自宅でCNCフライス盤を作成します。 自分の手で CNC マシンを組み立てるためのステップバイステップの説明
CNC マシンをどのように作るかという質問には簡単に答えることができます。 自家製 CNC フライス盤は一般に、次のような複雑な装置であることを知っています。 複雑な構造、デザイナーは次のことを望んでいます。
- 図面を入手する。
- 信頼できるコンポーネントと留め具を購入します。
- 良いツールを準備します。
- CNC 旋盤とボール盤を手元に用意しておくと、迅速に生産できます。
どこから始めればよいかについての説明ガイドのようなビデオを見て損はありません。 準備から始めて、必要なものをすべて購入し、図面を考えます - ここで 正しい解決策新米デザイナー。 それが理由です 準備段階組み立てに先立って、非常に重要です。
準備段階の作業
自家製 CNC フライス盤を作成するには、2 つのオプションがあります。
- 既製のランニングセットの部品（特別に選択されたコンポーネント）をご用意いただき、そこから当社がお客様自身で装置を組み立てます。
- すべてのコンポーネントを見つけて（作成し）、すべての要件を満たす CNC マシンを自分の手で組み立て始めます。
用途、大きさ、デザインを決めることが重要（図面なしでどうやって作るか） 手作りの機械 CNC）、その製造のための図を見つけ、これに必要な部品を購入または製造し、親ネジを入手します。
CNCマシンを自分の手で作成し、既製のコンポーネントと機構、留め具のセットを使用しない場合は、マシンが動作するに従って組み立てられた図が必要です。
通常、見つけた後、 回路図デバイスを使用する場合は、まず機械のすべての部品をモデル化し、技術図面を作成してから、それを使用して旋盤やフライス盤で合板またはアルミニウムからコンポーネントを製造します (場合によっては、ボール盤の使用が必要になります)。 ほとんどの場合、作業台 (作業テーブルとも呼ばれます) は厚さ 18 mm の合板です。
いくつかの重要な機械部品の組み立て
自分の手で組み立てを始めた機械では、作業ツールの垂直方向の動きを保証する多数の重要なコンポーネントを提供する必要があります。 このリストでは次のようになります。
- はすば歯車 – 回転は歯付きベルトを使用して伝達されます。 プーリーが滑らず、フライス装置のシャフトに力を均等に伝達できるため、優れています。
- ミニマシンにステッピング モーター (SM) を使用する場合は、より強力な、より大型のプリンター モデルのキャリッジを使用することをお勧めします。 古いドットマトリックス プリンターにはかなり強力な電気モーターが搭載されていました。
- 3 座標デバイスの場合は、3 つの SD が必要になります。 制御線が5本ずつあるとミニマシンの機能が増えるので良いですね。 電源電圧、巻線抵抗、モーター回転角度などのパラメータの大きさを一度に評価する価値があります。 各ステッピング モーターを接続するには、個別のコントローラーが必要です。
- ネジの助けを借りて、モーターからの回転運動が直線運動に変換されます。 高精度を実現するにはボールネジ（ボールネジ）が必要と考えられますが、この部品は安価ではありません。 ブロックを取り付けるためのナットと取り付けネジのセットを選択するときは、プラスチックインサートを備えたものを選択してください。これにより、摩擦が軽減され、バックラッシュがなくなります。
- ステッピング モーターの代わりに、少し改造すれば通常の電気モーターを使用することもできます。
- 垂直軸はツールを 3D で移動させ、X 線テーブル全体をカバーします。 アルミ板から作られています。 軸の寸法がデバイスの寸法に合わせて調整されることが重要です。 マッフル炉をお持ちの場合は、図面の寸法に従って車軸を鋳造することができます。
以下は、側面図、背面図、上面図の 3 つの投影法で作成された図面です。
ベッドへの最大限の配慮
機械に必要な剛性はベッドによって提供されます。 可動ポータル、レールガイドシステム、モーター、作業面、Z 軸、スピンドルがその上に設置されています。
たとえば、自家製 CNC マシンの作成者の 1 人は、Maytec アルミニウム プロファイルから支持フレームを作成しました。2 つの部品 (セクション 40x80 mm) と、同じ材料から厚さ 10 mm の 2 つのエンド プレートで構成され、要素をアルミニウムのコーナーで接続しました。 構造はフレームの内側に強化されており、正方形の小さなプロファイルで作られたフレームがあります。
フレームは溶接接合部を使用せずに取り付けられています（溶接継ぎ目は振動負荷に十分耐えることができません）。 締め付けにはTナットを使用することをお勧めします。 エンドプレートには、親ねじを取り付けるためのベアリングブロックが取り付けられています。 プレーンベアリングとスピンドルベアリングが必要になります。
職人は、自作の CNC マシンの主なタスクはアルミニウム部品の製造であると判断しました。 最大厚さ 60 mm のワークピースが彼に適しているため、ポータルのクリアランスを 125 mm にしました (これは上部クロスビームから作業面までの距離です)。
