Учењето како да се изгради CNC машина од нула е полесно отколку што можеби мислите. Го поделивме процесот „направи сам“ во серија лесни чекори за почетници. Од купување делови до инсталирање софтвер, нашиот водич „направи сам“ ќе ве води низ тоа како лесно да ја направите вашата сопствена CNC машина.
Што е CNC машина?
CNC машината е автоматизирана електрична алатка која користи компјутерска програма за контрола на моторот за да ги движи 3-те оски X, Y и Z за да се движат напред-назад по патеката на алатот генерирана од CAD/CAM софтверот според командите со G-код. Конечно, алатот на вретеното ги завршува резултатите од резбањето, сечењето и глодањето.
Работи што треба да се разгледаат
Кога станува збор за CNC машини, секој ќе помисли на нивната висока цена и сложените програмски операции, што нè тера да се чувствуваме неразбирливо во врска со нив. Всушност, ние знаеме и учиме CNC преку изработка на некои едноставни и ефтини CNC машини, што ни овозможи да се надградиме од почетник во експерт во модерната CNC технологија. Тешкотијата на „направи сам“ CNC машина лежи во високата цена на комплетите на машините и тешкотијата на обработка, а поставувањето и користењето на софтверот е релативно едноставно. По еден месец проучување и истражување на CNC, решив да изградам свои комплети на CNC машини контролирани со Mach3 користејќи локално достапни материјали.
Тешкотија на градење: Умерено.
Времетраење на изградбата: Денови на 16.
Алатки „Направи сам“: Клучни менгеме, електрични дупчалки, рачни пили, дупчалки за примероци, славини, развртувачи, калипери, виткачи и завртки.
Почнување
Ова упатство е за креирање функционална CNC машина со следниве карактеристики.
1. Порталната структура има добра стабилност, голем формат за обработка, компактен и лесен дизајн на работната површина W8, лесен W8 и лесен за носење.
2. Може да се користи за сечење и глодање на ПХБ, ПВЦ, акрил, МДФ, дрво, алуминиум и бакар.
3. Неговата точност на обработка може да достигне 0.1 mm, што може да ги задоволи барањата на повеќето PCB плочи, калапи, марки и знаци.
4. Неговата цена е под $1,000, а склопувањето е практично и лесно.
5. Деловите и суровините што се користат може да се најдат или купат локално, што ги намалува грижите.
6. Процесот „направи сам“ не бара премногу комплицирани алатки.
7. Mach3 контролер, лесен за употреба.
8. Вретеното е управувано од чекорен мотор со голема прецизност.
Како да се изгради структура на CNC машина?
Оваа CNC машина има фиксна портална структура. Целата машина е поделена на основна маса, рамка за портал, носач на X-оска, работна маса на Y-оска и носач на Z-оска. Чекорниот мотор на работната маса на Y-оската е фиксиран на долната плоча, завртка и 2 мазни шипки и портал како лизгачка водилка на масата на Y-оската.
На порталниот отвор се фиксирани погонскиот чекорен мотор на носачот на X-оската, водечкиот завртка и 2-те мазни шипки што се користат како лизгачки водилки на носачот на X-оската. На носачот на X-оската се фиксирани погонскиот чекорен мотор на носачот на Z-оската, водечкиот завртка и 2-те мазни шипки што се користат како лизгачки водилки на носачот на Z-оската.
Постојат држачи за прицврстување во облик на L и прстени за прицврстување во облик на U за фиксирање на вретеното на носачот на Z-оската.
Навртката што се совпаѓа со водечката завртка е заварена на носачот на X, Y и Z оските.
Како да се направи коло на CNC машина?
Колото се состои од 3 идентични делови за погон на чекорен мотор од X-оската, Y-оската, Z-оската. Сега земете ја X-оската како колона за да го илустрирате нејзиниот принцип на работа.
