Lerni kiel konstrui CNC-maŝinon de nulo estas pli facila ol vi eble pensas. Ni dividis la memfaran procezon en serion de facile sekveblaj paŝoj por komencantoj. De aĉeto de partoj ĝis instalado de programaro, nia memfara gvidilo gvidos vin tra kiel facile konstrui vian propran CNC-maŝinon.
Kio estas CNC-Maŝino?
CNC-maŝino estas aŭtomata elektra ilo, kiu uzas komputilan programon por regi la motoron por movi la 3 aksojn X, Y kaj Z por moviĝi tien kaj reen laŭ la ilovojo generita de CAD/CAM-programaro laŭ G-kodaj komandoj. Fine, la ilo sur la spindelo kompletigas la ĉizadon, tranĉadon kaj frezadon.
Aferoj Konsiderindaj
Kiam temas pri CNC-maŝinoj, ĉiuj pensos pri ĝia alta kosto kaj kompleksaj programaj operacioj, kio igas nin senti nin nekompreneblaj pri ĝi. Fakte, ni konas kaj lernas CNC-maŝinojn farante kelkajn simplajn kaj malaltkostaj CNC-maŝinoj, kiu ebligis al ni ĝisdatigi de komencanto al spertulo pri moderna CNC-teknologio. La malfacileco de memfarita CNC-maŝino kuŝas en la alta kosto de la maŝinkompletoj kaj la malfacileco de maŝinado, kaj la agordo kaj uzado de la programaro estas relative simplaj. Post monato da studado kaj esplorado pri CNC, mi decidis konstrui miajn proprajn Mach3-kontrolitajn CNC-maŝinkompletojn uzante loke haveblajn materialojn.
Malfacileco de konstruado: Modera.
Daŭro de Konstruado: 16 Tagoj.
Memfaraj Iloj: Benkaj ŝarĝoj, elektraj boriloj, manaj segiloj, provaĵaj stampiloj, frapetiloj, alesmaŝinoj, dikecmezuriloj, fleksiloj kaj ŝraŭboj.
Komencante
Ĉi tiu gvidilo temas pri kreado de funkcia CNC-maŝino kun la jenaj trajtoj.
1. La gantra strukturo havas bonan stabilecon, grandan prilaboran formaton, kompaktan kaj malpezan skribtablan dezajnon, malpezan kaj facile porteblan.
2. Ĝi povas esti uzata por tranĉi kaj frezi PCB, PVC, akrilon, MDF, lignon, aluminion kaj kupron.
3. Ĝia maŝinada precizeco povas atingi 0.1 mm, kio povas plenumi la postulojn de plej multaj PCB-tabuloj, muldiloj, poŝtmarkoj kaj ŝildoj.
4. Ĝia kosto estas malpli ol $1,000, kaj la muntado estas oportuna kaj facila.
5. La uzataj partoj kaj krudmaterialoj troveblas aŭ aĉeteblas loke, kio malpliigas zorgojn.
6. La memfarita procezo ne postulas tro komplikajn ilojn.
7. Mach3-regilo, facile uzebla.
8. La spindelo estas movata per paŝmotoro kun alta precizeco.
Kiel Konstrui CNC-Maŝinan Strukturon?
Ĉi tiu CNC-maŝino adoptas fiksan gantran strukturon. La tuta maŝino estas dividita en bazan tablon, gantran kadron, X-aksan kaleŝon, Y-aksan labortablon, kaj Z-aksan kaleŝon. La paŝomotoro de la Y-aksa labortablo estas fiksita sur la malsupra plato, ŝraŭbo, kaj 2 glataj stangoj kaj gantro kiel la glitgvidilo de la Y-aksa tablo.
Sur la gantro estas fiksitaj la paŝomotoro de la X-aksa ĉaro, la plumboŝraŭbo kaj la 2 glataj stangoj uzataj kiel glitgvidiloj de la X-aksa ĉaro. Sur la X-aksa ĉaro estas fiksitaj la paŝomotoro de la Z-aksa ĉaro, la plumboŝraŭbo kaj la 2 glataj stangoj uzataj kiel glitgvidiloj de la Z-aksa ĉaro.
