CNC-koneen rakentamisen oppiminen tyhjästä on helpompaa kuin uskotkaan. Olemme jakaneet tee-se-itse-prosessin aloittelijoille tarkoitettuihin helposti noudatettaviin vaiheisiin. Osien ostamisesta ohjelmiston asentamiseen, tee-se-itse-oppaamme opastaa sinua tekemään oman CNC-koneen helposti.
Mikä on CNC-kone?
CNC-kone on automatisoitu sähkötyökalu, joka käyttää tietokoneohjelmaa ohjaamaan moottoria ja ohjaamaan kolmea akselia X, Y ja Z liikkumaan edestakaisin CAD/CAM-ohjelmiston luomaa työkalurataa G-koodin komentojen mukaisesti. Lopuksi karassa oleva työkalu viimeistelee veisto-, leikkaus- ja jyrsintätulokset.
Harkittavia asioita
Mitä tulee CNC-koneisiin, jokainen ajattelee sen korkeita kustannuksia ja monimutkaisia ohjelmointitoimintoja, jotka saavat meidät tuntemaan olonsa käsittämättömiksi. Itse asiassa tiedämme ja opimme CNC:tä tekemällä joitain yksinkertaisia ja edullisia CNC-koneita, jonka ansiosta olemme voineet päivittää aloittelijasta nykyaikaisen CNC-tekniikan asiantuntijaksi. Tee-se-itse CNC-koneen vaikeus piilee konesarjojen korkeissa kustannuksissa ja koneistuksen vaikeudessa, ja ohjelmiston asetus ja käyttö on suhteellisen yksinkertaista. Kuukauden CNC:n opiskelun ja tutkimuksen jälkeen päätin rakentaa oman Mach3-ohjatun CNC-konesarjani paikallisesti saatavilla olevista materiaaleista.
Rakentamisen vaikeus: Kohtalainen.
Rakennuksen kesto: 16-päivät.
Tee itse työkalut: Penkkiruuvipuristimet, sähköporat, käsisahat, näytelävistimet, hanat, kalvimet, jarrusatulat, taivurit ja ruuvit.
Päästä alkuun
Tämä opas käsittelee toiminnallisen CNC-koneen luomista seuraavilla ominaisuuksilla.
1. Portaalirakenteessa on hyvä vakaus, suuri käsittelymuoto, kompakti ja kevyt w8-työpöytärakenne, kevyt w8 ja helppo kuljettaa.
2. Sitä voidaan käyttää PCB:n, PVC:n, akryylin, MDF:n, puun, alumiinin ja kuparin leikkaamiseen ja jyrsimiseen.
3. Sen koneistustarkkuus voi olla 0.1 mm, mikä voi täyttää useimpien PCB-levyjen, muottien, leimien ja merkkien vaatimukset.
4. Sen hinta on alle $1,000, ja kokoaminen on kätevää ja helppoa.
5. Käytetyt osat ja raaka-aineet löytyvät tai ostetaan paikallisesti, mikä vähentää huolta.
6. Tee-se-itse-prosessi ei vaadi liian monimutkaisia työkaluja.
7. Mach3-ohjain, helppokäyttöinen.
8. Karaa käyttää askelmoottori erittäin tarkasti.
Kuinka rakentaa CNC-koneen rakenne?
Tämä CNC-kone ottaa käyttöön kiinteän portaalirakenteen. Koko kone on jaettu pohjapöytään, portaalirunkoon, X-akselin vaunuun, Y-akselin työpöytään ja Z-akselin vaunuun. Y-akselin työpöydän käyttöaskelmoottori on kiinnitetty pohjalevyyn. , ruuvi ja 2 sileää tankoa ja portaali Y-akselin pöydän liukuohjaimena.
