מכונת כרסום cnc תוצרת בית מפרופיל פלדה. מכונת כרסום CNC תוצרת בית: הרכבה עשה זאת בעצמך

וכך, במסגרת ההוראה-מאמר הזה, אני רוצה שתכינו יחד עם כותב הפרויקט, מכונאי ומעצב בן 21, בעצמכם. הקריינות תתנהל בגוף ראשון, אבל דעו שלצערי הרב, אני לא חולק את הניסיון שלי, אלא רק מספר מחדש בחופשיות את מחבר הפרויקט הזה.

יהיו הרבה ציורים במאמר זה, הערות אליהם נרשמות על שפה אנגלית, אבל אני בטוח שטכנאי אמיתי יבין הכל בלי מילים נוספות. כדי להקל על ההבנה, אחלק את הסיפור ל"צעדים".

הקדמה מאת המחבר

כבר בגיל 12 חלמתי לבנות מכונה שתצליח ליצור דברים שונים. מכונה שתיתן לי את היכולת להכין כל פריט ביתי. שנתיים לאחר מכן, נתקלתי בביטוי CNCאו ליתר דיוק, לביטוי "מכונת כרסום CNC". אחרי שגיליתי שיש אנשים שיכולים לייצר מכונה כזו לבד לצרכיהם, במוסך משלהם, הבנתי שגם אני יכול לעשות את זה. אני חייב לעשות את זה! במשך שלושה חודשים ניסיתי לאסוף את החלקים הנכונים, אבל לא זזתי. אז האובססיה שלי התפוגגה בהדרגה.

באוגוסט 2013, הרעיון של בניית מכונת כרסום CNC עסק בי מחדש. בדיוק סיימתי את התואר הראשון באוניברסיטה לעיצוב תעשייתי, אז הייתי די בטוח ביכולות שלי. עכשיו הבנתי בבירור את ההבדל ביני היום לביני לפני חמש שנים. למדתי איך לעבוד עם מתכת, שלטתי בטכניקות של עבודה על מכונות עיבוד מתכת ידניות, אבל הכי חשוב, למדתי איך להשתמש בכלי פיתוח. אני מקווה שהמדריך הזה ייתן לך השראה ליצור מכונת CNC משלך!

שלב 1: עיצוב ומודל CAD

הכל מתחיל בעיצוב מתחשב. עשיתי מספר סקיצות כדי לקבל תחושה טובה יותר לגבי הגודל והצורה של המכונה העתידית. לאחר מכן יצרתי מודל CAD באמצעות SolidWorks. לאחר שדגמתי את כל החלקים והמכלולים של המכונה, הכנתי שרטוטים טכניים. השתמשתי בציורים האלה לייצור חלקים במכונות עיבוד מתכת ידניות: ו.

למען האמת, אני אוהב כלים שימושיים טובים. לכן ניסיתי לוודא שהפעולות ימשיכו תחזוקהוהתאמת המכונה נעשתה קלה ככל האפשר. הנחתי את המיסבים בבלוקים מיוחדים על מנת שאוכל להחליף במהירות. המדריכים ניתנים לשירות כך שהמכונית שלי תמיד תהיה נקייה בסיום העבודה.

הורדות "שלב 1"

ממדים

שלב 2: מיטה

המיטה מספקת למכונה את הקשיחות הדרושה. הוא יצויד בפורטל נייד, מנועי צעד, ציר Z וציר, ובהמשך משטח העבודה. השתמשתי בשני פרופילי אלומיניום של Maytec בגודל 40x80 מ"מ ושתי לוחות קצה אלומיניום בעובי 10 מ"מ כדי ליצור את מסגרת הבסיס. חיברתי את כל האלמנטים זה לזה בפינות אלומיניום. כדי לחזק את המבנה בתוך המסגרת הראשית, הכנתי מסגרת מרובעת נוספת מפרופילים של חתך קטן יותר.

על מנת למנוע אבק על המסילות בעתיד, התקנתי פינות הגנה מאלומיניום. הזווית מותקנת באמצעות אגוזי T, המותקנים באחד החריצים של הפרופיל.

שני לוחות הקצה מצוידים בלוקי מיסבים להרכבת בורג ההנעה.

מכלול מסגרת מנשא

פינות להגנה על המסילות

הורדות "שלב 2"

ציורים של האלמנטים העיקריים של המיטה

שלב 3: פורטל

הפורטל הניתן להזזה הוא הגוף המנהלי של המכונה שלך, הוא נע לאורך ציר X ונושא את ציר הכרסום ואת תמיכת ציר Z. ככל שהפורטל גבוה יותר, כך חתיכת העבודה שתוכל לעבד עבה יותר. עם זאת, גב גבוה פחות עמיד לעומסים המתרחשים במהלך העיבוד. עמודי הצד הגבוהים של הפורטל פועלים כמנופים ביחס למיסבים המתגלגלים הליניאריים.

המשימה העיקרית שתכננתי לפתור במכונת כרסום CNC שלי הייתה עיבוד חלקי אלומיניום. מכיוון שהעובי המקסימלי של חלוקי אלומיניום המתאימים לי הוא 60 מ"מ, החלטתי להפוך את מרווח הפורטל (המרחק ממשטח העבודה לקורה הצולבת העליונה) שווה ל-125 מ"מ. ב-SolidWorks המרתי את כל המידות שלי לדגם ולשרטוטים טכניים. בגלל מורכבות החלקים, עיבדתי אותם במרכז עיבוד CNC תעשייתי, מה שבנוסף אפשר לי לעבד שיפועים, מה שיהיה קשה מאוד לעשות במכונת כרסום מתכת ידנית.

הורדות "שלב 3"

שלב 4: קליפר ציר Z

בעיצוב ציר Z, השתמשתי בפאנל קדמי שמתחבר למיסבי ציר ה-Y, שתי לוחות לחיזוק המכלול, פלטה להרכבת מנוע הצעד, ופאנל להרכבת ציר הכרסום. בלוח הקדמי התקנתי שני מובילי פרופיל שלאורכם הציר ינוע לאורך ציר Z. שימו לב שלבורג ציר Z אין תמיכה נגדית בתחתית.