Коло за драјвер на чекорен мотор со L297/L298
Колото е главно составено од 2 интегрирани кола за погон на чекорни мотори L297 и L298. Главната функција на L297 е дистрибуција на импулси. Тој генерира излезни логички импулси на своите излезни терминали A, B, C и D за да го погонува L298. L297 исто така има 2 PWM секачи за контрола на струјата на фазните намотки и остварува контрола на секачот на константна струја за да се добијат добри карактеристики на фреквенцијата на вртежниот момент.
Импулсот на X-оската од HDR1 (пин 2) влегува во CLOCK (пин 18) на U1 (L297) и е обработен од U1 на неговите излезни терминали A, B, C, D, C (пинови 4, 6, 7, 9) за да генерира излезен логички импулс кој влегува во U2 (L298) за да го погони двојниот H мост на неговите излезни терминали (пинови 2, 3, 13 и 14) за да произведе чекорни импулси за да го погони чекорниот мотор да ротира.
L298 е драјвер за интегрирано коло со двоен H-мост за висок напон и висока струја на моќност.
L297 и L298 се користат за да формираат комплетен погонски систем, кој може да погонува 2-фазни чекорни мотори со максимален напон од 46V и струја од 2A по фаза.
SYNC (пин 1) на U1 е пинот за синхронизација поврзан со пинот 1 на U3 и U5 за да се реализира синхронизацијата на повеќе L297.
Контролна табла за драјвер на чекорен мотор
ENABLE (пин 10) на U1 му овозможува на контролниот пин да ја контролира излезната логика. Кога е ниско, INH1, INH2, A, B, C, D се принудени на ниско ниво за да не работи драјверот L298. CONTROL (пин 11) се користи за избор на контрола на сигналот за секач. Кога е ниско ниво, сигналот за секач дејствува на INH1, INH2, а кога е високо ниво, сигналот за секач дејствува на сигналите A, B, C, D. Првиот е погоден за едностепен работен режим, а двата режима можат да се користат за чекорниот мотор на биполарниот работен режим.
VREF (пин 15) на S1U1 е пинот за прилагодување на референтниот напон, а напонот на овој пин се прилагодува за да се постави врвната струја на фазното намотување на чекорниот мотор.
Комплети за драјвери за чекорни мотори
Cw/ccw (пин 17) на U1 е пинот за одредување на насоката на ротација на чекорниот мотор со X-оската, а сигналот за одредување на насоката за X-оската од HDR1 (пин 6) е поврзан со овој пин.
HALF/FULL (пин 19) е пинот за контрола на режимот на возбудување. Кога е висок, тоа е режим на возење во половина чекор, а кога е низок, тоа е режим на возење во целосен чекор. RESET (пин 20) е сигнал за асинхроно ресетирање, а неговата функција е да го ресетира дистрибутерот на импулси.
D3-D26 се диодите со слободно движење на H-мостот на драјверот L298.
Како да го поставите Mach3 CNC контролерот?
Mach3 е најчесто користениот CNC контролер за CNC машини. Неговата инсталација е едноставна. Прво, вметнете ја движечката картичка Mach3 на матичната плоча на компјутерот. Во оперативниот систем Windows, драјверот Mach3 ќе биде инсталиран по дифолт.
USB Mach3 комплет за 3 оски CNC контролер
Можете исто така да изберете DSP, NcStudio, Mach4, Syntec, OSAI, Siemens, LNC, FANUC и други CNC контролери.
Како да инсталирате и користите CAD/CAM софтвер?
Најчестиот CAD/CAM софтвер за CNC машини вклучува Type3, ArtCAM, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, MeshCAM, Solidworks, AlphaCAM, MasterCAM, UcanCAM, CASmate, PowerMILL, Aspire, Alibre, AutoCAD, Fusion360, Autodesk Inventor, Rhinoceros. 3D, кој може да дизајнира 2D/3D цртежи за генерирање на патеки на алатките за машинска обработка.
CAD/CAM софтвер
Како да се состават комплети за CNC машини?