この難しいインストールプロセス
部品を準備した後、図面に従って厳密に動作するように自家製CNCマシンを組み立てる方が良いです。 親ネジを使用した組み立てプロセスは、次の順序で実行する必要があります。
- 知識豊富な職人は、最初の 2 つのモーターをボディに取り付けることから始めます。 縦軸装置。 1 つはミリング ヘッド (レール ガイド) の水平方向の動きを担当し、2 つ目は垂直面内の動きを担当します。
- X 軸に沿って移動する可動ポータルには、フライス スピンドルとサポート (Z 軸) が搭載されています。 ポータルが高いほど、より大きなワークピースを処理できます。 しかし、高いポータルでは、処理中に新たな負荷に対する抵抗が減少します。
- Z軸モーターとリニアガイドの固定には、前・後・上・中・下プレートを使用します。 そこにフライススピンドルの受け台を作ります。
- ドライブは厳選されたナットとスタッドで組み立てられています。 モーターシャフトを固定してスタッドに取り付けるには、太い電気ケーブルのゴム巻きを使用します。 固定は、ナイロンスリーブに挿入されたネジであってもよい。
次に、残りのコンポーネントと自家製製品のアセンブリの組み立てが始まります。
機械の電子充填を設置します
自分の手で CNC マシンを作成して操作するには、正しく選択された数値制御、高品質のプリント基板、電子部品 (特に中国製の場合) を使用して操作する必要があります。これらにより、すべての機能を実装できるようになります。複雑な形状の一部を加工するCNCマシン。
管理上の問題を回避するために、自作 CNC マシンには次のコンポーネントが含まれています。
- ステッピングモーター、たとえば Nema のように停止したものもあります。
- CNC コントロールユニットを機械に接続できる LPT ポート。
- コントローラー用ドライバーはミニフライス盤にインストールされ、図に従って接続されます。
- スイッチングボード (コントローラー);
- 制御回路に電力を供給するために5Vに変換する降圧トランスを備えた36V電源ユニット。
- ラップトップまたは PC。
- 緊急停止を担当するボタン。
この後初めて CNC マシンがテストされ (この場合、職人がすべてのプログラムをロードして試運転を行います)、既存の欠点が特定されて解消されます。
結論の代わりに
ご覧のとおり、中華モデルと比べても遜色のないCNCを作ることが可能です。 スペアパーツのセットを作成したので、 適切なサイズ、高品質のベアリングと組み立てに十分な留め具を備えているため、この作業はソフトウェアテクノロジーに興味のある人の力の範囲内にあります。 長い間例を探す必要はありません。
下の写真は、専門家ではなく同じ職人によって作られた数値制御機械の例です。 任意のサイズで急いで作られた部品は 1 つもありません。慎重に軸を調整し、高品質の親ネジと信頼性の高いベアリングを使用して、非常に正確にブロックに取り付けられました。 この言葉は真実です。組み立てると、作業も始まります。
ジュラルミン素材をCNCで加工。 職人が組み立てたこのような機械を使用すると、多くのフライス加工を行うことができます。
組み立てられた機械の別の例では、プリント回路基板を製造できるワークテーブルとしてファイバーボードボードが使用されます。
最初のデバイスを作り始めた人はすぐに他のマシンに移るでしょう。 おそらく彼は、掘削ユニットの組み立て者として自分自身をテストしたいと考えており、気づかれずに、多くの自家製装置を組み立てた職人の軍隊に加わるでしょう。 技術的な創造性に取り組むことで、人々の生活は面白く、変化に富み、豊かなものになります。
現在、さまざまな構造物に使用される木製の小さな部品の生産がますます頻繁になっています。 店頭には木製キャンバスに描かれた美しい立体絵画も多数展示されています。 このような作業は、数値制御を備えたフライス盤を使用して実行され、木材で作られた部品や絵の精度は、専用のプログラムであるコンピューターからの制御によって実現されます。
数値制御木材フライス盤は、最新の技術を駆使して構築された高度な専門性を備えた機械です。
すべての作業は特殊な木材カッターによる加工で構成されており、木材から小さなパーツを切り出し、美しいデザインを生み出すことができます。 この作業はステッピング モーターに信号を送信することによって実行され、ステッピング モーターがルーターを 3 つの軸に沿って動かします。
これにより高精度な加工が可能となる。 原則として、このような作業をこれほど高品質で手動で行うことは不可能です。 したがって、CNC 木材フライス盤は木工職人にとって最適な製品です。
目的
古くから、フライス加工は木材の平削り作業を目的としていました。 しかし、進歩のエンジンは厳密に前進しており、私たちの時代では、そのような機械のために数値制御が作成されました。 この段階で、フライス盤は木材の加工に関連するさまざまなアクションを実行できます。