Ekzistas L-formaj fiksaj krampoj kaj U-formaj retenringoj por fiksi la spindelon sur la Z-aksa kaleŝo.
La nukso kongrua kun la plumboŝraŭbo estas veldita sur la kaleŝo de X, Y kaj Z aksoj.
Kiel Fari Cirkviton por CNC-Maŝino?
La cirkvito konsistas el 3 identaj paŝomotoraj partoj: X-akso, Y-akso kaj Z-akso. Nun prenu la X-akson kiel kolonon por ilustri ĝian funkciprincipon.
Paŝmotora Ŝofora Cirkvito kun L297/L298
La cirkvito konsistas ĉefe el du paŝmotoraj dediĉitaj integraj cirkvitoj L2 kaj L297. La ĉefa funkcio de L298 estas pulsdistribuo. Ĝi generas elirajn logikajn pulsojn ĉe siaj eliraj terminaloj A, B, C kaj D por funkciigi L297. L298 ankaŭ havas du PWM-haŭtopilojn por kontroli la fazvolvaĵan kurenton kaj realigi konstantan kurenthaŭtopilo-kontrolon por atingi bonajn tordmomantajn frekvencajn karakterizaĵojn.
La X-aksa pulso de HDR1 (stifto 2) eniras la HORLOĜON (stifto 18) de U1 (L297) kaj estas prilaborita de U1 ĉe ĝiaj eliraj terminaloj A, B, C, D, C (stiftoj 4, 6, 7, 9) por generi. La elira logika pulso eniras U2 (L298) por funkciigi la duoblan H-ponton ĉe ĝiaj eliraj terminaloj (stiftoj 2, 3, 13 kaj 14) por eligi paŝopulsojn por funkciigi la paŝomotoron por rotacii.
L298 estas duobla H-ponta integra cirkvito-pelilo kun alta tensio kaj alta kurento.
L297 kaj L298 estas uzataj por formi kompletan transmisian sistemon, kiu povas funkciigi 2-fazajn paŝomotorojn kun maksimuma tensio de 46V kaj kurento de 2A po fazo.
La SYNC (stifto 1) de U1 estas la sinkroniga stifto konektita al la stifto 1 de U3 kaj U5 por realigi la sinkronigon de pluraj L297-oj.
Paŝmotora Ŝofora Kontrola Tabulo
La ENABLE (stifto 10) de U1 ebligas al la stirstifto kontroli la eliran logikon. Kiam ĝi estas malalta, INH1, INH2, A, B, C, D estas ĉiuj devigitaj al malalta nivelo por malebligi la L298-pelilon funkcii. CONTROL (stifto 11) estas uzata por elekti la kontrolon de la hakila signalo. Kiam ĝi estas malalta, la hakila signalo agas sur INH1, INH2, kaj kiam ĝi estas alta, la hakila signalo agas sur la signaloj A, B, C, D. La unua taŭgas por la unu-ŝtupa laborreĝimo kaj la 2 reĝimoj povas esti uzataj por la paŝmotoro de la dupolusa laborreĝimo.
La VREF (stifto 15) de S1U1 estas la referenca tensio-alĝustiga stifto, kaj la tensio de ĉi tiu stifto estas alĝustigita por agordi la pintan kurenton de la fazvolvaĵo de la paŝomotoro.
Paŝmotoraj Ŝoforaj Kompletoj
La dekstruma/maldekstra direkto (stifto 17) de U1 estas la stifto por specifi la rotacian direkton de la X-aksa paŝomotoro, kaj la direktospecifa signalo por la X-akso de HDR1 (stifto 6) estas konektita al ĉi tiu stifto.
DUON/PLENA (stifto 19) estas la stirstifto de la ekscita reĝimo. Kiam ĝi estas alta, ĝi estas duonpaŝa stirreĝimo, kaj kiam ĝi estas malalta, ĝi estas plenpaŝa stirreĝimo. REINICIGILO (stifto 20) estas nesinkrona restariga signalo, kaj ĝia funkcio estas restarigi la pulsdistribuilon.
