Jak vyrobit DIY CNC stroj?

Kromě dřeva, plastů a kompozitů zpracovávají stroje s počítačovým numerickým řízením (CNC) dokonale neželezné kovy a dokonce i pracovní (technické) jakosti oceli. Takové zařízení je vyrobeno jako frézka a gravírovací stroj - a je doplněno laserovou gravírovací pistolí schopnou spalovat dřevo a ocel.

Před přípravou na montáž frézky nebo laserového gravírovacího stroje, rozhodnout o požadavcích, které zkušení řemeslníci nepřehlédnou.

Především tělo (rám, lože) musí mít dostatečnou tuhost, protože mechanická síla, která je vyvíjena na součást v procesu soustružení, vrtání, řezání technologických otvorů v obrobku, je značná.

Zpracování dílů musí mít přesnost a jasnost deklarovanou v konkrétní specifikaci. Nic vám nebrání objednat si čínské hotové komponenty, nicméně základna je nejčastěji vyrobena z improvizovaných prostředků.

Na velikosti dílu také záleží... Je iracionální sestavit stroj, který zabere celý pracovní stůl na stole o ploše 2 m2, když se plánuje drážkování malých dílů, náhradních dílů pro mechanismy a zařízení.

Po vyřešení těchto tří úkolů si připraví potřebné materiály a nástroje.

• Pro výrobu těla stroje na dřevo je vhodná masivní dřevěná deska, MDF nebo dřevotřískový profilový plech nebo překližka. Ten má spolu s masivním dřevem největší pevnost. Ale pro kovový stroj není lepší konstrukce než ocel.

• Vřetenový motor na dřevo by neměl mít výkon větší než 2 kW. Pro zamezení prodloužených technologických přestávek každých 15 minut je vhodné vybavit vřetenový motor systémem odvodu tepla z radiátoru a vody.

• Elektrický modul měniče je přizpůsoben výkonu motoru. Vzhledem ke spolehlivosti a všudypřítomnosti krokových motorů je použit systém „motor-driver“. Řídicí deska generuje pulzní nebo střídavé proudy, které způsobují otáčení hřídele motoru pod určitým úhlem nebo dokončení několika plných otáček. Tři krokové motory zajišťují pohyb obrobků podél všech tří souřadnicových os.

• Kabelovod je umístěn tak, aby chránil elektroinstalaci před náhodným poškozením během provozu – měnič a jeviště se často hodně přesouvají.

Mezi další komponenty patří frézovací upínač (sklíčidlo frézy), hadice chlazení, sady kuličkových ložisek, spojka (přenáší plynulou jízdu z krokového motoru a zajišťuje její vyrovnání s převodovkou podél osy), frézy, kování, vodní čerpadlo (čerpadlo), čepy. Jako nástroje potřebujete:

• svařovací jednotka invertorového typu s řadou elektrod;

• bruska se sadou řezných kotoučů na kov a dřevo;

• univerzální šroubovák se sadou trysek;

• kladivo, kleště, univerzální nastavitelné klíče (alespoň dva);

• páječka, kalafuna, pájka, pájecí tavidlo;

• Nůžky a kleště.

Spotřební materiál - elektrická páska, univerzální lepidlo (tesařské, epoxidové a / nebo "Moment-1"), pryžový tmel, kouřová páska.

Řemeslníci pro ně vyrábějí frézy na základě CD a mechanik. Pomocí těchto komponent získá uživatel velmi kompaktní stroj.

Obecné pokyny k montáži krok za krokem zahrnují následující fáze.

1. Vyhledejte nebo vytvořte výkres - montážní návod, kde jsou podrobně popsány všechny stupně včetně rozmístění elektro a elektroniky. K vytvoření výkresu se používají softwarové nástroje jako Autocad nebo Visio.

2. Po zakoupení potřebných součástí mistr tvoří postel. Před zakoupením těchto náhradních dílů se nedoporučuje sestavovat - jeho rozměry neodpovídají konfiguraci budoucího zařízení.

3. Montáž a seřízení vřetenové jednotky s hlavním motorem. Na motoru je instalován chladicí systém. K odstranění netěsností se používá tmel - po vytvrzení se změní na jakousi gumu.

4. Instalace elektroinstalace a kabelů, ovládací panel, tlačítko nouzového vypnutí stroje.

5. Umístění a připojení elektronické desky (mikrokontroléru). Můžete použít například elektronický modul jako KY-2012 - pětiosý CNC ovladač pro ovladač krokového motoru s kabelem DB-25. Většina uživatelů preferuje mikrokontroléry značky Arduino.

6. Testování práce sestaveného stroje, stahování elektronických verzí výkresů budoucích obrobků, které budou na tomto stroji vyrobeny.

Pokud tato technika funguje dobře, můžete vyvinout plán výroby, nakoupit pro něj materiály a spotřební materiál a jít „do provozu“ - uvolnit první (zkušební) dávku dílů.

CNC stroj smontovaný svépomocí vyžaduje minimum chyb a nechtěných chybných výpočtů. Samostatně vyrobená jednotka, i když byla vytvořena pro práci výhradně se dřevem a plastem, vyžaduje důkladný přístup k návrhu a montáži. Projekt je tedy připraven – zbývá jej pouze uvést do praxe.

Lůžko, napájecí obvod, pohon s hlavním motorem, objektový stůl s krokovými motory v provozu by se neměly vzájemně rušit. Neméně důležitými komponenty jsou tlačítko nouzového zastavení a dálkový ovladač s tlačítky přepínajícími otáčky pohonu vřetena.

Nainstalujte díly, které vám umožní upravit posunutí stolku podél úsečky a souřadnic.

