איך מייצרים מכונת DIY CNC?

בנוסף לעץ, פלסטיק וקומפוזיט, מכונות בקרה מספרית ממוחשבת (CNC) מעבדות בצורה מושלמת מתכות לא ברזליות ואפילו דרגות (טכניות) של פלדה. ציוד כזה מיוצר כמכונת כרסום וחריטה - והוא מתווסף עם אקדח חריטת לייזר המסוגל לשרוף עצים ופלדה.

לפני הכנה להרכבת מכונת כרסום או מכונת חריטה בלייזר, להחליט על הדרישות, אשר לא מתעלמים מבעלי מלאכה מנוסים.

ראשית כל הגוף (מסגרת, מיטה) חייבת להיות קשיחות מספקת, שכן הכוח המכני המופעל על החלק בתהליך של סיבוב, קידוח, חיתוך חורים טכנולוגיים בחומר העבודה הוא ניכר.

עיבוד החלקים חייב להיות בעל הדיוק והבהירות המוצהרים במפרט ספציפי. שום דבר לא מונע ממך להזמין רכיבים מוכנים סיניים, עם זאת, הבסיס עשוי לרוב מאמצעים מאולתרים.

גם גודל החלק משנה... זה לא הגיוני להרכיב מכונה שתתפוס את כל שולחן העבודה על משטח שולחן בשטח של 2 מ"ר, כאשר מתוכנן לחרוץ חלקים קטנים, חלקי חילוף למנגנונים והתקנים.

לאחר שפתרו את שלוש המשימות הללו, הם מכינים את החומרים והכלים הדרושים.

• לייצור גוף המכונה לעץ מתאים לוח עץ מלא, יריעת פרופיל MDF או סיבית או דיקט. זה האחרון, יחד עם עץ מלא, יש את החוזק הגדול ביותר. אבל עבור מכונת מתכת, אין עיצוב טוב יותר מאשר פלדה.

• מנוע הציר לעץ לא צריך להיות יותר מ-2 קילוואט בהספק. כדי למנוע הפסקות טכנולוגיות ממושכות כל 15 דקות, רצוי לצייד את מנוע הציר במערכת להסרת חום רדיאטור-מים.

• המודול החשמלי של המהפך מותאם להספק המנוע. בשל האמינות והנוכחות של מנועי צעד, נעשה שימוש במערכת "נהג-מנוע". לוח הדרייבר יוצר זרמים פולסים או מתחלפים הגורמים לציר המנוע להסתובב בזווית מסוימת או להשלים מספר סיבובים מלאים. שלושה מנועי צעד מספקים תנועה של חלקי עבודה לאורך כל שלושת צירי הקואורדינטות.

• צינור הכבלים ממוקם כדי להגן על החיווט מפני נזק מקרי במהלך הפעולה - הכונן והבמה מוזזים לעתים קרובות הרבה.

רכיבים נוספים כוללים מהדק כרסום (צ'אק חותך), צינור קירור, ערכות מיסבים כדוריים, צימוד (מעביר נסיעה חלקה ממנוע צעד ומבטיח יישור שלו עם תיבת הילוכים לאורך הציר), חותכי כרסום, חומרה, משאבת מים (משאבה), חתיכים. ככלים שאתה צריך:

• יחידת ריתוך מסוג אינוורטר עם מספר אלקטרודות;

• מטחנה עם סט של דיסקיות חיתוך למתכת ועץ;

• מברג אוניברסלי עם סט חרירים;

• פטיש, פלייר, ברגים אוניברסליים מתכווננים (לפחות שניים);

• מלחם, רוזין, הלחמה, שטף הלחמה;

• מספריים ומצמצמים.

חומרים מתכלים - סרט חשמל, דבק אוניברסלי (נגרות, אפוקסי ו/או "מומנט-1"), איטום גומי, סרט fume.

בעלי מלאכה מייצרים חותכי כרסום המבוססים על תקליטורים וכוננים עבורם. באמצעות רכיבים אלו, המשתמש יקבל מכונה קומפקטית מאוד.

הוראות הרכבה כלליות שלב אחר שלב כוללות את השלבים הבאים.

1. חפש או צור ציור - הוראות הרכבה, שבהן כל השלבים, כולל פריסת החשמל והאלקטרוניקה, מתוארים בפירוט. כדי ליצור ציור, נעשה שימוש בכלי תוכנה כגון Autocad או Visio.

2. לאחר רכישת הרכיבים הדרושים, המאסטר יוצר את המיטה. לא מומלץ להרכיב אותו לפני רכישת חלקי חילוף אלו - מידותיו אינן תואמות את התצורה של המכשיר העתידי.