Portaalissa on kiinnitetty X-akselin vaunun käyttöaskelmoottori, johtoruuvi ja 2 sileää tankoa, joita käytetään X-akselin vaunun liukuohjaimina. X-akselin kelkkaan on kiinnitetty Z-akselin kelkan käyttöaskelmoottori, johtoruuvi ja 2 sileää tankoa, joita käytetään Z-akselin vaunun liukuohjaimina.
Karan kiinnittämiseksi Z-akselin kelkkaan on L-muotoiset kiinnityskannattimet ja U-muotoiset kiinnitysrenkaat.
Johdinruuviin sovitettu mutteri hitsataan X-, Y- ja Z-akselien kelkkaan.
Kuinka tehdä CNC-konepiiri?
Piiri koostuu 3 identtisestä askelmoottorin käyttöosasta X-akselilla Y-akselin Z-akselilla. Otetaan nyt X-akseli sarakkeena havainnollistaaksesi sen toimintaperiaatetta.
Askelmoottorin ohjainpiiri L297/L298:lla
Piiri koostuu pääasiassa kahdesta askelmoottorista erillisestä integroidusta taajuusmuuttajapiiristä L2 ja L297. L298:n päätoiminto on pulssin jakautuminen. Se tuottaa lähtölogiikkapulsseja lähtöliittimiinsä A, B, C ja D ohjatakseen L297:aa. L298:ssä on myös 297 PWM-katkaisijaa vaihekäämin virran ohjaamiseksi ja vakiovirtakatkojan ohjaamiseksi hyvien vääntömomentin taajuusominaisuuksien saavuttamiseksi.
X-akselin pulssi HDR1:stä (nasta 2) saapuu U18:n (L1) CLOCKiin (nasta 297) ja U1 käsittelee sen lähtöliittimissään A, B, C, D, C (nastat 4, 6, 7, 9). ). 2) tuottaa askelpulsseja askelmoottorin pyörittämiseksi.
L298 on kaksois-H-sillan suurjännite- ja suurvirtatehoinen integroitu piiriohjain.
L297:stä ja L298:sta muodostuu täydellinen käyttöjärjestelmä, joka voi käyttää 2-vaiheisia askelmoottoreita, joiden jännite on enintään 46 V ja virta 2 A vaihetta kohti.
U1:n SYNC (nasta 1) on synkronointinasta, joka on kytketty U1:n ja U3:n nastaihin 5 useiden L297:iden synkronoinnin toteuttamiseksi.
Stepper Motor Driver Control Board
U10:n ENABLE (nasta 1) sallii ohjausnastan ohjata lähtölogiikkaa. Kun se on alhainen, INH1, INH2, A, B, C, D pakotetaan kaikki matalalle tasolle, jotta L298-ohjain ei toimi. CONTROL (nasta 11) käytetään valitsemaan katkaisijasignaalin ohjaus. Kun taso on matala, katkaisijasignaali vaikuttaa INH1:een, INH2:een ja korkean tason ollessa katkaisijasignaali A, B, C, D signaaleihin. Edellinen soveltuu yksivaiheiseen työtilaan ja kahta tilaa voidaan käyttää bipolaarisen työtilan askelmoottoriin.
S15U1:n VREF (nasta 1) on referenssijännitteen säätönasta, ja tämän nastan jännite säädetään asettamaan askelmoottorin vaihekäämin huippuvirran.
Askelmoottorin ajurisarjat
U17:n cw/ccw (nasta 1) on tappi X-akselin askelmoottorin pyörimissuunnan määrittämiseksi, ja X-akselin suunnan määrittävä signaali HDR1:stä (nasta 6) on kytketty tähän nastaan.
HALF/FULL (nasta 19) on herätetilan ohjausnasta. Kun se on korkea, se on puoliaskelajotila, ja kun se on matala, se on täyden askeleen ajotila. RESET (nasta 20) on asynkroninen palautussignaali, ja sen tehtävänä on nollata pulssinjakaja.
D3-D26 ovat L298-ohjaimen H-sillan vapaasti pyörivät diodit.
