Hoe maak je een DIY CNC-machine?

Naast hout, kunststof en composiet verwerken computer numerieke besturing (CNC) machines perfect non-ferro metalen, en zelfs werkende (technische) staalsoorten. Dergelijke apparatuur is gemaakt als een frees- en graveermachine - en wordt aangevuld met een lasergraveerpistool dat hout en staal kan verbranden.

Voordat u zich voorbereidt op de montage van een freesmachine of lasergraveermachine, beslissen over de vereisten, die door ervaren vakmensen niet over het hoofd worden gezien.

Allereerst het lichaam (frame, bed) moet voldoende stijfheid hebben, omdat de mechanische kracht die op het onderdeel wordt uitgeoefend tijdens het draaien, boren, snijden van technologische gaten in het werkstuk aanzienlijk is.

De bewerking van onderdelen moet de nauwkeurigheid en duidelijkheid hebben die in een specifieke specificatie wordt vermeld. Niets weerhoudt u ervan Chinese kant-en-klare componenten te bestellen, maar de basis is meestal gemaakt van geïmproviseerde middelen.

Onderdeelgrootte is ook van belang... Het is irrationeel om een ​​\u200b\u200bmachine te monteren die de hele werkbank op een tafelblad met een oppervlakte van 2 m2 zal bezetten, wanneer het de bedoeling is om kleine onderdelen, reserveonderdelen voor mechanismen en apparaten te groeven.

Nadat ze deze drie taken hebben opgelost, bereiden ze de nodige materialen en gereedschappen voor.

• Voor de vervaardiging van de machinebehuizing voor hout is een massief houten plaat, MDF- of spaanplaatprofielplaat of multiplex geschikt. Dit laatste heeft, samen met massief hout, de grootste sterkte. Maar voor een metalen machine is er geen beter ontwerp dan staal.

• De spindelmotor voor hout mag niet meer dan 2 kW vermogen hebben. Om langdurige technologische onderbrekingen om de 15 minuten te voorkomen, is het raadzaam om de spindelmotor uit te rusten met een radiator-water-warmteafvoersysteem.

• De elektrische module van de omvormer is afgestemd op het motorvermogen. Vanwege de betrouwbaarheid en alomtegenwoordigheid van stappenmotoren, wordt het "motor-driver" -systeem gebruikt. De driverkaart genereert pulserende of wisselstromen die ervoor zorgen dat de motoras onder een bepaalde hoek draait of meerdere volledige omwentelingen maakt. Drie stappenmotoren zorgen voor beweging van werkstukken langs alle drie de coördinaatassen.

• De kabelgoot is geplaatst om de bedrading te beschermen tegen onbedoelde schade tijdens het gebruik - de aandrijving en het podium worden vaak veel verplaatst.

Andere componenten zijn een freesklem (snijkop), een koelslang, kogellagersets, een koppeling (brengt een soepele rit over van een stappenmotor en zorgt voor uitlijning met een tandwielkast langs de as), frezen, hardware, een waterpomp (pomp), noppen. Als gereedschap heb je nodig:

• lasapparaat van het invertertype met een aantal elektroden;

• slijpmachine met een set snijschijven voor metaal en hout;

• universele schroevendraaier met een set sproeiers;

• hamer, tang, universele verstelbare sleutels (minstens twee);

• soldeerbout, hars, soldeer, soldeervloeimiddel;

• Schaar en tang.

Verbruiksartikelen - elektrische tape, universele lijm (timmerwerk, epoxy en / of "Moment-1"), rubberen afdichtmiddel, fum-tape.

Ambachtslieden maken voor hen frezen op basis van cd's en schijven. Met behulp van deze componenten krijgt de gebruiker een zeer compacte machine.

De algemene stapsgewijze montage-instructies omvatten de volgende fasen.

1. Zoek of maak een tekening - montage-instructies, waarin alle fasen, inclusief de lay-out van elektrische en elektronica, in detail worden beschreven. Voor het maken van een tekening wordt gebruik gemaakt van softwaretools zoals Autocad of Visio.

2. Na aanschaf van de benodigde componenten vormt de meester het bed. Het wordt niet aanbevolen om het te monteren voordat u deze reserveonderdelen aanschaft - de afmetingen komen niet overeen met de configuratie van het toekomstige apparaat.