Долната маса, носачот по X-оската, работната маса по Y-оската и носачот по Z-оската се изработени со машина за виткање со 1.5-2mm ладно валани челични плочи, кои можат да обезбедат најидеална точност на обработка. Доколку нема виткачи, може да се свитка рачно и со рачен чекан на голем менгеме. За време на обработката со рачен чекан, на обработеното парче треба да се додаде перниче за железо за да се избегнат траги од чекан на обработеното парче. По свиткувањето, потребно е дополнително обликување. Ниедна од рамнините не е искривена и не формира агол од 90 степени една во однос на друга. За да се обезбеди правилна положба на дупчење, врвот на иглата за шкрипење што е паралелен и нормален на првата линија за шкрипење треба да биде тенок, линијата за шкрипење треба да биде точна, а приклучокот за позиционирање на дупчалката за примерок треба да биде внимателен и прецизен.
Комплети за CNC машини
На пример, издупчете дупка со дијаметар од 6 mm 2 пати. Прво, користете дупчалка со дијаметар од 4 mm за да ја издупчите дупката. Утврдете дали дупката со дијаметар од 4 mm е точна според линијата за попречно позиционирање. Ако не е точна, користете градинарска турпија за да ја поправите. , и конечно продлабочете ја дупката со 6mm бургија, така што грешката во положбата на дупката е релативно мала.
Порталот може да се сече со рачна пила од железниот кил на антистатичкиот под со дебелина на ѕидот од 1.2mm според цртежот, и може да се свиткува, обработува и обликува на менгеме. Светлосната лента што се користи како X, Y, Z 3-оска водилка бара мазна површина со мазен дијаметар од 8-10mmМоже да се реши со расклопување на лизгачката шина на користениот матричен печатач и гумениот ролер за мастило во стариот кертриџ за ласерски печатач. Двете мазни ленти во секоја насока треба да бидат со еднаква должина, а крајните површини треба да бидат рамни. Дупчете дупки во центарот на крајните површини за да ја допрете жицата M2 и фиксирајте ги со 5mm завртки. Изработката мора да биде хоризонтална и вертикална, особено 2 светлосни ленти во секоја насока мора да бидат апсолутно рамни. Паралелизмот е многу важен, тој го одредува успехот или неуспехот на производството.
Водечкиот завртка на 3-те оски е воден завртка со дијаметар од 6mм и чекор од 1mmОвој шраф со олово може да се користи за сечење на потребната должина од долгиот шраф со олово што се продава во продавницата за железарија за декорација на таванот. Отпорот и зазорот треба да бидат мали, а навртката се заварува во соодветната дупка на носачот за да се минимизира обратниот удар и да се подобри точноста на машината за гравирање.
Лизгачката ракавка е месинган конектор за црево купен во продавница за железарија. Потребно е да се избере внатрешен дијаметар малку помал од дијаметарот на лизгачката шипка, а потоа да се употреби рачен развртувач за да се извитка внатрешниот дијаметар за прецизно да се совпадне со лизгачката шипка. Доколку е потребно, исполирајте ја оптичката оска со металографска шмиргла, исечете ја лизгачката ракавка на делови долги 6 mm, вкупно 12 делови, а потоа користете лемник со голема моќност за да го залемите во соодветната дупка на носачот. Не го ставајте лизгачкиот ракав за време на заварувањето. Ако лемот навлезе внатре, користете цинк хлорид како флукс за да се обезбеди квалитетот на лемењето. При склопување, внимавајте отпорот на лизгачката маса да биде мал и конзистентен. Ако отпорот е голем, лизгачкиот ракав може повторно да се загрее со лемник за да се исполнат барањата.
Вратилото на чекорниот мотор и завртката се поврзани преку бакарна цевка од 6mАнтена со прачка со дијаметар од m. Завртката и бакарната цевка се цврсто заварени и осигурани дека се концентрични. Другиот крај на бакарната цевка се вметнува во вратилото на чекорниот мотор, а потоа се дупчи хоризонтално. Игла се вметнува во мала дупка за да се прицврсти, а другиот крај на завртката се заварува со навртка на носачот.
Оваа CNC машина може флексибилно да се контролира според големината и големината на сопствените материјали, но целата машина не треба да биде преголема за да се избегне слаба цврстина.