Kuinka asentaa Mach3 CNC-ohjain?
Mach3 on yleisimmin käytetty CNC-ohjain CNC-koneille. Sen asennus on yksinkertainen. Aseta ensin Mach3-liikekortti tietokoneen emolevylle. Windows-käyttöjärjestelmässä Mach3-ohjain asennetaan oletusarvoisesti.
USB Mach3 3-akselinen CNC-ohjainsarja
Voit myös valita DSP-, NcStudio-, Mach4-, Syntec-, OSAI-, Siemens-, LNC-, FANUC- ja muita CNC-ohjaimia.
Kuinka asentaa ja käyttää CAD/CAM-ohjelmistoa?
Yleisimmät CAD/CAM-ohjelmistot CNC-koneille ovat Type3, ArtCAM, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, MeshCAM, Solidworks, AlphaCAM, MasterCAM, UcanCAM, CASmate, PowerMILL, Aspire, Alibre, AutoCAD, Fusion360, Autodesk Inventor, Rhinoceros 3D, joka voi suunnitella 2D/3D piirustuksia työstötyökalun polkujen luomiseksi.
CAD/CAM -ohjelmisto
Kuinka koota CNC-konesarjat?
Pohjapöytä, X-akselin vaunu, Y-akselin työpöytä ja Z-akselin vaunu on valmistettu taivutuskoneella, jossa on 1.5-2mm kylmävalssatut teräslevyt, jotka voivat varmistaa ihanteellisen koneistustarkkuuden. Jos taivuttimia ei ole, se voidaan taivuttaa myös käsin käsivasaralla suuressa ruuvipuristimessa. Käsivasarakäsittelyn aikana työkappaleeseen tulee lisätä tyynysilitysrauta, jotta työkappaleeseen ei jää vasaran jälkiä. Taivutuksen jälkeen tarvitaan lisämuotoilua. Yksikään tasoista ei ole vääntynyt ja muodostaa 90 asteen kulman toisiinsa nähden. Oikean rei'itysasennon varmistamiseksi 1. viirausviivan suuntaisen ja kohtisuoran merkintäneulan neulan kärjen tulee olla ohut, viirausviivan tulee olla tarkka ja näyterei'itysholkin tulee olla varovainen ja tarkka.
CNC-konesarjat
Tee esimerkiksi reikä, jonka halkaisija on 6 mm, 2 kertaa. Käytä ensin halkaisijaltaan 4 mm:n poraa reiän poraamiseen. Määritä, onko halkaisijaltaan 4 mm:n reikä tarkka poikittaisasemointiviivan mukaan. Jos se ei ole tarkka, korjaa se käyttämällä puutarhalajitelmaa. ja lopuksi reikä a 6mm poranterä, jotta reiän asennon virhe on suhteellisen pieni.
Portaali voidaan leikata käsisahalla antistaattisen lattian rautakölistä, jonka seinämän paksuus on 1.2mm piirustuksen mukaan ja se voidaan taivuttaa, työstää ja muotoilla ruuvipuristimella. X, Y, Z 3-akselisena ohjauskiskona käytettävä valopalkki vaatii sileän pinnan, jonka halkaisija on sileä 8-10mm. Se voidaan ratkaista purkamalla käytetyn matriisitulostimen liukukisko ja vanhan lasertulostinpatruunan mustekumitela. Kahden sileän tangon kumpaankin suuntaan tulee olla yhtä pitkiä ja päätypintojen tulee olla tasaisia. Poraa reiät päätypintojen keskelle M2-langan napauttamiseksi ja kiinnitä ne 5mm pultit. Valmistuksen tulee olla vaaka- ja pystysuora, erityisesti 2 valopalkkia kumpaankin suuntaan on ehdottomasti oltava. Yhdensuuntaisuus on erittäin tärkeä, se määrää tuotannon onnistumisen tai epäonnistumisen.