D3-D26 estas la libermovaj diodoj de la H-ponto de la L298-pelilo.
Kiel Agordi Mach3 CNC-Regilon?
Mach3 estas la plej ofte uzata CNC-regilo por CNC-maŝinoj. Ĝia instalado estas simpla. Unue, enigu la Mach3-movan karton sur la komputilan bazcirkviton. En la operaciumo Vindozo, la Mach3-pelilo estos instalita defaŭlte.
USB Mach3 3-aksa CNC-regila ilaro
Vi ankaŭ povas elekti DSP, NcStudio, Mach4, Syntec, OSAI, Siemens, LNC, FANUC, kaj aliajn CNC-regilojn.
Kiel instali kaj uzi CAD/CAM-programaron?
La plej ofta CAD/CAM-programaro por CNC-maŝinoj inkluzivas Type3, ArtCAM, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, MeshCAM, Solidworks, AlphaCAM, MasterCAM, UcanCAM, CASmate, PowerMILL, Aspire, Alibre, AutoCAD, Fusion360, Autodesk Inventor, Rhinoceros 3D, kiu povas desegni 2D/3D desegnaĵoj por generi maŝinprilaborajn ilvojojn.
CAD/CAM Programaro
Kiel Kunmeti CNC-Maŝinajn Kompletojn?
La malsupra tablo, X-aksa kaleŝo, Y-aksa labortablo kaj Z-aksa kaleŝo estas faritaj per faldmaŝino kun 1.5-2mm Malvarme rulitaj ŝtalaj platoj, kiuj povas certigi la plej idealan maŝinadan precizecon. Se ne estas fleksiloj, ĝi ankaŭ povas esti mane fleksita per mana martelo sur granda premŝraŭbo. Dum mana martela prilaborado, oni devas aldoni kuseneton al la laborpeco por eviti lasi martelmarkojn sur la laborpeco. Post fleksado, necesas plia formado. Neniu el la ebenoj estas misformitaj kaj formas 90-gradan angulon unu al la alia. Por certigi la ĝustan trupozicion, la pinglopinto de la skribnadlo, kiu estas paralela kaj perpendikulara al la unua skriblinio, devas esti maldika, la skriblinio devas esti preciza, kaj la specimentruilo devas esti zorgema kaj preciza.
CNC-Maŝinaj Kompletoj
Ekzemple, truu truon kun diametro de 6 mm dufoje. Unue, uzu borilon kun diametro de 2 mm por bori la truon. Determinu ĉu la 4 mm-diametra truo estas preciza laŭ la kruc-pozicia linio. Se ĝi ne estas preciza, uzu ĝardenan limilon por korekti ĝin, kaj fine alesu la truon per borilo. 6mm borilo, tiel ke la truopozicia eraro estas relative malgranda.
La gantro povas esti tranĉita per mana segilo el la fera kilo de la antistatika planko kun murdikeco de 1.2mm laŭ la desegnaĵo, kaj ĝi povas esti fleksita, prilaborita kaj formita sur premŝraŭbo. La lumstango uzata kiel la X, Y, Z 3-aksa gvidrelo postulas glatan surfacon kun glata diametro de 8-10mmĜi solveblas per malmuntado de la glita reloj de la uzita punkt-matrica printilo kaj la nigrigan kaŭĉukan rulpremilon en la malnova laser-printila kartoĉo. La 2 glataj stangoj en ĉiu direkto estu egalaj kaj la finaj facoj estu plataj. Boru truojn en la centro de la finaj facoj por frapeti la M5-draton, kaj fiksu ilin per... 5mm rigliloj. La metio devas esti horizontala kaj vertikala, precipe la 2 lumstangoj en ĉiu direkto devas esti absolute La paraleleco estas tre grava, ĝi determinas la sukceson aŭ malsukceson de la produktado.
