Ako si vyrobiť svojpomocne CNC stroj?

Okrem dreva, plastov a kompozitov stroje s počítačovým numerickým riadením (CNC) dokonale spracovávajú neželezné kovy a dokonca aj pracovné (technické) ocele. Takéto zariadenie sa vyrába ako frézka a gravírovací stroj - a je doplnené o laserovú gravírovaciu pištoľ schopnú spaľovať drevo a oceľ.

Pred prípravou na montáž frézky alebo laserového gravírovacieho stroja, rozhodnúť o požiadavkách, ktoré neprehliadnu ani skúsení majstri.

Po prvé teleso (rám, lôžko) musí mať dostatočnú tuhosť, pretože mechanická sila, ktorá pôsobí na diel v procese sústruženia, vŕtania, rezania technologických otvorov v obrobku, je značná.

Spracovanie dielov musí mať presnosť a jasnosť deklarovanú v konkrétnej špecifikácii. Nič vám nebráni objednať si čínske hotové komponenty, základňa sa však najčastejšie vyrába z improvizovaných prostriedkov.

Na veľkosti dielov tiež záleží... Je iracionálne zostaviť stroj, ktorý zaberie celý pracovný stôl na doske s rozlohou 2 m2, keď sa plánuje drážkovanie malých dielov, náhradných dielov pre mechanizmy a zariadenia.

Po vyriešení týchto troch úloh pripravia potrebné materiály a nástroje.

• Na výrobu telesa stroja na drevo je vhodná doska z masívneho dreva, MDF alebo drevotrieskový profilový plech alebo preglejka. Ten má spolu s masívnym drevom najväčšiu pevnosť. Ale pre kovový stroj nie je lepší dizajn ako oceľ.

• Vretenový motor na drevo by nemal mať výkon väčší ako 2 kW. Aby sa predišlo dlhším technologickým prestávkam každých 15 minút, je vhodné vybaviť vretenový motor systémom odvodu tepla z vody radiátora.

• Elektrický modul meniča je prispôsobený výkonu motora. Kvôli spoľahlivosti a všadeprítomnosti krokových motorov sa používa systém „motor-driver“. Riadiaca doska generuje impulzné alebo striedavé prúdy, ktoré spôsobujú otáčanie hriadeľa motora pod určitým uhlom alebo niekoľko úplných otáčok. Tri krokové motory zabezpečujú pohyb obrobkov pozdĺž všetkých troch súradnicových osí.

• Káblový kanál je umiestnený tak, aby chránil rozvody pred náhodným poškodením počas prevádzky – pohon a scéna sa často veľmi presúvajú.

Medzi ďalšie komponenty patrí fréza (skľučovadlo), chladiaca hadica, sady guličkových ložísk, spojka (prenáša plynulý chod z krokového motora a zabezpečuje jej vyrovnanie s prevodovkou pozdĺž osi), frézy, hardvér, vodná pumpa (čerpadlo), čapy. Ako nástroje potrebujete:

• zváracia jednotka invertorového typu s množstvom elektród;

• brúska so sadou rezných kotúčov na kov a drevo;

• univerzálny skrutkovač so sadou trysiek;

• kladivo, kliešte, univerzálne nastaviteľné kľúče (najmenej dva);

• spájkovačka, kolofónia, spájka, spájkovacie tavidlo;

• Nožnice a kliešte.

Spotrebný materiál - elektrická páska, univerzálne lepidlo (tesárske, epoxidové a / alebo "Moment-1"), gumový tmel, dymová páska.

Remeselníci pre nich vyrábajú frézy na základe CD a mechaniky. Použitím týchto komponentov získa používateľ veľmi kompaktný stroj.

Všeobecné pokyny na montáž krok za krokom zahŕňajú nasledujúce fázy.

1. Vyhľadajte alebo vytvorte výkres - montážny návod, kde sú podrobne popísané všetky etapy vrátane rozloženia elektro a elektroniky. Na vytvorenie výkresu sa používajú softvérové ​​nástroje ako Autocad alebo Visio.