Kolmen akselin johtoruuvi on johtoruuvi, jonka halkaisija on 6mm ja sävelkorkeus 1mm. Tällä johtoruuvilla voidaan leikata tarvittava pituus rautakaupassa myytävästä pitkästä johtoruuvista katon koristeluun. Vastuksen ja välyksen tulee olla pieni, ja mutteri hitsataan vaunun vastaavaan reikään välyksen minimoimiseksi ja kaiverruskoneen tarkkuuden parantamiseksi.
Liukuholkki on rautakaupasta ostettu messinkiletkuliitin. On tarpeen valita sisähalkaisija, joka on hieman pienempi kuin liukutangon halkaisija, ja kiertää sitten sisähalkaisija manuaalisella kalvimella niin, että se vastaa tarkasti liukutankoa. Tarvittaessa kiillota optinen akseli metallografisella hiekkapaperilla, leikkaa liukuholkki 6 mm pituisiksi paloiksi, yhteensä 12 osaksi, ja juota se sitten tehokkaalla juotosraudalla kelkan vastaavaan reikään. Älä aseta liukuholkkia paikalleen hitsauksen aikana. Jos juote tunkeutuu sisään, käytä sinkkikloridia juoksutteena varmistaaksesi juotoksen laadun. Varo kokoamisen yhteydessä, että liukupöydän vastus on pieni ja tasainen. Jos vastus on suuri, liukuholkki voidaan lämmittää uudelleen juotosraudalla vaatimusten mukaisesti.
Askelmoottorin akseli ja ruuvitanko on yhdistetty kupariputken a 6mm halkaisijaltaan sauvaantenni. Ruuvitango ja kupariputki on hitsattu tiukasti ja varmistaa niiden samankeskisyyden. Kupariputken toinen pää työnnetään askelmoottorin akseliin ja porataan sitten vaakasuoraan. Tappi työnnetään pieneen reikään sen kiinnittämiseksi, ja ruuvitangon toinen pää hitsataan vaunun mutterilla.
Tätä CNC-konetta voidaan ohjata joustavasti omien materiaaliensa koon ja koon mukaan, mutta koko kone ei saa olla liian suuri huonon jäykkyyden välttämiseksi.
Kuinka käyttää CNC-konetta?
Ennen CNC-työstöä on laadittava luettelo koneistusohjelmista etukäteen:
1. Määritä osan käsittelyprosessi ja työstössä käytetyt työkalut ja leikkausnopeus.
2. Määritä kappaleen ääriviivan liitoskohta.
3. Aseta veitsen aloitus- ja sulkemisasento sekä koordinaattien origon sijainti.
Kirjoita numeerisen ohjauksen käskyjoukko määrätyn lausemuodon mukaisesti, syötä käskyjoukko numeeriseen ohjauslaitteeseen käsittelyä (dekoodaus, toiminta jne.) varten, vahvista signaalia ohjauspiirin kautta, käytä servomoottoria kulmasiirtymän tulostamiseksi. ja kulmanopeus, ja muuntaa sitten komponentit suorituskomponentin kautta. Työpöydän lineaarinen siirtymä toteutetaan ruokinnan toteuttamiseksi.
Aloitetaan CNC-koneen käyttö 9 vaiheella seuraavasti.
Vaihe 1. CNC-ohjelmointi.
Ennen koneistamista CNC-ohjelmointi tulee analysoida ja kääntää. Jos ohjelma on pitkä tai monimutkainen. Älä ohjelmoi CNC-koneella, vaan käytä ohjelmointikonetta tai tietokoneohjelmointia ja varmuuskopioi sitten CNC-koneen CNC-järjestelmään levykkeen tai tietoliikennerajapinnan kautta. Tämä voi välttää koneen ajan kulumisen ja lisätä koneistuksen apuaikaa.
Vaihe 2. Kytke kone päälle.
