강철 프로파일로 만든 수제 cnc 밀링 머신. 수제 CNC 밀링 머신 : DIY 조립

따라서 이 기사 지침의 틀 내에서 21세의 정비사이자 디자이너인 프로젝트 작성자와 함께 자신의 것을 만들기를 바랍니다. 내레이션은 1인칭으로 ​​진행되지만, 유감스럽게도 내 경험을 공유하지 않고 이 프로젝트의 저자를 자유롭게 다시 말할 뿐입니다.

이 기사에는 많은 그림이있을 것입니다., 그들에 대한 메모가 작성됩니다. 영어, 하지만 진정한 기술자는 추가 단어. 이해의 편의를 위해 이야기를 "단계"로 나누겠습니다.

저자 서문

이미 12살 때 나는 다양한 것을 만들 수 있는 기계를 만드는 것이 꿈이었습니다. 어떤 가정용품도 만들 수 있는 기계입니다. 2년 후, 나는 그 문구를 발견했다. CNC또는 더 정확하게는 구문에 "CNC 밀링 머신". 자신의 차고에서 자신의 필요에 따라 그러한 기계를 스스로 만들 수 있다는 것을 알게 된 후 나도 할 수 있다는 것을 깨달았습니다. 나는 그것을해야한다! 3개월 동안 제대로 된 부품을 모으려고 애썼지만 꿈쩍도 하지 않았다. 그렇게 나의 집착은 점차 사라졌다.

2013년 8월, CNC 밀링 머신을 만들겠다는 생각이 다시금 떠올랐습니다. 저는 산업디자인대학교에서 학사 학위를 막 마쳤기 때문에 제 능력에 자신이 있었습니다. 이제 나는 지금의 나와 5년 전의 나와의 차이점을 분명히 이해했다. 금속으로 작업하는 방법을 배우고 수동 금속 가공 기계에서 작업하는 기술을 마스터했지만 가장 중요한 것은 개발 도구를 사용하는 방법을 배웠습니다. 이 튜토리얼이 자신만의 CNC 기계를 만드는 데 영감을 주기를 바랍니다!

1단계: 설계 및 CAD 모델

모든 것은 사려 깊은 디자인에서 시작됩니다. 나는 미래 기계의 크기와 모양에 대한 더 나은 느낌을 얻기 위해 몇 가지 스케치를 만들었습니다. 그 후 SolidWorks를 사용하여 CAD 모델을 만들었습니다. 기계의 모든 부품과 어셈블리를 모델링한 후 기술 도면을 준비했습니다. 수동 금속 가공 기계의 부품 제조에 이 도면을 사용했습니다.

솔직히 말해서, 나는 좋은 편리한 도구를 좋아합니다. 그렇기 때문에 수술을 확실히 하려고 노력했습니다. 유지기계의 조정은 가능한 한 쉽게 이루어졌습니다. 베어링을 빠르게 교체할 수 있도록 특수 블록에 베어링을 배치했습니다. 가이드는 서비스 가능하므로 작업이 완료되면 내 차는 항상 깨끗합니다.

"1단계" 다운로드

치수

2단계: 침대

침대는 기계에 필요한 강성을 제공합니다. 이동식 포털, 스테퍼 모터, Z축 및 스핀들, 그리고 나중에는 작업 표면이 장착됩니다. 2개의 40x80mm Maytec 알루미늄 프로파일과 2개의 10mm 두께 알루미늄 엔드 플레이트를 사용하여 베이스 프레임을 만들었습니다. 나는 모든 요소를 ​​알루미늄 모서리에서 서로 연결했습니다. 메인 프레임 내부의 구조를 강화하기 위해 더 작은 섹션의 프로필에서 추가 사각형 프레임을 만들었습니다.

앞으로 레일에 먼지가 쌓이는 것을 방지하기 위해 알루미늄 보호 코너를 설치했습니다. 앵글은 프로파일의 홈 중 하나에 설치된 T-너트를 사용하여 장착됩니다.

양쪽 끝판에는 구동 나사를 장착하기 위한 베어링 블록이 장착되어 있습니다.

캐리어 프레임 어셈블리

레일을 보호하는 모서리

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침대의 주요 요소 도면

3단계: 포털

이동식 포털은 기계의 실행 본체이며 X축을 따라 이동하고 밀링 스핀들과 Z축 지지대를 운반합니다. 포털이 높을수록 처리할 수 있는 공작물이 더 두꺼워집니다. 그러나 높은 갠트리는 처리 중에 발생하는 하중에 덜 저항합니다. 포털의 높은 측면 포스트는 선형 구름 베어링에 대한 레버 역할을 합니다.

CNC 밀링 머신에서 해결하려고 계획한 주요 작업은 알루미늄 부품 가공이었습니다. 나에게 적합한 알루미늄 블랭크의 최대 두께는 60mm이므로 포털 클리어런스(작업면에서 상부 크로스빔까지의 거리)를 125mm로 결정했습니다. SolidWorks에서 모든 측정값을 모델과 기술 도면으로 변환했습니다. 부품의 복잡성으로 인해 산업용 CNC 머시닝 센터에서 가공했으며 수동 금속 밀링 머신에서는 매우 어려운 모따기를 추가로 가공할 수 있었습니다.

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4단계: Z축 캘리퍼스

Z축 설계에서는 Y축 이동 베어링에 부착되는 전면 패널, 어셈블리를 강화하기 위한 두 개의 플레이트, 스테퍼 모터를 장착하기 위한 플레이트, 밀링 스핀들을 장착하기 위한 패널을 사용했습니다. 전면 패널에는 스핀들이 Z축을 따라 이동할 두 개의 프로파일 가이드를 설치했습니다.Z축 나사의 하단에는 카운터 지지대가 없습니다.

