Kujifunza jinsi ya kuunda mashine ya CNC kutoka mwanzo ni rahisi kuliko unavyoweza kufikiria. Tumegawanya mchakato wa DIY katika mfululizo wa hatua rahisi kufuata kwa wanaoanza. Kuanzia kununua sehemu hadi kusakinisha programu, mwongozo wetu wa DIY utakuelekeza jinsi ya kutengeneza mashine yako ya CNC kwa urahisi.
Mashine ya CNC ni nini?
Mashine ya CNC ni zana ya nguvu ya kiotomatiki inayotumia programu ya kompyuta kudhibiti injini kuendesha shoka 3 za X, Y na Z kusonga mbele na nyuma kwenye njia ya zana inayozalishwa na programu ya CAD/CAM kulingana na maagizo ya G-code. Hatimaye, chombo kwenye spindle kinakamilisha matokeo ya kuchonga, kukata, na kusaga.
Vitu vya Kuzingatia
Linapokuja suala la mashine za CNC, kila mtu atafikiria gharama zake za juu na utendakazi changamano wa programu, ambayo hutufanya tuhisi kutoeleweka kuhusu hilo. Kwa kweli, tunajua na kujifunza CNC kwa kufanya baadhi rahisi na Mashine za CNC za gharama nafuu, ambayo imetuwezesha kuboresha kutoka mwanzo hadi mtaalam wa teknolojia ya kisasa ya CNC. Ugumu wa DIY mashine ya CNC iko katika gharama kubwa ya vifaa vya mashine na ugumu wa machining, na kuweka na kutumia programu ni rahisi. Baada ya mwezi wa kusoma na kutafiti CNC, niliamua kuunda vifaa vyangu vya mashine vya CNC vinavyodhibitiwa na Mach3 kwa kutumia vifaa vinavyopatikana ndani.
Ugumu wa Kujenga: Wastani.
Muda wa Ujenzi: Siku za 16.
Zana za DIY: Vipimo vya benchi, vifaa vya kuchimba umeme, misumeno ya mikono, ngumi za sampuli, bomba, viunzi, kalipa, vipinda na skrubu.
Anza
Mwongozo huu unahusu kuunda mashine ya CNC inayofanya kazi na vipengele vifuatavyo.
1. Muundo wa gantry una utulivu mzuri, muundo mkubwa wa usindikaji, muundo wa desktop wa compact na lightw8, w8 mwanga na rahisi kubeba.
2. Inaweza kutumika kukata na kusaga PCB, PVC, akriliki, MDF, mbao, alumini, na shaba.
3. Usahihi wake wa machining unaweza kufikia 0.1 mm, ambayo inaweza kukidhi mahitaji ya bodi nyingi za PCB, molds, stamps na ishara.
4. Gharama yake iko chini $1,000, na mkusanyiko ni rahisi na rahisi.
5. Sehemu na malighafi zinazotumiwa zinaweza kupatikana au kununuliwa ndani ya nchi, ambayo hupunguza wasiwasi.
6. Mchakato wa DIY hauhitaji zana ngumu sana.
7. Mtawala wa Mach3, rahisi kutumia.
8. Spindle inaendeshwa na motor stepping na usahihi juu.
Jinsi ya Kuunda Muundo wa Mashine ya CNC?
Mashine hii ya CNC inachukua muundo thabiti wa gantry. Mashine nzima imegawanywa katika meza ya msingi, sura ya gantry, gari la mhimili wa X, meza ya kufanya kazi ya Y-axis na gari la Z-axis. Gari ya kukanyaga ya meza ya kufanya kazi ya Y-axis imewekwa kwenye bati la chini. , skrubu, na pau 2 laini na gantry kama mwongozo wa utelezi wa jedwali la Y-axis.
Kwenye gantry, gari la kukanyaga la gari la mhimili wa X, skrubu ya risasi na pau 2 laini zinazotumiwa kama miongozo ya kuteremka ya gari la mhimili wa X zimewekwa. Sehemu ya kubebea mizigo ya X-axis imewekwa fasta motor ya kuendeshea ya gari la mhimili wa Z, skrubu ya risasi na pau 2 laini zinazotumika kama miongozo ya kuteleza ya gari la Z-axis.