- 無垢材から様々なパーツを切り出します。
- ワークの余分な部分を切り取ります。
- さまざまな直径の溝や穴を作ることが可能。
- カッターを使って複雑な模様を描きます。
- 3D 無垢材に立体的な画像を表示します。
- 満杯 家具製造などなど。
どのような作業であっても、高い精度と正確さで完了します。
ヒント: 自家製 CNC 装置で作業するときは、木の厚さをスムーズに取り除く必要があります。そうしないと、パーツが損傷したり、カッターで焼けてしまいます。
バラエティ
現代の技術の世界では、次のタイプの数値制御木材フライス盤が区別されます。
定常
これらの機械はサイズも重量も大きいため、生産施設で使用されます。 しかし、そのような装置は製品を大量に生産することができます。
マニュアル
これ 手作りのデバイスまたは既製キットのデバイス。 これらの機械はガレージや自分の作業場に安全に設置できます。 これらには次の亜種が含まれます。
数値制御されたガントリーを使用した装置
フライス自体は、直交 2 軸 X および Z に沿って移動できます。このタイプの機械は、曲げ加工時の剛性が高くなります。 ガントリー設計 製粉機数値制御を使用した実装は非常に簡単です。 多くの大工は、このサブタイプから CNC マシンの知識を始めます。 ただし、この場合、ワークピースのサイズはポータル自体のサイズによって制限されます。
数値制御と移動式ガントリーを搭載
このサブタイプの設計はもう少し複雑です。
モバイルポータル
ルーターを X、Z、Y の 3 つのデカルト軸すべてに沿って移動させるのはこのタイプです。この場合、大きな荷重がすべて X 軸にかかるため、X 軸に強力なガイドを使用する必要があります。
モバイルポータルを使用すると、作成するのが非常に便利です プリント基板。 Y軸に沿って長い部品を加工することが可能です。
カッターは Z 軸に沿って移動します。
フライス部分が垂直方向に移動できる機械
このサブタイプは通常、生産サンプルを精製するとき、または掘削装置を彫刻およびフライス装置に変換するときに使用されます。
作業フィールド、つまりテーブルトップ自体の寸法は 15 x 15 センチメートルであるため、大きな部品を加工することはできません。
このタイプはあまり使いにくいです。
数値制御によるガントリーレス
このタイプの機械は設計が非常に複雑ですが、最も生産性が高く便利です。
X軸が20センチメートルでも、最大5メートルの長さのワークを加工できます。
このサブタイプは、この装備のスキルが必要なため、初めての体験には非常に不向きです。
以下では、手作りの CNC 木材フライス盤の設計を見て、その動作原理を分析します。 確認してみましょう 実行する方法この発案とそのような機器がどのようにセットアップされるか。
設計と動作原理
フライス加工装置の主な部品は次のとおりです。
ベッド
他のすべての部品が配置されるマシン自体の実際の設計。
キャリパー
自動工具の動きをサポートするためのマウントであるユニット。
デスクトップ
必要な作業がすべて行われるエリア。
スピンドルシャフトまたはルーター
フライス加工を行う工具です。
木材フライスカッター
木材を加工するために使用される、さまざまなサイズと形状のツール、またはむしろルーター用のデバイス。
CNC
全体の構造の頭脳と心臓とだけ言ってみましょう。 ソフトウェアはすべての作業を正確に制御します。
この作業にはソフトウェア制御が含まれます。 特殊なプログラムがコンピュータにインストールされます。このプログラムは、コンピュータに読み込まれた回路を特殊なコードに変換し、そのプログラムがコントローラに配布し、次にステッピング モータに配布します。 次に、ステッピング モーターがルーターを座標軸 Z、Y、X に沿って移動させ、これにより木材のワークピースが加工されます。
コンポーネントの選択
本発明の主なステップ 自家製フライス盤はコンポーネントの選択です。 結局のところ、悪い素材を選択すると、何か問題が発生する可能性があります
アルミフレームの組立例です。
作品そのもの。 通常使用される シンプルな素材、アルミニウム、木材（無垢材、MDF）、プレキシガラスなど。 構造全体が正しく正確に動作するためには、キャリパーの全体設計を開発することが重要です。
ヒント: 組み立て前 自分の手で、すでに準備されているすべての部品の互換性を確認する必要があります。
干渉する引っ掛かりがないか確認してください。 そして最も重要なのは、加工品質の低下に直結するさまざまな種類の振動を防ぐことです。
作成に役立つ作業項目を選択するには、次のような目的があります。
ガイド
ルーターの CNC ガイドのスキーム。
これらには、直径12ミリメートルのロッドが使用されます。 X 軸の場合、ロッドの長さは 200 ミリメートル、Y 軸の場合、長さは 90 ミリメートルです。
ガイドを使用することで可動部の高精度な取り付けが可能
キャリパー
キャリパー CNCフライス加工機械
キャリパーは組み立て済みです。