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5단계: 가이드

가이드는 모든 방향으로 이동할 수 있는 기능을 제공하여 부드럽고 정확한 움직임을 보장합니다. 방향 중 하나를 사용하면 제품 처리가 부정확해질 수 있습니다. 나는 가장 비싼 옵션인 프로파일 강화 강철 레일을 선택했습니다. 이렇게 하면 구조가 높은 하중을 견딜 수 있고 필요한 위치 지정 정확도를 제공할 수 있습니다. 가이드가 평행하도록 하기 위해 설치하는 동안 특수 표시기를 사용했습니다. 서로에 대한 최대 편차는 0.01mm를 넘지 않았습니다.

6단계: 나사 및 풀리

나사는 스테퍼 모터의 회전 운동을 선형 운동으로 변환합니다. 기계를 설계할 때 이 어셈블리에 대한 여러 옵션 중에서 선택할 수 있습니다. 나사 너트 쌍 또는 볼 나사 쌍(볼 나사). 일반적으로 나사 너트는 작동 중에 더 많은 마찰력을 받고 볼 나사에 비해 덜 정확합니다. 정확도를 높이려면 반드시 볼 나사를 선택해야 합니다. 그러나 볼 나사는 상당히 비싸다는 것을 알아야 합니다.

CNC 기계를 만드는 방법에 대한 질문에 간단히 대답할 수 있습니다. 집에서 만든 CNC 밀링 머신은 일반적으로 복잡한 구조의 복잡한 장치라는 것을 알고 있으므로 설계자에게 바람직합니다.

• 도면을 얻다;
• 신뢰할 수 있는 구성 요소와 패스너를 구입하십시오.
• 좋은 도구를 준비하십시오.
• CNC 선반과 드릴을 준비하여 신속하게 생산하십시오.

비디오를 보는 것은 아프지 않습니다. 일종의 지시, 가르침 - 어디서부터 시작해야합니까? 그리고 나는 준비를 시작하고 필요한 모든 것을 살 것이고 그림을 다룰 것입니다 - 여기 올바른 결정신진 디자이너. 그래서 준비 단계, 어셈블리에 앞서 매우 중요합니다.

준비 단계의 작품

밀링을 위해 수제 CNC를 만들려면 두 가지 옵션이 있습니다.

1. 장비를 직접 조립하는 기성품 실행 부품 세트(특별히 선택된 장치)를 가져옵니다.
2. 모든 구성 요소를 찾아서 (만들고) 모든 요구 사항을 충족하는 자신의 손으로 CNC 기계 조립을 시작하십시오.

목적, 크기 및 디자인(집에서 만든 CNC 기계의 도면 없이 수행하는 방법)을 결정하고, 제조 계획을 찾고, 이에 필요한 일부 부품을 구매 또는 제조하고, 리드 나사를 구입하는 것이 중요합니다. .

자신의 손으로 CNC 기계를 만들고 기성품 세트의 구성 요소 및 메커니즘, 패스너 없이 수행하기로 결정한 경우 기계가 작동하는 방식에 따라 조립된 구성표가 필요합니다.

일반적으로 장치의 개략도를 찾은 후 먼저 기계의 모든 세부 사항을 모델링하고 기술 도면을 준비한 다음 터닝 및 밀링 머신(때로는 드릴링 머신을 사용해야 함)에서 합판 또는 알류미늄. 대부분 작업 표면(데스크탑이라고도 함)은 두께가 18mm인 합판입니다.

몇 가지 중요한 기계 구성 요소의 조립

자신의 손으로 조립을 시작한 기계에서는 작업 도구의 수직 이동을 보장하는 여러 중요한 노드를 제공해야 합니다. 이 목록에서:

• 나사 전달 - 톱니 벨트를 사용하여 회전이 전달됩니다. 풀리에서 미끄러지지 않고 샤프트에 힘이 고르게 전달되기 때문에 좋습니다 밀링 장비;
• 소형 기계에 스테퍼 모터(SM)를 사용하는 경우 더 큰 프린터 모델에서 캐리지를 가져오는 것이 좋습니다. 오래된 도트 매트릭스 프린터에는 상당히 강력한 전기 모터가 있었습니다.

• 3 좌표 장치의 경우 3개의 스텝 모터가 필요합니다. 글쎄, 각각에 5 개의 제어 와이어가 있으면 미니 머신의 기능이 향상됩니다. 공급 전압, 권선 저항 및 스테퍼 모터의 회전 각도와 같은 매개 변수의 크기를 한 번에 평가할 가치가 있습니다. 각 스테퍼 모터를 연결하려면 별도의 컨트롤러가 필요합니다.
• 나사의 도움으로 스테퍼 모터의 회전 운동이 선형 운동으로 변환됩니다. 높은 정밀도를 얻기 위해서는 볼스크류(볼스크류)가 필요하다고 생각하는 경우가 많지만, 이 부품은 저렴하지 않습니다. 마운팅 블록용 너트 및 마운팅 나사 세트를 선택할 때 플라스틱 인서트로 선택되어 마찰을 줄이고 백래시를 제거합니다.

• 스테퍼 모터 대신 약간의 개선 후에 기존 전기 모터를 사용할 수 있습니다.
• 전체 XY 테이블을 덮는 3D에서 도구를 이동하는 수직 축입니다. 그것은 알루미늄 판으로 만들어집니다. 축의 치수가 장치의 치수에 맞게 조정되는 것이 중요합니다. 머플로가 있는 경우 도면의 치수에 따라 축을 주조할 수 있습니다.

아래는 측면, 후면 및 평면도의 세 가지 투영으로 만든 도면입니다.