הורדות "שלב 4"

שלב 5: מדריכים

מדריכים מספקים יכולת תנועה לכל הכיוונים, מבטיחים תנועות חלקות ומדויקות. כל משחק באחד הכיוונים עלול לגרום לאי דיוקים בעיבוד המוצרים שלכם. בחרתי באופציה היקרה ביותר - מסילות פלדה מוקשחות צדודיות. זה יאפשר למבנה לעמוד בעומסים גבוהים ולספק את דיוק המיקום שאני צריך. כדי להבטיח שהמדריכים מקבילים, השתמשתי במחוון מיוחד במהלך ההתקנה שלהם. הסטייה המקסימלית ביחס זה לזה הייתה לא יותר מ-0.01 מ"מ.

שלב 6: ברגים וגלגלות

ברגים ממירים תנועה סיבובית ממנועי צעד לתנועה ליניארית. בעת תכנון המכונה שלך, אתה יכול לבחור מבין מספר אפשרויות עבור מכלול זה: זוג ברגים אומיים או זוג ברגים כדוריים (בורג כדורי). אום הבורג, ככלל, נתון ליותר כוחות חיכוך במהלך הפעולה, והוא גם פחות מדויק ביחס לבורג הכדורי. אם אתה צריך דיוק מוגבר, אז אתה בהחלט צריך לבחור בורג כדור. אבל אתה צריך לדעת כי ברגים כדוריים הם די יקרים.

ניתן לענות בקצרה על השאלה איך מייצרים מכונת CNC. בידיעה שמכונת כרסום CNC תוצרת בית, באופן כללי, היא מכשיר מורכב עם מבנה מורכב, רצוי למעצב:

• לקבל ציורים;
• לרכוש רכיבים ומהדקים אמינים;
• להכין כלי טוב;
• יש מחרטת CNC ומקדחה בהישג יד לייצור מהיר.

לא מזיק לצפות בסרטון - מעין הדרכה, הוראה - מאיפה להתחיל. ואתחיל בהכנה, אקנה את כל מה שאני צריך, אעסוק בציור - כאן פתרון נכוןמעצב מתחיל. בגלל זה שלב ההכנה, לפני ההרכבה, חשוב מאוד.

עבודות של שלב ההכנה

להכנת CNC תוצרת בית לטחינה, ישנן שתי אפשרויות:

1. אתה לוקח סט חלקים מוכן (יחידות שנבחרו במיוחד), ממנו אנו מרכיבים את הציוד בעצמנו.
2. מצא (עשה) את כל הרכיבים והתחיל להרכיב את מכונת ה-CNC במו ידיך, שתענה על כל הדרישות.

חשוב להחליט על המטרה, הגודל והעיצוב (איך מסתדרים בלי שרטוט של מכונת CNC תוצרת בית), למצוא תוכניות לייצור שלה, לרכוש או לייצר חלק מהחלקים הדרושים לכך, לרכוש ברגי עופרת .

אם מתקבלת החלטה ליצור מכונת CNC במו ידיך ולהסתפק בלי סטים מוכנים של רכיבים ומנגנונים, מחברים, אתה צריך את התוכנית המורכבת לפיה המכונה תעבוד.

בדרך כלל, לאחר שמצאו דיאגרמה סכמטית של המכשיר, הם תחילה מדגמים את כל פרטי המכונה, מכינים שרטוטים טכניים, ולאחר מכן משתמשים בהם במכונות סיבוב וכרסום (לפעמים צריך להשתמש במכונת קידוח) כדי ליצור רכיבים מדיקט או אֲלוּמִינְיוּם. לרוב, משטחי עבודה (נקראים גם שולחן עבודה) הם דיקט בעובי של 18 מ"מ.

הרכבה של כמה מרכיבי מכונה חשובים

במכונה שהתחלת להרכיב במו ידיך, יש צורך לספק מספר צמתים קריטיים המבטיחים את התנועה האנכית של כלי העבודה. ברשימה זו:

• העברת בורג - הסיבוב מועבר באמצעות חגורת שיניים. זה טוב כי זה לא מחליק על הגלגלות, ומעביר באופן שווה כוחות לפיר ציוד כרסום;
• אם מנוע צעד (SM) משמש למיני-מכונה, רצוי לקחת כרכרה מדגם מדפסת גדול יותר - חזק יותר; למדפסות מטריקס ישנות היו מנועים חשמליים חזקים למדי;

• עבור מכשיר עם שלוש קואורדינטות, אתה צריך מנועים שלושה צעדים. ובכן, אם יש 5 חוטי בקרה בכל אחד, הפונקציונליות של המיני-מכונה תגדל. כדאי להעריך את גודל הפרמטרים: מתח אספקה, התנגדות מתפתל וזווית הסיבוב של מנוע הצעד בשלב אחד. כדי לחבר כל מנוע צעד, יש צורך בבקר נפרד;
• בעזרת ברגים, התנועה הסיבובית ממנוע הצעד מומרת ללינארית. כדי להשיג דיוק גבוה, רבים רואים צורך בברגים כדוריים (ברגים כדוריים), אך רכיב זה אינו זול. בעת בחירת סט של אגוזים וברגים הרכבה עבור בלוקים הרכבה, הם נבחרים עם מוסיף פלסטיק, זה מפחית את החיכוך ומבטל גב;

• במקום מנוע צעד, אתה יכול לקחת מנוע חשמלי רגיל, לאחר עידון קטן;
• הציר האנכי שמניע את הכלי בתלת מימד, המכסה את כל טבלת ה-XY. הוא עשוי מלוח אלומיניום. חשוב שמידות הציר יהיו מותאמות למידות המכשיר. בנוכחות תנור מופל ניתן ליצוק את הציר לפי מידות השרטוטים.

להלן ציור שנעשה בשלוש הקרנות: צד, אחורי ומבט מלמעלה.