Yleensä päävirta kytketään päälle ensin, jotta CNC-koneella on virta päällä. Käynnistä CNC-järjestelmä avainpainikkeella ja työstökoneeseen kytketään virta samanaikaisesti, ja CNC-ohjausjärjestelmän CRT näyttää tietoja. Simpukan ja muiden apulaitteiden kytkentätila.
Vaihe 3. Aseta kiinteä vertailupiste.
Ennen työstöä määritä koneen jokaisen koordinaatin liikkeen peruspiste. Tämä vaihe tulee suorittaa 1. lisäyksen ohjausjärjestelmän koneelle.
Vaihe 4. Aloita CNC-ohjelmointi.
Ohjelmavälineen (nauha, levy) mukaan se voidaan syöttää nauhakoneella, ohjelmointikoneella tai sarjaviestinnällä. Jos se on yksinkertainen ohjelma, se voidaan syöttää suoraan CNC-ohjauspaneeliin näppäimistöllä tai segmentti segmentiltä MDI-tilassa segmenttien etäkäsittelyä varten. Ennen koneistusta tulee ohjelmaan syöttää myös kappaleen origo, työkaluparametrit, offset ja erilaiset korjausarvot.
Vaihe 5. Ohjelman muokkaus.
Jos syötettyä ohjelmaa on muutettava, työtilan valintakytkin tulee asettaa muokkausasentoon. Käytä muokkausnäppäintä lisätäksesi, poistaaksesi ja muuttaaksesi.
Vaihe 6. Ohjelman tarkastus ja virheenkorjaus.
Lukitse ensin työstökone ja käytä vain järjestelmää. Tämä vaihe on ohjelman tarkistaminen. Jos siinä on virhe, se on muokattava uudelleen.
Vaihe 7. Työkappaleen kiinnitys ja kohdistus.
Kiinnitä ja kohdista työstettävä työkappale ja määritä vertailukohta. Menetelmässä käytetään työstökoneen manuaalista inkrementaalista liikettä, jatkuvaa liikettä tai manuaalista pyörien liikettä. Aseta aloituspisteeksi ohjelman alku ja aseta työkalun referenssi.
Vaihe 8. Aloita CNC-työstö.
Jatkuvassa koneistuksessa käytetään yleensä ohjelmalisäyksiä muistiin. CNC-koneistuksen syöttönopeutta voidaan säätää syöttönopeuden kytkimellä. Työstön aikana voidaan painaa syötteen pitopainiketta keskeyttääksesi syöttöliikkeen työstötilanteen tarkkailemiseksi tai manuaalisen mittauksen suorittamiseksi. Jatka koneistusta painamalla työkierron aloituspainiketta uudelleen. Varmista, että kulho on oikea, tarkista se uudelleen ennen lisäämistä. Jyrsinnässä tasaisille kaareville kappaleille voidaan käyttää lyijykynää työkalun sijaan osan ääriviivojen piirtämiseen paperille, mikä on intuitiivisempaa. Jos järjestelmässä on työkalurata, voidaan simulaatiotoiminnolla tarkistaa ohjelman oikeellisuus.
Vaihe 9. Sammuta kone.
Lisäyksen jälkeen ennen virran katkaisemista kiinnitä huomiota CNC-koneen tilan ja koneen kunkin osan asennon tarkistamiseen. Katkaise ensin koneen virta, katkaise sitten järjestelmän virta ja lopuksi päävirta.
UKK
Kuinka monen tyyppisiä CNC-koneita voidaan rakentaa itse?
Yleisimpiä itse valmistettavia CNC-koneita ovat CNC-reitittimet, CNC-sorvit, CNC-jyrsimet, CNC-hiomakoneet, CNC-porat, CNC-laserit ja CNC-plasmaleikkurit.
Kuinka paljon CNC-konesarjojen rakentaminen maksaa?