La plumboŝraŭbo de la 3 aksoj estas plumboŝraŭbo kun diametro de 6mm kaj tonalto de 1mmĈi tiu plumboŝraŭbo povas esti uzata por tranĉi la bezonatan longon de la longa plumboŝraŭbo vendata en feraĵvendejo por la ornamado de la plafono. La rezisto kaj libera distanco devas esti malgrandaj, kaj la nukso estas veldita en la responda truo de la ĉaro por minimumigi la kontraŭreagon kaj plibonigi la precizecon de la gravurmaŝino.
La glitŝraŭbo estas latuna hoskonektilo aĉetita en feraĵvendejo. Necesas elekti internan diametron iomete pli malgrandan ol la diametro de la glitŝraŭbo, kaj poste uzi manan alesilon por tordi la internan diametron por precize kongrui kun la glitŝraŭbo. Se necese, poluru la optikan akson per metalografia ŝmirgpapero, tranĉu la glitŝraŭbon en 6 mm longajn sekciojn, entute 12 sekciojn, kaj poste uzu altpotencan lutilon por luti ĝin en la respondan truon de la ĉaro. Ne metu la glitŝraŭbon dum veldado. Se la lutaĵo penetras internen, uzu zinkan kloridon kiel fluaĵon por certigi la lutadkvaliton. Dum muntado, atentu, ke la rezisto de la glitŝraŭbo estas malgranda kaj konstanta. Se la rezisto estas granda, la glitŝraŭbo povas esti revarmigita per lutilo por plenumi la postulojn.
La ŝafto de la paŝomotoro kaj la ŝraŭba stango estas konektitaj per kupra tubo de 6mm-diametra stangoanteno. La ŝraŭba stango kaj la kupra tubo estas firme velditaj kaj certigitaj, ke ili estas koncentraj. La alia fino de la kupra tubo estas enigita en la ŝafton de la paŝomotoro, kaj poste borita horizontale. Stifto estas enigita en malgrandan truon por fiksi ĝin, kaj la alia fino de la ŝraŭba stango estas veldita per nukso sur la ĉaro.
Ĉi tiu CNC-maŝino povas esti flekseble kontrolata laŭ la grandeco kaj grandeco de siaj propraj materialoj, sed la tuta maŝino ne devas esti tro granda por eviti malbonan rigidecon.
Kiel funkciigi CNC-maŝinon?
Antaŭ CNC-maŝinado, listo de maŝinadprogramoj devus esti preparita anticipe:
1. Difinu la prilaboran proceduron de la parto kaj la ilojn kaj tranĉrapidon uzatajn por la prilaborado.
2. Difinu la konturan konektan punkton de la parto.
3. Agordu la pozicion de komenca kaj fermado de la tranĉilo kaj la pozicion de la koordinata origino.
Skribu la instrukciaron de la numera stirado laŭ la preskribita formato, enigu la instrukciaron en la numeran stiradon por prilaborado (malkodado, operacio, ktp.), amplifu la signalon per la stira cirkvito, funkciigu la servomotoron por eligi la angulan delokiĝon kaj angulan rapidon, kaj poste konvertu la komponantojn per la ekzekutkomponanto. La lineara delokiĝo de la labortablo estas realigita por realigi la nutradon.
Ni komencu funkciigi CNC-maŝinon per la jenaj 9 paŝoj.
Paŝo 1. CNC-Programado.
Antaŭ maŝinado, la CNC-programado unue devas esti analizita kaj kompilita. Se la programo estas longa aŭ komplika, ne programu per la CNC-maŝino, sed uzu la programmaŝinon aŭ komputilan programadon, kaj poste reeniru al la CNC-sistemo de la CNC-maŝino per disketo aŭ komunikada interfaco. Tio povas eviti okupi la maŝintempon kaj plilongigi la helpan tempon de maŝinado.
Paŝo 2. Ŝaltu la Maŝinon.