מקסימום תשומת לב - מיטה

הקשיחות הדרושה למכונה מסופקת על ידי המסגרת. מותקנים עליו פורטל נייד, מערכת מובילי מסילה, מנוע צעד, משטח עבודה, ציר Z וציר.

לדוגמה, אחד היוצרים של מכונת CNC מתוצרת עצמית יצר את המסגרת התומכת מפרופיל האלומיניום Maytec - שני חלקים (חתך 40x80 מ"מ) ושתי לוחות קצה בעובי 10 מ"מ מאותו חומר, המחברים את האלמנטים עם פינות אלומיניום. העיצוב מחוזק, בתוך המסגרת עשויה מסגרת מפרופילים קטנים יותר בצורת ריבוע.

המיטה מותקנת ללא שימוש במפרקים מרותכים (ריתוכים אינם מסוגלים לעמוד בעומסי רטט). עדיף להשתמש באגוזי T כמחברים. על לוחות הקצה מסופק בלוק נושא להתקנת בורג ההובלה. תצטרך מיסב רגיל ומסב ציר.

האומן קבע שהמשימה העיקרית של מכונת ה-CNC העשויה ביד היא ייצור חלקי אלומיניום. מאחר וחלקי עבודה בעובי מרבי של 60 מ"מ התאימו לו, הוא ביצע מרווח פורטל של 125 מ"מ (זהו המרחק מהקורה הרוחבית העליונה למשטח העבודה).

תהליך ההתקנה הקשה הזה

לאסוף cnc תוצרת ביתמכונות, לאחר הכנת הרכיבים, עדיף אך ורק לפי הציור כדי שיעבדו. תהליך ההרכבה, באמצעות ברגים עופרת, צריך להתבצע ברצף הבא:

• בעל מלאכה בקיא מתחיל בחיבור שני המנועים הראשונים לגוף - מאחורי הציר האנכי של הציוד. האחד אחראי לתנועה האופקית של ראש הכרסום (מובילי מסילה), והשני לתנועה במישור האנכי;
• משקוף נע הנעים לאורך ציר ה-x נושא את ציר הכרסום והכרכרה (ציר z). ככל שהפורטל גבוה יותר, כך ניתן לעבד את חומר העבודה גדול יותר. אבל בפורטל גבוה, בתהליך העיבוד, ההתנגדות לעומסים המתעוררים פוחתת;

• לוחות קדמיים, אחוריים, עליונים, אמצעיים ותחתונים משמשים לחיזוק מנועי צעד של ציר Z, מדריכים ליניאריים. באותו מקום, צור מקום לציר הכרסום;
• הכונן מורכב מאומים וחתיכים שנבחרו בקפידה. כדי לתקן את ציר המנוע ולחבר אותו לחתך, השתמש בפיתול הגומי של כבל חשמלי עבה. ברגים המוכנסים לשרוול הניילון יכולים לשמש כמחזיק.

ואז מתחילה ההרכבה של שאר הרכיבים והמכלולים של התוצרת הביתית.

אנו מרכיבים את המילוי האלקטרוני של המכונה

כדי ליצור מכונת CNC במו ידיך ולשלוט בה, אתה צריך לפעול עם בקרה מספרית שנבחרה כהלכה, באיכות גבוהה מעגלים מודפסיםורכיבים אלקטרוניים (במיוחד אם הם סיניים), שיאפשרו לך ליישם את כל הפונקציונליות במכונת CNC, לעבד חלק מתצורה מורכבת.

על מנת למנוע בעיות בניהול, למכונות CNC תוצרת בית, בין הצמתים, יש את החובה הבאות:

• מנועי צעד, חלקם עצרו כמו נמה;
• יציאת LPT שדרכה ניתן לחבר את יחידת בקרת CNC למכונה;
• מנהלי התקנים לבקרים, הם מותקנים על מכונת כרסום מיני, המחוברת בהתאם לתרשים;

• לוחות מיתוג (בקרים);
• יחידת אספקת חשמל 36V עם שנאי מטה הממיר ל-5V כדי להפעיל את מעגל הבקרה;
• מחשב נייד או PC;
• כפתור עצירת חירום.

רק לאחר מכן נבדקות מכונות ה-CNC (במקביל, בעל המלאכה יבצע בדיקה באמצעות הורדת כל התוכנות), החסרונות הקיימים מזוהים ומבוטלים.

במקום מסקנה

כפי שאתה יכול לראות, יצירת CNC שאינו נחות מדגמים סיניים היא אמיתית. לאחר הכנת סט חלקי חילוף עם המידה הנכונה, בעל מיסבים איכותיים ומספיק מחברים להרכבה, משימה זו היא בסמכותם של מי שמתעניין בהנדסת תוכנה. לא ייקח הרבה זמן למצוא דוגמה.

בתמונה למטה - כמה דוגמאות של מכונות עם שליטה מספרית, אשר מיוצרים על ידי אותם בעלי מלאכה, לא בעלי מקצוע. אף חלק לא נעשה בחופזה, בגודל שרירותי, אלא התאמה לבלוק בדיוק רב, תוך יישור מוקפד של הצירים, באמצעות ברגים עופרת איכותיים ועם מיסבים אמינים. האמירה נכונה: כפי שאתה אוסף, כך אתה תעבוד.

ב-CNC, עיבוד של ריק duralumin מבוצע. מכונה כזו, אשר הורכבה על ידי בעל מלאכה, יכולה לבצע הרבה עבודות כרסום.

יש הרבה סיפורים דומים ברשת, ואני כנראה לא אפתיע אף אחד, אבל אולי המאמר הזה יהיה שימושי למישהו. הסיפור הזה התחיל בסוף 2016, כשחבר שלי, שותף בפיתוח וייצור של ציוד בדיקה, ואני צברנו סכום כסף מסוים. כדי לא סתם לבזבז כסף (העסק צעיר), הם החליטו להשקיע בעסק, ולאחר מכן עלה בראש הרעיון של ייצור מכונת CNC. כבר היה לי ניסיון בבנייה ועבודה עם ציוד מסוג זה, ותחום הפעילות העיקרי שלנו הוא עיצוב ועיבוד מתכת, שליוו את הרעיון של בניית מכונת CNC.