Tee-se-itse CNC-konesarjojen hinta sisältää tietokoneen, ohjauskortin, koneen osat ja tarvikkeet. Suurin osa kustannuksista on keskittynyt laitteistoon, mikä riippuu tarkkuudesta, jota vaadit CNC-työstösuunnitelmaa varten, ja keskimääräiset kustannukset ovat alle $1, 000.
Mitä CNC-kone voi tehdä?
CNC-koneilla voidaan tehdä metallin, puun, muovin, vaahtomuovin, kankaan ja kiven jyrsimistä, sorvausta, leikkausta, kaivertamista, kaiverrusta, merkintää, hiontaa, taivutusta, poraamista, puhdistusta, hitsausta.
Kuinka valita karamoottori?
Karamoottori on CNC-koneiden ydinosa. Sinun on ostettava oikea karamoottori liiketoimintasuunnitelmaasi varten, kaikki riippuu työstettävistä materiaaleista ja projekteihin vaadittavasta tarkkuudesta.
Kuinka valita siirtojärjestelmä?
Yksi on, valitaanko voimansiirtojärjestelmän valinnassa ruuvi vai kuularuuvi. Tässä ehdotan itse asiassa, että on paljon parempi valita kuularuuvi. Vaikka käytän lyijyruuvia, suosittelen silti valitsemaan kuularuuvin. Palloruuvilla on suuri tarkkuus ja pieni pyörimisvirhe. Ja lähetysprosessissa ääni on hyvin pieni. Ruuvin siirtoprosessi on metallin ja metallin välinen kitka. Vaikka ääni ei ole kovin voimakas, pyörimisvirhe kasvaa ja kasvaa pitkän kitkaajan jälkeen.
Kuinka valita askelmoottori?
Niin kauan kuin CNC-kone toimii, askelmoottori toimii. Jos moottoria ei ole valittu huolella, niin ensimmäinen moottori on erittäin helppo lämmittää. Moottori on kuuma, kun kone alkaa toimia, minkä ei pitäisi olla mitä haluamme. Myös moottorin vääntömomentti on huomioitava ongelma, ja on helppo menettää askeleita, jos vääntömomentti on riittämätön. Älä siis ole ahne valitessasi askelmoottoria.
Varoitukset
Olitpa rakentamassa edullinen CNC-reititin, tai tehdä parhaan budjetin CNC-sorvikoneen, vaikka työskennellä DIY halvimman CNC-jyrsinkoneen kanssa, ensimmäinen varoitus on CNC-koneen virtalähde. Koneessa on 1 askelmoottoria ja yksi karamoottori. Siksi CNC-koneen virta on erittäin suuri käyttöprosessissa. Tasavirtalähdettä ostettaessa tulee ostaa suuremmalla nimellisvirralla oleva tasavirtalähde. Karamoottorin nopeuden määräävä tekijä on tasavirtalähteen jännite. Mitä suurempi jännite, sitä nopeammin karan maksiminopeus voi pyöriä, joten jännite ei voi olla liian pieni.
Yhteenvetona ehdotan, että itse tehdyn CNC-koneen nimellisjännite on noin 30 V ja nimellisvirta on vähintään 10A koneen normaalin toiminnan varmistamiseksi. 30V jännitettä käytetään pääasiassa karamoottorissa, eikä askelmoottori tarvitse niin korkeaa jännitettä. Koska askelmoottoria käytetään ruuvin avulla, vääntömomentti voi silti olla suuri pienelläkin jännitteellä. Joten ehdotan, että vain 12 V riittää askelmoottorille syötettävälle jännitteelle. Askelmoottori käyttää 12V, mutta tasavirtalähteen tuottama jännite on 30V. Tässä on käytettävä muuntajaa. Tämän muuntajan tehon tulisi olla korkea. Kolmen askelmoottorin virran tulee kulkea tämän muuntajan läpi. Muuntajan lämmöntuotto ei pysy perässä, mikä johtaa vakavaan lämmöntuotantoon.