최대 관심 - 침대

기계에 필요한 강성은 프레임에 의해 제공됩니다. 이동식 포털, 레일 가이드 시스템, 스테퍼 모터, 작업 표면, Z 축 및 스핀들이 설치됩니다.

예를 들어, 자체 제작한 CNC 기계 제작자 중 한 명이 Maytec 알루미늄 프로파일로 지지 프레임을 만들었습니다. 두 부분(섹션 40x80mm)과 두 개의 끝판은 동일한 재료로 두께가 10mm이고 요소를 알루미늄 모서리와 연결합니다. 디자인이 강화되었으며 프레임 내부의 프레임은 정사각형 모양의 작은 프로파일로 만들어졌습니다.

베드는 용접 조인트를 사용하지 않고 장착됩니다(용접부는 진동 하중을 잘 견디지 못합니다). 패스너로 T-너트를 사용하는 것이 좋습니다. 엔드 플레이트에는 리드 나사를 설치하기 위한 베어링 블록이 제공됩니다. 플레인 베어링과 스핀들 베어링이 필요합니다.

장인은 수제 CNC 기계의 주요 작업을 알루미늄 부품 제조로 결정했습니다. 최대 두께가 60mm인 공작물이 그에게 적합했기 때문에 그는 125mm의 포털 간극을 만들었습니다(이것은 상부 가로 빔에서 작업 표면까지의 거리입니다).

이 어려운 설치 과정

모으다 집에서 만든 CNC기계는 구성 요소를 준비한 후 도면에 따라 엄격하게 작동하도록하는 것이 좋습니다. 리드 나사를 사용하는 조립 프로세스는 다음 순서로 수행해야 합니다.

• 지식이 풍부한 장인은 장비의 수직 축 뒤에서 처음 두 단계 모터를 본체에 부착하는 것으로 시작합니다. 하나는 밀링 헤드(레일 가이드)의 수평 이동을 담당하고 두 번째는 수직 평면에서의 이동을 담당합니다.
• x축을 따라 움직이는 이동식 갠트리는 밀링 스핀들과 캐리지(z축)를 운반합니다. 포털이 높을수록 더 큰 공작물을 처리할 수 있습니다. 그러나 높은 포털에서는 처리 과정에서 새로운 부하에 대한 저항이 감소합니다.

• 전면, 후면, 상단, 중간 및 하단 플레이트는 Z축 스테퍼 모터, 선형 가이드를 고정하는 데 사용됩니다. 같은 위치에 밀링 스핀들을 고정하십시오.
• 드라이브는 엄선된 너트와 스터드로 조립됩니다. 모터 축을 고정하고 스터드에 부착하려면 두꺼운 전기 케이블의 고무 권선을 사용하십시오. 나일론 슬리브에 삽입된 나사는 리테이너로 사용할 수 있습니다.

그런 다음 나머지 구성 요소의 조립과 수제 조립이 시작됩니다.

우리는 기계의 전자 충전물을 장착합니다.

자신의 손으로 CNC 기계를 만들고 제어하려면 적절하게 선택된 수치 제어, 고품질 프린트 배선판및 전자 부품(특히 중국인 경우)을 통해 CNC 기계의 모든 기능을 구현하고 복잡한 구성의 일부를 처리할 수 있습니다.

관리상의 문제를 피하기 위해 노드 중 집에서 만든 CNC 기계에는 다음이 필수입니다.

• 스테퍼 모터, 일부는 Nema처럼 멈췄습니다.
• CNC 제어 장치를 기계에 연결할 수 있는 LPT 포트.
• 컨트롤러 용 드라이버는 다이어그램에 따라 연결된 미니 밀링 머신에 설치됩니다.

• 스위칭 보드(컨트롤러);
• 제어 회로에 전원을 공급하기 위해 5V로 변환하는 강압 변압기가 있는 36V 전원 공급 장치;
• 노트북 또는 PC;
• 비상 정지 버튼.

그 후에야 CNC 기계가 테스트되고 (동시에 장인은 모든 프로그램을 다운로드하여 테스트를 실행합니다) 기존 단점이 식별되고 제거됩니다.

결론 대신

보시다시피 중국 모델에 뒤지지 않는 CNC를 만드는 것이 현실입니다. 예비 부품 세트를 만든 후 적당한 크기, 고품질 베어링과 조립을 위한 충분한 패스너가 있는 이 작업은 소프트웨어 엔지니어링에 관심이 있는 사람들의 권한입니다. 예를 찾는 데 오래 걸리지 않을 것입니다.

아래 사진에서 - 기계의 몇 가지 예 수치 제어, 전문가가 아닌 같은 장인이 만듭니다. 어떤 부품도 임의의 크기로 급하게 만들지 않고 고품질 리드 나사와 신뢰할 수 있는 베어링을 사용하여 축을 신중하게 정렬하고 블록에 매우 정확하게 피팅했습니다. 그 진술은 사실입니다. 수집한 만큼 일하게 될 것입니다.

CNC에서 두랄루민 블랭크 가공이 수행됩니다. 장인이 조립한 이러한 기계는 많은 밀링 작업을 수행할 수 있습니다.

인터넷에는 비슷한 이야기가 많이 있으며 아마 아무도 놀라지 않을 것이지만 이 기사는 누군가에게 유용할 것입니다. 이 이야기는 2016년 말, 테스트 장비 개발 및 생산에 파트너인 친구와 제가 일정 금액의 돈을 모으면서 시작되었습니다. 돈을 낭비하지 않기 위해 (사업은 젊음) 사업에 투자하기로 결정한 후 CNC 기계 제조 아이디어가 떠올랐습니다. 나는 이미 이런 종류의 장비를 만들고 작업한 경험이 있고, 우리 활동의 주요 영역은 CNC 기계를 만드는 아이디어를 동반한 디자인과 금속 가공입니다.