אז החלה התנועה, שנמשכת עד היום...

הכל המשיך מלימוד פורומים המוקדשים לנושאי CNC ובחירת הקונספט הבסיסי של עיצוב המכונה. לאחר שהחליט בעבר על החומרים לעיבוד במכונה העתידית ובשדה העבודה שלה, הופיעו סקיצות הנייר הראשונות, שהועברו לאחר מכן למחשב. בסביבה של מידול תלת מימדי KOMPAS 3D, המכונה הומחשה והחלה לרכוש פרטים וניואנסים קטנים יותר, שהתבררו כיותר ממה שהיינו רוצים, שאת חלקם אנו פותרים עד היום.

אחת ההחלטות הראשוניות הייתה לקבוע את החומרים המעובדים במכונה ואת מידות שדה העבודה של המכונה. לגבי החומרים, הפתרון היה די פשוט - זה היה עץ, פלסטיק, חומרים מרוכבים ומתכות לא ברזליות (בעיקר דוראלומין). מכיוון שיש לנו בעיקר מכונות לעיבוד מתכת בייצור שלנו, לפעמים נדרשת מכונה שתעבד במהירות חומרים שקל למדי לעבד בנתיב מעוקל, והדבר יוזיל בהמשך את עלות הייצור של חלקים שהוזמנו. החל מהחומרים הנבחרים, מסופקים בעיקר באריזת גיליונות, עם גדלים סטנדרטיים 2.44x1.22 מטר (GOST 30427-96 עבור דיקט). עיגול מידות אלו הגיע לערכים הבאים: 2.5x1.5 מטר, סביבת עבודהבהחלט, למעט גובה הכלי, ערך זה נבחר מסיבות של האפשרות להתקין סגמנט והניח שלא יהיו לנו חלקי עבודה בעובי מ-200 מ"מ. לקחנו בחשבון גם את הרגע, אם יש צורך לעבד את פני הקצה של כל חלק יריעה ארוך מ-200 מ"מ, לשם כך הכלי עובר מעבר לממדים של בסיס המכונה, והחלק / חומר העבודה עצמו מחובר לקצה צד הבסיס, ובכך יכול להתבצע עיבוד פני הקצה של החלק.

עיצוב מכונההוא בסיס מסגרת טרומי מצינור הפרופיל ה-80 עם דופן של 4 מ"מ. משני צידי אורך הבסיס קבועים מדריכים מתגלגלים בגודל סטנדרטי 25, עליהם מותקן פורטל, עשוי בצורה של שלושה מולחמים זה לזה. צינורות פרופילבגודל זהה לבסיס.

המכונה היא בארבעה צירים וכל ציר מונע על ידי בורג כדורי. שני צירים ממוקמים במקביל לאורך הצד הארוך של המכונה, מזווגים על ידי תוכנה וקשורים לקואורדינטת X. בהתאם לכך, שני הצירים הנותרים הם קואורדינטות Y ו-Z.

למה התפשרנו על מסגרת טרומית: בתחילה הם רצו ליצור מבנה מרותך גרידא עם יריעות מרותכות מוטבעות לכרסום, התקנת מובילים ותומכי בורג כדורי, אבל הם לא מצאו מכונת כרסום גדולה מספיק לכרסום. הייתי צריך לצייר מסגרת טרומית כדי שאוכל לעבד את כל הפרטים בעצמי במכונות עיבוד המתכת הקיימות בייצור. כל חלק שנחשף לריתוך קשת חשמלי עבר חישול כדי להקל על מתחים פנימיים. יתר על כן, כל משטחי ההזדווגות נטחנו, ומאוחר יותר היה צורך לגרד את האביזר במקומות.

כשאני מטפס קדימה, אני רוצה לומר מיד שההרכבה והייצור של המסגרת התבררו כאירוע הגוזל והיקר ביותר מבחינה כספית בבניית המכונה. הרעיון המקורי עם מסגרת מרותכת מקשה אחת עוקף את המבנה המוכן מכל הבחינות, לדעתנו. למרות שרבים עשויים לא להסכים איתי.

אני רוצה להסתייג מיד שלא נשקול כאן עדיין מכונות העשויות מפרופיל מבני אלומיניום, זו שאלה למאמר אחר.

בהמשך להרכבת המכונה ודנים בה בפורומים, רבים החלו לייעץ ליצור תמוכות פלדה אלכסוניות בתוך המסגרת ומחוצה לה כדי להוסיף עוד יותר קשיחות. לא זנחנו את העצה הזו, אבל הוספנו גם ג'יבס לעיצוב, שכן המסגרת התבררה כמסיבית למדי (כ-400 ק"ג). ועם השלמת הפרויקט, ההיקף יכוסה בפח, שיחבר בנוסף את המבנה.

כעת נעבור לנושא המכאני של הפרויקט הזה. כפי שהוזכר קודם לכן, תנועת צירי המכונה בוצעה באמצעות זוג ברגים כדוריים בקוטר של 25 מ"מ ופסיעה של 10 מ"מ, שסיבובם מועבר ממנועי צעד עם 86 ו-57 אוגנים. בתחילה הוא היה אמור לסובב את המדחף עצמו על מנת להיפטר מחזרה מיותרת ומגירים נוספים, אך לא יכלו בלעדיהם לאור העובדה שעם חיבור ישיר בין המנוע למדחף, האחרון היה מתחילים להירגע במהירויות גבוהות, במיוחד כאשר הפורטל נמצא במצבי קיצון. בהתחשב בעובדה שאורך הברגים לאורך ציר ה-X היה כמעט שלושה מטרים, ולצריכה פחותה, הונח בורג בקוטר 25 מ"מ, אחרת בורג 16 מ"מ היה מספיק.

ניואנס זה התגלה כבר במהלך ייצור חלקים, והיה צורך לפתור בעיה זו במהירות על ידי ייצור אגוז מסתובב, לא בורג, אשר הוסיף מכלול מיסבים נוספים והנעת רצועה לתכנון. פתרון זה גם איפשר להדק היטב את הבורג בין התומכים.