これらのコンポーネントには Textolite 材料を使用できます。 この種の素材の中ではかなり耐久性のある素材です。 原則として、textolite パッドの寸法は 25x100x45 ミリメートルです。
ルーター固定ブロック
ルーターを固定するフレームの例。
textolite フレームも使用できます。 寸法は、お持ちのツールに直接依存します。
ステッピングモーターまたはサーボモーター
パワーユニット
コントローラ
ステッピング モーターに電力を供給してステッピング モーターを軸に沿って動かす電子基板。
ヒント: 基板をはんだ付けするときは、特別な SMD ケース (このような部品のケースを作るためにアルミニウム、セラミック、プラスチックが使用されます) でコンデンサと抵抗器を使用する必要があります。 これにより、基板の寸法が縮小されるだけでなく、 内部空間設計が最適化されます。
組み立て
数値制御を備えた自作機械の図
組み立てにはそれほど時間はかかりません。 ただ、セットアップ工程が全製造工程の中で最も長くなるということです。
始めること
将来の数値制御機械の図や図面を作成する必要があります。
これをしたくない場合は、インターネットから図面をダウンロードできます。 すべてによって サイズ必要な詳細をすべて準備します。
必要な穴をすべて開けます
ベアリングとガイド用に設計されています。 重要なのはすべてを遵守することです 必要な寸法そうしないと、マシンの動作が中断されます。 メカニズムの位置を説明する図が表示されます。 これにより、特に初めて組み立てる場合に、一般的なアイデアが得られます。
機構のすべての要素と部品の準備ができたら、安全に組み立てを開始できます。 最初のステップは、機器フレームを組み立てることです。
フレーム
幾何学的に正しく組み立てられている必要があります。 すべての角度は均等で等しい必要があります。 フレームの準備ができたら、アクスル ガイド、作業テーブル、サポートを取り付けることができます。 これらの要素が取り付けられたら、ルーターまたはスピンドルを取り付けることができます。
最後のステップは電子機器です。 電子機器の取り付けは、組み立ての主な手順です。 コントローラーはマシンに取り付けられたステッピング モーターに接続され、ステッピング モーターの動作を担当します。
次に、特別な制御プログラムがインストールされているコンピューターにコントローラーを接続します。 広く使われているブランド Arduino、ハードウェア機器を製造および供給しています。
すべてが接続され準備ができたら、テストピースを実行します。 デスクトップを超えない木材であれば、これに適しています。 ワークピースの処理が完了し、すべてが正常であれば、特定のフライス製品の完全な生産を開始できます。
安全上のご注意
フライス加工機器の安全性は基本です。 自分自身の世話をしないと、重大な怪我をして病院に行くことになる可能性があります。 安全規則はすべて同じですが、最も基本的な規則を以下に示します。
- 感電を避けるために機器を接地する必要があります。
- お子様を機械に近づけないでください。
- 机上で飲食をしないでください。
- 衣服は適切に選択する必要があります。
- 作業台や機械設備のサイズを超える大型部品の加工は行わないでください。
- 機械の作業エリアに各種工具を投げ入れないでください。
- 材質（金属、プラスチック等）は使用しないでください。
ビデオレビュー
マシンの部品とその入手場所のビデオレビュー:
木材フライス盤の操作のビデオレビュー:
電子機器のビデオレビュー
このプロジェクトの目標は、デスクトップ CNC マシンを作成することです。 既製の機械を購入することもできましたが、価格と寸法が私には合わず、次の要件を持つCNC機械を構築することにしました。
- 使用法 簡単なツール(ボール盤、バンドソー、ハンドツールのみが必要です)
- 低コスト (私は低コストを重視していましたが、それでも約 600 ドルで要素を購入しました。関連するストアで要素を購入すると大幅に節約できます)
- 設置面積が小さい (30 インチ x 25 インチ)
- 通常の作業スペース (X 軸に沿って 10 インチ、Y 軸に沿って 14 インチ、Z 軸に沿って 4 インチ)
- 高い切断速度 (毎分60インチ)
- 要素の数が少ない (一意の要素が 30 未満)
- 利用可能な要素 (すべての要素は 1 つのハードウェア ストアと 3 つのオンライン ストアで購入できます)
- 合板の加工が成功する可能性
他人のマシン
この記事から収集した他のマシンの写真をいくつか紹介します。
写真 1 – クリスと友人は機械を組み立て、レーザー切断を使用して 0.5 インチのアクリルから部品を切り出しました。しかし、アクリルを扱ったことがある人なら誰でも知っています。 レーザー切断これは良いのですが、アクリルは穴あけにあまり耐えられず、このプロジェクトには穴がたくさんあります。 彼らがやった よくできました詳細については、Chris のブログをご覧ください。 2D カットを使用して 3D オブジェクトを作成するのが特に楽しかったです。