3. Installatie en afstelling van de spindeleenheid met de hoofdmotor. Op de motor is een koelsysteem geïnstalleerd. Om lekken te elimineren, wordt een afdichtmiddel gebruikt - na uitharding verandert het in een soort rubber.

4. Installatie van elektrische bedrading en kabels, bedieningspaneel, noodstopknop van de machine.

5. Plaatsing en aansluiting van het elektronische bord (microcontroller). U kunt bijvoorbeeld een elektronische module zoals KY-2012 gebruiken - een vijfassige CNC-controller voor een stappenmotordriver met een DB-25-kabel. De meeste gebruikers geven de voorkeur aan microcontrollers van het merk Arduino.

6. Het werk van de geassembleerde machine testen, elektronische versies downloaden van tekeningen van toekomstige werkstukken, die op deze machine zullen worden gemaakt.

Als de techniek goed werkt, kun je een productieplan ontwikkelen, er materialen en verbruiksgoederen voor aanschaffen en "on-stream" gaan - om de eerste (proef)batch onderdelen vrij te geven.

Een zelf-geassembleerde CNC-machine vereist een minimum aan fouten en ongewenste misrekeningen. Een zelfgemaakte unit, ook al is deze gemaakt om uitsluitend aan hout en kunststof te werken, vereist een grondige benadering van ontwerp en montage. Het project is dus klaar - het enige dat overblijft is om het in de praktijk te brengen.

Het bed, het voedingscircuit, de aandrijving met de hoofdmotor, de objecttafel met stappenmotoren in werking mogen elkaar niet storen. Niet minder belangrijke componenten zijn de noodstopknop en de afstandsbediening met knoppen die de spilsnelheid schakelen.

Installeer de onderdelen waarmee u de verplaatsing van het podium langs de abscis en ordinaat-assen kunt aanpassen.

Monteer de spindel. Het wordt pas geplaatst na volledige voltooiing van het werk aan het lichaam (zonder de zijwanden en achterwand te monteren). Laat bij het installeren van de motor de mogelijkheid open om deze aandrijving in de hoogte en strikt verticaal te verplaatsen.

Andere componenten zijn onder meer een spiraalvormig tandwiel met tandwielen op de poelies en riem... Deze verbinding voorkomt dat de riem op de poelies glijdt. Uniforme overdracht van koppel is vrijwel gegarandeerd.

Bij gebruik van een stappenmotor voor een miniatuurmachine worden wagencomponenten van een grote printer gebruikt. Hoe ouder het model in het bouwjaar is, hoe krachtiger de stappenmotor erin werd gebruikt. Een dot-matrixprinter wordt als een groot succes beschouwd: het is meer dan laser- en inkjetmodellen, geschikt voor aanpassing aan zo'n machine. Een machine met drie assen heeft respectievelijk drie van deze motoren nodig. Als u ze niet alleen kunt vinden (met behulp van oude afdrukapparatuur), gebruik dan stappenmotoren van het Chinese merk Nema - u hoeft alleen maar te wachten tot de bestelling wordt geleverd van 10 tot 100 dagen, en dergelijke motoren zijn ontworpen voor een spanning van 12 volt en een stroomsterkte tot enkele ampères.

Door gebruik te maken van roterende tandwielen (gereedschapsstalen wielen), kunt u het koppel omzetten in lineair koppel. Kogelschroefparen (Ball Screws) kunnen worden gebruikt voor maximale nauwkeurigheid, maar dergelijke onderdelen zijn geen goedkope oplossing. Gebruik moeren en bevestigingsbouten om de blokken te installeren, voorzie ze van plastic afstandhouders om wrijving te verminderen en speling te verminderen.

Voor de spindel kan elke geborstelde of borstelloze motor worden gebruikt.

De verticale hub, waardoor het gereedschap in drie coördinaten kan bewegen, werkt binnen de coördinatentabel. De as is gemaakt in de vorm van een aluminium staaf. De afmetingen van dit onderdeel moeten overeenkomen met de afmetingen van de machine.