Како да се ракува со CNC машина?
Пред CNC обработка, однапред треба да се подготви список на програми за обработка:
1. Определете ја постапката за обработка на делот и алатките и брзината на сечење што се користат за обработка.
2. Определете ја контурната точка на поврзување на делот.
3. Поставете ја позицијата на стартување и затворање на ножот и позицијата на координатниот почеток.
Напишете го множеството инструкции за нумеричко управување според пропишаниот формат на наредба, внесете го множеството инструкции во уредот за нумеричко управување за обработка (декодирање, работа итн.), засилете го сигналот преку погонското коло, придвижете го серво моторот за да ги добие аголното поместување и аголната брзина, а потоа конвертирајте ги компонентите преку компонентата за извршување. Линеарното поместување на работната маса се реализира за да се реализира напојувањето.
Да почнеме да работиме со CNC машина со 9-те чекори како што следува.
Чекор 1. CNC програмирање.
Пред обработката, CNC програмирањето прво треба да се анализира и компајлира. Ако програмата е долга или комплицирана, не програмирајте на CNC машината, туку користете ја машината за програмирање или компјутерското програмирање, а потоа резервно вратете се на CNC системот на CNC машината преку дискета или комуникациски интерфејс. Ова може да избегне зафаќање на времето на машината и да го зголеми помошното време на обработката.
Чекор 2. Вклучете ја машината.
Општо земено, прво се вклучува главното напојување, така што CNC машината ги има условите за вклучување. Стартувајте CNC систем со копче и машинската алатка се вклучува во исто време, а CRT-екранот на CNC контролниот систем прикажува информации. Статус на поврзување на школката и друга помошна опрема.
Чекор 3. Поставете цврста референтна точка.
Пред обработката, утврдете ја почетната точка за движење на секоја координата на машината. Овој чекор треба да се изврши прв за машината на системот за контрола на зголемувањето.
Чекор 4. Започнете со CNC програмирање.
Според програмскиот медиум (лента, диск), може да се внесе преку лента машина, машина за програмирање или сериска комуникација. Ако е едноставна програма, може да се внесе директно на CNC контролната табла преку тастатура или да се внесе сегмент по сегмент во MDI режим за далечинска обработка на сегмент. Пред обработката, потеклото на парчето, параметрите на алатот, поместувањето и разните вредности на компензација исто така мора да се внесат во програмата.
Чекор 5. Уредување на програмата.
Доколку внесената програма треба да се измени, прекинувачот за избор на работен режим треба да се постави во положба за уредување. Користете го копчето за уредување за додавање, бришење и менување.
Чекор 6. Инспекција и дебагирање на програмата.
Прво, заклучете ја машинската алатка и стартувајте го само системот. Овој чекор е за проверка на програмата. Доколку има грешка, треба повторно да се уреди.
Чекор 7. Фиксирање и усогласување на работниот дел.
Фиксирајте го и усогласете го работниот дел што треба да се обработува и поставете референца. Методот прифаќа рачно постепено движење, континуирано движење или рачно движење на тркалото на машинската алатка. Поставете ја почетната точка на почетокот на програмата и поставете ја референцата на алатот.
Чекор 8. Започнете со CNC машинска обработка.
Континуираната обработка генерално користи додавање програми во меморијата. Брзината на внесување во CNC обработката може да се прилагоди со прекинувачот за брзина на внесување. За време на обработката, копчето за задржување на внесувањето може да се притисне за да се паузира движењето на внесувањето за да се набљудува ситуацијата со обработката или да се изврши рачно мерење. Повторно притиснете го копчето за почеток на циклусот за да продолжите со обработката. За да се осигурате дека садот е точен, треба повторно да се провери пред додавањето. За време на глодањето, за рамни закривени парчиња, може да се користи молив наместо алатка за цртање на контурата на делот на хартијата, што е поинтуитивно. Ако системот има патека на алатката, функцијата за симулација може да се користи за проверка на исправноста на програмата.
Чекор 9. Исклучете ја машината.