Kuna mabano ya kurekebisha yenye umbo la L na pete za kubakiza zenye umbo la U kwa ajili ya kurekebisha spindle kwenye gari la mhimili wa Z.
Nati inayolingana na skrubu ya risasi imeunganishwa kwenye gari la shoka za X, Y na Z.
Jinsi ya kutengeneza Mzunguko wa Mashine ya CNC?
Mzunguko huo una sehemu 3 za kiendeshi cha kuzidisha zinazofanana za mhimili wa X mhimili wa Z. Sasa chukua mhimili wa X kama safu ili kuonyesha kanuni yake ya kufanya kazi.
Mzunguko wa Dereva wa Stepper wenye L297/L298
Mzunguko huo unaundwa na mizunguko 2 ya stepper motor iliyojumuishwa ya L297 na L298. Kazi kuu ya L297 ni usambazaji wa mapigo. Huzalisha mipigo ya mantiki ya pato kwenye vituo vyake vya kutoa A, B, C, na D ili kuendesha L298. L297 pia ina chopa 2 za PWM ili kudhibiti mkondo wa vilima wa awamu na kutambua udhibiti wa mara kwa mara wa sasa wa chopa ili kupata sifa nzuri za mzunguko wa torque.
Mpigo wa X-axis kutoka HDR1 (pini 2) huingia kwenye SAA (pini 18) ya U1 (L297) na huchakatwa na U1 kwenye vituo vyake vya kutoa A, B, C, D, C (pini 4, 6, 7, 9 ) kutengeneza Mpigo wa mantiki ya pato huingia U2 (L298) ili kuendesha daraja la H mara mbili kwenye vituo vyake vya matokeo (pini 2, 3, 13, na 14) kutoa mipigo ya hatua ili kuendesha gari la stepper kuzunguka.
L298 ni kiendeshaji cha umeme cha juu cha H-daraja mbili na kiendeshi cha mzunguko wa sasa wa nguvu iliyojumuishwa.
L297 na L298 hutumiwa kuunda mfumo kamili wa gari, ambao unaweza kuendesha motors za awamu ya 2 na voltage ya juu ya 46V na sasa ya 2A kwa awamu.
SYNC (pini 1) ya U1 ni pini ya ulandanishi iliyounganishwa na pini 1 ya U3 na U5 ili kutambua ulandanishi wa L297 nyingi.
Bodi ya Udhibiti wa Madereva wa Stepper
WASHA (pini 10) ya U1 huwezesha pini ya kudhibiti kudhibiti mantiki ya kutoa. Inapokuwa chini, INH1, INH2, A, B, C, D zote zinalazimika kufikia kiwango cha chini ili kufanya dereva wa L298 asifanye kazi. UDHIBITI (pini 11) hutumiwa kuchagua udhibiti wa ishara ya chopper. Inapokuwa katika kiwango cha chini, ishara ya chopper hufanya kazi kwa INH1, INH2, na ikiwa kiwango cha juu, ishara ya chopper hutenda kwa ishara A, B, C, D. Ya kwanza inafaa kwa hali ya kufanya kazi ya hatua moja na njia 2 zinaweza kutumika kwa kasi ya modi ya kufanya kazi ya bipolar.
VREF (pini 15) ya S1U1 ni pini ya marekebisho ya voltage ya kumbukumbu, na voltage ya pini hii inarekebishwa ili kuweka kilele cha sasa cha upepo wa awamu ya motor stepper.
Vifaa vya Dereva vya Stepper Motor
Cw/ccw (pini 17) ya U1 ni pini ya kubainisha mwelekeo wa mzunguko wa motor ya hatua ya X-axis, na mwelekeo unaobainisha ishara kwa mhimili wa X kutoka HDR1 (pini 6) imeunganishwa kwenye pini hii.
HALF/FULL (pini 19) ni pini ya kudhibiti hali ya msisimko. Wakati iko juu, ni hali ya kuendesha gari ya hatua ya nusu, na inapokuwa chini, ni hali ya kuendesha gari kwa hatua kamili. RESET (pini 20) ni ishara ya kuweka upya asynchronous, na kazi yake ni kuweka upya kisambazaji cha mapigo.
D3-D26 ni diode za bure za daraja la H la dereva wa L298.
Jinsi ya Kusanidi Kidhibiti cha Mach3 CNC?