Ĝenerale, la ĉefa potenco unue ŝaltiĝas, por ke la CNC-maŝino havu la kondiĉojn por ŝalto. Startigu CNC-sistemon per ŝlosilbutono kaj la maŝinilo samtempe ŝaltiĝas, kaj la CRT de la CNC-kontrolsistemo montras informojn. Konekta stato de konko kaj aliaj helpaj ekipaĵoj.
Paŝo 3. Agordu Solidan Referencan Punkton.
Antaŭ maŝinado, difinu la movdatumon de ĉiu koordinato de la maŝino. Ĉi tiu paŝo estu plenumata unue por la maŝino kun la pligrandiga kontrolsistemo.
Paŝo 4. Komencu CNC-programadon.
Laŭ la programilo (bendo, disko), ĝi povas esti enigita per bendmaŝino, programmaŝino aŭ seria komunikado. Se temas pri simpla programo, ĝi povas esti enigita rekte sur la CNC-kontrolpanelon per klavaro, aŭ enigita segmento post segmento en MDI-reĝimo por fora segmenta prilaborado. Antaŭ maŝinado, la origino de la peco, ilaj parametroj, deŝovo kaj diversaj kompensaj valoroj ankaŭ devas esti enigitaj en la programon.
Paŝo 5. Programredaktado.
Se la enigita programo bezonas esti modifita, la ŝaltilo por elekti la laborreĝimon estu en la redakta pozicio. Uzu la redaktan klavon por aldoni, forigi kaj ŝanĝi.
Paŝo 6. Programo-inspektado kaj sencimigado.
Unue, ŝlosu la maŝinilon kaj nur ruligigu la sistemon. Ĉi tiu paŝo estas por kontroli la programon. Se estas ia eraro, ĝi bezonas esti redaktita denove.
Paŝo 7. Fiksado kaj Alĝustigo de la Laborpeco.
Fiksu kaj vicigu la prilaborotan laborpecon, kaj starigu komparnormon. La metodo uzas manan pliigan movadon, kontinuan movadon aŭ manan radmovon de la maŝinilo. Agordu la komencan punkton al la komenco de la programo, kaj agordu la referencon de la ilo.
Paŝo 8. Komencu CNC-maŝinadon.
Kontinua maŝinado ĝenerale uzas programajn aldonojn en memoro. La rapido de antaŭenigo en CNC-maŝinado povas esti agordita per la ŝaltilo de rapido de antaŭenigo. Dum maŝinado, la butono "antaŭenigo" povas esti premita por paŭzi la antaŭenigan movadon por observi la prilaboran situacion aŭ fari manan mezuradon. Premu la butonon "ciklokomenco" denove por rekomenci la maŝinadon. Por certigi, ke la bovlo estas ĝusta, ĝi devas esti re-kontrolita antaŭ aldono. Dum frezado, por plataj kurbaj pecoj, oni povas uzi krajonon anstataŭ ilon por desegni la konturojn de la parto sur la papero, kio estas pli intuicia. Se la sistemo havas ilvojon, la simuladfunkcio povas esti uzata por kontroli la ĝustecon de la programo.
Paŝo 9. Malŝaltu la Maŝinon.
Post aldono, antaŭ ol malŝalti la elektran sistemon, atentu kontroli la staton de la CNC-maŝino kaj la pozicion de ĉiu parto de la maŝino. Unue malŝaltu la elektran sistemon, poste malŝaltu la sisteman sistemon, kaj fine malŝaltu la ĉefan elektran sistemon.
FAQs
Kiom da tipoj de CNC-maŝinoj povas esti konstruitaj mem?
La plej oftaj tipoj de CNC-maŝinoj, kiujn vi mem povas fari, inkluzivas CNC-frezmaŝinojn, CNC-tornilojn, CNC-muelilojn, CNC-ŝlifilojn, CNC-borilojn, CNC-laserojn kaj CNC-plasmotranĉilojn.
Kiom kostas konstrui CNC-maŝinajn ilarojn?