写真 2 - サム・マッカスキルは本当に良い仕事をした テーブルマシン CNC付き。 作業を単純化せず、すべての要素を手作業でカットしていることに感心しました。 このプロジェクトには感銘を受けました。
写真 3 - Angry Monk の使用済み DMF パーツを使用して切り出した レーザーカッターギアベルトエンジンはプロペラエンジンに改造されました。
写真 4 - Bret Golab はマシンを組み立て、Linux CNC で動作するように設定しました (私もこれを実行しようとしましたが、複雑なためできませんでした)。彼の設定に興味がある場合は、彼に連絡してください。仕事！
申し訳ありませんが、私には CNC の基本を説明するのに十分な経験と知識がありません。しかし、CNCZone.com フォーラムには自作の機械に特化した広範なセクションがあり、とても役に立ちました。
カッター: ドレメルまたはドレメルタイプツール
軸パラメータ:
X軸
移動距離: 14"
速度: 60"/分
加速度: 1"/s2
解像度: 1/2000"
1 インチあたりのパルス数: 2001
Y軸
移動距離: 10"
ドライブ: 歯付きベルトドライブ
速度: 60"/分
加速度: 1"/s2
解像度: 1/2000"
1 インチあたりのパルス数: 2001
Z軸（上下）
移動距離: 4"
ドライブ: ネジ
加速度: 0.2"/s2
速度: 12"/分
解像度: 1/8000"
1インチあたりのパルス数: 8000
必要なツール
一般的なDIYショップで購入できる人気のツールを使用することを目指しました。
パワーツール：
- バンドソーまたはジグソー
- ボール盤 (ドリル 1/4 インチ、5/16 インチ、7/16 インチ、5/8 インチ、7/8 インチ、8mm (約 5/16 インチ)、Q とも呼ばれます)
- プリンター
- ドレメルまたは同様のツール (完成した機械への取り付け用)。
ハンドツール:
- ゴムハンマー (要素を所定の位置に配置するため)
- 六角形 (5/64 インチ、1/16 インチ)
- ドライバー
- スティック接着剤またはスプレー接着剤
- モンキーレンチ (またはラチェットと 7/16 インチソケット付きソケットレンチ)
必要な材料
添付の PDF ファイル (CNC-Part-summary.pdf) には、各項目に関するすべてのコストと情報が記載されています。 ここでは一般的な情報のみが提供されます。
シーツ --- $20
- 48 インチ x 48 インチ 1/2 インチの MDF (厚さ 1/2 インチの任意のシート材料で十分です。マシンの次のバージョンでは UHMW を使用する予定ですが、現在は高すぎます)
- 5 インチ x 5 インチ 3/4 インチ MDF のピース (このピースはスペーサーとして使用されるため、任意の 3/4 インチの素材を使用できます)
モーターとコントローラー --- $255
-コントローラーとモーターの選択については、1 つの記事を書くことができます。 つまり、3 つのモーターと約 100 オンス/インチのトルクでモーターを駆動できるコントローラーが必要です。 モーターと既製のコントローラーを購入しましたが、すべてうまくいきました。
ハードウェア --- $275
-これらの商品を 3 つの店舗で購入しました。 ホームセンターで簡単な部品を購入し、McMaster Carr (http://www.mcmaster.com) で専用ドライバーを購入し、大量に必要なベアリングをオンライン販売者から 100 個で 40 ドルを払って購入しました。 （これは非常に収益性が高いことが判明し、多くのベアリングは他のプロジェクトに残されています）。
ソフトウェア ---(無料)
- デザインを描画するにはプログラムが必要です (私は CorelDraw を使用しています)。現在は Mach3 の試用版を使用していますが、LinuxCNC (Linux を使用したオープンソース マシン コントローラー) に移行する予定です。
ヘッドユニット --- (オプション)
-私は自分のマシンに Dremel をインストールしましたが、3D プリント (RepRap など) に興味がある場合は、独自のデバイスをインストールできます。
印刷テンプレート
私はジグソーの経験があったので、テンプレートを接着することにしました。 シート上にテンプレートを配置した PDF ファイルを印刷し、シートを素材に貼り付けてパーツを切り出す必要があります。
ファイル名と素材：
すべて: CNC-Cut-summary.pdf
0.5 インチ MDF (8.5 インチ x 11 インチのテンプレート シート 35 枚): CNC-0.5MDF-CutLayout-(Rev3).pdf
0.75 インチ MDF: CNC-0.75MDF-CutLayout-(Rev2).pdf
0.75 インチ アルミニウム チューブ: CNC-0.75Alum-CutLayout-(Rev3).pdf
