CNC-masina nullist ehitamise õppimine on lihtsam, kui arvata oskad. Oleme jaganud isetegemise protsessi algajatele mõeldud lihtsateks sammudeks. Alates osade ostmisest kuni tarkvara installimiseni juhatab meie isetegemise juhend teid läbi selle, kuidas hõlpsalt oma CNC-masinat ehitada.
Mis on CNC masin?
CNC-pink on automatiseeritud elektriline tööriist, mis kasutab arvutiprogrammi mootori juhtimiseks, et panna kolm telge (X, Y ja Z) liikuma edasi-tagasi mööda CAD/CAM-tarkvara loodud tööriistarada vastavalt G-koodi käskudele. Lõpuks viib spindlil olev tööriist lõpule nikerdamis-, lõikamis- ja freesimise tulemused.
Asjad, mida kaaluda
CNC-masinate puhul mõtlevad kõik nende kõrgele hinnale ja keerukatele programmeerimistoimingutele, mis tekitavad meis arusaamatuse tunde. Tegelikult tunneme ja õpime CNC-d lihtsate ja lihtsate toimingute abil. odavad CNC-masinad, mis on võimaldanud meil algajast kaasaegse CNC-tehnoloogia eksperdiks saada. CNC-masina isevalmistamise keerukus seisneb masinakomplektide kõrges hinnas ja töötlemise keerukuses ning tarkvara seadistamine ja kasutamine on suhteliselt lihtne. Pärast kuu aega CNC-ga seotud uurimistööd otsustasin ehitada oma Mach3-ga juhitavad CNC-masinakomplektid, kasutades kohalikke materjale.
Ehituse raskusaste: Mõõdukas.
Ehituse kestus: 16 päeva.
Isetegemise tööriistad: Kruustangid, elektrilised puurid, käsisaed, proovilõikurid, keermepuurid, puurid, nihikud, painutajad ja kruvid.
Alustamine
See juhend on mõeldud funktsionaalse CNC-masina loomiseks, millel on järgmised omadused.
1. Portaalikonstruktsioonil on hea stabiilsus, suur töötlemisvorming, kompaktne ja kerge w8 töölaua disain, kerge w8 ja hõlpsasti kaasaskantav.
2. Seda saab kasutada trükkplaadi, PVC, akrüüli, MDF-i, puidu, alumiiniumi ja vase lõikamiseks ja freesimiseks.
3. Selle töötlemistäpsus võib ulatuda 0.1 mm-ni, mis vastab enamiku trükkplaatide, vormide, templite ja märkide nõuetele.
4. Selle maksumus on alla $1,000 ja kokkupanek on mugav ja lihtne.
5. Kasutatavad osad ja toorained on kohapeal leitavad või ostetavad, mis vähendab muret.
6. Isetegemise protsess ei vaja liiga keerulisi tööriistu.
7. Mach3 kontroller, lihtne kasutada.
8. Spindlit juhib suure täpsusega astmemootor.
Kuidas ehitada CNC-masina konstruktsiooni?
See CNC-masin kasutab fikseeritud portaalstruktuuri. Kogu masin on jagatud aluslauaks, portaalraamiks, X-telje kelguks, Y-telje töölauaks ja Z-telje kelguks. Y-telje töölaua ajami samm-mootor on kinnitatud põhjaplaadile, kruvile ning kahele siledale vardale ja portaal Y-telje laua libiseva juhikuna.
Portaalile on kinnitatud X-telje kelgu ajami samm-mootor, juhtkruvi ja 2 siledat varda, mida kasutatakse X-telje kelgu libisevate juhikutena. X-telje kelgule on kinnitatud Z-telje kelgu ajami samm-mootor, juhtkruvi ja 2 siledat varda, mida kasutatakse Z-telje kelgu libisevate juhikutena.
Spindli kinnitamiseks Z-telje kelgule on olemas L-kujulised kinnitusklambrid ja U-kujulised kinnitusrõngad.
X-, Y- ja Z-telgede kelgule keevitatakse juhtkruviga sobitatud mutter.
Kuidas teha CNC-masina vooluringi?
Ahel koosneb kolmest identsest astmemootori ajamist koosnevast osast, mille X-telg ja Y-telg on Z-telg. Nüüd vaadelgem X-telge kui tulpa, et illustreerida selle tööpõhimõtet.
