Könnyebb megtanulni, hogyan készítsünk CNC gépet a semmiből, mint gondolnád. A barkácsolási folyamatot a kezdők számára könnyen követhető lépések sorozatára bontottuk. Az alkatrészek vásárlásától a szoftver telepítéséig a barkács útmutatónk végigvezeti Önt, hogyan készítheti el egyszerűen saját CNC gépét.
Mi az a CNC gép?
A CNC-gép egy automatizált elektromos szerszám, amely számítógépes program segítségével vezérli a motort, hogy meghajtsa a 3 tengelyt, X, Y és Z, hogy oda-vissza mozogjon a CAD/CAM szoftver által generált szerszámpályán a G-kód parancsoknak megfelelően. Végül az orsón lévő szerszám befejezi a faragás, vágás és marás eredményét.
Fontolható dolgok
Ha CNC gépekről van szó, mindenkinek a magas költsége és a bonyolult programozási műveletei jutnak eszébe, amitől kifürkészhetetlennek érezzük magunkat. Valójában ismerjük és megtanuljuk a CNC-t néhány egyszerű és olcsó CNC gépek, amely lehetővé tette számunkra, hogy a kezdőből a modern CNC technológia szakértőjévé váljunk. A barkácsoló CNC gép nehézsége a gépkészletek magas költségében és a megmunkálás nehézségében rejlik, a szoftver beállítása és használata pedig viszonylag egyszerű. Egy hónapos CNC tanulmányozás és kutatás után úgy döntöttem, hogy saját Mach3 vezérlésű CNC gépkészleteket készítek helyileg elérhető anyagok felhasználásával.
Építési nehézség: Mérsékelt.
Építési idő: 16 napok.
DIY eszközök: Satulapok, elektromos fúrók, kézi fűrészek, mintalyukasztók, menetfúrók, dörzsárak, féknyergek, hajlítók és csavarok.
Elkezdeni
Ez az útmutató egy működőképes CNC gép létrehozásáról szól, amely a következő jellemzőkkel rendelkezik.
1. A portál szerkezete jó stabilitású, nagy feldolgozási formátumú, kompakt és lightw8 asztali kialakítású, könnyű w8 és könnyen hordozható.
2. Használható PCB, PVC, akril, MDF, fa, alumínium és réz vágására és marására.
3. Megmunkálási pontossága elérheti a 0.1 mm-t, amely megfelel a legtöbb NYÁK-lap, forma, bélyegző és tábla követelményeinek.
4. Költsége alatt van $1,000, és az összeszerelés kényelmes és egyszerű.
5. A felhasznált alkatrészek, alapanyagok helyben megtalálhatóak vagy megvásárolhatók, ami csökkenti az aggodalmakat.
6. A barkácsolási folyamat nem igényel túl bonyolult eszközöket.
7. Mach3 vezérlő, könnyen használható.
8. Az orsót egy léptetőmotor hajtja nagy pontossággal.
Hogyan készítsünk CNC gép szerkezetet?
Ez a CNC gép rögzített portálszerkezetet alkalmaz. Az egész gép egy alapasztalra, egy portálvázra, egy X-tengelyű kocsira, egy Y-tengelyű munkaasztalra és egy Z-tengelyes kocsira van felosztva. Az Y tengelyű munkaasztal meghajtó léptetőmotorja az alsó lemezre van rögzítve. , csavar és 2 sima rúd és portál az Y tengelyű asztal csúszóvezetőjeként.
A portálon az X-tengelyes kocsi meghajtó léptetőmotorja, a vezérorsó és az X-tengelyes kocsi csúszóvezetőjeként használt 2 sima rúd van rögzítve. Az X-tengelyes kocsin van rögzítve a Z-tengelyes kocsi meghajtó léptetőmotorja, a vezérorsó és a 2 sima rúd, amelyek a Z-tengelyes kocsi csúszóvezetőjeként szolgálnak.
L-alakú rögzítőkonzolok és U-alakú rögzítőgyűrűk találhatók az orsó rögzítéséhez a Z tengelyű kocsin.
A vezércsavarhoz illesztett anya az X, Y és Z tengely kocsijára van hegesztve.
Hogyan készítsünk CNC gépi áramkört?
Az áramkör az X tengely Y tengelyének Z tengelyének 3 azonos léptetőmotoros meghajtó részéből áll. Most vegyük az X-tengelyt oszlopként, hogy szemléltesse működési elvét.
