнени точно с центъра на шестоъгълните отвори, изрязани по-рано. След това парче MDF беше отстранено и всички гайки бяха монтирани в отворите на шперплата. Дупките бяха малко по-малки от ядките, така че ядките бяха набити в тях. След завършване MDF се върна на мястото си.

Повърхността на масата е успоредна на осите X и Y и е напълно равна.

15. Електроника

Използвани са следните компоненти:

Основно захранване с 48V DC изходно напрежение и 6.6A изходен ток;
3 драйвера за стъпков двигател Leadshine M542 V2.0;
3 стъпкови мотора 3Nm хибридни Nema 23;
интерфейсна платка;
реле - 4-32V DC, 25A/230 V AC;
главен прекъсвач;
захранване за интерфейсна платка 5V DC;
захранване за вентилатори 12V DC;
2 вентилатора Cooler Master Sleeve Bearing 80mm;
2 гнезда - за шпиндел и прахосмукачка;
бутон за аварийно спиране и крайни изключватели (все още не са инсталирани).

Ако не искате да харчите много пари за закупуване на оборудване поотделно, можете да го закупите като комплект наведнъж. Преди да поръчате, трябва да помислите какъв размер стъпкови двигатели имате нужда. Ако създавате малка машина за рязане на дърво и пластмаса, тогава стъпковите двигатели Nema 23, 1,9 Nm ще ви дадат достатъчно мощност. 3Nm двигатели са избрани тук, защото самата машина е доста голяма и тежка и е планирана и обработка на материали като алуминий.

За малки двигатели можете да зареждате три двигателя, но е по-добре да използвате отделни драйвери. Персонализираните драйвери на Leadshine са микростъпкови за постигане на максимална плавност и намаляване на вибрациите на стъпковия двигател. Драйверите в този проект могат да се справят с максимум 4,2 A и до 125 микростъпки.

5V DC източник на напрежение е свързан към главния захранващ вход. Вентилаторите имат електрически контакт вътре в шкафа, така че използват стандартен 12-волтов адаптер за стена, за да ги захранват. Основното захранване се включва и изключва с голям ключ.

Релето 25A се управлява от компютър чрез прекъсвач. Входните клеми на релето са свързани към изходните клеми на прекъсвача. Релето е свързано към две електрически контакти, които захранват креса и прахосмукачката за стружки. Когато кодът G завърши с команда M05, както прахосмукачката, така и шпинделът се изключват автоматично. За да ги активирате, можете да натиснете F5 или да използвате командата M03 G-code.

16. Шкаф за електроника

За електрическо оборудване се нуждаете от добър шкаф. Авторът е начертал приблизителни размери и местоположение на всички компоненти на лист хартия, като се е опитал да ги подреди така, че всички клеми да могат лесно да бъдат достигнати при свързване на проводници. Също така е важно да има достатъчен въздушен поток през шкафа, тъй като стъпковите контролери могат да станат много горещи.

По проект всички кабели трябваше да бъдат свързани в задната част на кутията. Използвани са специални 4-жилни съединители, така че е възможно да се изключи електрониката от машината, без да се разкачва някоя от клемите на проводника. Предвидени са два контакта за захранване на шпиндела и прахосмукачката. Захранващите контакти са свързани към реле за автоматично включване и изключване на шпиндела чрез Mach3 команди. Трябваше да има голям ключ отпред на шкафчето.

Детайлите за шкафа се изрязват на самата CNC машина

Освен това, след приблизителното оформление на частите, частите на корпуса бяха проектирани в програмата CAD. След това на самата машина, вече сглобена, се изрязват всички страни и основата. Отгоре на шкафа има капак, с парче плексиглас в средата. След сглобяването всички компоненти бяха монтирани вътре.

17. Софтуер

Mach3

За управление на CNC машина са необходими три вида софтуер.

CAD програма за създаване на чертежи.
CAM програма за създаване на пътеки на инструменти и G-код изход.
И контролна програма, която чете G-кода и управлява рутера.

Този проект използва проста програмаКамбам. Има основни CAD функции и е подходящ за повечето DIY проекти. В същото време е CAM програма. Преди CamBam да може да създава пътеки, трябва да бъдат зададени няколко параметъра. Примери за параметри са диаметърът на използвания инструмент, дълбочината на рязане, дълбочината на преминаване, скоростта на рязане и т.н. След като създадете траекторията на инструмента, можете да изведете G-код, който казва на машината какво да прави.

Чертеж, създаден в CamBam

Mach3 се използва за контролен софтуер. Mach3 изпраща сигнали през паралелния порт на компютъра към интерфейсната платка. Командите Mach3 нулират режещия инструмент и стартират програми за рязане. Можете също да го използвате, за да контролирате скоростта на шпиндела и скоростта на рязане. Mach3 има няколко вградени съветника, които можете да използвате за извеждане на прости файлове с G-код.

Инструментална пътека, създадена от CamBam

18. Използване на машината

Първо бяха направени няколко скоби за закрепване на обработваните материали към работната маса. И първият „голям“ проект беше шкафът за електроника (позиция 15).

Като първи проби, няколко различни видовезъбни колела, кутии за китарни китарки.

прахосмукачка

Оказа се, че CNC машината произвежда много прах и вдига много шум. За решаване на проблема с праха е направен прахоуловител, към който може да се закачи прахосмукачка.