Mach3 ndicho kidhibiti cha CNC kinachotumika sana kwa mashine za CNC. Ufungaji wake ni rahisi. Kwanza, ingiza kadi ya mwendo ya Mach3 kwenye ubao wa mama wa kompyuta. Katika mfumo wa uendeshaji wa Windows, kiendeshi cha Mach3 kitawekwa kwa chaguo-msingi.
USB Mach3 3 Axis CNC Controller Kit
Unaweza pia kuchagua DSP, NcStudio, Mach4, Syntec, OSAI, Siemens, LNC, FANUC, na vidhibiti vingine vya CNC.
Jinsi ya Kusakinisha na Kutumia Programu ya CAD/CAM?
Programu ya kawaida ya CAD/CAM kwa mashine za CNC ni pamoja na Type3, ArtCAM, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, MeshCAM, Solidworks, AlphaCAM, MasterCAM, UcanCAM, CASmate, PowerMILL, Aspire, Alibre, AutoCAD, Fusion360, Autodesk Inventor, Rhinoceros. 3D, ambayo inaweza kubuni 2D/3D michoro ya kutengeneza njia za zana za utengenezaji.
Programu ya CAD / CAM
Jinsi ya Kukusanya Vifaa vya Mashine ya CNC?
Jedwali la chini, gari la mhimili wa X, mhimili wa Y-axis, na gari la mhimili wa Z hutengenezwa na mashine ya kupinda yenye 1.5-2mm sahani za chuma zilizovingirwa baridi, ambazo zinaweza kuhakikisha usahihi bora wa machining. Ikiwa hakuna benders, inaweza pia kupigwa kwa mikono na nyundo ya mkono kwenye vise kubwa. Wakati wa usindikaji wa nyundo ya mkono, chuma cha pedi kinapaswa kuongezwa kwenye kazi ya kazi ili kuepuka kuacha alama za nyundo kwenye kazi ya kazi. Baada ya kuinama, umbo zaidi unahitajika. Hakuna ndege yoyote iliyopinda na kuunda pembe ya digrii 90 kwa kila mmoja. Ili kuhakikisha nafasi sahihi ya kuchomwa, ncha ya sindano ya sindano ya scribing ambayo ni sambamba na perpendicular kwa mstari wa 1 wa kuandika inapaswa kuwa nyembamba, mstari wa scribing unapaswa kuwa sahihi, na tundu la nafasi ya sampuli inapaswa kuwa makini na sahihi.
Vifaa vya Mashine vya CNC
Kwa mfano, piga shimo na kipenyo cha mm 6 kwa mara 2. Kwanza, tumia kipenyo cha mm 4 ili kuchimba shimo. Amua ikiwa shimo la kipenyo cha mm 4 ni sahihi kulingana na mstari wa nafasi ya msalaba. Ikiwa si sahihi, tumia faili tofauti za bustani ili kusahihisha. , na hatimaye ream shimo na 6mm kuchimba kidogo, ili kosa nafasi ya shimo ni ndogo.
Gantry inaweza kukatwa kwa msumeno wa mkono kutoka kwa chuma cha sakafu ya anti-tuli na unene wa ukuta wa 1.2mm kulingana na mchoro, na inaweza kuinama, kusindika na kuunda kwenye vise. Upau wa mwanga unaotumika kama reli ya mwongozo wa mhimili wa X, Y, Z 3 unahitaji uso laini na kipenyo laini cha 8-10mm. Inaweza kutatuliwa kwa kubomoa reli ya slaidi ya kichapishi cha matrix ya nukta iliyotumika na roller ya mpira ya wino kwenye cartridge ya zamani ya kichapishi cha leza. Paa 2 laini katika kila mwelekeo zinapaswa kuwa na urefu sawa na nyuso za mwisho zinapaswa kuwa gorofa. Toboa mashimo katikati ya nyuso za mwisho ili kugonga waya wa M5, na uzirekebishe nazo 5mm bolts. Kazi ya kazi lazima iwe ya usawa na ya wima, hasa baa 2 za mwanga katika kila mwelekeo lazima iwe kabisa Sambamba ni muhimu sana, huamua mafanikio au kushindwa kwa uzalishaji.