L297/L298 léptetőmotor meghajtó áramkör
Az áramkör főként 2 léptetőmotoros dedikált meghajtó integrált áramkörből áll, L297 és L298. Az L297 fő funkciója az impulzuselosztás. Kimeneti logikai impulzusokat generál az A, B, C és D kimeneti kapcsokon az L298 meghajtóhoz. Az L297 2 PWM chopperrel is rendelkezik a fázistekercs áramának szabályozására és az állandó áramú szaggató vezérlés megvalósítására a jó nyomatékfrekvenciás karakterisztika elérése érdekében.
A HDR1 (2. érintkező) X-tengely impulzusa belép az U18 (L1) ÓRÁjába (297. érintkező), és az U1 feldolgozza az A, B, C, D, C kimeneti kapcsokon (4., 6., 7., 9. érintkező) ) generálásához A kimeneti logikai impulzus belép az U2-be (L298), hogy meghajtsa a kettős H hidat annak kimeneti kapcsain (2., 3., 13. és 14) léptető impulzusok kiadása a léptetőmotor forgásának vezérléséhez.
Az L298 egy kettős H-híd nagyfeszültségű és nagy áramerősségű integrált áramköri meghajtó.
Az L297 és L298 egy komplett hajtásrendszert alkot, amely 2-fázisú léptetőmotorokat képes meghajtani maximum 46 V feszültséggel és 2 A fázisonkénti áramerősséggel.
Az U1 SYNC (1. érintkezője) az U1 és U3 5. érintkezőjéhez csatlakoztatott szinkronizáló érintkező több L297 szinkronizálásához.
Léptetőmotor meghajtó vezérlőtábla
Az U10 ENABLE (1-es érintkezője) lehetővé teszi, hogy a vezérlőtű vezérelje a kimeneti logikát. Ha alacsony, az INH1, INH2, A, B, C, D mind alacsony szintre kényszerül, hogy az L298 meghajtó ne működjön. A CONTROL (11-es érintkező) a szaggató jel vezérlésének kiválasztására szolgál. Alacsony szint esetén a chopper jel az INH1, INH2, magas szinten pedig az A, B, C, D jelekre hat. Az előbbi az egyfokozatú üzemmódhoz, a 2 üzemmód pedig a bipoláris üzemmód léptetőmotorjához használható.
Az S15U1 VREF (1-ös érintkezője) a referenciafeszültség-beállító érintkező, és ennek a tűnek a feszültsége úgy van beállítva, hogy beállítsa a léptetőmotor fázistekercsének csúcsáramát.
Léptetőmotor meghajtó készletek
Az U17 cw/ccw (1-es érintkezője) az X-tengely léptetőmotor forgásirányának meghatározására szolgáló tű, és ehhez a tűhöz csatlakozik az X-tengely iránymeghatározó jele a HDR1-ből (6. érintkező).
FÉL/TELJES (19-es érintkező) a gerjesztési mód vezérlőcsapja. Ha magas, akkor féllépéses vezetési mód, ha alacsony, akkor teljes fokozatú vezetési mód. A RESET (20-as érintkező) egy aszinkron alaphelyzetbe állító jel, funkciója az impulzuselosztó alaphelyzetbe állítása.
A D3-D26 az L298 meghajtó H-hídjának szabadonfutó diódái.
Hogyan kell beállítani a Mach3 CNC vezérlőt?
A Mach3 a leggyakrabban használt CNC vezérlő CNC gépekhez. Beépítése egyszerű. Először helyezze be a Mach3 mozgókártyát a számítógép alaplapjába. A Windows operációs rendszerben a Mach3 illesztőprogram alapértelmezés szerint telepítve lesz.
USB Mach3 3 tengelyes CNC vezérlőkészlet
Választhat DSP, NcStudio, Mach4, Syntec, OSAI, Siemens, LNC, FANUC és egyéb CNC vezérlők közül is.
Hogyan telepítsünk és használjunk CAD/CAM szoftvert?
A CNC gépekhez használt leggyakoribb CAD/CAM szoftverek a Type3, ArtCAM, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, MeshCAM, Solidworks, AlphaCAM, MasterCAM, UcanCAM, CASmate, PowerMILL, Aspire, Alibre, AutoCAD, Fusion360, Autodesk Inventor, Rhinoceros 3D, amely tervezhet 2D/3D rajzok a megmunkáló szerszámpályák létrehozásához.
CAD/CAM szoftver
Hogyan szereljük össze a CNC gépkészleteket?