2. Po zakúpení potrebných komponentov majster formuje posteľ. Pred zakúpením týchto náhradných dielov sa neodporúča zostaviť - jeho rozmery nezodpovedajú konfigurácii budúceho zariadenia.

3. Inštalácia a nastavenie vretenovej jednotky s hlavným motorom. Na motore je nainštalovaný chladiaci systém. Na odstránenie netesností sa používa tmel - po vytvrdnutí sa zmení na druh gumy.

4. Inštalácia elektroinštalácie a káblov, ovládací panel, tlačidlo núdzového vypnutia stroja.

5. Umiestnenie a pripojenie elektronickej dosky (mikrokontroléra). Môžete použiť napríklad elektronický modul ako KY-2012 - päťosový CNC ovládač pre ovládač krokového motora s káblom DB-25. Väčšina používateľov uprednostňuje mikrokontroléry značky Arduino.

6. Testovanie práce zostaveného stroja, sťahovanie elektronických verzií výkresov budúcich obrobkov, ktoré budú vyrobené na tomto stroji.

Ak technika funguje dobre, môžete vytvoriť plán výroby, nakúpiť preň materiály a spotrebný materiál a ísť „do prevádzky“ - uvoľniť prvú (skúšobnú) dávku dielov.

Vlastnoručne zostavený CNC stroj vyžaduje minimum chýb a nechcených prepočtov. Samostatne vyrobená jednotka, aj keď bola vytvorená pre prácu výlučne na dreve a plaste, vyžaduje dôkladný prístup k dizajnu a montáži. Projekt je teda pripravený – ostáva už len uviesť ho do praxe.

Posteľ, napájací obvod, pohon s hlavným motorom, objektový stôl s krokovými motormi v prevádzke by sa nemali navzájom rušiť. Nemenej dôležitými komponentmi sú tlačidlo núdzového zastavenia a diaľkové ovládanie s tlačidlami prepínajúcimi rýchlosť pohonu vretena.

Nainštalujte časti, ktoré vám umožnia nastaviť posunutie stolíka pozdĺž úsečky a osi y.

Namontujte vreteno. Inštaluje sa až po úplnom dokončení práce na tele (bez montáže bočných stien a zadnej steny). Pri inštalácii motora ponechajte možnosť pohybovať týmto pohonom vo výške a striktne vertikálne.

Medzi ďalšie komponenty patrí špirálové ozubenie využívajúce ozubené kolesá na remenici a remene... Toto spojenie zabraňuje skĺznutiu remeňa na kladkách. Rovnomerný prenos krútiaceho momentu je prakticky zaručený.

Pri použití krokového motora pre miniatúrny stroj sa používajú vozíkové komponenty z veľkej tlačiarne. Čím starší je model v roku výroby, tým výkonnejší bol v nich použitý krokový motor. Ihličková tlačiareň sa považuje za veľký úspech: je to viac ako laserové a atramentové modely, vhodné na úpravu pre takýto stroj. Trojosový stroj bude vyžadovať tri z týchto motorov. Ak ste ich nemohli nájsť sami (pomocou starého tlačového zariadenia), použite krokové motory od čínskej značky Nema - stačí počkať na objednávku od 10 do 100 dní a takéto motory sú navrhnuté pre napätie 12 voltov a prúd až niekoľko ampérov.

Pomocou otočných ozubených kolies (kolesá z nástrojovej ocele) môžete premeniť krútiaci moment na lineárny krútiaci moment. Pre maximálnu presnosť je možné použiť párové diely s guľôčkovou skrutkou (Guľôčkové skrutky), ale takéto diely nie sú lacným riešením. Pomocou matíc a montážnych skrutiek na inštaláciu blokov poskytnite plastové rozpery na zníženie trenia a zmenšenie vôle.

Pre vreteno je možné použiť akýkoľvek kartáčovaný alebo bezkomutátorový motor.

Vertikálny náboj, ktorý umožňuje pohyb nástroja v troch súradniciach, funguje v rámci tabuľky súradníc. Os je vyrobená vo forme hliníkovej tyče. Rozmery tohto dielu musia zodpovedať rozmerom stroja.