그때부터 운동이 시작되었고 오늘날까지 계속되고 있습니다 ...

CNC 주제에 대한 포럼 연구와 기계 설계의 기본 개념 선택에서 모든 것이 계속되었습니다. 미래의 기계와 작업 분야에서 처리할 재료를 이전에 결정한 후 첫 번째 종이 스케치가 나타났고 이후에 컴퓨터로 전송되었습니다. 3차원 모델링 KOMPAS 3D 환경에서 기계가 시각화되어 더 작은 세부 사항과 뉘앙스를 얻기 시작했으며 우리가 원하는 것보다 더 많은 것으로 밝혀졌으며 그 중 일부는 오늘날까지 해결되었습니다.

초기 결정 중 하나는 기계에서 처리되는 재료와 기계 작업 영역의 치수를 결정하는 것이었습니다. 재료의 경우 솔루션은 매우 간단했습니다. 목재, 플라스틱, 복합 재료 및 비철금속(주로 두랄루민)이었습니다. 우리는 주로 금속 가공 기계를 생산에 사용하기 때문에 곡선 경로를 따라 처리하기 매우 쉬운 재료를 신속하게 처리하는 기계가 필요하며, 이는 결과적으로 주문 부품의 생산 비용을 절감합니다. 주로 시트 포장으로 공급되는 선택된 재료에서 시작하여 표준 크기 2.44x1.22미터(합판의 경우 GOST 30427-96). 이 치수를 반올림하면 2.5x1.5미터, 작업 공간확실히, 도구의 높이를 제외하고 이 값은 바이스를 설치할 가능성을 이유로 선택되었으며 200mm보다 두꺼운 공작물은 없을 것이라고 가정했습니다. 또한 길이가 200mm를 초과하는 시트 부품의 단면을 처리해야 하는 경우 도구가 기계 베이스의 치수를 넘어 이동하고 부품/공작물 자체가 다음과 같은 순간을 고려했습니다. 베이스의 끝면에 부착되어 부품의 끝면을 처리할 수 있습니다.

기계 설계벽이 4mm인 80번째 프로파일 파이프의 조립식 프레임 베이스입니다. 베이스 길이의 양쪽에는 포털이 설치된 25 번째 표준 크기의 프로파일 롤링 가이드가 고정되어 함께 용접 된 3 개의 형태로 만들어집니다. 프로필 파이프베이스와 같은 크기.

기계는 4축이며 각 축은 볼 나사로 구동됩니다. 두 개의 축은 기계의 긴 면을 따라 평행하게 위치하며 소프트웨어로 쌍을 이루고 X 좌표에 연결됩니다. 따라서 나머지 두 축은 Y 및 Z 좌표입니다.

우리가 조립식 프레임에 정착한 이유: 처음에는 밀링, 가이드 및 볼스크류 지지대 설치를 위한 용접 시트가 내장된 순수 용접 구조를 만들고 싶었지만 밀링을 위한 충분히 큰 밀링 좌표 기계를 찾지 못했습니다. 생산 현장에서 사용할 수 있는 금속 가공 기계로 모든 세부 사항을 직접 처리할 수 있도록 조립식 프레임을 그려야 했습니다. 전기 아크 용접에 노출된 각 부품은 내부 응력을 완화하기 위해 어닐링되었습니다. 또한 모든 결합 표면이 밀링 처리되어 나중에 피팅이 제자리에서 긁혀야 했습니다.

계속 진행하기 위해 프레임의 조립 및 제조가 기계 구성에서 가장 시간 소모적이고 재정적으로 비용이 많이 드는 이벤트로 판명되었음을 즉시 말하고 싶습니다. 우리의 의견으로는 일체형 용접 프레임을 사용한 독창적인 아이디어는 모든 면에서 조립식 구조를 우회합니다. 많은 사람들이 나와 동의하지 않을 수 있지만.

나는 지금 당장 여기에서 알루미늄 구조 프로파일로 만들어진 공작 기계를 고려하지 않을 것임을 즉시 예약하고 싶습니다. 이것은 오히려 다른 기사의 문제입니다.

기계 조립을 계속하고 포럼에서 토론하면서 많은 사람들이 프레임 내부와 외부에 대각선 강철 스트럿을 만들어 강성을 더하도록 조언하기 시작했습니다. 우리는이 조언을 무시하지 않았지만 프레임이 상당히 방대하기 때문에 디자인에 지브를 추가하는 것은 동일합니다 (약 400kg). 그리고 프로젝트가 완료되면 둘레가 강판으로 덮여 구조를 추가로 연결할 것입니다.

이제 이 프로젝트의 기계적 문제로 넘어가겠습니다. 앞에서 언급했듯이 기계 축의 이동은 직경이 25mm이고 피치가 10mm인 볼 나사 쌍을 통해 수행되었으며 회전은 86 및 57 플랜지가 있는 스테퍼 모터에서 전달됩니다. 처음에는 불필요한 백래시와 추가 기어를 없애기 위해 프로펠러 자체를 회전시켜야 했지만 엔진과 프로펠러가 직접 연결되어 후자가 특히 포털이 극단적인 위치에 있을 때 고속으로 긴장을 풀기 시작합니다. X 축을 따른 나사의 길이가 거의 3m이고 처짐을 줄이기 위해 직경 25mm의 나사를 깔았고 그렇지 않으면 16mm 나사로 충분했을 것입니다.

이러한 뉘앙스는 부품 생산 과정에서 이미 발견되었으며, 나사가 아닌 회전 너트를 제작하여 이 문제를 신속하게 해결할 필요가 있었고 설계에 추가 베어링 어셈블리와 벨트 구동이 추가되었습니다. 이 솔루션은 또한 지지대 사이의 나사를 잘 조이는 것을 가능하게 했습니다.