Az alsó asztal, az X-tengelyes kocsi, az Y-tengelyű munkaasztal és a Z-tengelyes kocsi 1.5-es hajlítógéppel készül2mm hidegen hengerelt acéllemezek, amelyek biztosítják a legideálisabb megmunkálási pontosságot. Ha nincsenek hajlítók, kézzel is hajlítható kézi kalapáccsal egy nagy satura. A kézi kalapácsos megmunkálás során a munkadarabhoz egy vasalót kell tenni, hogy ne hagyjon kalapácsnyomokat a munkadarabon. Hajlítás után további formázás szükséges. Egyik sík sem vetemedett, és 90 fokos szöget zár be egymással. A megfelelő lyukasztási pozíció biztosítása érdekében a vágótű 1. íróvonallal párhuzamos és merőleges tűhegye legyen vékony, a vágóvonal pontos, a mintalyukasztó pozicionáló foglalat pedig legyen óvatos és pontos.
CNC gépkészletek
Például egy 6 mm átmérőjű lyukat 2-szer. Először egy 4 mm átmérőjű fúróval fúrja ki a lyukat. Határozza meg, hogy a 4 mm átmérőjű furat pontos-e a keresztpozicionálási vonal alapján. Ha nem pontos, használjon kerti válogatott reszelőt a javításhoz. , végül dörzsárazza a lyukat a 6mm fúrószárat, így a furatpozíció hibája viszonylag kicsi.
A portál 1 falvastagságú antisztatikus padló vasgerincéből kézi fűrésszel levágható.2mm rajz szerint, és satukon hajlítható, megmunkálható, formázható. Az X, Y, Z 3 tengelyes vezetősínként használt fényrúd sima felületet igényel, sima átmérője 8-10mm. Megoldható a használt mátrixnyomtató csúszósínjének és a régi lézernyomtató patronban lévő festékező gumihengernek a szétszerelésével. A két sima rúdnak mindkét irányban egyenlő hosszúságúnak kell lennie, és a végfelületeknek síknak kell lenniük. Fúrjon lyukakat a végfelületek közepébe az M2-ös vezeték megcsapolásához, és rögzítse őket 5mm csavarok. A kivitelezésnek vízszintesnek és függőlegesnek kell lennie, különösen az irányonkénti 2 fénysávnak abszolút A párhuzamosság nagyon fontos, ez határozza meg a gyártás sikerességét vagy kudarcát.
A 3 tengely vezérorsója egy átmérőjű vezérorsó 6mm és egy pályán 1mm. Ezzel a vezércsavarral a vasboltban árusított hosszú vezérorsóból a mennyezet díszítésére lehet a kívánt hosszúságot levágni. Az ellenállásnak és a hézagnak kicsinek kell lennie, és az anyát a kocsi megfelelő furatába kell hegeszteni, hogy minimalizálja a holtjátékot és javítsa a gravírozógép pontosságát.
A csúszó hüvely vasáru boltban vásárolt sárgaréz tömlőcsatlakozó. Ki kell választani a csúszórúd átmérőjénél valamivel kisebb belső átmérőt, majd kézi dörzsárral csavarja el a belső átmérőt, hogy pontosan illeszkedjen a csúszórúdhoz. Szükség esetén fémes csiszolópapírral polírozzuk át az optikai tengelyt, a csúszó hüvelyt 6 mm hosszúságú, összesen 12 szakaszra vágjuk, majd nagy teljesítményű forrasztópákával forrasztjuk be a kocsi megfelelő furatába. Hegesztés közben ne helyezze el a csúszó hüvelyt. Ha a forrasztóanyag behatol, használjon cink-kloridot folyósítószerként a forrasztási minőség biztosítása érdekében. Összeszereléskor ügyeljen arra, hogy a csúszóasztal ellenállása kicsi és egyenletes legyen. Ha nagy az ellenállás, a csúszóhüvely a követelményeknek megfelelően forrasztópákával újramelegíthető.
A léptetőmotor tengelye és a csavarrúd egy rézcsövön keresztül csatlakozik a 6mm átmérőjű rúdantenna. A csavarrúd és a rézcső szilárdan össze vannak hegesztve, és koncentrikusak. A rézcső másik végét behelyezzük a léptetőmotor tengelyébe, majd vízszintesen megfúrjuk. A rögzítéshez egy csapot helyeznek egy kis lyukba, és a csavarrúd másik végét egy anyával hegesztik a kocsin.
Ez a CNC gép rugalmasan vezérelhető saját anyagai méretének és méretének megfelelően, de az egész gép nem lehet túl nagy, hogy elkerülje a rossz merevséget.