Samm-mootori juhtahel koos L297/L298-ga
Ahel koosneb peamiselt kahest samm-mootorile pühendatud ajami integraallülitusest L2 ja L297. L298 peamine ülesanne on impulsside jaotamine. See genereerib väljundloogikaimpulsse oma väljundklemmidel A, B, C ja D L297 juhtimiseks. L298-l on ka kaks PWM-katkestajat faasimähise voolu juhtimiseks ja konstantse voolukatkestaja juhtimiseks, et saavutada head pöördemomendi ja sageduskarakteristikud.
HDR1-st (tihvt 2) tulev X-telje impulss siseneb U18 (L1) CLOCK-i (tihvt 297) ja U1 töötleb seda oma väljundklemmidel A, B, C, D, C (tihvtid 4, 6, 7, 9), et genereerida väljundloogikampulss, mis siseneb U2-sse (L298), et juhtida topelt H-silda selle väljundklemmidel (tihvtid 2, 3, 13 ja 14), et väljastada astmemootori pöörlemiseks astmelisi impulsse.
L298 on kahe H-sillaga kõrgepinge ja suure voolutugevusega integraallülituse draiver.
L297 ja L298 moodustavad tervikliku ajamisüsteemi, mis suudab juhtida kahefaasilisi astmelisi mootoreid maksimaalse pingega 2 V ja voolutugevusega 46 A faasi kohta.
U1 SYNC (1. pin) on sünkroniseerimispink, mis on ühendatud U1 ja U3 5. pinniga, et realiseerida mitme L297 sünkroniseerimist.
Samm-mootori juhi juhtplaat
U10 ENABLE (tihvt 1) lubab juhttihvtil juhtida väljundloogikat. Kui see on madal, siis INH1, INH2, A, B, C ja D on kõik sunnitud madalale tasemele, et L298 draiver ei töötaks. CONTROL (tihvt 11) abil valitakse katkestussignaali juhtimine. Kui see on madal, toimib katkestussignaal INH1 ja INH2 signaalidele ning kui see on kõrge, toimib katkestussignaal A, B, C ja D signaalidele. Esimene sobib üheastmelise töörežiimi jaoks ja kahte režiimi saab kasutada bipolaarse töörežiimi astmemootori jaoks.
S15U1 VREF (tihvt 1) on võrdluspinge reguleerimise tihvt ja selle tihvti pinget reguleeritakse astmelise mootori faasimähise tippvoolu määramiseks.
Samm-mootori draiveri komplektid
U17 cw/ccw (tihvt 1) on X-telje astmemootori pöörlemissuuna määramise tihvt ja HDR1-st (tihvt 6) tulev X-telje suuna määramise signaal on ühendatud selle tihvtiga.
HALF/FULL (tihvt 19) on ergastusrežiimi juhttihvt. Kui see on kõrge, on tegemist poole astmelise ajamirežiimiga ja kui see on madal, on tegemist täisastmelise ajamirežiimiga. RESET (tihvt 20) on asünkroonne lähtestussignaal ja selle funktsioon on impulssijaoturi lähtestamine.
D3-D26 on L298 draiveri H-silla vabavooludioodid.
Kuidas seadistada Mach3 CNC kontrollerit?
Mach3 on CNC-masinate jaoks kõige sagedamini kasutatav CNC-kontroller. Selle paigaldamine on lihtne. Esmalt sisestage Mach3 liikumiskaart arvuti emaplaadile. Windowsi operatsioonisüsteemis installitakse Mach3 draiver vaikimisi.
USB Mach3 3-teljeline CNC kontrolleri komplekt
Samuti saate valida DSP, NcStudio, Mach4, Syntec, OSAI, Siemens, LNC, FANUC ja teiste CNC-kontrollerite hulgast.
Kuidas CAD/CAM tarkvara paigaldada ja kasutada?
CNC-masinate jaoks kõige levinumad CAD/CAM-tarkvarad on Type3, ArtCAM, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, MeshCAM, Solidworks, AlphaCAM, MasterCAM, UcanCAM, CASmate, PowerMILL, Aspire, Alibre, AutoCAD, Fusion360, Autodesk Inventor ja Rhinoceros. 3D, mis saab kujundada 2D/3D joonised töötlemisvahendite radade genereerimiseks.
CAD/CAM tarkvara
Kuidas CNC-masinakomplekte kokku panna?
