Cum să faci o mașină CNC DIY?

Pe lângă lemn, plastic și compozit, mașinile cu control numeric computerizat (CNC) prelucrează perfect metalele neferoase și chiar tipurile de oțel (tehnice) de prelucrare. Un astfel de echipament este realizat ca o mașină de frezat și gravat - și este completat cu un pistol de gravat cu laser capabil să ardă lemn și oțel.

Înainte de a vă pregăti pentru asamblarea unei mașini de frezat sau de gravat cu laser, decide asupra cerințelor, care nu sunt trecute cu vederea de meșteri experimentați.

Pentru inceput corpul (cadru, pat) trebuie să aibă o rigiditate suficientă, deoarece forța mecanică care se aplică piesei în procesul de strunjire, găurire, tăiere a găurilor tehnologice în piesa de prelucrat este considerabilă.

Prelucrarea pieselor trebuie să aibă acuratețea și claritatea declarate într-o specificație specifică. Nimic nu vă împiedică să comandați componente chinezești gata făcute, cu toate acestea, baza este cel mai adesea realizată din mijloace improvizate.

Dimensiunea piesei contează și el... Este irațional să asamblați o mașină care va ocupa întreg bancul de lucru pe o masă cu o suprafață de 2 m2, atunci când este planificată să canelați piese mici, piese de schimb pentru mecanisme și dispozitive.

După ce au rezolvat aceste trei sarcini, ei pregătesc materialele și instrumentele necesare.

• Pentru fabricarea corpului mașinii pentru lemn, este potrivită o placă din lemn masiv, MDF sau PAL sau placaj. Acesta din urmă, împreună cu lemnul masiv, are cea mai mare rezistență. Dar pentru o mașină metalică, nu există un design mai bun decât oțelul.

• Motorul axului pentru lemn nu trebuie să aibă o putere mai mare de 2 kW. Pentru a preveni pauzele tehnologice prelungite la fiecare 15 minute, este recomandabil să echipați motorul fusului cu un sistem de îndepărtare a căldurii radiatorului-apă.

• Modulul electric al invertorului este adaptat la puterea motorului. Datorită fiabilității și ubicuității motoarelor pas cu pas, se folosește sistemul „motor-driver”. Placa de conducere generează curenți pulsați sau alternativi care fac ca arborele motorului să se rotească la un unghi specific sau să completeze câteva rotații complete. Trei motoare pas cu pas asigură deplasarea pieselor de prelucrat de-a lungul tuturor celor trei axe de coordonate.

• Canalul de cablu este plasat pentru a proteja cablajul de deteriorarea accidentală în timpul funcționării - unitatea și scena sunt adesea mișcate mult.

Alte componente includ o clemă de frezare (mandrină de tăiere), un furtun de răcire, seturi de rulmenți cu bile, un cuplaj (transferă o mers lină de la un motor pas cu pas și asigură alinierea acestuia cu o cutie de viteze de-a lungul axei), freze, feronerie, o pompă de apă (pompa), crampoane. Ca instrumente aveți nevoie de:

• unitate de sudare de tip invertor cu un număr de electrozi;

• polizor cu un set de discuri de taiere pentru metal si lemn;

• șurubelniță universală cu un set de duze;

• ciocan, clești, chei universale reglabile (cel puțin două);

• fier de lipit, colofoniu, lipit, flux de lipit;

• Foarfece și clește.

Consumabile - bandă electrică, lipici universal (tâmplărie, epoxidice și/sau „Moment-1”), etanșant cauciuc, bandă de fum.

Meșterii fac freze pe bază de CD-uri și drive-uri pentru ele. Folosind aceste componente, utilizatorul va primi o mașină foarte compactă.

Instrucțiunile generale de asamblare pas cu pas includ următoarele etape.

1. Căutați sau creați un desen - instrucțiuni de asamblare, în care toate etapele, inclusiv structura electrică și electronică, sunt descrise în detaliu. Pentru a crea un desen, se folosesc instrumente software precum Autocad sau Visio.

2. După achiziționarea componentelor necesare, maestrul formează patul. Nu este recomandat să-l asamblați înainte de a cumpăra aceste piese de schimb - dimensiunile sale nu se potrivesc cu configurația viitorului dispozitiv.