Hogyan kell kezelni egy CNC gépet?
A CNC megmunkálás előtt előzetesen el kell készíteni a megmunkálási programok listáját:
1. Határozza meg az alkatrész feldolgozási eljárását és a feldolgozáshoz használt szerszámokat és vágási sebességet!
2. Határozza meg az alkatrész kontúr csatlakozási pontját.
3. Állítsa be a kés indításának és zárásának helyzetét és a koordináta origójának helyzetét.
Írja fel a numerikus vezérlési utasításkészletet az előírt utasításformátumnak megfelelően, vigye be az utasításkészletet a numerikus vezérlőkészülékbe feldolgozás céljából (dekódolás, működés stb.), erősítse fel a jelet a meghajtó áramkörön keresztül, hajtsa meg a szervomotort a szögelmozdulás kimenetére és szögsebességet, majd konvertálja a komponenseket a végrehajtási komponensen keresztül. A munkaasztal lineáris elmozdulása az adagolás megvalósításához valósul meg.
Kezdjük el kezelni a CNC gépet a következő 9 lépéssel.
1. lépés CNC programozás.
A megmunkálás előtt először a CNC programozást kell elemezni és összeállítani. Ha a program hosszú vagy bonyolult. Ne programozzon a CNC gépen, hanem használja a programozógépet vagy a számítógépes programozást, majd egy hajlékonylemezen vagy kommunikációs interfészen keresztül menjen vissza a CNC gép CNC rendszerére. Ezzel elkerülhető a gépi idő lefoglalása, és növelhető a megmunkálási segédidő.
2. lépés Kapcsolja be a gépet.
Általában először a fő tápfeszültséget kapcsolják be, hogy a CNC-gép megfeleljen a bekapcsolási feltételeknek. Indítson el egy CNC rendszert egy kulcs gombbal, és a szerszámgép egyidejűleg bekapcsol, és a CNC vezérlőrendszer CRT-je információkat jelenít meg. Kagyló és egyéb segédberendezések csatlakozási állapota.
3. lépés: Állítsa be a szilárd referenciapontot.
A megmunkálás előtt határozza meg a gép minden koordinátájának mozgási nullapontját. Ezt a lépést 1. kell végrehajtani a növelésvezérlő rendszer gépénél.
4. lépés: Indítsa el a CNC programozást.
A programhordozó (szalag, lemez) szerint bevihető szalagos géppel, programozógéppel vagy soros kommunikációval. Ha egy egyszerű programról van szó, akkor közvetlenül a CNC vezérlőpanelre vihető be billentyűzettel, vagy szegmensenként bevihető MDI módban a távoli szegmensfeldolgozáshoz. A megmunkálás előtt a programba be kell írni a darab origóját, a szerszám paramétereit, az eltolást és a különböző korrekciós értékeket is.
5. lépés: Programszerkesztés.
Ha a beírt programot módosítani kell, a munkamódválasztó kapcsolót szerkesztési pozícióba kell helyezni. A szerkesztés gombbal adhat hozzá, törölhet és módosíthat.
6. lépés: Programellenőrzés és hibakeresés.
Először zárja le a szerszámgépet, és csak a rendszert futtassa. Ez a lépés a program ellenőrzésére szolgál. Ha bármilyen hiba van, azt újra módosítani kell.
7. lépés: Munkadarab rögzítése és igazítása.
Rögzítse és igazítsa be a megmunkálandó munkadarabot, és állítson fel egy viszonyítási pontot. A módszer a szerszámgép kézi inkrementális mozgását, folyamatos mozgását vagy kézi kerékmozgását alkalmazza. Állítsa a kezdőpontot a program elejére, és állítsa be az eszköz referenciáját.
8. lépés Indítsa el a CNC megmunkálást.
A folyamatos megmunkálás általában program-kiegészítéseket használ a memóriában. Az előtolás CNC megmunkálásnál az előtolás kapcsolóval állítható. Megmunkálás közben az előtolás tartó gomb megnyomásával szüneteltethető az előtolás mozgása a feldolgozási helyzet megfigyeléséhez vagy kézi mérés végrehajtásához. A megmunkálás folytatásához nyomja meg ismét a ciklusindítás gombot. Annak érdekében, hogy az edény megfelelő legyen, újra ellenőrizni kell, mielőtt hozzáadná. Marás közben a lapos ívelt daraboknál szerszám helyett ceruzával rajzolhatjuk meg a papírra az alkatrész körvonalát, ami intuitívabb. Ha a rendszer rendelkezik szerszámpályával, akkor a szimulációs funkcióval ellenőrizhető a program helyessége.