Alumine laud, X-telje kelk, Y-telje töölaud ja Z-telje kelk on valmistatud 1.5-tollise painutusmasinaga.2mm külmvaltsitud terasplaadid, mis tagavad ideaalseima töötlemise täpsuse. Kui painutajaid pole, saab seda ka käsitsi painutada käsivasaraga suure kruustangi peal. Käsivasaraga töötlemise ajal tuleks toorikule lisada triikraud, et vältida haamrijälgede jätmist toorikule. Pärast painutamist on vaja täiendavat vormimist. Ükski tasapind ei ole moonutatud ega moodusta üksteise suhtes 90-kraadise nurga. Õige stantsimisasendi tagamiseks peaks esimese stantsimisjoonega paralleelne ja risti olev joonimisnõela nõelaots olema õhuke, joonimisjoon täpne ning proovi stantsimispesa positsioneerimispesa ettevaatlik ja täpne.
CNC-masinate komplektid
Näiteks puurige 6 mm läbimõõduga auk kahes augus. Esmalt puurige auk 2 mm läbimõõduga puuriga. Kontrollige risti asetseva joone järgi, kas 4 mm läbimõõduga auk on täpne. Kui see pole täpne, parandage see aiatööriistaviiliga ja lõpuks puurige auk puuriga läbi. 6mm puuritera, nii et augu asukoha viga on suhteliselt väike.
Portaali saab käsisaega lõigata antistaatilise põranda rauast kiilist, mille seina paksus on 1.2mm vastavalt joonisele ning seda saab painutada, töödelda ja vormida kruustangidel. X, Y, Z 3-teljelise juhtrööbana kasutatav valgusriba vajab siledat pinda, mille läbimõõt on sile 8-10mmSelle saab lahendada, eemaldades kasutatud maatriksprinteri liugrööpa ja vana laserprinteri kasseti tindirulliku. Mõlemas suunas olevad kaks siledat varda peaksid olema võrdse pikkusega ja otsapinnad peaksid olema tasased. Puurige otsapindade keskele augud M2-traadi ühendamiseks ja kinnitage need... 5mm poldid. Töötlus peab olema horisontaalne ja vertikaalne, eriti kaks valgusriba mõlemas suunas peavad olema absoluutselt õiged. Paralleelsus on väga oluline, see määrab tootmise edu või ebaedu.
3 telje juhtkruvi on juhtkruvi läbimõõduga 6mm ja sammuga 1mmSelle pliikkruvi abil saab lõigata vajaliku pikkusega pika pliikkruvi, mida müüakse ehituspoes lae kaunistamiseks. Takistus ja kliirens peaksid olema väikesed ning mutter keevitatakse kelgu vastavasse auku, et minimeerida lõtku ja parandada graveerimismasina täpsust.
Liughülss on messingist voolikuühendus, mida saab osta ehituspoest. Sisemine läbimõõt on vaja valida veidi väiksem kui liugvarda läbimõõt ja seejärel käsitsi höövliga sisemine läbimõõt täpselt liugvardaga kokku keerata. Vajadusel poleerige optiline telg metallograafilise liivapaberiga, lõigake liughülss 6 mm pikkusteks osadeks, kokku 12 osaks, ja seejärel jootage see võimsa jootekolviga kelgu vastavasse auku. Ärge asetage liughülssi keevitamise ajal. Kui joodis tungib sisse, kasutage jootekvaliteedi tagamiseks tsinkkloriidi räbustina. Kokkupanekul tuleb olla ettevaatlik, et liuglaua takistus oleks väike ja ühtlane. Kui takistus on suur, saab liughülssi jootekolviga uuesti kuumutada, et see vastaks nõuetele.
Samm-mootori võll ja kruvivarras on ühendatud vasktoru kaudu, mis on valmistatud a-st 6mm läbimõõduga varrasantenn. Kruvivarras ja vasktoru on kindlalt keevitatud ja kontsentrilised. Vasktoru teine ots sisestatakse astmemootori võlli ja seejärel puuritakse horisontaalselt auk. Kinnitamiseks sisestatakse väikesesse auku tihvt ja kruvivarda teine ots keevitatakse mutriga kelgu külge.
Seda CNC-masinat saab paindlikult juhtida vastavalt oma materjalide suurusele ja suurusele, kuid kogu masin ei tohiks olla liiga suur, et vältida halba jäikust.