העיצוב של האום המסתובב הוא די פשוט. בתחילה, בחרנו שני מיסבים כדוריים מחודדים, המשתקפים על אום הבורג הכדורי, לאחר חיתוך ההברגה מקצהו, כדי לקבע את כלוב המיסבים על האום. המסבים, יחד עם האום, מתאימים לבית, בתורו, המבנה כולו מותקן על קצה מתלה הפורטל. לפני הבורג הכדורי, האגוזים חיברו את שרוול המתאם לברגים, אשר הפך מאוחר יותר על הציר בצורה מורכבת כדי לתת יישור. הם שמו עליו גלגלת והידקו אותה עם שני אומי נעילה.

ברור שחלק מכם יתהו - "למה לא להשתמש במתלה ציוד כמנגנון להעברת תנועה?". התשובה די פשוטה: הבורג הכדורי יספק דיוק מיקום, כוח הנעה גדול יותר, ובהתאם, פחות מומנט על ציר המנוע (זה מה שזכרתי מיד). אבל יש גם חסרונות - מהירות תנועה נמוכה יותר ואם אתה לוקח ברגים באיכות רגילה, אז המחיר, בהתאמה.
אגב, לקחנו ברגים ואומים של כדור TBI, מספיק אפשרות תקציבית, אבל גם האיכות מתאימה, שכן מתוך 9 מטרים של הבורג שנלקחו, נאלצו לזרוק 3 מטרים החוצה, בגלל אי ​​ההתאמה במידות הגיאומטריות, אף אחד מהאגמים לא פשוט מוברג...

כמכווני הזזה, נעשה שימוש במובילי מסילות פרופילים בגודל 25 מ"מ, מתוצרת HIWIN. חריצי הרכבה נטחנו לצורך התקנתם כדי לשמור על הקבילות בין המדריכים.

הם החליטו לייצר לבד את תומכי הברגים הכדוריים, התברר שהם משני סוגים: תומכים לברגים מסתובבים (צירי Y ו-Z) ותומכים לברגים לא מסתובבים (ציר X). ניתן היה לקנות תומכים לברגים מסתובבים, שכן היו מעט חיסכון עקב ייצור עצמי של 4 חלקים. דבר נוסף הוא עם תומכים עבור ברגים שאינם מסתובבים - אתה לא יכול למצוא תמיכות כאלה למכירה.

ממה שנאמר קודם לכן, ציר ה-X מונע על ידי אומים מסתובבים ודרך גלגל שיניים. כמו כן, הוחלט לעשות שני צירים נוספים Y ו-Z דרך הילוך רצועה, זה יוסיף יותר ניידות בשינוי המומנט המועבר, יוסיף אסתטיקה לאור התקנת המנוע לא לאורך ציר הבורג הכדורי, אלא לצדדים ממנו, מבלי להגדיל את ממדי המכונה.

עכשיו בואו נעבור בצורה חלקה ל חלק חשמליונתחיל בהנעים, נבחרו כמוהם מנועי צעד, כמובן, מסיבות של מחיר נמוך בהשוואה למנועים עם מָשׁוֹב. שני מנועים עם אוגן 86 הוצבו על ציר X, על ציר Y ו-Z לאורך מנוע עם אוגן 56, רק עם מומנט מרבי שונה. אנסה להציג להלן. רשימה מלאהפריטים שנרכשו...

המעגל החשמלי של המכונה די פשוט, מנועי צעד מחוברים לדרייברים, אשר, בתורם, מחוברים ללוח ממשק, המחובר גם דרך יציאת LPT מקבילה למחשב אישי. נהגים השתמשו ב-4 חלקים, בהתאמה, חלק אחד עבור כל אחד מהמנועים. התקנתי את כל הדרייברים אותו הדבר, כדי לפשט את ההתקנה והחיבור, עם זרם מקסימלי של 4A ומתח של 50V. בתור לוח ממשק למכונות CNC, השתמשתי באפשרות תקציבית יחסית, מיצרן מקומי, כפי שמצוין באתר הדרך הכי טובה. אבל לא אאשר או אכחיש זאת, הלוח פשוט ביישום שלו והכי חשוב הוא עובד. בפרויקטים קודמים שלי, השתמשתי בלוחות של יצרנים סיניים, הם גם עובדים, ומבחינת הפריפריה שלהם הם שונים מעט מזה שהשתמשתי בפרויקט הזה. שמתי לב בכל הלוחות האלה, אולי אחד לא משמעותי, אבל מינוס, אפשר להתקין עליהם רק עד 3 מתגי גבול, אבל נדרשים לפחות שני מתגים כאלה לכל ציר. או שפשוט לא הבנתי? אם יש לנו מכונה בעלת 3 צירים, אז בהתאם אנחנו צריכים להגדיר את מתגי הגבול בקואורדינטות האפס של המכונה (זה נקרא גם "מצב הבית") ובקואורדינטות הקיצוניות ביותר כך שבמקרה של תקלה או חוסר שדה עבודה, ציר כזה או אחר פשוט לא יוצא מכלל תקין (פשוט לא שבור). בתכנית שלי, השתמשתי ב: 3 חיישני מגבלה ללא חיישנים אינדוקטיביים למגע ולחצן חירום "E-STOP" בצורה של פטרייה. חלק הכוח מופעל על ידי שני ספקי כוח מיתוג 48V. ו-8A. ציר מקורר מים 2.2 קילוואט, מחובר בהתאמה באמצעות ממיר תדרים. מחזורים נקבעים ממחשב אישי, שכן ממיר התדרים מחובר באמצעות לוח ממשק. המחזורים מוסדרים על ידי שינוי המתח (0-10 וולט) במוצא המתאים של ממיר התדר.