회전 너트의 디자인은 매우 간단합니다. 처음에 우리는 베어링 케이지를 너트에 고정하기 위해 끝에서 나사산을 절단한 후 볼 나사 너트에 미러링된 두 개의 테이퍼 볼 베어링을 선택했습니다. 베어링은 너트와 함께 하우징에 끼워지고 전체 구조는 포털 랙의 끝에 장착됩니다. 볼 나사 앞의 너트는 어댑터 슬리브를 나사에 고정시켰으며, 이후에 정렬을 제공하기 위해 조립된 형태로 맨드릴에 돌렸습니다. 그들은 도르래를 놓고 두 개의 잠금 너트로 조였습니다.

분명히, 당신 중 일부는 "왜 기어 랙을 움직임을 전달하는 메커니즘으로 사용하지 않습니까?"라고 궁금해 할 것입니다. 대답은 매우 간단합니다. 볼 나사는 위치 정확도, 더 큰 구동력, 따라서 모터 샤프트의 토크를 줄여줍니다(이것이 바로 기억에 남습니다). 그러나 단점도 있습니다. 이동 속도가 느리고 정상적인 품질의 나사를 사용하면 가격이 각각 다릅니다.
그건 그렇고, 우리는 TBI 볼 나사와 너트를 충분히 가져갔습니다. 예산 옵션, 그러나 가져온 나사의 9미터 중 기하학적 치수의 불일치로 인해 3미터를 버려야 했기 때문에 품질은 적절합니다. 어떤 너트도 단순히 나사로 조이지 않았습니다...

슬라이딩 가이드는 HIWIN에서 제조한 25mm 크기의 프로파일 레일 가이드를 사용하였다. 가이드 사이의 평행도를 유지하기 위해 설치를 위해 장착 홈이 밀링되었습니다.

그들은 자체적으로 볼 나사 지지대를 만들기로 결정했으며 회전 나사 지지대 (Y 및 Z 축)와 비 회전 나사 지지대 (X 축)의 두 가지 유형으로 판명되었습니다. 4개 부품의 자체 생산으로 인해 비용 절감이 거의 없었기 때문에 회전 나사용 지지대를 구입할 수 있었습니다. 또 다른 것은 회전하지 않는 나사 지지대가 있다는 것입니다. 이러한 지지대는 판매용으로 찾을 수 없습니다.

앞서 말했듯이 X축은 회전하는 너트와 벨트 기어를 통해 구동됩니다. 또한 벨트 기어를 통해 두 개의 다른 축 Y와 Z를 만들기로 결정했습니다. 이것은 전달 토크를 변경하는 데 더 많은 이동성을 추가하고 볼 스크류 나사의 축을 따라가 아니라 측면으로 엔진을 설치한다는 관점에서 미학을 추가합니다. 그것의, 기계의 크기를 증가시키지 않고.

이제 순조롭게 넘어가자 전기 부품, 그리고 우리는 드라이브부터 시작할 것입니다. 물론 스테퍼 모터가 다음과 같은 모터에 비해 저렴한 이유로 선택되었습니다. 피드백. 86번째 플랜지가 있는 두 개의 엔진은 최대 토크만 다른 56번째 플랜지가 있는 엔진을 따라 X축, Y축 및 Z축에 배치되었습니다. 나는 아래에 제시하려고 노력할 것이다. 전체 목록구매한 아이템...

기계의 전기 회로는 매우 간단하며 스테퍼 모터는 드라이버에 연결되고 차례로 인터페이스 보드에 연결되며 병렬 LPT 포트를 통해 개인용 컴퓨터에 연결됩니다. 드라이버는 각 엔진에 대해 하나씩 4개의 부품을 사용했습니다. 설치 및 연결을 단순화하기 위해 모든 드라이버를 동일하게 설치했으며 최대 전류 4A, 전압 50V입니다. CNC 기계용 인터페이스 보드로 홈페이지에 나와있는 국내 제조사의 비교적 저렴한 옵션을 사용했습니다. 가장 좋은 방법. 그러나 나는 이것을 확인하거나 부정하지 않을 것입니다. 보드는 적용이 간단하고 가장 중요한 것은 작동합니다. 내 과거 프로젝트에서 나는 중국 제조업체의 보드를 사용했고 그들도 작동하며 주변 면에서 이 프로젝트에서 사용한 보드와 거의 차이가 없습니다. 이 모든 보드에서 하나는 중요하지 않을 수 있지만 마이너스는 최대 3개의 리미트 스위치만 설치할 수 있지만 각 축에 대해 최소한 2개의 이러한 스위치가 필요합니다. 아니면 내가 이해하지 못했습니까? 3축 기계가 있는 경우 그에 따라 기계의 0 좌표(이것을 "홈 위치"라고도 함)와 가장 극단적인 좌표에서 리미트 스위치를 설정해야 장애가 발생할 경우 또는 작업 필드의 부족, 하나 또는 다른 축은 단순히 순서가 잘못되지 않습니다(단순히 파손되지 않음). 내 계획에서는 접촉 유도 센서가 없는 3개의 한계 센서와 곰팡이 형태의 비상 버튼 "E-STOP"을 사용했습니다. 전원 섹션은 2개의 48V 스위칭 전원 공급 장치에 의해 전원이 공급됩니다. 및 8A. 주파수 변환기를 통해 각각 연결된 2.2kW 수냉식 스핀들. 주파수 변환기가 인터페이스 보드를 통해 연결되기 때문에 회전율은 개인용 컴퓨터에서 설정됩니다. 회전율은 주파수 변환기의 해당 출력에서 ​​전압(0-10볼트)을 변경하여 조절됩니다.