Namontujte vřeteno. Instaluje se až po úplném dokončení práce na nástavbě (bez montáže bočnic a zadní stěny). Při instalaci motoru ponechte možnost pohybovat tímto pohonem ve výšce a přísně vertikálně.

Mezi další komponenty patří spirálové ozubené kolo využívající ozubená kola na řemenicích a řemenu... Toto spojení zabraňuje prokluzování řemenu na kladkách. Rovnoměrný přenos točivého momentu je prakticky zaručen.

Při použití krokového motoru pro miniaturní stroj jsou použity vozíkové komponenty z velké tiskárny. Čím starší model je v roce výroby, tím výkonnější krokový motor v nich byl použit. Jehličková tiskárna je považována za velký úspěch: je více než laserové a inkoustové modely vhodné pro úpravu pro takový stroj. Tříosý stroj bude vyžadovat tři z těchto motorů. Pokud jste je nemohli najít sami (pomocí starého tiskového zařízení), použijte krokové motory od čínské značky Nema - stačí počkat na doručení objednávky od 10 do 100 dnů a takové motory jsou určeny pro napětí 12 voltů a proud až několik ampér.

Pomocí rotujících ozubených kol (kolečka z nástrojové oceli) můžete převést točivý moment na lineární točivý moment. Pro maximální přesnost lze použít spárované díly s kuličkovým šroubem (Ball Screw), ale takové díly nejsou levným řešením. Pomocí matic a montážních šroubů nainstalujte bloky a opatřete je plastovými rozpěrkami pro snížení tření a snížení vůle.

Pro vřeteno lze použít jakýkoli kartáčovaný nebo bezkomutátorový motor.

Vertikální náboj, který umožňuje nástroji pohybovat se ve třech souřadnicích, funguje v rámci tabulky souřadnic. Osa je vyrobena ve formě hliníkové tyče. Rozměry tohoto dílu musí odpovídat rozměrům stroje.

Montáž pracovní mechanické části začíná upevněním prvních krokových motorů k rámu.... Jsou umístěny za svislou osou. Tyto motory jsou zodpovědné za horizontální a vertikální pohyb. Mobilní portál, pohybující se podél osy úseček, nese pohon vřetena a podpěru (osa, která nastavuje výšku pracovního bodu). Čím výše je portál umístěn, s tím silnějšími díly mistr při otáčení počítá. Nevýhodou vyvýšeného portálu je nestabilita vůči zvýšené působící síle.

K upevnění krokového motoru, který je zodpovědný za souřadnice ve výšce a také přímé kolejnice, použijte všechny desky kromě bočních desek. Nainstalujte základnu vřetena na stejné místo.

Pro upevnění rotoru vřetenového motoru pomocí vlásenky použijte pryžové vinutí elektrického kabelu s poměrně širokým průřezem. Šrouby vložené do nylonového pouzdra mají také zajišťovací vlastnosti.

Kovy a dřevo při výrobě pouzdra lze vzájemně kombinovat. Hlavní (nosná) konstrukce je tedy sestavena z profesionálních trubek o tloušťce stěny 3 mm a boční stěny (kryty, panely) mohou být vyrobeny z překližky. Nosný rám ale nelze sestavit bez svařovací techniky – čistě šroubové spoje nemusí stačit.

Konečnou pevnost deklarovanou na výkrese získá stroj pouze díky rámu... Je na něm instalován pohyblivý objektový stůl, vřetenový pohon, krokové souřadnicové motory, kolejnicová vedení a vertikální souřadnicová osa.

Ocelový rám je mnohonásobně lepší, ale také se může předčasně poškodit. Použijte T-matice, abyste zabránili roztažení částí rámu. Šroubové spoje však fungují dobře se svařovanými spoji. Koncové desky umožňují instalaci ložisek, které umožňují volné otáčení vodícího šroubu podél jeho závitu. Zde se používají skluz a ložisko na vřetenu.

Pro bezproblémový chod programové jednotky jsou použity kvalitní rádiové materiály a rádiové komponenty. Je třeba se vyhnout čínským deskám s plošnými spoji pochybné kvality. Účelem sestavy je dosažení přesné funkce, bez zamrzání softwaru a resetování během provozu.

Kromě krokových motorů řízených elektronickými moduly driverů je použit i USB port, převod signálů ze kterého se například provádí pomocí adaptérového modulu na bázi technologie RS-485, který zároveň převádí data zpět do formátu USB.

Vyberte si ten, který potřebujete – funguje na něm veškeré vybavení. Například moderní mikroprocesorové moduly pracují při 3,3 V a krokové motory - od 12.

K načtení/přepsání programu do CNC jednotky se používá PC nebo notebook. V poslední době byly činěny pokusy použít k ovládání stroje přídavný mikropočítač o velikosti jednoho nebo více flash disků, interagujících se smartphony a tablety přes Wi-Fi nebo Bluetooth, ale tato technologie je stále ve stádiu dlouhodobého vývoje a , spíše odkazuje na „chytré věci“.

• Nejeden příčetný řemeslník dokáže sestavit i extrémně jednoduchý stroj bez projektu s výkresem.
• Správně spojte pohon vřetena a frekvenční měnič.
• Nepoužívejte krokové motory s nestandardním napájením, jinak budete muset nainstalovat nestandardní zdroj nebo upravit některý ze stávajících. To odsune konečné nastavení stranou, zkomplikuje to.
• Nepoužívejte pouze svařované spoje - při extrémních vibracích se jednoduše zlomí.
• Nepoužívejte posuvný řemenový pohon: značná síla může vést k častému prokluzování řemenů.
• Kupte si ložiska a šrouby s trojnásobným bezpečnostním faktorem.

Jak vyrobit CNC stroj vlastníma rukama, viz níže.