כל הרכיבים החשמליים, למעט מנועים, ציר ומתגי גבול, הורכבו בארון מתכת חשמלי. כל השליטה במכונה מתבצעת ממחשב אישי, הם מצאו מחשב ישן על לוח אם מסוג ATX. עדיף לכווץ מעט ולקנות מיני-ITX קטן עם מעבד וכרטיס מסך משולבים. עם מידות לא קטנות של קופסת החשמל, כל הרכיבים כמעט ולא הונחו בפנים, הם היו צריכים להיות ממוקמים קרוב מספיק אחד לשני. בתחתית הקופסה הנחתי שלושה מאווררי קירור מאולצים, מכיוון שהאוויר בתוך הקופסה היה חם מאוד. לוחית מתכת הוברגה בצד הקדמי, עם חורים לכפתורי ההפעלה ולחצני עצירת חירום. כמו כן, על השכבה הזו הונח שקע להדליק את המחשב, הסרתי אותו מהמארז של מיני מחשב ישן, חבל שהתברר שהוא לא עובד. כמו כן נקבעה שכבת-על מהקצה האחורי של הקופסה, הוצבו בה חורים עבור מחברים לחיבור מתח 220V, מנועי צעד, ציר ומחבר VGA.

כל החוטים מהמנועים, מהציר, כמו גם צינורות המים לקירור שלו, הונחו בתעלות כבלים גמישות מסוג זחל ברוחב 50 מ"מ.

באשר לתוכנה, Windows XP הותקנה על מחשב המוצב בקופסה חשמלית, ואחת מתוכנות ה-Mach3 הנפוצות ביותר שימשה לשליטה במכונה. התוכנה מוגדרת בהתאם לתיעוד ללוח הממשק, הכל מתואר שם די ברור ובתמונות. למה דווקא Mach3, אבל בכל זאת, היה ניסיון בעבודה, שמעתי על תוכניות אחרות, אבל לא שקלתי אותן.

מפרטים:

שטח עבודה, מ"מ: 2700x1670x200;
מהירות תנועת צירים, מ"מ/דקה: 3000;
הספק ציר, קילוואט: 2.2;
מידות, מ"מ: 2800x2070x1570;
משקל, ק"ג: 1430.

רשימת חלקים:

צינור פרופיל 80x80 מ"מ.
פס מתכת 10x80 מ"מ.
בורג כדורי TBI 2510, 9 מטר.
אגוזי בורג כדורי TBI 2510, 4 יח'.
מדריכי פרופיל HIWIN עגלת HGH25-CA, 12 יחידות.
מסילה HGH25, 10 מטר.
מנועי צעד:
NEMA34-8801: 3 יחידות.
NEMA 23_2430: 1 יחידה.
גלגלת BLA-25-5M-15-A-N14: 4 יח'.
גלגלת BLA-40-T5-20-A-N 19: 2 יח'.
גלגלת BLA-30-T5-20-A-N14: 2 יח'.

לוח ממשק StepMaster v2.5: 1 מחשב.
נהג מנוע צעד DM542: 4 יחידות (חרסינה)
ספק כוח מיתוג 48V, 8A: 2 יח'. (חרסינה)
ממיר תדרים עבור 2.2 קילוואט. (חרסינה)
ציר 2.2 קילוואט. (חרסינה)

נראה לי שרשמתי את הפרטים והרכיבים העיקריים, אם משהו לא כלול, אז כתוב בתגובות, אני אוסיף אותו.

ניסיון במכונה:בסופו של דבר, אחרי כמעט שנה וחצי, בכל זאת השקנו את המכונה. ראשית, קבענו את דיוק המיקום של הצירים ואת המהירות המרבית שלהם. לדברי עמיתים מנוסים יותר, המהירות המרבית של 3 מ' לדקה אינה גבוהה וצריכה להיות גבוהה פי שלושה (לעיבוד עץ, דיקט וכו'). במהירות אליה הגענו, בקושי ניתן לעצור את הפורטל וצירים אחרים, המונחים עליהם בידיים (בכל הגוף), - ממהרים כמו טנק. התחלנו לבדוק עם עיבוד של דיקט, החותך הולך כמו שעון, אין רטט במכונה, אבל הם גם העמיקו במקסימום 10 מ"מ במעבר אחד. למרות שאחרי שהלכו לעומק הם החלו לעומקים רדודים יותר.

לאחר ששיחקנו בעץ ובפלסטיק, החלטנו לכרסם דוראלומין, כאן התמוגגתי, למרות ששברתי לראשונה כמה חותכי כרסום בקוטר 2 מ"מ, תוך כדי בחירת מצבי חיתוך. Dural חתך בביטחון רב, ומתקבל חתך נקי למדי לאורך הקצה המעובד.

עוד לא ניסינו לעבד פלדה, אבל אני חושב שלפחות המכונה תמשוך חריטה, ולכרסום הציר די חלש, חבל להרוג אותו.

ושאר המכונה מתמודדת בצורה מושלמת עם המשימות המוטלות עליה.

מסקנה, חוות דעת על העבודה שנעשתה:העבודה שנעשתה לא קטנה, כתוצאה מכך, אנחנו די עייפים, מאחר שאף אחד לא ביטל את העבודה העיקרית. כן, והרבה כסף הושקע, אני לא אגיד את הסכום המדויק, אבל זה בערך 400t.r. בנוסף לעלות ההרכבה, עיקר העלויות ומרבית הכוחות הלכו לייצור הבסיס. וואו, איך התעסקנו איתו. והשאר, הכל נעשה ככספים, זמן וחלקים מוגמרים נכנסו להמשך ההרכבה.

המכונה התגלתה כיעילה למדי, די קשיחה, מאסיבית ואיכותית. שמירה על דיוק מיקום טוב. בעת מדידת ריבוע עשוי דוראלומין, בגודל 40x40, התברר שהדיוק הוא + - 0.05 מ"מ. דיוק העיבוד של חלקים גדולים יותר לא נמדד.