Kuidas CNC-masinat juhtida?
Enne CNC-töötlemist tuleks eelnevalt ette valmistada töötlemisprogrammide loend:
1. Määrake kindlaks detaili töötlemisprotseduur ning töötlemiseks kasutatavad tööriistad ja lõikekiirus.
2. Määrake detaili kontuuri ühenduspunkt.
3. Määrake noa algus- ja lõppasend ning koordinaatide alguspunkti asukoht.
Kirjutage numbrilise juhtimise käskude komplekt vastavalt etteantud lausevormingule, sisestage käskude komplekt töötlemiseks (dekodeerimine, toimimine jne) numbrilise juhtimise seadmesse, võimendage signaali ajamiahela kaudu, juhtige servomootorit nurknihke ja nurkkiiruse väljastamiseks ning seejärel teisendage komponendid teostuskomponendi kaudu. Töölaua lineaarne nihe realiseeritakse söötmise realiseerimiseks.
Alustame CNC-masina kasutamist järgmiste 9 sammuga.
1. samm. CNC programmeerimine.
Enne töötlemist tuleks CNC-programmeerimist analüüsida ja kompileerida. Kui programm on pikk või keeruline, ärge programmeerige CNC-masinal, vaid kasutage programmeerimismasinat või arvutiprogrammeerimist ja seejärel varundage see CNC-masina CNC-süsteemi disketi või sideliidese kaudu. See aitab vältida masina aja hõivamist ja suurendab töötlemise lisaaega.
2. samm. Lülitage masin sisse.
Üldiselt lülitatakse esmalt sisse peatoide, et CNC-masin saavutaks sisselülitustingimused. CNC-süsteem käivitatakse võtmega nupust ja tööpink lülitatakse samal ajal sisse ning CNC-juhtimissüsteemi CRT-ekraanil kuvatakse teavet klambri ja muude abiseadmete ühenduse oleku kohta.
3. samm. Määrake tahke tugipunkt.
Enne töötlemist tuleb määrata masina iga koordinaadi liikumispunkt. See samm tuleks esimesena läbi viia suurendamise juhtimissüsteemiga masina puhul.
4. samm. Alustage CNC programmeerimist.
Sõltuvalt programmi kandjast (lint, ketas) saab seda sisestada lintmasina, programmeerimismasina või jadapordi kaudu. Lihtsa programmi puhul saab seda sisestada otse CNC juhtpaneelile klaviatuuri abil või sisestada segmentide kaupa MDI-režiimis segmendi kaugtöötluseks. Enne töötlemist tuleb programmi sisestada ka detaili päritolu, tööriista parameetrid, nihe ja mitmesugused kompensatsiooniväärtused.
5. samm. Programmi redigeerimine.
Kui sisestatud programmi on vaja muuta, tuleks töörežiimi valiku lüliti viia redigeerimisasendisse. Lisamiseks, kustutamiseks ja muutmiseks kasutage redigeerimisklahvi.
6. samm. Programmi kontroll ja silumine.
Esmalt lukustage tööpink ja käivitage ainult süsteem. See samm on programmi kontrollimiseks. Kui esineb vigu, tuleb seda uuesti redigeerida.
7. samm. Tooriku kinnitamine ja joondamine.
Fikseerige ja joondage töödeldav detail ning määrake võrdluspunkt. Meetod kasutab tööpingi käsitsi järkjärgulist liigutamist, pidevat liigutamist või käsitsi ratta liigutamist. Määrake alguspunktiks programmi algus ja tööriista võrdluspunkt.
8. samm. Alustage CNC-töötlust.
Pidev töötlemine kasutab üldiselt programmi lisamist mällu. CNC-töötlemise etteandekiirust saab reguleerida etteandekiiruse lülitiga. Töötlemise ajal saab etteande hoidmise nuppu vajutada, et etteande liikumine peatada, et jälgida töötlemisolukorda või teha käsitsi mõõtmisi. Töötlemise jätkamiseks vajutage uuesti tsükli käivitusnuppu. Kausi õigsuse tagamiseks tuleks see enne lisamist uuesti kontrollida. Freesimise ajal saab lamedate kõverate detailide puhul tööriista asemel kasutada pliiatsit, et detaili kontuur paberile joonistada, mis on intuitiivsem. Kui süsteemil on tööriistarada, saab programmi õigsuse kontrollimiseks kasutada simulatsioonifunktsiooni.