Screw ya risasi ya axes 3 ni screw ya risasi yenye kipenyo cha 6mm na lami ya 1mm. Screw hii ya risasi inaweza kutumika kukata urefu unaohitajika kutoka kwa skrubu ndefu inayouzwa kwenye duka la vifaa kwa ajili ya mapambo ya dari. Upinzani na kibali lazima iwe ndogo, na nut ni svetsade katika shimo sambamba ya gari ili kupunguza kurudi nyuma na kuboresha usahihi wa mashine ya kuchonga.
Sleeve ya sliding ni kontakt ya hose ya shaba iliyonunuliwa kwenye duka la vifaa. Inahitajika kuchagua kipenyo cha ndani kidogo kidogo kuliko kipenyo cha upau wa kuteleza, na kisha utumie kiboreshaji cha mwongozo ili kupotosha kipenyo cha ndani ili kufanana na upau wa kuteleza. Ikiwa ni lazima, safisha mhimili wa macho na sandpaper ya metallographic, kata sleeve ya kuteleza katika sehemu za urefu wa 6 mm, jumla ya sehemu 12, na kisha utumie chuma cha juu cha soldering ili kuiuza kwenye shimo linalofanana la gari. Usiweke sleeve ya sliding wakati wa kulehemu. Solder ikipenya ndani, tumia kloridi ya zinki kama flux ili kuhakikisha ubora wa kutengenezea. Wakati wa kukusanyika, tahadhari kwamba upinzani wa meza ya sliding ni ndogo na thabiti. Ikiwa upinzani ni mkubwa, sleeve ya sliding inaweza kuwashwa tena na chuma cha soldering ili kukidhi mahitaji.
Shaft ya motor stepper na fimbo ya screw huunganishwa kupitia bomba la shaba la a 6mm kipenyo cha antenna ya fimbo. Fimbo ya screw na tube ya shaba ni svetsade imara na kuhakikisha kuwa makini. Mwisho mwingine wa bomba la shaba huingizwa kwenye shimoni la motor ya stepper, na kisha kuchimba kwa usawa. Pini imeingizwa kwenye shimo ndogo ili kuitengeneza, na mwisho mwingine wa fimbo ya screw ni svetsade na nut kwenye gari.
Mashine hii ya CNC inaweza kudhibitiwa kwa urahisi kulingana na ukubwa na ukubwa wa vifaa vyake, lakini mashine nzima haipaswi kuwa kubwa sana ili kuepuka ugumu duni.
Jinsi ya kutumia mashine ya CNC?
Kabla ya usindikaji wa CNC, orodha ya programu za usindikaji inapaswa kutayarishwa mapema:
1. Kuamua utaratibu wa usindikaji wa sehemu na zana na kasi ya kukata kutumika kwa usindikaji.
2. Tambua hatua ya uunganisho wa contour ya sehemu.
3. Weka nafasi ya kuanza na kufunga kisu na nafasi ya asili ya kuratibu.
Andika maagizo ya udhibiti wa nambari yaliyowekwa kulingana na muundo wa taarifa uliowekwa, ingiza maagizo yaliyowekwa kwenye kifaa cha kudhibiti nambari kwa usindikaji (decoding, operesheni, nk), panua ishara kupitia mzunguko wa kuendesha, endesha gari la servo kutoa uhamishaji wa angular. na kasi ya angular, na kisha kubadilisha vipengele kupitia sehemu ya utekelezaji. Uhamisho wa mstari wa meza ya kazi hugunduliwa ili kutambua kulisha.
Wacha tuanze kutumia mashine ya CNC na hatua 9 kama zifuatazo.
Hatua ya 1. CNC Programming.
Kabla ya uchakataji, upangaji wa programu ya CNC unapaswa kuchanganuliwa na kukusanywa kwanza. Ikiwa programu ni ndefu au ngumu. Usiweke programu kwenye mashine ya CNC, lakini tumia mashine ya programu au programu ya kompyuta, na kisha uhifadhi nakala kwenye mfumo wa CNC wa mashine ya CNC kupitia diski ya floppy au kiolesura cha mawasiliano. Hii inaweza kuzuia kuchukua wakati wa mashine na kuongeza wakati msaidizi wa machining.
Hatua ya 2. Washa Mashine.