De montage van het werkende mechanische deel begint met het bevestigen van de eerste stappenmotoren aan het frame.... Ze bevinden zich achter de verticale as. Deze motoren zijn verantwoordelijk voor horizontale en verticale beweging. Het mobiele portaal, dat langs de as van de abscis beweegt, draagt ​​de spindelaandrijving en de steun (de as die de hoogte van het werkpunt bepaalt). Hoe hoger het portaal wordt geplaatst, hoe dikkere delen de meester bij het draaien rekent. Het nadeel van een verhoogd portaal is instabiliteit ten opzichte van verhoogde uitgeoefende kracht.

Gebruik alle platen behalve de zijplaten om de stappenmotor, die verantwoordelijk is voor de hoogtecoördinaten, en de rechte rails vast te zetten. Installeer de spilbasis op dezelfde plaats.

Om de rotor van de spindelmotor met een haarspeld te bevestigen, gebruikt u een rubberen wikkeling van een elektrische kabel met een vrij brede doorsnede. Schroeven die in de nylon huls worden gestoken, hebben ook vergrendelingseigenschappen.

Metalen en hout bij de vervaardiging van de koffer kunnen met elkaar worden gecombineerd. Zo wordt de hoofd(draag)constructie samengesteld uit professionele buizen met een wanddikte van 3 mm en kunnen de zijwanden (afdekkingen, panelen) van multiplex worden gemaakt. Maar het draagframe kan niet worden gemonteerd zonder lastechnologie - alleen boutverbindingen zijn misschien niet genoeg.

De machine krijgt de ultieme sterkte die in de tekening wordt aangegeven, alleen dankzij het frame... Een beweegbare objecttafel, een spindelaandrijving, stappencoördinaatmotoren, railachtige geleiders en een verticale coördinatenas zijn erop geïnstalleerd.

Een stalen frame is vele malen beter, maar kan ook voortijdig beschadigd raken. Gebruik T-moeren om te voorkomen dat framedelen uit elkaar trekken. Boutverbindingen passen echter goed bij gelaste verbindingen. De eindplaten zorgen voor de installatie van lagers waarmee de loden bout vrij langs zijn schroefdraad kan draaien. Hier worden slede en lager op de spil gebruikt.

Voor de goede werking van de programma-eenheid worden hoogwaardige radiomaterialen en radiocomponenten gebruikt. Chinese printplaten van twijfelachtige kwaliteit moeten worden vermeden. Het doel van de montage is om een ​​nauwkeurige werking te bereiken, zonder dat de software tijdens het gebruik vastloopt en reset.

Naast stappenmotoren die worden aangestuurd door elektronische drivermodules, wordt ook een USB-poort gebruikt, waarvan de conversie van signalen bijvoorbeeld plaatsvindt met behulp van een adaptermodule op basis van RS-485-technologie, die ook gegevens terug naar USB-formaat converteert.

Selecteer degene die je nodig hebt - alle apparatuur werkt erop. Moderne microprocessormodules werken bijvoorbeeld op 3,3 V en stappenmotoren - vanaf 12.

Een pc of laptop wordt gebruikt om het programma naar de CNC-eenheid te laden / overschrijven. Onlangs zijn er pogingen ondernomen om een ​​extra microcomputer ter grootte van een of meer flashdrives te gebruiken om de machine te besturen, in interactie met smartphones en tablets via Wi-Fi of Bluetooth, maar deze technologie bevindt zich nog in de ontwikkelingsfase op lange termijn en , verwijst eerder naar "slimme dingen".

• Geen enkele verstandige vakman kan zelfs een uiterst eenvoudige machine in elkaar zetten zonder een project met een tekening.
• Pas de spindelaandrijving en frequentieomvormer correct aan.
• Gebruik geen stappenmotoren met een niet-standaard voeding, anders moet u een niet-standaard voedingsbron installeren of een van de bestaande aanpassen. Dit zal de laatste instelling opzij duwen, compliceren het.
• Gebruik niet alleen lasverbindingen - bij extreme trillingen zullen ze gewoon breken.
• Gebruik geen glijdende riemaandrijving: de aanzienlijke kracht kan leiden tot veelvuldig slippen van de riemen.
• Koop lagers en schroeven met een drievoudige veiligheidsfactor.

Hoe u een CNC-machine met uw eigen handen maakt, zie hieronder.