3. Instalarea și reglarea unității de ax cu motorul principal. Un sistem de răcire este instalat pe motor. Pentru a elimina scurgerile, se folosește un etanșant - după întărire, se transformă într-un fel de cauciuc.

4. Instalarea cablajelor și cablurilor electrice, panou de comandă, buton de oprire de urgență a mașinii.

5. Amplasarea și conectarea plăcii electronice (microcontroller). Puteți utiliza, de exemplu, un modul electronic precum KY-2012 - un controler CNC cu cinci axe pentru un driver de motor pas cu pas cu un cablu DB-25. Majoritatea utilizatorilor preferă microcontrolerele marca Arduino.

6. Testarea funcționării mașinii asamblate, descărcarea versiunilor electronice ale desenelor viitoarelor piese de prelucrat, care vor fi realizate pe această mașină.

Dacă tehnica funcționează bine, atunci puteți dezvolta un plan de producție, puteți cumpăra materiale și consumabile pentru aceasta și puteți merge „pe flux” - pentru a lansa primul lot (de probă) de piese.

O mașină CNC auto-asamblată necesită un minim de erori și calcule greșite nedorite. O unitate de casă, chiar și atunci când a fost creată pentru lucrul exclusiv pe lemn și plastic, necesită o abordare minuțioasă a proiectării și asamblarii. Așadar, proiectul este gata – nu mai rămâne decât să-l punem în practică.

Patul, circuitul de alimentare, unitatea cu motorul principal, masa de obiecte cu motoarele pas cu pas în funcțiune nu trebuie să interfereze între ele. Componente nu mai puțin importante sunt butonul de oprire de urgență și telecomanda cu butoane care comută viteza de antrenare a axului.

Instalați piesele care vă permit să reglați deplasarea scenei de-a lungul axelor de abscisă și ordonate.

Montați axul. Se așează numai după finalizarea completă a lucrărilor la caroserie (fără asamblarea pereților laterali și a peretelui posterior). La instalarea motorului, lăsați posibilitatea de a muta această unitate în înălțime și strict vertical.

Alte componente includ un angrenaj elicoidal care utilizează roți dințate pe scripete și curea... Această conexiune previne alunecarea curelei pe scripete. Transmiterea uniformă a cuplului este practic garantată.

Atunci când utilizați un motor pas cu pas pentru o mașină în miniatură, sunt utilizate componente ale căruciorului de la o imprimantă mare. Cu cât modelul este mai vechi în anul de producție, cu atât motorul pas cu pas a fost folosit în ele mai puternic. O imprimantă matriceală este considerată un mare succes: este mai mult decât modele cu laser și cu jet de cerneală, potrivite pentru modificare pentru o astfel de mașină. O mașină cu trei axe va necesita, respectiv, trei dintre aceste motoare. Dacă nu le puteți găsi singur (folosind echipamente de imprimare vechi), atunci utilizați motoare pas cu pas de la marca chinezească Nema - trebuie doar să așteptați comanda de la 10 la 100 de zile, iar astfel de motoare sunt proiectate pentru o tensiune de 12 volți și un curent de până la câțiva amperi.

Folosind roți dințate rotative (roți de oțel pentru scule), puteți converti cuplul în cuplu liniar. Piesele pereche cu șuruburi cu bile (șuruburi cu bile) pot fi folosite pentru o precizie maximă, dar astfel de piese nu sunt o soluție ieftină. Folosind piulițe și șuruburi de montare pentru a instala blocurile, asigurați-le cu distanțiere din plastic pentru a reduce frecarea și a reduce jocul.

Orice motor cu perie sau fără perii poate fi folosit pentru ax.

Butucul vertical, care permite instrumentului să se miște în trei coordonate, funcționează în cadrul tabelului de coordonate. Axa este realizată sub formă de tijă de aluminiu. Dimensiunile acestei piese trebuie să corespundă dimensiunilor mașinii.