Kwa ujumla, nguvu kuu huwashwa kwanza, ili mashine ya CNC iwe na hali ya kuwasha. Anzisha mfumo wa CNC na kitufe cha ufunguo na chombo cha mashine kinawashwa kwa wakati mmoja, na CRT ya mfumo wa udhibiti wa CNC huonyesha habari. Hali ya uunganisho wa clam na vifaa vingine vya msaidizi.
Hatua ya 3. Weka Pointi Imara ya Marejeleo.
Kabla ya machining, anzisha data ya harakati ya kila kuratibu za mashine. Hatua hii inapaswa kufanywa 1 kwa mashine ya mfumo wa kudhibiti ongezeko.
Hatua ya 4. Anzisha CNC Programming.
Kwa mujibu wa kati ya programu (mkanda, diski), inaweza kuingizwa na mashine ya tepi, mashine ya programu au mawasiliano ya serial. Ikiwa ni programu rahisi, inaweza kuingizwa moja kwa moja kwenye paneli dhibiti ya CNC kwa kibodi, au sehemu ya ingizo kwa sehemu katika hali ya MDI kwa usindikaji wa sehemu ya mbali. Kabla ya usindikaji, asili ya kipande, vigezo vya zana, kukabiliana, na maadili mbalimbali ya fidia lazima pia iingizwe katika programu.
Hatua ya 5. Uhariri wa Programu.
Ikiwa programu iliyoingia inahitaji kurekebishwa, swichi ya uteuzi wa hali ya kufanya kazi inapaswa kuwekwa kwenye nafasi ya uhariri. Tumia kitufe cha kuhariri kuongeza, kufuta na kubadilisha.
Hatua ya 6. Ukaguzi wa Programu & Utatuzi.
Kwanza, funga chombo cha mashine na uendesha mfumo tu. Hatua hii ni kuangalia programu. Ikiwa kuna hitilafu yoyote, inahitaji kuhaririwa tena.
Hatua ya 7. Urekebishaji wa Kipande cha Kazi & Upatanisho.
Rekebisha na ulinganishe sehemu ya kazi itakayochakatwa, na uweke alama. Njia hiyo inachukua harakati ya kuongeza mwongozo, harakati inayoendelea au harakati ya gurudumu la chombo cha mashine. Weka mwanzo hadi mwanzo wa programu, na uweke kumbukumbu ya chombo.
Hatua ya 8. Anzisha Uchimbaji wa CNC.
Uchimbaji unaoendelea kwa ujumla hutumia nyongeza za programu kwenye kumbukumbu. Kiwango cha mlisho katika uchakataji wa CNC kinaweza kurekebishwa na swichi ya kiwango cha mlisho. Wakati wa uchakataji, kitufe cha kushikilia mlisho kinaweza kubonyezwa ili kusitisha harakati za mipasho ili kuona hali ya kuchakata au kufanya kipimo cha mikono. Bonyeza kitufe cha kuanza tena ili kuendelea na uchakataji. Ili kuhakikisha kuwa bakuli ni sahihi, inapaswa kuangaliwa tena kabla ya kuongeza. Wakati wa kusaga, kwa vipande vya gorofa vilivyopindika, penseli inaweza kutumika badala ya chombo cha kuchora muhtasari wa sehemu kwenye karatasi, ambayo ni angavu zaidi. Ikiwa mfumo una njia ya chombo, kazi ya kuiga inaweza kutumika kuangalia usahihi wa programu.
Hatua ya 9. Zima Mashine.
Baada ya kuongeza, kabla ya kuzima nguvu, makini na kuangalia hali ya mashine ya CNC na nafasi ya kila sehemu ya mashine. Zima nguvu ya mashine kwanza, kisha uzima nguvu ya mfumo, na hatimaye uzima nguvu kuu.
Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara
Ni aina ngapi za mashine za CNC zinaweza kujengwa na wewe mwenyewe?
Aina za kawaida za mashine za CNC zitakazotengenezwa na wewe mwenyewe ni pamoja na vipanga njia vya CNC, lathes za CNC, vinu vya CNC, visagia vya CNC, vichimbaji vya CNC, leza za CNC, na vikata plasma vya CNC.
Je, ni gharama gani kujenga vifaa vya mashine ya CNC?