מה הלאה…:יש עדיין מספיק עבודה על המכונה, בצורת סגירת המנחים והברגים הכדוריים בהגנה מפני אבק, כיסוי המכונה סביב ההיקף והתקנת תקרות באמצע הבסיס, שיהוו 4 מדפים גדולים, מתחת לקירור הציר. נפח, אחסון כלי וציוד. הם רצו לצייד את אחד מרבעי הבסיס בציר רביעי. כמו כן, נדרש להתקין ציקלון על הציר כדי להסיר ולאסוף שבבים מאבק, במיוחד אם מעובדים עץ או טקסטוליט, אבק עף לכל עבר ושוקע בכל מקום.

לגבי המשך גורלה של המכונה, כאן לא הכל ברור, שכן הייתה לי בעיה טריטוריאלית (עברתי לעיר אחרת), וכעת אין כמעט מי שיטפל במכונה. והתוכניות הנ"ל אינן העובדה שהן יתגשמו. אף אחד לא יכול היה לדמיין את זה לפני שנתיים. הוסף תגיות

להיות מודע למה מורכב טכני ו מכשיר חשמלי, אומנים רבים חושבים שזה פשוט בלתי אפשרי לעשות את זה במו ידיהם. עם זאת, דעה זו שגויה: אתה יכול לעשות ציוד כזה בעצמך, אבל בשביל זה אתה צריך לא רק את זה ציור מפורט, אלא גם הסט הכלים הדרושיםואביזרים נלווים.

עיבוד של חלקי duralumin על מכונת כרסום שולחנית תוצרת בית

כאשר מחליטים לעשות מכונת CNC תוצרת בית, זכור שזה יכול לקחת הרבה זמן. בנוסף, ודאי הוצאות כספיות. עם זאת, לא לפחד מקשיים כאלה ויש לך את הגישה הנכונה לפתרון כל הבעיות, אתה יכול להיות הבעלים של ציוד זול, יעיל ופורה המאפשר לך לעבד חלקי עבודה מ חומרים שוניםעם רמת דיוק גבוהה.

להכנת מכונת כרסום המצוידת במערכת CNC, אתה יכול להשתמש בשתי אפשרויות: לקנות ערכה מוכנה, שממנה מורכב ציוד כזה מאלמנטים שנבחרו במיוחד, או למצוא את כל הרכיבים ולהרכיב מכשיר במו ידיך המתאים במלואו. עונה על כל הדרישות שלך.

הוראות להרכבת מכונת כרסום CNC ביתית

למטה בתמונה אתה יכול לראות שנעשה במו ידיך, אליו מצורף הוראות מפורטותלייצור והרכבה, ציון החומרים והרכיבים בהם נעשה שימוש, "דפוסים" מדויקים של חלקי מכונה ועלויות משוערות. השלילי היחיד הוא ההוראה באנגלית, אבל אפשר בהחלט להבין את הציורים המפורטים גם בלי לדעת את השפה.

הורד בחינם הוראות לייצור המכונה:

מכונת כרסום CNC מורכבת ומוכנה לעבודה. להלן מספר איורים מהוראות ההרכבה של מכונה זו.

"תבניות" של חלקי מכונה (תצוגה מצומצמת) תחילת הרכבת המכונה שלב ביניים שלב ההרכבה הסופית

עבודת הכנה

אם תחליט שאתה תעצב מכונת CNC במו ידיך מבלי להשתמש בערכה מוכנה, אז הדבר הראשון שאתה צריך לעשות הוא לבחור דיאגרמת מעגל, שעליו יעבוד ציוד מיני כזה.

לבסיס של ציוד כרסום CNC, אתה יכול לקחת את הישן מקדחה, שבו ראש העבודה עם מקדחה מוחלף בראש כרסום. הדבר המורכב ביותר שיהיה צריך להיות מתוכנן בציוד כזה הוא מנגנון המבטיח את תנועת הכלי בשלושה מישורים עצמאיים. ניתן להרכיב מנגנון זה על בסיס עגלות ממדפסת שאינה פועלת; הוא יבטיח את תנועת הכלי בשני מישורים.

קל לחבר בקרת תוכנה למכשיר המורכב לפי תפיסה כזו. עם זאת, החיסרון העיקרי שלו הוא שניתן לעבד רק חלקי עבודה העשויים מפלסטיק, עץ ופח דק במכונת CNC כזו. זה מוסבר על ידי העובדה שלקרונות מהמדפסת הישנה, ​​שיבטיחו את תנועת כלי החיתוך, אין מידת קשיחות מספקת.

על מנת שמכונת ה-CNC הביתית שלכם תוכל לבצע פעולות כרסום מלאות עם חלקי עבודה מחומרים שונים, מנוע צעד חזק מספיק חייב להיות אחראי על הזזת כלי העבודה. זה בכלל לא הכרחי לחפש מנוע מסוג צעד, זה יכול להיות עשוי ממנוע חשמלי קונבנציונלי, הכפיף את האחרון לעידון קל.

השימוש במנוע צעד אצלכם יאפשר להימנע משימוש בגיר בורג, והפונקציונליות והמאפיינים של ציוד תוצרת בית לא יחמירו מכך. אם בכל זאת החלטתם להשתמש בעגלות מהמדפסת עבור המיני-מכונה שלכם, אז רצוי לאסוף אותן מדגם גדול יותר של מכשיר ההדפסה. כדי להעביר כוח לפיר של ציוד כרסום, עדיף להשתמש בחגורות לא רגילות אלא עם שיניים שלא יחליקו על הגלגלות.

אחד המרכיבים החשובים ביותר של כל מכונה כזו הוא מנגנון הכרסום. הייצור שלו הוא שדורש תשומת לב מיוחדת. כדי ליצור מנגנון כזה כראוי, תצטרך שרטוטים מפורטים, אשר יהיה צורך לעקוב אחריהם בקפדנות.

שרטוטי מכונת כרסום CNC

בואו נתחיל להרכיב את הציוד

הבסיס של ציוד כרסום CNC תוצרת בית יכול להיות קורה מלבנית, אשר חייב להיות קבוע היטב על המסילות.