0.5 インチ MDF (48 インチ x 48 インチのパターン シート 1 枚): CNC-(48 x 48 ページ 1 枚) 05-MDF-CutPattern.pdf
注: 何かを変更したい人のために、CorelDraw 図面を元の形式 (CNC-CorelDrawFormat-CutPatterns (Rev2) ZIP) で添付します。
注: MDF 0.5 インチには 2 つのファイル オプションがあります。8.5 インチ x 11 インチの 35 ページのファイル (CNC-0.5MDF-CutLayout-(Rev3)、PDF)、またはファイル (CNC-(One 48x48 Page)) をダウンロードできます。 05- MDF-CutPattern.pdf)、ワイド フォーマット プリンターで印刷するための 48 インチ x 48 インチのシート 1 枚。
段階的に:
1. 3 つの PDF テンプレート ファイルをダウンロードします。
2. Adobe Readerで各ファイルを開きます
3. 印刷ウィンドウを開きます
4. (重要) ページ拡大縮小を無効にします。
5. ファイルが誤って拡大縮小されていないことを確認します。 初めてこれを行わなかったときは、以下に説明するように、すべてを 90% の縮尺で印刷しました。
要素の接着と切り出し
印刷したテンプレートをMDFとアルミパイプに貼り付けます。 次に、輪郭に沿ってパーツを切り出すだけです。
上で述べたように、私は誤ってテンプレートを 90% の縮尺で印刷してしまい、カットを開始するまで気づきませんでした。 残念ながら、私はこの段階までそのことに気づきませんでした。 90% スケールのテンプレートが残っていたので、国中を移動した後はフルサイズの CNC マシンにアクセスできるようになりました。 我慢できずにこの機械でエレメントを切り出しましたが、裏側から穴を開けることができませんでした。 そのため、写真内のすべての要素にはテンプレートの一部がありません。
掘削
正確な数は数えませんでしたが、このプロジェクトでは多くの穴が使用されています。 端に開ける穴は特に重要ですが、時間をかければゴムハンマーを使用する必要はほとんどありません。
オーバーレイに穴のある場所が重なっているのは、溝を作るための試みです。 おそらく、これをより適切に実行できる CNC マシンをお持ちかもしれません。
ここまで進んだなら、おめでとうございます! 要素がたくさんあると、どうやって組み立てるか想像しにくいので、作ってみました。 詳細な指示、レゴの説明書に似ています。 (添付 PDF CNC-Assembly-Handlings.pdf)。 とても面白そうです ステップバイステップの写真アセンブリ。
準備ができて！
マシンの準備は完了です！ うまく機能してくれることを願っています。 この記事で重要な詳細やポイントを見逃さないことを願っています。 こちらのビデオは、機械がピンクのフォームボードにパターンを切り出す様子を示しています。
今日では、手工芸品を扱う人々は、私たちが慣れ親しんでいるような手ではなく、コンピューター ソフトウェアやコンピューター化された機器によって制御される新しい機械をますます目にするようになりました。 この技術革新は CNC (コンピューター数値制御) と呼ばれます。
このテクノロジーは、多くの機関、大規模産業、さらには民間の作業場でも使用されています。 自動制御システムにより、時間を大幅に節約でき、製造される製品の品質も向上します。
自動化システムはコンピュータ プログラムによって制御されます。 このシステムには、電動彫刻機の動作軸 X、Z、Y の 3 軸を持つベクトル制御を備えた非同期モーターが含まれています。以下では、自動制御と計算を備えたどのようなタイプの機械があるかを見ていきます。
原則として、すべての CNC マシンは電動彫刻機またはフライスを使用しており、アタッチメントを交換できます。 数値制御された機械を使用して、特定の素材などに装飾要素を追加します。 コンピュータの世界の進歩により、CNC マシンには多くの機能が必要になります。 これらの機能には次のものが含まれます。
フライス加工
材料を加工する機械的プロセス。その間、切削要素 (フライスカッターの形のアタッチメント) がワークピースの表面に回転運動を生み出します。
彫刻
これは、ワークピースの表面に 1 つまたは別の画像を適用することで構成されます。 これを行うには、カッターまたは彫刻刀 (一端が斜めに尖った鋼棒) を使用します。
掘削
ドリルを使用して材料を切断し、さまざまな直径の穴や、さまざまな断面と深さの多数のエッジを備えた穴を作成する機械的加工。
レーザー切断
機械的衝撃がなく、ワークの高い精度が維持され、変形が少ない材料を切断および切断する方法。
プロッター
高精度な図面が得られます 最も複雑なスキーム、図面、地理的地図。 描画はブロックを使用し、専用のペンを使用して行われます。
PCB の描画と穴あけ
回路基板の製造および誘電体板の表面に導電回路を描画します。 ラジオ部品用の小さな穴も開けます。