Gharama ya vifaa vya mashine ya DIY CNC ni pamoja na kompyuta, bodi ya kudhibiti, sehemu za mashine na vifaa. Gharama nyingi hujilimbikizia kwenye maunzi, ambayo inategemea usahihi uliohitaji kwako mpango wa usindikaji wa CNC, na gharama ya wastani iko chini. $1, 000.
Je, mashine ya CNC inaweza kufanya nini?
Mashine za CNC zinaweza kufanya kusaga, kugeuza, kukata, kuchonga, kuchora, kuweka alama, kusaga, kupinda, kuchimba visima, kusafisha, kulehemu kwa chuma, mbao, plastiki, povu, kitambaa na mawe.
Jinsi ya kuchagua motor spindle?
Spindle motor ndio sehemu ya msingi ya mashine za CNC. Inahitajika kununua injini inayofaa ya spindle kwa ajili ya mipango yako ya biashara, yote inategemea vifaa unavyotengeneza na usahihi unaohitajika kwa miradi yako.
Jinsi ya kuchagua mfumo wa maambukizi?
Moja ni kama kuchagua screw au screw mpira kwa ajili ya uchaguzi wa mfumo wa maambukizi. Hapa mimi kwa kweli zinaonyesha kuwa ni bora zaidi kuchagua screw mpira. Ingawa mimi hutumia skrubu ya risasi, bado ninapendekeza kuchagua skrubu ya mpira. Screw ya mpira ina usahihi wa juu na hitilafu ndogo ya mzunguko. Na katika mchakato wa maambukizi, sauti ni ndogo sana. Mchakato wa maambukizi ya screw ni msuguano kati ya chuma na chuma. Ingawa sauti si kubwa sana, hitilafu ya mzunguko itakuwa kubwa na kubwa baada ya muda wa msuguano kuwa mrefu.
Jinsi ya kuchagua motor stepper?
Kwa muda mrefu kama mashine ya CNC inafanya kazi, motor stepper inafanya kazi. Ikiwa motor haijachaguliwa kwa uangalifu, basi 1 motor ni rahisi sana kwa joto. Motor ni moto wakati mashine inapoanza kufanya kazi, ambayo haipaswi kuwa tunayotaka. Torque ya motor pia ni shida kuzingatiwa, na ni rahisi kupoteza hatua ikiwa torque haitoshi. Kwa hiyo usiwe na tamaa wakati wa kuchagua motor stepper.
Inaonya
Ikiwa unajenga kipanga njia cha bei nafuu cha CNC, au kutengeneza bajeti bora ya mashine ya lathe ya CNC, hata kufanya kazi na DIY mashine ya kusaga ya CNC ya bei nafuu, tahadhari ya 1 ni usambazaji wa umeme wa mashine ya CNC. Kuna motors 3 za kuzidisha na motor moja ya spindle kwenye mashine. Kwa hiyo, sasa ya mashine ya CNC ni kubwa sana katika mchakato wa matumizi. Wakati ununuzi wa umeme wa DC, umeme wa DC na sasa uliopimwa mkubwa unapaswa kununuliwa. Kiashiria cha kasi ya motor spindle ni voltage ya usambazaji wa umeme wa DC. Ya juu ya voltage, kasi ya kasi ya juu ya spindle inaweza kuzunguka, hivyo voltage haiwezi kuwa ndogo sana.
Kwa muhtasari, ninapendekeza kwamba voltage iliyokadiriwa ya mashine ya CNC iliyotengenezwa kibinafsi ni karibu 30V na sasa iliyokadiriwa ni angalau. 10A ili kuhakikisha uendeshaji wa kawaida wa mashine. Voltage ya 30V hutumiwa hasa kwenye motor spindle, na motor stepper haina haja ya vile high voltage. Kwa sababu motor stepper inaendeshwa na screw, torque bado inaweza kuwa kubwa hata kwa voltage ndogo. Kwa hivyo ninapendekeza kuwa 12V tu inatosha kwa voltage inayotolewa kwa motor ya stepper. Motor stepper hutumia 12V, lakini voltage iliyotolewa na usambazaji wa umeme wa DC ni 30V. Hapa, transformer inahitaji kutumika. Nguvu ya transformer hii inapaswa kuwa ya juu. Ya sasa ya motors 3 stepper lazima kupita katika transformer hii. Utoaji wa joto wa transformer hauwezi kuendelea, na kusababisha kizazi kikubwa cha joto.