모터, 스핀들 및 리미트 스위치를 제외한 모든 전기 부품은 전기 금속 캐비닛에 장착되었습니다. 기계의 모든 제어는 개인용 컴퓨터에서 수행되며 ATX 폼 팩터 마더보드에서 오래된 PC를 찾았습니다. 조금 줄여서 프로세서와 비디오 카드가 통합된 소형 mini-ITX를 사는 것이 나을 것입니다. 전기 상자의 크기가 작지 않아 모든 구성 요소가 내부에 거의 배치되지 않았으며 서로 충분히 가깝게 배치되어야 했습니다. 상자 바닥에는 상자 안의 공기가 매우 뜨거워서 강제 냉각 팬 3개를 배치했습니다. 전원 버튼과 비상 정지 버튼을 위한 구멍이 있는 금속 플레이트가 전면에 나사로 고정되어 있습니다. 또한이 오버레이에는 PC를 켜기 위해 소켓이 배치되어 있으며 오래된 미니 컴퓨터의 케이스에서 제거했는데 작동하지 않는 것으로 밝혀져 유감입니다. 오버레이는 또한 상자의 뒤쪽 끝에서 고정되었으며 220V 전원, 스테퍼 모터, 스핀들 및 VGA 커넥터를 연결하기 위한 커넥터용 구멍이 상자에 배치되었습니다.

엔진, 스핀들 및 냉각용 물 호스의 모든 와이어는 너비가 50mm인 캐터필러 유형의 유연한 케이블 채널에 배치되었습니다.

소프트웨어는 전기 상자에 넣어둔 PC에 윈도우 XP를 설치했고, 기계를 제어하기 위해 가장 흔한 Mach3 프로그램 중 하나를 사용했다. 프로그램은 인터페이스 보드에 대한 문서에 따라 구성되었으며 모든 것이 그림으로 명확하게 설명되어 있습니다. 왜 정확히 Mach3이지만 모두 동일한 작업 경험이 있었고 다른 프로그램에 대해 들었지만 고려하지 않았습니다.

명세서:

작업 공간, mm: 2700x1670x200;
축 이동 속도, mm/min: 3000;
스핀들 출력, kW: 2.2;
치수, mm: 2800x2070x1570;
무게, kg: 1430.

부품 목록:

프로파일 파이프 80x80mm.
금속 스트립 10x80mm.
볼 나사 TBI 2510, 9미터.
볼 나사 너트 TBI 2510, 4개
프로필 가이드 HIWIN 캐리지 HGH25-CA, 12개
레일 HGH25, 10미터.
스테퍼 모터:
NEMA34-8801: 3개
NEMA 23_2430: 1개
풀리 BLA-25-5M-15-A-N14: 4개
풀리 BLA-40-T5-20-A-N 19: 2개
풀리 BLA-30-T5-20-A-N14: 2개

StepMaster v2.5 인터페이스 보드: 1 pc.
DM542 스테퍼 모터 드라이버: 4개 (중국)
스위칭 전원 48V, 8A: 2개 (중국)
2.2kW용 주파수 변환기. (중국)
스핀들 2.2kW. (중국)

주요 내용과 구성 요소를 나열한 것 같은데, 포함되지 않은 내용이 있으면 댓글에 적어주시면 추가하겠습니다.

기계 경험:결국, 거의 1년 반이 지난 후에도 우리는 여전히 기계를 출시했습니다. 먼저 축의 위치 정확도와 최대 속도를 설정합니다. 경험 많은 동료에 따르면 최대 속도 3m/min은 높지 않고 3배 이상 높아야 합니다(목재, 합판 등 가공용). 우리가 도달한 속도에서 포털과 다른 축은 손으로 (전신으로) 그 위에 놓여 탱크처럼 돌진하는 것을 거의 멈출 수 없습니다. 우리는 합판 가공으로 테스트를 시작했습니다. 커터는 시계처럼 작동하고 기계 진동은 없지만 한 번에 최대 10mm까지 깊어졌습니다. 깊은 곳으로 간 후에 그들은 깊이를 더 얕아지기 시작했습니다.

나무와 플라스틱으로 놀고 난 후 우리는 두랄루민을 g아 먹기로 결정했습니다. 여기서 저는 기뻤습니다. 절단 모드를 선택하는 동안 직경 2mm의 밀링 커터를 여러 개 부러뜨렸지만 여기서 기뻤습니다. Dural은 매우 자신 있게 절단되며 가공된 모서리를 따라 상당히 깨끗한 절단이 가능합니다.

우리는 아직 강철 가공을 시도하지 않았지만 적어도 기계가 조각을 당길 것이라고 생각하고 밀링의 경우 스핀들이 다소 약하므로 죽이는 것이 유감입니다.

그리고 나머지 기계는 할당된 작업에 완벽하게 대처합니다.

결론, 완료된 작업에 대한 의견:완료된 작업은 작지 않습니다. 결과적으로 아무도 주요 작업을 취소하지 않았기 때문에 우리는 꽤 피곤합니다. 네, 그리고 많은 돈을 투자해서 정확한 금액을 말씀드리지는 못하지만 대략 400t.r 정도입니다. 조립 비용 외에도 대부분의 비용과 힘의 대부분은 기지 제조에 사용되었습니다. 와우, 우리가 그를 어떻게 망쳤는지. 그리고 나머지는 조립을 계속하기 위해 자금, 시간 및 완성된 부품이 들어오는 대로 모든 것이 완료되었습니다.