将来のコンピュータ制御のマシンがどのような機能を実行するかは、あなたが決めることです。 次に、CNC マシンの設計を見てみましょう。
CNC マシンの種類
これらの機械の技術的特徴と能力は汎用機械と同等です。 ただし、 現代世界, CNC マシンには次の 3 種類があります。
旋回
このような機械の目的は、ワークピースの表面を処理することからなる回転体のタイプに基づいて部品を作成することです。 内ねじ・外ねじの製作も承ります。
フライス加工
これらの機械の自動操作は、さまざまなボディブランクの平面と空間を処理することで構成されます。 さまざまな角度で、また複数の面から平面、輪郭、段付きフライス加工を実行します。 ワークピースに穴を開け、ねじを切り、リーミングやボーリングを行います。
穴あけ - ボーリング
リーミング、穴あけ、ボーリングとリーミング、皿穴加工、フライス加工、ねじ切りなどを実行します。
ご覧のとおり、CNC マシンは幅広い機能を実行します。 したがって、それらは汎用マシンと同等です。 それらはすべて非常に高価であり、経済的不足のために上記のインストールのいずれかを購入することはまったく不可能です。 そして、これらのアクションは一生を通じてすべて手動で実行する必要があると思うかもしれません。
動揺する必要はありません。 熟練した手各国では、工場用 CNC マシンが初めて登場して以来、プロ仕様のものと同等に機能する自家製プロトタイプを作成し始めました。
CNC マシンのコンポーネントはすべてインターネットで注文でき、無料で非常に安価に入手できます。 ちなみに、自動機械の本体は自分の手で作ることができます。 正しいサイズオンラインに行くことができます。
ヒント: CNC マシンを選択する前に、どのような材料を加工するかを決めてください。 この選択は、装置のサイズとコストに直接依存するため、機械を構築する際に非常に重要になります。
CNC マシンの設計は完全にあなたの選択に依存します。 必要なすべての部品が揃った既製の標準セットを購入し、ガレージや作業場で簡単に組み立てることができます。 または、すべての機器を個別に注文してください。
標準的な部品セットを検討する 写真の上に:
- 合板で作られた直接の作業領域は、テーブルトップとサイドフレームです。
- ガイド要素。
- ガイドホルダー。
- リニアベアリングとスライディングブッシュ。
- サポートベアリング。
- 親ネジ。
- ステッピングモーターコントローラー。
- コントローラーの電源。
- 電動彫刻機またはルーター。
- リードスクリューシャフトとステッピングモーターのシャフトを接続するカップリングです。
- ステッピングモーター。
- ランニングナット。
この部品リストを使用すると、自動操作で安全に独自のマシンを作成できます。 構造全体を組み立てたら、安全に作業を開始できます。
動作原理
おそらく、この機械の最も重要な要素は、フライス、彫刻機、またはスピンドルです。 それはあなたの選択次第です。 スピンドルがある場合は、固定用のコレットを備えたカッターのテールがコレット チャックにしっかりと取り付けられます。
チャック自体はスピンドルシャフトに直接取り付けられています。 選択された素材に応じてカッターの切断部位が選択されます。 移動台車に搭載された電気モーターがカッター付きのスピンドルを回転させ、材料の表面を加工することができます。 ステッピング モーターは、コンピューター プログラムからコマンドが送信されるコントローラーによって制御されます。
エレクトロニクスこのマシンは、注文した電子機器に付属するコンピューター ソフトウェア上で直接実行されます。 プログラムは、G コードの形式でコマンドをコントローラーに送信します。 したがって、これらのコードは次の場所に保存されます。 ランダム・アクセス・メモリコントローラ。
機械上で加工プログラム（仕上げ、荒、三次元）を選択後、ステッピングモーターに指令を分配し、材料の表面を加工します。
アドバイス: 作業を開始する前に、専用のプログラムを使用してマシンをテストし、テスト パーツを実行して CNC が正しく動作していることを確認する必要があります。
組み立て
機械の組み立て 自分の手でそれほど時間はかかりません。 さらに、今ではインターネット上で、 ダウンロードたくさんの異なる スキームそして図面。 自家製機械の部品セットを購入した場合、その組み立ては非常に早くなります。
それでは、そのうちの 1 つを見てみましょう 図面実際のハンドマシン。
自作のCNCマシンの図面。
原則として、最初のステップは厚さ10〜11ミリメートルの合板からフレームを作ることです。 テーブルトップ、側壁、ルーターやスピンドルを取り付けるための可動ポータルは合板のみで作られています。 テーブルトップは可動式になっており、適切なサイズの家具ガイドが使用されています。
最終的にはこのようなフレームになるはずです。 フレーム構造の準備ができたら、ドリルと特別なビットを使用して合板に穴を開けることができます。
将来の CNC マシンのフレーム。