La kosto de memfaritaj CNC-maŝinkompletoj inkluzivas komputilon, stirpanelon, maŝinpartojn kaj akcesoraĵojn. Plejparto de la kosto koncentriĝas pri aparataro, kiu dependas de la precizeco, kiun vi bezonas por via CNC-maŝinadplano, kaj la averaĝa kosto estas sub... $1000.
Kion povas fari CNC-maŝino?
CNC-maŝinoj povas fari frezadon, turnadon, tranĉadon, ĉizadon, gravuradon, markadon, mueladon, fleksadon, boradon, purigadon, veldadon por metalo, ligno, plasto, ŝaŭmo, ŝtofo kaj ŝtono.
Kiel elekti spindelmotoron?
Spindelmotoro estas la kerna parto de CNC-maŝinoj. Necesas aĉeti la ĝustan spindelmotoron por viaj komercaj planoj, ĉio depende de la materialoj, kiujn vi maŝinas, kaj la precizeco bezonata por viaj projektoj.
Kiel elekti transmisian sistemon?
Unu estas ĉu elekti ŝraŭbon aŭ pilkŝraŭbon por la elekto de la transmisia sistemo. Ĉi tie mi fakte sugestas, ke estas multe pli bone elekti pilkŝraŭbon. Kvankam mi uzas plumbŝraŭbon, mi tamen rekomendas elekti pilkŝraŭbon. La pilkŝraŭbo havas altan precizecon kaj malgrandan rotacian eraron. Kaj dum la transmisia procezo, la sono estas tre malgranda. La transmisia procezo de la ŝraŭbo estas la frotado inter metalo kaj metalo. Kvankam la sono ne estas tre laŭta, la rotacia eraro fariĝos pli kaj pli granda post longa frota tempo.
Kiel elekti paŝomotoron?
Dum la CNC-maŝino funkcias, la paŝmotoro funkcias. Se la motoro ne estas elektita zorge, tiam unue la motoro tre facile varmiĝas. La motoro estas varma kiam la maŝino ekfunkcias, kio ne devus esti tio, kion ni deziras. La tordmomanto de la motoro ankaŭ estas problemo konsiderinda, kaj estas facile perdi paŝojn se la tordmomanto estas nesufiĉa. Do ne estu avida dum elektado de paŝmotoro.
singardoj
Ĉu vi konstruas pagebla CNC-enkursigilo, aŭ farante la plej bonan buĝetan CNC-tornilon, eĉ laborante memfarite kun la plej malmultekosta CNC-frezmaŝino, la unua singardo estas la elektroprovizo de la CNC-maŝino. Estas 1 paŝomotoroj kaj unu spindelmotoro sur la maŝino. Tial, la kurento de la CNC-maŝino estas tre granda dum la uzado. Kiam oni aĉetas kontinukurentan elektroprovizon, oni devus aĉeti kontinukurentan elektroprovizon kun pli granda nominala kurento. La determinanto de la rapido de la spindelmotoro estas la tensio de la kontinukurentilo. Ju pli alta la tensio, des pli rapide la maksimuma rapido de la spindelo povas rotacii, do la tensio ne povas esti tro malgranda.
Resumante, mi sugestas, ke la nominala tensio de la memfarita CNC-maŝino estas ĉirkaŭ 30V kaj la nominala kurento estas almenaŭ 10A por certigi la normalan funkciadon de la maŝino. La tensio de 30V estas ĉefe uzata ĉe la spindelmotoro, kaj la paŝmotoro ne bezonas tian altan tension. Ĉar la paŝmotoro estas movata per ŝraŭbo, la tordmomanto povas esti granda eĉ kun malgranda tensio. Do mi sugestas, ke nur 12V sufiĉas por la tensio provizita al la paŝmotoro. La paŝmotoro uzas 12V, sed la tensio provizita de la kontinua kurento estas 30V. Ĉi tie, transformilo devas esti uzata. La potenco de ĉi tiu transformilo devus esti alta. La kurento de la 3 paŝmotoroj devas trapasi ĉi tiun transformilon. La varmodisradiado de la transformilo ne povas samrapidiĝi, rezultante en grava varmogenerado.