9. samm. Lülitage masin välja.
Pärast lisamist ja enne toite väljalülitamist kontrollige CNC-masina olekut ja masina iga osa asendit. Lülitage esmalt välja masina toide, seejärel süsteemi toide ja lõpuks peatoide.
KKK
Mitu tüüpi CNC-masinaid saab ise ehitada?
Kõige levinumad isevalmistatavad CNC-masinad on CNC-freesid, CNC-treipingid, CNC-freespingid, CNC-lihvijad, CNC-puurid, CNC-laserid ja CNC-plasmalõikurid.
Kui palju maksab CNC-masinate komplektide ehitamine?
CNC-masinate isetegemise komplektide hind sisaldab arvutit, juhtpaneeli, masina osi ja lisatarvikuid. Suurem osa maksumusest koondub riistvarale, mis sõltub teie CNC-töötlusplaani jaoks vajalikust täpsusest, ja keskmine hind on alla $1, 000.
Mida CNC-masin teha suudab?
CNC-masinad suudavad freesida, treida, lõigata, nikerdada, graveerida, märgistada, lihvida, painutada, puurida, puhastada ja keevitada metalli, puitu, plastikut, vahtu, kangast ja kivi.
Kuidas valida spindlimootorit?
Spindlimootor on CNC-masinate põhiosa. Oma äriplaanide jaoks on vaja osta õige spindlimootor, olenevalt töödeldavatest materjalidest ja projektide jaoks vajalikust täpsusest.
Kuidas valida ülekandesüsteemi?
Üks on see, kas valida ülekandesüsteemi valimiseks kruvi või kuulkruvi. Siinkohal soovitan tegelikult valida kuulkruvi. Kuigi ma kasutan pliikruvi, soovitan siiski valida kuulkruvi. Kuulkruvil on suur täpsus ja väike pöörlemisviga. Ja ülekandeprotsessis on heli väga vaikne. Kruvi ülekandeprotsess on metalli ja metalli vaheline hõõrdumine. Kuigi heli pole väga vali, muutub pöörlemisviga pikema hõõrdeaja möödudes üha suuremaks.
Kuidas valida astmelist mootorit?
Niikaua kui CNC-masin töötab, töötab ka astmeline mootor. Kui mootorit ei valita hoolikalt, siis esiteks kuumeneb mootor väga kergesti. Mootor on masina tööle asudes kuum, mis ei tohiks olla soovitud tulemus. Mootori pöördemoment on samuti probleem, mida tuleb arvestada, ja kui pöördemoment on ebapiisav, on lihtne samme kaotada. Seega ärge olge astmelise mootori valimisel ahne.
Ettevaatusabinõud
Olenemata sellest, kas ehitate taskukohane CNC-frees, või parima eelarvelise CNC-treipingi valmistamisel, isegi isetegemise korral kõige odavama CNC-freespingi puhul on esimene ettevaatusabinõu CNC-masina toiteallikas. Masinal on 1 astmemootorit ja üks spindlimootor. Seetõttu on CNC-masina voolutarve kasutamise ajal väga suur. Alalisvoolutoiteallika ostmisel tuleks osta suurema nimivooluga alalisvoolutoiteallikas. Spindlimootori kiiruse määrajaks on alalisvoolutoiteallika pinge. Mida kõrgem on pinge, seda kiiremini saab spindli maksimaalne kiirus pöörata, seega ei saa pinge olla liiga väike.
Kokkuvõttes pakun, et isevalmistatud CNC-masina nimipinge on umbes 30 V ja nimivool vähemalt 10A Masina normaalse töö tagamiseks. Spindlimootoril kasutatakse peamiselt 30 V pinget ja astmeline mootor ei vaja nii kõrget pinget. Kuna astmelist mootorit käitab kruvi, võib pöördemoment isegi väikese pinge korral olla suur. Seega arvan, et astmelisele mootorile antava pinge jaoks piisab ainult 12 V pingest. Samm-mootor kasutab 12 V, kuid alalisvoolutoiteallika pakutav pinge on 30 V. Siin tuleb kasutada trafot. Selle trafo võimsus peaks olema kõrge. Kolme astmelise mootori vool peab läbima selle trafo. Trafo soojuse hajumine ei suuda sammu pidada, mille tulemuseks on tõsine soojuse teke.