完成したフレームには、ベアリングとガイドボルトを取り付けるためにすべての穴を準備する必要があります。 この取り付け後、すべてのファスナーを取り付けることができます。 電気設備等
組み立てが完了したら、機械のソフトウェアとコンピューター プログラムをセットアップすることが重要なステップとなります。 プログラムのセットアップ時に、指定された寸法が正しいかどうか、機械の動作がチェックされます。 すべての準備ができたら、待望の作業を開始できます。
ヒント: 作業を開始する前に、被削材の正しい固定と作業アタッチメントの固定の信頼性を確認する必要があります。 また、選択した材料が製造される機械と一致していることを確認してください。
機器のセットアップ
CNC マシンは、マシンを操作するためのプログラムがインストールされている作業用コンピュータから直接セットアップされます。 必要な図面、グラフ、図がロードされるのはプログラムです。 これらはプログラムによって機械の制御に必要なGコードに順次変換されます。
すべてがロードされると、選択したマテリアルに関して試行アクションが実行されます。 これらのアクション中に、必要なすべてのプリセット寸法がチェックされます。
アドバイス：機械の機能を十分にチェックしてから、本格的な作業を開始してください。
安全上のご注意
この機械を使用する場合の規則と安全上の注意事項は、他のすべての機械で作業する場合と変わりません。 以下に最も重要なものを示します。
- 作業を開始する前に、機械が正常に動作することを確認してください。
- 衣服は、どこにもはみ出したり引っかかったりしないように、適切に押し込む必要があります。 作業エリア機械
- 髪をしっかりと覆う帽子をかぶる必要があります。
- 漏電を防ぐために、機械の近くにゴム製のマットまたは低い木製の外装を設置する必要があります。
- お子様による機械へのアクセスは固く禁止されています。
- 機械を操作する前にすべてを確認してください ファスナー彼らの力で。
アドバイス: 間違った作業をすると自分自身に取り返しのつかない害を及ぼす可能性があることを理解し、明確な頭で機械の作業に取り組む必要があります。
機械を操作するための完全な安全要件は、World Wide Web で見つけることができます。 インターネット上で確認してください。
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複雑な処理 さまざまな素材工場の敷地ではなくなって久しい。 20年前、家庭の職人が買えるのは最高でした。 フィギュアソーイングジグソーパズル
現在、手持ち式のフライスや切断用レーザーは店頭で簡単に購入できます。 家庭用工具。 直線加工のための各種ガイドを用意しています。 複雑な形状を切り出すにはどうすればよいでしょうか？
基本的なタスクはテンプレートを使用して実行できます。 しかし この方法には欠点があります: まず、テンプレート自体を作成する必要があります。次に、機械的パターンには曲線のサイズに制限があります。 そして最後に、そのようなデバイスの誤差は大きすぎます。
解決策は長い間見つかっていました。CNC マシンを使用すると、「ジグソーオペレーター」が夢見ることしかできなかったような複雑な形状を合板から自分の手で切り出すことができます。
この装置は、コンピュータプログラムによって制御される切削工具座標位置決めシステムです。 すなわち、加工ヘッドは、所定の軌道に従ってワークに沿って移動する。 精度は、切断アタッチメント (ミルまたはレーザービーム) のサイズによってのみ制限されます。 
このようなマシンの可能性は無限です。 2 次元と 3 次元の位置を備えたモデルがあります。 ただし、コストが非常に高いため、商業用途でのみ購入が正当化されます。 あとは自分の手で CNC マシンを組み立てるだけです。
座標系の動作原理
マシンの基礎となるのは強力なフレーム。基本は完全に平らな面です。 ワークデスクとしても使えます。 2 番目の基本要素は、ツールが取り付けられるキャリッジです。 ドレメルかもしれない 手動冷凍庫、レーザーガン - 一般に、ワークピースを処理できるあらゆる装置。 キャリッジはフレームの平面内で厳密に移動する必要があります。
まず、二次元の設定を見てみましょう
テーブル表面をDIY CNC マシンのフレーム (ベース) として使用できます。 重要なことは、すべての要素を調整した後、構造が動かなくなり、ベースにしっかりとネジで固定されたままになることです。
一方向 (X とします) に移動するには、2 つのガイドが配置されます。 それらは互いに厳密に平行でなければなりません。同じく平行ガイドからなるブリッジ構造がその上に設置されています。 2 番目の軸は Y です。 
X 軸と Y 軸に沿って移動ベクトルを指定することにより、デスクトップ平面上の任意の点にキャリッジ (およびそれに伴う切削ツール) を正確に取り付けることができます。 軸に沿った移動速度の比率を選択することにより、プログラムはツールを、たとえ最も複雑な軌道であっても強制的に連続的に移動させます。