Asamblarea piesei mecanice de lucru începe cu fixarea pe cadru a primelor motoare pas cu pas.... Ele sunt situate în spatele axei verticale. Aceste motoare sunt responsabile pentru mișcarea orizontală și verticală. Portalul mobil, care se deplasează de-a lungul axei absciselor, poartă antrenamentul axului și suportul (axa care stabilește înălțimea punctului de lucru). Cu cât portalul este așezat mai sus, cu atât stăpânul ia în calcul părțile mai groase când se întoarce. Dezavantajul unui portal ridicat este instabilitatea la forța aplicată crescută.

Pentru a asigura motorul pas cu pas, care este responsabil pentru coordonatele înălțimii, precum și șinele drepte, utilizați toate plăcile, cu excepția plăcilor laterale. Instalați baza axului în același loc.

Pentru a fixa rotorul motorului axului cu un ac de păr, utilizați o înfășurare de cauciuc a unui cablu electric cu o secțiune transversală destul de largă. Șuruburile introduse în bucșa de nailon au, de asemenea, proprietăți de blocare.

Metalele și lemnul din fabricarea carcasei pot fi combinate între ele. Deci, structura principală (de susținere) este asamblată din țevi profesionale cu o grosime a peretelui de 3 mm, iar pereții laterali (acoperiri, panouri) pot fi din placaj. Dar cadrul de susținere nu poate fi asamblat fără tehnologie de sudare - conexiunile pur cu șuruburi pot să nu fie suficiente.

Mașina dobândește rezistența maximă declarată în desen numai datorită cadrului... Pe ea sunt instalate o masă de obiecte mobilă, o acţionare a arborelui, motoare de coordonate pas cu pas, ghidaje asemănătoare şinei şi o axă de coordonate verticală.

Un cadru de oțel este de multe ori mai bun, dar poate fi și deteriorat prematur. Folosiți piulițe în T pentru a preveni desprinderea pieselor cadrului. Cu toate acestea, conexiunile cu șuruburi funcționează bine cu conexiunile sudate. Plăcile de capăt asigură instalarea de rulmenți care permit șurubului de plumb să se rotească liber de-a lungul filetului său. Aici se utilizează glisiera și rulmentul pe ax.

Pentru buna funcționare a unității de program, sunt utilizate materiale radio și componente radio de înaltă calitate. Ar trebui evitate plăcile de circuite imprimate chinezești de calitate îndoielnică. Scopul ansamblului este de a obține o funcționare precisă, fără înghețarea și resetarea software-ului în timpul funcționării.

Pe lângă motoarele pas cu pas controlate de module electronice de driver, este utilizat și un port USB, conversia semnalelor din care, de exemplu, se realizează folosind un modul adaptor bazat pe tehnologia RS-485, care, de asemenea, convertește datele înapoi în format USB.

Selectați-l pe cel de care aveți nevoie - toate echipamentele funcționează pe el. De exemplu, modulele moderne de microprocesor funcționează la 3,3 V, iar motoarele pas cu pas - de la 12.

Un PC sau laptop este folosit pentru a încărca/suprascriere programul pe unitatea CNC. Recent, s-au făcut încercări de a folosi un microcomputer suplimentar de dimensiunea uneia sau mai multor unități flash pentru a controla aparatul, interacționând cu smartphone-urile și tabletele prin Wi-Fi sau Bluetooth, dar această tehnologie este încă în stadiul de dezvoltare pe termen lung și , mai degrabă, se referă la „lucruri inteligente”.

• Niciun meșter sănătos nu va asambla chiar și o mașină extrem de simplă fără un proiect cu un desen.
• Potriviți corect antrenarea axului și convertizorul de frecvență.
• Nu folosiți motoare pas cu pas cu o sursă de alimentare nestandard, altfel va trebui să instalați o sursă nestandard sau să modificați una dintre cele existente. Acest lucru va împinge setarea finală deoparte, o va complica.
• Nu folosiți numai îmbinări sudate - cu vibrații extreme, pur și simplu se vor rupe.
• Nu folosiți o transmisie cu curele de alunecare: forța apreciabilă poate duce la alunecarea frecventă a curelelor.
• Achiziționați rulmenți și șuruburi cu un factor de siguranță triplu.

Cum să faci o mașină CNC cu propriile mâini, vezi mai jos.