이 기계는 매우 효율적이고 매우 단단하고 거대하고 고품질인 것으로 판명되었습니다. 좋은 위치 정확도를 유지합니다. 크기가 40x40인 두랄루민으로 만든 정사각형을 측정할 때 정확도는 + - 0.05mm로 밝혀졌습니다. 더 큰 부품의 처리 정확도는 측정되지 않았습니다.

무엇 향후 계획…:가이드와 볼 나사를 먼지 보호 장치로 닫고, 주변에 기계를 덮고, 스핀들 냉각 아래에 4개의 큰 선반을 형성하는 베이스 중앙에 천장을 설치하는 형태로 기계에 대한 작업이 아직 충분합니다. 볼륨, 도구 보관 및 장비. 그들은 베이스의 1/4 중 하나에 네 번째 차축을 장착하기를 원했습니다. 또한 스핀들에 사이클론을 설치하여 먼지에서 칩을 제거하고 수집해야 하며, 특히 목재나 텍스토라이트를 가공하면 먼지가 사방으로 날아가 사방에 가라앉습니다.

기계의 추가 운명에 관해서는 영토 문제가 있었고 (다른 도시로 이사했음) 이제 기계를 다룰 사람이 거의 없기 때문에 모든 것이 명확하지 않습니다. 그리고 위의 계획은 그것이 실현된다는 사실이 아닙니다. 2년 전에는 누구도 상상하지 못했을 것입니다. 태그 추가

복잡한 기술과 전자 기기, 많은 장인들은 자신의 손으로 만드는 것이 단순히 불가능하다고 생각합니다. 그러나이 의견은 잘못되었습니다. 그러한 장비를 직접 만들 수는 있지만이를 위해서는 장비가 있어야합니다. 상세한 도면, 뿐만 아니라 세트 필요한 도구및 관련 액세서리.

수제 데스크탑 밀링 머신에서 두랄루민 블랭크 가공

수제 CNC 기계를 만들기로 결정할 때 상당한 시간이 걸릴 수 있음을 명심하십시오. 또한, 특정 재정적 비용. 그러나 이러한 어려움을 두려워하지 않고 모든 문제를 해결하기 위한 올바른 접근 방식을 취하면 다양한 재료높은 정확도로.

CNC 시스템이 장착 된 밀링 머신을 만들려면 두 가지 옵션을 사용할 수 있습니다. 이러한 장비가 특별히 선택된 요소로 조립되는 기성품 키트를 구입하거나 모든 구성 요소를 찾아 완전히 작동하는 자신의 손으로 장치를 조립하십시오. 모든 요구 사항을 충족합니다.

수제 CNC 밀링 머신 조립 지침

사진 아래에서 자신의 손으로 만든 것을 볼 수 있습니다. 자세한 지침제조 및 조립을 위해 사용된 재료 및 구성 요소, 기계 부품의 정확한 "패턴" 및 대략적인 비용을 나타냅니다. 유일한 단점은 영어로 된 설명이지만 언어를 몰라도 상세한 그림을 이해할 수 있습니다.

기계 제조에 대한 무료 지침을 다운로드하십시오.

CNC 밀링 머신이 조립되어 사용할 준비가 되었습니다. 다음은 이 기계에 대한 조립 지침의 일부 그림입니다.

기계 부품의 "패턴"(축소도) 기계 조립의 시작 중간 단계 최종 조립 단계

준비 작업

기성품 키트를 사용하지 않고 자신의 손으로 CNC 기계를 설계하기로 결정했다면 가장 먼저 해야 할 일은 다음을 선택하는 것입니다. 회로도, 그러한 미니 장비가 작동합니다.

CNC 밀링 장비의 기초를 위해 오래된 드릴링 머신, 드릴이 있는 작업 헤드가 밀링 헤드로 교체됩니다. 이러한 장비에서 설계해야 하는 가장 복잡한 것은 세 개의 독립적인 평면에서 도구의 움직임을 보장하는 메커니즘입니다. 이 메커니즘은 작동하지 않는 프린터의 캐리지를 기반으로 조립할 수 있으며 두 평면에서 도구의 움직임을 보장합니다.

이러한 개념에 따라 조립된 장치에 소프트웨어 제어를 연결하는 것은 쉽습니다. 그러나 주요 단점은 플라스틱, 목재 및 얇은 판금으로 만든 공작물만 이러한 CNC 기계에서 처리할 수 있다는 것입니다. 이것은 절삭 공구의 움직임을 보장하는 구형 프린터의 캐리지가 충분한 정도의 강성을 갖지 않는다는 사실에 의해 설명됩니다.

수제 CNC 기계가 다양한 재료의 공작물로 본격적인 밀링 작업을 수행할 수 있으려면 충분히 강력한 스테퍼 모터가 작업 도구를 이동해야 합니다. 스테퍼 형 엔진을 찾을 필요가 전혀 없으며 기존 전기 모터로 만들 수 있으며 후자를 약간 다듬습니다.

당신의 스테퍼 모터를 사용하면 나사 기어의 사용을 피할 수 있으며 집에서 만든 장비의 기능과 특성은 이것으로 인해 악화되지 않습니다. 그래도 미니 기계에 프린터의 캐리지를 사용하기로 결정했다면 더 큰 모델의 인쇄 장치에서 선택하는 것이 좋습니다. 밀링 장비의 샤프트에 힘을 전달하려면 일반이 아닌 풀리에서 미끄러지지 않는 톱니 벨트를 사용하는 것이 좋습니다.

이러한 기계의 가장 중요한 구성 요소 중 하나는 밀링 메커니즘입니다. 특별한주의가 필요한 것은 제조입니다. 이러한 메커니즘을 올바르게 만들려면 세부 도면이 필요하며 엄격하게 따라야합니다.