3 ос CNC рутер

Потребителска машина SorenS7.

Без CNC рутер много проекти ще останат нереализирани. Авторът стига до извода, че всички машини по-евтини от 2000 евро не могат да осигурят необходимия размер на работната повърхност и точността.

Какво се изискваше:

работна площ 900 x 400 x 120 mm;
относително тих шпиндел, гарантиращ висока мощност при ниски обороти;
твърдост, доколкото е възможно (за обработка на алуминиеви части);
висока степен на точност;
USB интерфейс;
струва по-малко от 2000 евро.

Тези изисквания бяха взети предвид при 3D дизайна. Основното внимание беше обърнато на това, че всички части пасват една на друга.

В резултат на това беше решено да се изгради рутер с алуминиева профилна рамка, 15 мм сачмени винтове и NEMA 23 стъпкови двигатели, с работен ток 3A, които са идеално пригодени към готовата система за монтаж.

Всички части пасват перфектно и не е необходимо да се правят допълнителни специални части.

1. Изработка на рамка

Оста X беше сглобена за минути.

Линейните водачи от серията HRC са с много високо качество и веднага след монтажа е ясно, че ще работят перфектно.

Тогава се появи първият проблем: задвижващите винтове не паснаха в лагерите. Затова беше решено винтовете да се охлаждат със сух лед, за да се намалят размерите.

2. Инсталиране на задвижващи винтове

След като краищата на винтовете бяха охладени с лед, те паснаха перфектно в държачите.

3: Електрически

Сглобяването на механичната част е завършено, сега е ред на електрическите компоненти.

Тъй като познавах добре Arduino и исках пълен USB контрол, избрах Arduino Uno с CNC Shield и драйвери за стъпкови двигатели DRV8825. Инсталацията не беше никак трудна и след настройка на параметрите машината започна да се управлява от компютър.

Но тъй като DRV8825 работи предимно при 1,9 A и 36 V (и се нагрява много), той пропуска стъпка поради твърде малко мощност. Дългото смилане при високи температури едва ли ще върви добре.

Следващите бяха евтини драйвери Tb6560, включени в разширителна платка. Номиналното напрежение се оказа не много подходящо за тази платка. Направен е опит за захранване на 36V.

В резултат на това два драйвера работят нормално, третият не издържа на по-високо напрежение и върти ротора на стъпковия двигател само в една посока.

Наложи се пак да сменя драйвера.

Добре се доближи до tbV6600. Покрит е почти изцяло с алуминиев радиатор и се настройва лесно. Сега стъпковите двигатели по осите X и Y работят с ток от 2,2 A, а по оста Z с 2,7 A.

Беше необходимо да се защити захранването на стъпковите двигатели и честотния преобразувател от малки алуминиеви чипове. Има много решения, когато преобразувателят е изнесен доста далеч от фрезата. Основният проблем е, че тези устройства генерират много топлина и изискват активно охлаждане. Е намерено оригинално решение: Използвайте 30 см парчета чорапогащник като защитен ръкав, евтино и весело и осигурете достатъчен въздушен поток.

4. Шпиндел

Изборът на правилния шпиндел не е лесен. Първоначалната идея беше да използвам стандартен шпиндел Kress1050, но той има само 1050 вата при 21000 rpm, така че не очаквах голяма мощност при по-ниски обороти.

Сухото фрезоване на алуминиеви и стоманени части изисква 6000-12000 об./мин. Купен е трикиловатов VFD шпиндел с инвертор, с доставка от Китай струваше 335 евро.

Това е доста мощен и лесен за инсталиране шпиндел. Той е тежък - тегло 9 кг, но здрава рамка може да издържи теглото му.

5. Монтажът завършен

Машината върши добра работа, наложи се да човъркам драйверите за стъпкови двигатели, но като цяло резултатът е задоволителен. Похарчи 1500 евро и построи машина, която точно отговаря на нуждите на създателя.

Първият проект за фрезоване беше изрязан профилен прорез в POM.

6: Довършителни работи за фрезоване на алуминий

Още по време на обработката на POM беше ясно, че въртящият момент върху Y-подпората е твърде голям и машината се огъва при високи натоварвания по оста Y, така че авторът закупи втори водач и съответно надгради портала.

След това всичко се нормализира. Цена за завършване 120 евро.

Сега можете да фрезовате алуминий. Сплавта AlMg4.5Mn дава много добри резултати без никакво охлаждане.

7. Изводи

За да създадете своя собствена CNC машина, не е нужно да имате седем педя в челото, всичко е в нашите ръце.

Ако всичко е добре планирано, не е необходимо да имате много техника и идеални условия за работа, трябват ви само пари, винтоверт, грайфер и бормашина.

Разработването на дизайна с помощта на CAD програмата и поръчката и закупуването на компоненти отне един месец, четири месеца за сглобяване. Създаването на втората машина би отнело много по-малко време, тъй като авторът нямаше опит в областта на машинните инструменти и трябваше да научи много за механиката и електрониката.

8. Аксесоари

Електрически:

Всички електрически части са закупени от ebay.

Arduino GRBL + CNC Shield: приблизително 20 евро
Драйвер за стъпков двигател: 12 евро за брой.
Захранване: 40 евро
Стъпкови двигатели: около 20 евро за брой
Шпиндел + инвертор: 335 евро

Механика:

Линейни лагери ARC 15 FN