המבנה התומך של המכונה חייב להיות בעל קשיחות גבוהה, עדיף לא להשתמש במפרקים מרותכים במהלך ההתקנה שלה, וכל האלמנטים חייבים להיות מחוברים רק עם ברגים.

דרישה זו מוסברת על ידי העובדה כי הריתוכים נסבלים בצורה גרועה מאוד על ידי עומסי רטט, אשר המבנה התומך של הציוד יהיה נתון בהכרח. עומסים כאלה יובילו בסופו של דבר לכך שמסגרת המכונה תתחיל לקרוס עם הזמן, ויתרחשו בה שינויים במידות הגיאומטריות שישפיעו על דיוק הגדרות הציוד וביצועיו.

תפרים מרותכים בעת הרכבה של מסגרת תוצרת בית מטחנהלעתים קרובות לעורר את התפתחות המשחק בצמתים שלה, כמו גם את הסטת המדריכים, אשר נוצר תחת עומסים קשים.

במכונת הכרסום, אותה תרכיב במו ידיך, יש לספק מנגנון שיבטיח את תנועת כלי העבודה בכיוון אנכי. עדיף להשתמש בציוד בורג לשם כך, שסיבובו יועבר באמצעות חגורת שיניים.

פרט חשוב של מכונת הכרסום הוא הציר האנכי שלה, אשר עבור מכשיר תוצרת ביתיכול להיות עשוי מלוח אלומיניום. חשוב מאוד שמידות הציר הזה יהיו מותאמות במדויק למידות המכשיר המורכב. אם ברשותך תנור מופל, תוכל ליצור את הציר האנכי של המכונה במו ידיך, ליצוק אותו מאלומיניום לפי המידות המצוינות בשרטוט המוגמר.

לאחר הכנת כל הרכיבים של מכונת הטחינה הביתית שלך, אתה יכול להתחיל להרכיב אותה. תהליך זה מתחיל בהתקנה של שני מנועי צעד, אשר מותקנים על גוף הציוד מאחורי הציר האנכי שלו. אחד המנועים החשמליים הללו יהיה אחראי על הזזת ראש הכרסום במישור האופקי, והשני - על הנעת הראש, בהתאמה, במישור האנכי. לאחר מכן, מרכיבים ומכלולים הנותרים של ציוד תוצרת בית מורכבים.

סיבוב לכל הרכיבים של ציוד CNC תוצרת בית צריך להיות מועבר רק באמצעות כונני רצועה. לפני החיבור ל מכונה מורכבתמערכת בקרת תוכנית, עליך לבדוק את הביצועים שלו במצב ידני ולבטל מיד את כל החסרונות שזוהו בפעולתו.

ניתן לצפות בתהליך ההרכבה בסרטון, שקל למצוא אותו באינטרנט.

מנועי צעד

בתכנון של כל מכונת כרסום CNC, ישנם בהכרח מנועי צעד המספקים תנועת כלי בשלושה מישורים: תלת מימד. כאשר מתכננים מכונה ביתית למטרה זו, ניתן להשתמש במנועים חשמליים המותקנים במדפסת מטריצת נקודות. רוב הדגמים הישנים יותר של מדפסות מטריקס היו מצוידים במנועים חשמליים בעלי הספק גבוה למדי. בנוסף למנועי צעד ממדפסת ישנה, ​​כדאי לקחת מוטות פלדה חזקים, שיכולים לשמש גם בבניית המכונה הביתית שלכם.

כדי ליצור מכונת כרסום CNC במו ידיך, תצטרך שלושה מנוע צעדים. מכיוון שיש רק שניים מהם במדפסת מטריקס, יהיה צורך למצוא ולפרק מכשיר הדפסה ישן אחר.

זה יהיה יתרון גדול אם למנועים שתמצא יהיו בעלי חמישה חוטי בקרה: זה יגדיל משמעותית את הפונקציונליות של המיני-מכונה העתידית שלך. כמו כן, חשוב לברר את הפרמטרים הבאים של מנועי הצעד שמצאתם: כמה מעלות הוא מסתובב בצעד אחד, מהו מתח האספקה, וגם ערך התנגדות הפיתול.

עיצוב הכונן של מכונת כרסום CNC תוצרת בית מורכב מאגוז ונגרד, אשר תחילה יש לבחור את מידותיהם בהתאם לשרטוט הציוד שלך. כדי לתקן את ציר המנוע ולחבר אותו לחתך, נוח להשתמש בפיתול גומי עבה מ כבל חשמלי. אלמנטים של מכונת ה-CNC שלך, כגון מהדקים, יכולים להתבצע בצורה של שרוול ניילון שאליו מוחדר בורג. לעשות כזה פשוט אלמנטים מבניים, תצטרך קובץ רגיל ומקדחה.

מילוי אלקטרוני של ציוד

מכונת ה-CNC עשה זאת בעצמך תהיה נשלטת על ידי תוכנה, ואתה צריך לבחור נכון. בבחירת תוכנה כזו (אתה יכול לכתוב אותה בעצמך), חשוב לשים לב לעובדה שהיא יעילה ומאפשרת למכונה ליישם את כל הפונקציונליות שלה. תוכנה כזו צריכה להכיל דרייברים לבקרים שיותקנו במכונת הכרסום המיני שלך.

במכונת CNC תוצרת בית, יציאת LPT היא חובה, שדרכו מערכת אלקטרוניתלשלוט ולהתחבר למכונה. חשוב מאוד שחיבור זה יתבצע באמצעות מנועי הצעד המותקנים.

בבחירת רכיבים אלקטרוניים למכונת עשה זאת בעצמך, חשוב לשים לב לאיכותם שכן דיוק הפעולות הטכנולוגיות שיבוצעו בה יהיה תלוי בכך. לאחר התקנת וחיבור כל הרכיבים האלקטרוניים של מערכת ה-CNC, עליך להוריד את הדרוש תוֹכנָהונהגים. רק לאחר מכן, בוצעה ריצת מבחן של המכונה, בודקת את פעולתה הנכונה של המכונה בשליטה של ​​תוכניות שהורדו, זיהוי חסרונות וביטולם מיידית.