CNC 밀링 머신 도면

장비 조립을 시작하겠습니다

집에서 만든 CNC 밀링 장비의 기본은 직사각형 빔이 될 수 있으며 레일에 단단히 고정되어야 합니다.

기계의지지 구조는 강성이 높아야하며 설치 중에 용접 조인트를 사용하지 않는 것이 좋으며 모든 요소는 나사로만 연결해야합니다.

이 요구 사항은 용접이 장비의지지 구조가 반드시 겪을 진동 하중에 의해 매우 잘 견디지 못한다는 사실에 의해 설명됩니다. 이러한 하중은 결국 기계의 프레임이 시간이 지남에 따라 붕괴되기 시작하고 기하학적 치수의 변화가 발생하여 장비 설정의 정확성과 성능에 영향을 미친다는 사실로 이어집니다.

수제 프레임을 장착 할 때 용접 이음새 제 분기종종 노드에서 놀이의 발달과 심한 하중 하에서 형성되는 가이드의 편향을 유발합니다.

자신의 손으로 조립할 밀링 머신에는 작업 도구가 수직 방향으로 움직일 수 있도록 메커니즘이 제공되어야 합니다. 이를 위해 나사 기어를 사용하는 것이 가장 좋으며 톱니 벨트를 사용하여 회전이 전달됩니다.

밀링 머신의 중요한 세부 사항은 수직 축입니다. 집에서 만든 장치알루미늄 판으로 만들 수 있습니다. 이 축의 치수가 조립되는 장치의 치수에 정확하게 조정되는 것이 매우 중요합니다. 머플로가 있으면 완성 된 도면에 표시된 치수에 따라 알루미늄으로 주조하여 손으로 기계의 수직 축을 만들 수 있습니다.

수제 밀링 머신의 모든 구성 요소가 준비되면 조립을 시작할 수 있습니다. 이 프로세스는 수직 축 뒤에 장비 본체에 장착되는 두 개의 스테퍼 모터를 설치하는 것으로 시작됩니다. 이 전기 모터 중 하나는 수평면에서 밀링 헤드를 움직이는 역할을 하고 두 번째는 수직면에서 헤드를 각각 움직이는 역할을 합니다. 그 후 집에서 만든 장비의 나머지 구성 요소와 어셈블리가 장착됩니다.

집에서 만든 CNC 장비의 모든 구성 요소에 대한 회전은 벨트 드라이브를 통해서만 전달되어야 합니다. 에 연결하기 전에 조립 기계체계 프로그램 제어, 수동 모드에서 성능을 확인하고 작동에서 식별된 모든 단점을 즉시 제거해야 합니다.

인터넷에서 쉽게 찾을 수 있는 비디오에서 조립 과정을 볼 수 있습니다.

스테퍼 모터

모든 CNC 밀링 머신의 설계에는 반드시 3D 평면에서 공구 이동을 제공하는 스테퍼 모터가 있어야 합니다. 이를 위해 수제 기계를 설계할 때 도트 매트릭스 프린터에 설치된 전기 모터를 사용할 수 있습니다. 도트 매트릭스 프린터의 대부분의 구형 모델에는 상당히 높은 전력의 전기 모터가 장착되어 있습니다. 오래된 프린터의 스테퍼 모터 외에도 집에서 만든 기계를 만드는 데 사용할 수있는 강력한 강철 막대를 가져갈 가치가 있습니다.

자신의 손으로 CNC 밀링 머신을 만들려면 세 가지가 필요합니다. 스테퍼 모터. 도트 매트릭스 프린터에는 그 중 두 개만 있기 때문에 다른 오래된 인쇄 장치를 찾아서 분해해야 합니다.

엔진에 5개의 제어 와이어가 있는 경우 이는 큰 장점이 될 것입니다. 이는 미래의 소형 기계의 기능을 크게 향상시킬 것입니다. 찾은 스테퍼 모터의 다음 매개변수를 찾는 것도 중요합니다. 한 단계에서 회전하는 각도, 공급 전압, 권선 저항 값입니다.

수제 CNC 밀링 머신의 드라이브 디자인은 너트와 스터드로 조립되며, 먼저 장비 도면에 따라 치수를 선택해야 합니다. 모터축을 고정하고 스터드에 부착할 때 부터 두꺼운 고무권선을 사용하는 것이 편리합니다. 전기 케이블. 클램프와 같은 CNC 기계의 요소는 나사가 삽입되는 나일론 슬리브 형태로 만들 수 있습니다. 이렇게 간단하게 만들려면 구조적 요소, 일반 파일과 드릴이 필요합니다.

장비의 전자 충전

DIY CNC 기계는 소프트웨어로 제어되며 올바른 것을 선택해야 합니다. 그러한 소프트웨어를 선택할 때(직접 작성할 수 있음), 그것이 효율적이고 기계가 모든 기능을 구현할 수 있다는 사실에 주의를 기울이는 것이 중요합니다. 이러한 소프트웨어에는 미니 밀링 머신에 설치할 컨트롤러용 드라이버가 포함되어 있어야 합니다.

수제 CNC 기계에서는 LPT 포트가 필수이며 이를 통해 전자 시스템제어하고 기계에 연결하십시오. 이 연결이 설치된 스테퍼 모터를 통해 이루어지는 것이 매우 중요합니다.

DIY 기계의 전자 부품을 선택할 때 품질에주의를 기울이는 것이 중요합니다. 수행 될 기술 작업의 정확성이 이것에 달려 있기 때문입니다. CNC 시스템의 모든 전자 부품을 설치 및 연결한 후 필요한 소프트웨어그리고 드라이버. 그 후에 만 ​​기계의 시운전이 이어지며 다운로드 한 프로그램의 제어하에 기계의 올바른 작동을 확인하고 단점을 식별하고 신속하게 제거합니다.