Montáž pracovnej mechanickej časti začína upevnením prvých krokových motorov na rám.... Sú umiestnené za zvislou osou. Tieto motory sú zodpovedné za horizontálny a vertikálny pohyb. Mobilný portál, pohybujúci sa pozdĺž osi x, nesie pohon vretena a podperu (os, ktorá nastavuje výšku pracovného bodu). Čím vyššie je portál umiestnený, tým hrubšie časti majster pri otáčaní počíta. Nevýhodou vyvýšeného portálu je nestabilita voči zvýšenej aplikovanej sile.

Na zaistenie krokového motora, ktorý je zodpovedný za výškové súradnice, ako aj priame koľajnice, použite všetky platne okrem bočných. Nainštalujte základňu vretena na rovnaké miesto.

Na upevnenie rotora vretenového motora pomocou vlásenky použite gumové vinutie elektrického kábla s pomerne širokým prierezom. Skrutky vložené do nylonového puzdra majú tiež uzamykacie vlastnosti.

Kovy a drevo pri výrobe puzdra je možné navzájom kombinovať. Hlavná (nosná) konštrukcia je teda zostavená z profesionálnych rúr s hrúbkou steny 3 mm a bočné steny (kryty, panely) môžu byť vyrobené z preglejky. Nosný rám však nemožno zmontovať bez technológie zvárania - čisto skrutkové spoje nemusia stačiť.

Stroj nadobudne maximálnu pevnosť deklarovanú na výkrese len vďaka rámu... Je na ňom nainštalovaný pohyblivý stôl na predmety, vretenový pohon, krokové súradnicové motory, koľajnicové vedenia a vertikálna súradnicová os.

Oceľový rám je mnohonásobne lepší, no môže sa aj predčasne poškodiť. Použite T-matice, aby ste zabránili roztrhnutiu častí rámu. Skrutkové spoje však fungujú dobre so zváranými spojmi. Koncové dosky umožňujú inštaláciu ložísk, ktoré umožňujú olovenej skrutke voľne sa otáčať pozdĺž jej závitu. Tu sa používa klzák a ložisko na vretene.

Pre bezproblémový chod programovej jednotky sú použité kvalitné rádiové materiály a rádiové komponenty. Čínskym doskám s plošnými spojmi pochybnej kvality sa treba vyhnúť. Účelom zostavy je dosiahnuť presné fungovanie bez zamrznutia a resetovania softvéru počas prevádzky.

Okrem krokových motorov riadených elektronickými modulmi driverov sa využíva aj USB port, konverzia signálov z ktorého sa napríklad vykonáva pomocou adaptérového modulu na báze technológie RS-485, ktorý zároveň prevádza dáta späť do formátu USB.

Vyberte si ten, ktorý potrebujete - funguje na ňom všetko vybavenie. Napríklad moderné mikroprocesorové moduly pracujú pri 3,3 V a krokové motory - od 12.

Na načítanie/prepísanie programu do CNC jednotky sa používa PC alebo laptop. V poslednej dobe sa objavili pokusy použiť na ovládanie stroja ďalší mikropočítač s veľkosťou jedného alebo viacerých flash diskov, interagujúcich so smartfónmi a tabletmi cez Wi-Fi alebo Bluetooth, ale táto technológia je stále v štádiu dlhodobého vývoja a , skôr odkazuje na „inteligentné veci“.

• Nejeden príčetný majster zmontuje aj extrémne jednoduchý stroj bez projektu s nákresom.
• Správne prispôsobte pohon vretena a frekvenčný menič.
• Nepoužívajte krokové motory s neštandardným napájaním, inak budete musieť nainštalovať neštandardný zdroj energie alebo upraviť niektorý z existujúcich. To odsunie konečné nastavenie bokom, skomplikuje ho.
• Nepoužívajte iba zvárané spoje - pri extrémnych vibráciách sa jednoducho zlomia.
• Nepoužívajte posuvný remeňový pohon: značná sila môže viesť k častému preklzávaniu remeňov.
• Kúpte si ložiská a skrutky s trojnásobným bezpečnostným faktorom.

Ako vyrobiť CNC stroj vlastnými rukami, pozri nižšie.