3. התקנה והתאמה של יחידת הציר עם המנוע הראשי. מערכת קירור מותקנת על המנוע. כדי למנוע נזילות משתמשים באיטום - לאחר התקשות הוא הופך למעין גומי.

4. התקנת חיווט וכבלים חשמליים, לוח בקרה, לחצן כיבוי חירום של המכונה.

5. מיקום וחיבור הלוח האלקטרוני (מיקרו-בקר). ניתן להשתמש, למשל, במודול אלקטרוני כמו KY-2012 - בקר CNC בעל חמישה צירים לדרייבר מנוע צעד עם כבל DB-25. רוב המשתמשים מעדיפים מיקרו-בקרים של מותג Arduino.

6. בדיקת העבודה של המכונה המורכבת, הורדת גרסאות אלקטרוניות של שרטוטים של חלקי עבודה עתידיים, שיבוצעו במכונה זו.

אם הטכניקה עובדת טוב, אז אתה יכול לפתח תוכנית ייצור, לרכוש עבורה חומרים וחומרים מתכלים ולצאת "להפעלה" - כדי לשחרר את אצווה החלקים הראשונה (הניסיון).

מכונת CNC בהרכבה עצמית דורשת מינימום שגיאות וחישובים שגויים לא רצויים. יחידה מתוצרת עצמית, גם כשהיא נוצרה לעבודה אך ורק על עץ ופלסטיק, דורשת התייחסות יסודית לתכנון והרכבה. אז, הפרויקט מוכן - כל מה שנותר הוא להוציא אותו לפועל.

המיטה, מעגל אספקת החשמל, הכונן עם המנוע הראשי, שולחן האובייקטים עם מנועי צעד בפעולה לא צריכים להפריע זה לזה. רכיבים חשובים לא פחות הם כפתור עצירת החירום והשלט עם לחצנים המחליפים את מהירות הנעת הציר.

התקן את החלקים המאפשרים לך להתאים את תזוזה של הבמה לאורך צירי האבססיס והאוריד.

התקן את הציר. הוא מותקן רק לאחר סיום מלא של העבודה על הגוף (ללא הרכבת הדפנות והקיר האחורי). בעת התקנת המנוע, השאר את ההזדמנות להזיז את הכונן הזה בגובה ובמאונך בהחלט.

רכיבים אחרים כוללים גלגל שיניים סלילי באמצעות גלגלי שיניים על הגלגלות והרצועה... חיבור זה מונע מהחגורה להחליק על הגלגלות. העברה אחידה של מומנט מובטחת כמעט.

בעת שימוש במנוע צעד למכונה מיניאטורית, נעשה שימוש ברכיבי כרכרה ממדפסת גדולה. ככל שהדגם ישן יותר בשנת הייצור, כך נעשה בהם שימוש חזק יותר במנוע הצעד. מדפסת מטריצת נקודות נחשבת להצלחה גדולה: זה יותר מדגמי לייזר והזרקת דיו, מתאים לשינוי עבור מכונה כזו. מכונה תלת צירית תדרוש, בהתאמה, שלושה מנועים אלה. אם לא הצלחתם למצוא אותם בעצמכם (באמצעות ציוד הדפסה ישן), השתמשו במנועי צעד מהמותג הסיני Nema - אתם רק צריכים לחכות להזמנה בין 10 ל-100 ימים, ומנועים כאלה מיועדים למתח של 12 וולט וזרם של עד מספר אמפר.

באמצעות גלגלי שיניים מסתובבים (גלגלי פלדת כלי), ניתן להמיר את המומנט למומנט ליניארי. ניתן להשתמש בחלקים מצמדים של בורג כדורי (Ball Screws) לדיוק מירבי, אך חלקים כאלה אינם פתרון זול. שימוש באומים וברגי הרכבה כדי להתקין את הבלוקים, ספק מרווחי פלסטיק להפחתת החיכוך ולהפחתת החזרה.

ניתן להשתמש בכל מנוע מוברש או ללא מברשות עבור הציר.

הרכזת האנכית, המאפשרת לכלי לנוע בשלוש קואורדינטות, פועלת בתוך טבלת הקואורדינטות. הציר עשוי בצורה של מוט אלומיניום. המידות של חלק זה חייבות להתאים למידות המכונה.