9. lépés Kapcsolja ki a gépet.
Hozzáadás után, mielőtt kikapcsolná a tápellátást, ügyeljen a CNC gép állapotának és a gép egyes részeinek helyzetének ellenőrzésére. Először kapcsolja ki a gépet, majd kapcsolja ki a rendszert, végül pedig a fő tápellátást.
GYIK
Hányféle CNC gépet lehet saját kezűleg megépíteni?
A saját készítésű CNC gépek leggyakoribb típusai a CNC útválasztók, CNC esztergák, CNC marók, CNC csiszolók, CNC fúrók, CNC lézerek és CNC plazmavágók.
Mennyibe kerül a CNC gépkészletek összeállítása?
A barkácsoló CNC gépkészletek költsége magában foglalja a számítógépet, a vezérlőkártyát, a gépalkatrészeket és tartozékokat. A költségek nagy része a hardverre összpontosul, ami a CNC megmunkálási tervhez szükséges pontosságtól függ, és az átlagos költség nem éri el. $1, 000.
Mit tud egy CNC gép?
A CNC gépek végezhetnek marást, esztergálást, vágást, faragást, gravírozást, jelölést, köszörülést, hajlítást, fúrást, tisztítást, hegesztést fém, fa, műanyag, hab, szövet és kő számára.
Hogyan válasszunk orsómotort?
Az orsómotor a CNC gépek központi része. Az üzleti terveihez megfelelő orsómotort kell vásárolni, mindez a megmunkált anyagoktól és a projektekhez szükséges precizitástól függően.
Hogyan válasszunk átviteli rendszert?
Az egyik az, hogy csavart vagy golyóscsavart válasszunk az átviteli rendszer kiválasztásához. Itt tulajdonképpen azt javaslom, hogy sokkal jobb gömbcsavart választani. Bár vezércsavart használok, mégis javaslom a golyóscsavar választását. A golyóscsavar nagy pontossággal és kis forgási hibával rendelkezik. És az átvitel folyamatában a hang nagyon kicsi. A csavar átviteli folyamata a fém és a fém közötti súrlódás. Bár a hang nem túl hangos, a forgási hiba a hosszú súrlódási idő után egyre nagyobb lesz.
Hogyan válasszunk léptetőmotort?
Amíg a CNC gép működik, a léptetőmotor is működik. Ha nem gondosan választja ki a motort, akkor a motor nagyon könnyen felmelegszik. A motor forró, amikor a gép elkezd dolgozni, ami nem lehet az, amit szeretnénk. A motor forgatónyomatéka is gondot jelent, és könnyen lehet, hogy lépést veszítünk, ha a nyomaték nem elegendő. Tehát ne légy kapzsi, amikor léptetőmotort választ.
Figyelmeztetések
Akár épít egy megfizethető CNC router, vagy a legjobb költségvetésű CNC esztergagép készítése, akár barkácsmunkával is a legolcsóbb CNC marógép, az 1. óvatosság a CNC gép tápegysége. A gépen 3 léptetőmotor és egy orsómotor található. Ezért a CNC gép árama nagyon nagy a használat során. Egyenáramú tápegység vásárlásakor nagyobb névleges áramú egyenáramú tápegységet kell vásárolni. Az orsómotor fordulatszámának meghatározója az egyenáramú tápegység feszültsége. Minél nagyobb a feszültség, annál gyorsabban tud az orsó maximális fordulatszáma forogni, így a feszültség nem lehet túl kicsi.
Összefoglalva azt javaslom, hogy a saját készítésű CNC gép névleges feszültsége körülbelül 30 V, a névleges áram pedig legalább 10A a gép normál működésének biztosítására. A 30 V-os feszültséget főleg az orsómotoron használják, és a léptetőmotornak nincs szüksége ilyen magas feszültségre. Mivel a léptetőmotort csavar hajtja, a nyomaték kis feszültség mellett is nagy lehet. Tehát azt javaslom, hogy a léptetőmotorra adott feszültséghez csak 12V elég. A léptetőmotor 12V-ot használ, de a DC tápegység által biztosított feszültség 30V. Itt transzformátort kell használni. Ennek a transzformátornak nagynak kell lennie. A 3 léptetőmotor áramának ezen a transzformátoron kell áthaladnia. A transzformátor hőleadása nem tud lépést tartani, ami komoly hőtermelést eredményez.