По додавањето, пред да го исклучите напојувањето, обрнете внимание на проверката на статусот на CNC машината и положбата на секој дел од машината. Прво исклучете го напојувањето на машината, потоа исклучете го напојувањето на системот и на крај исклучете го главното напојување.
Најчесто поставувани прашања
Колку видови CNC машини можете да изградите сами?
Најчестите типови на CNC машини што можете сами да ги направите вклучуваат CNC глодалки, CNC стругови, CNC мелници, CNC брусилки, CNC дупчалки, CNC ласери и CNC плазма секачи.
Колку чини изработката на комплети за CNC машини?
Цената на комплетите за CNC машини „направи сам“ вклучува компјутер, контролна табла, делови за машината и додатоци. Поголемиот дел од трошоците се концентрирани во хардверот, што зависи од точноста што ви е потребна за вашиот план за CNC обработка, а просечната цена е под $1, 000.
Што може да направи CNC машина?
CNC машините можат да вршат глодање, стругање, сечење, резбање, гравирање, обележување, брусење, свиткување, дупчење, чистење, заварување за метал, дрво, пластика, пена, ткаенина и камен.
Како да изберете мотор со вретено?
Вретеновидниот мотор е основниот дел за CNC машините. Неопходно е да го купите вистинскиот вретенов мотор за вашите бизнис планови, сè во зависност од материјалите што ги обработуваме и прецизноста потребна за вашите проекти.
Како да изберете систем за пренос?
Едно е дали да се избере завртка или топчеста завртка за избор на систем за пренос. Тука всушност предлагам дека е многу подобро да се избере топчеста завртка. Иако користам оловна завртка, сепак препорачувам да се избере топчеста завртка. Топчестата завртка има висока прецизност и мала грешка на ротација. А во процесот на пренос, звукот е многу мал. Процесот на пренос на завртката е триење помеѓу метал и метал. Иако звукот не е многу гласен, грешката на ротација ќе станува сè поголема и поголема откако времето на триење ќе биде подолго.
Како да изберете чекорен мотор?
Додека работи CNC машината, работи и чекорниот мотор. Ако моторот не е внимателно избран, тогаш прво, моторот многу лесно се загрева. Моторот е жежок кога машината ќе почне да работи, што не би требало да биде она што го сакаме. Вртежниот момент на моторот е исто така проблем што треба да се земе предвид, а лесно е да се изгубат чекори ако вртежниот момент е недоволен. Затоа, немојте да бидете алчни кога избирате чекорен мотор.
Предупредува
Без разлика дали градите прифатлив CNC рутер, или правење на најдобрата буџетска CNC машина за струг, дури и кога работите со „направи сам“ најевтината CNC фреза, првата претпазливост е напојувањето на CNC машината. Машината има 1 чекорни мотори и еден вретеномотор. Затоа, струјата на CNC машината е многу голема во процесот на употреба. При купување на еднонасочно напојување, треба да се купи еднонасочно напојување со поголема номинална струја. Детерминант на брзината на моторот на вретеното е напонот на еднонасочното напојување. Колку е поголем напонот, толку побрзо може да ротира максималната брзина на вретеното, така што напонот не може да биде премал.
Накратко, претпоставувам дека номиналниот напон на самопроизведената CNC машина е околу 30V, а номиналната струја е најмалку 10A за да се обезбеди нормално работење на машината. Напонот од 30V главно се користи на вретеновидниот мотор, а чекорниот мотор не бара толку висок напон. Бидејќи чекорниот мотор се напојува со завртка, вртежниот момент може да биде голем дури и со мал напон. Затоа, предлагам дека само 12V се доволни за напонот што се доставува до чекорниот мотор. Чекорниот мотор користи 12V, но напонот што го обезбедува еднонасочното напојување е 30V. Тука, треба да се користи трансформатор. Моќноста на овој трансформатор треба да биде висока. Струјата на 3-те чекорни мотори мора да помине низ овој трансформатор. Дисипацијата на топлината на трансформаторот не може да го одржи темпото, што резултира со сериозно генерирање на топлина.