ההרכבה של החלק המכני הפועל מתחיל עם הידוק מנועי הצעד הראשונים למסגרת.... הם ממוקמים מאחורי הציר האנכי. מנועים אלו אחראים לתנועה אופקית ואנכית. הפורטל הנייד, הנע לאורך ציר האבססיס, נושא את כונן הציר ואת התמיכה (הציר הקובע את גובה נקודת העבודה). ככל שהפורטל ממוקם גבוה יותר, כך המאסטר מתחשב בעוד סיבובים בחלקים עבים יותר. החיסרון של פורטל מוגבה הוא חוסר יציבות לכוח המופעל מוגבר.

כדי לאבטח את מנוע הצעד, שאחראי על קואורדינטות הגובה, כמו גם את המסילות הישרות, השתמש בכל הלוחות מלבד לוחות הצד. התקן את בסיס הציר באותו מקום.

כדי לתקן את הרוטור של מנוע הציר עם סיכת ראש, השתמש בפיתול גומי של כבל חשמלי עם חתך רחב למדי. לברגים המוכנסים לשרוול הניילון יש גם תכונות נעילה.

מתכות ועץ בייצור של המארז ניתן לשלב אחד עם השני. אז, המבנה הראשי (התומך) מורכב מצינורות מקצועיים בעובי דופן של 3 מ"מ, והדפנות (כיסויים, לוחות) יכולים להיות עשויים מדיקט. אבל לא ניתן להרכיב את המסגרת התומכת ללא טכנולוגיית ריתוך - חיבורים מוברגים גרידא עשויים שלא להספיק.

המכונה רוכשת את החוזק האולטימטיבי המוצהר בשרטוט רק בזכות המסגרת... מותקנים עליו שולחן חפצים ניידים, כונן ציר, מנועי קואורדינטות דריכה, מובילים דמויי מסילה וציר קואורדינטות אנכי.

מסגרת פלדה טובה פי כמה, אבל היא גם עלולה להינזק בטרם עת. השתמש באגוזי T כדי למנוע מחלקי המסגרת להתפרק. עם זאת, חיבורים מוברגים עובדים היטב עם חיבורים מרותכים. לוחות הקצה מספקים התקנת מיסבים המאפשרים לבורג העופרת להסתובב בחופשיות לאורך הברגה שלו. כאן נעשה שימוש בהחלקה ובמיסב על הציר.

לתפעול חלק של יחידת התוכנית, נעשה שימוש בחומרי רדיו ורכיבי רדיו איכותיים. יש להימנע ממעגלים מודפסים סיניים באיכות מפוקפקת. מטרת ההרכבה היא להשיג תפקוד מדויק, ללא קפיאה והתאפסות של תוכנה במהלך הפעולה.

בנוסף למנועי צעד הנשלטים על ידי מודולי דרייבר אלקטרוניים, נעשה שימוש גם ביציאת USB, שהמרת האותות ממנה, למשל, מתבצעת באמצעות מודול מתאם המבוסס על טכנולוגיית RS-485, שגם ממיר נתונים בחזרה לפורמט USB.

בחר את זה שאתה צריך - כל הציוד עובד עליו. לדוגמה, מודולי מעבד מודרניים פועלים ב-3.3 וולט, ומנועי צעד - מ-12.

מחשב או מחשב נייד משמשים לטעינת/החלפת התוכנית ליחידת ה-CNC. לאחרונה נעשו ניסיונות להשתמש במיקרו-מחשב נוסף בגודל של כונן הבזק אחד או יותר כדי לשלוט במכונה, תוך אינטראקציה עם סמארטפונים וטאבלטים באמצעות Wi-Fi או בלוטות', אך טכנולוגיה זו עדיין בשלב של פיתוח ארוך טווח. , אלא, מתייחס ל"דברים חכמים".

• אף אומן שפוי לא מרכיב אפילו מכונה פשוטה במיוחד ללא פרויקט עם ציור.
• התאם נכון את כונן הציר ואת ממיר התדרים.
• אל תשתמש במנועי צעד עם ספק כוח לא סטנדרטי, אחרת תצטרך להתקין מקור כוח לא סטנדרטי או לשנות את אחד הקיימים. זה ידחוף את ההגדרה הסופית הצידה, יסבך אותה.
• אל תשתמש רק במפרקים מרותכים - עם רטט קיצוני, הם פשוט ישברו.
• אל תשתמש בהנעת חגורת הזזה: הכוח הניכר עלול להוביל להחלקה תכופה של החגורות.
• רכשו מיסבים וברגים עם מקדם בטיחות משולש.

כיצד להכין מכונת CNC במו ידיך, ראה להלן.