Mempelajari cara membina mesin CNC dari awal adalah lebih mudah daripada yang anda fikirkan. Kami telah memecahkan proses DIY kepada satu siri langkah yang mudah diikuti untuk pemula. Daripada membeli alat ganti hingga memasang perisian, panduan DIY kami akan memandu anda melalui cara membuat mesin CNC anda sendiri dengan mudah.
Apakah Mesin CNC?
Mesin CNC ialah alat kuasa automatik yang menggunakan program komputer untuk mengawal motor untuk memacu 3 paksi X, Y dan Z untuk bergerak ke sana ke mari di sepanjang laluan alat yang dijana oleh perisian CAD/CAM mengikut arahan kod G. Akhirnya, alat pada gelendong melengkapkan hasil ukiran, pemotongan, dan pengilangan.
Perkara Yang Perlu Dipertimbangkan
Apabila bercakap tentang mesin CNC, semua orang akan memikirkan kos tinggi dan operasi pengaturcaraan yang kompleks, yang membuatkan kita berasa sukar untuk memahaminya. Malah, kami mengetahui dan mempelajari CNC dengan membuat beberapa perkara yang mudah dan mesin CNC kos rendah, yang telah membolehkan kami menaik taraf daripada pemula kepada pakar dalam teknologi CNC moden. Kesukaran DIY mesin CNC terletak pada kos tinggi kit mesin dan kesukaran pemesinan, dan tetapan dan penggunaan perisian adalah agak mudah. Selepas sebulan mengkaji dan menyelidik CNC, saya memutuskan untuk membina kit mesin CNC terkawal Mach3 saya sendiri menggunakan bahan-bahan tempatan.
Kesukaran membina: Sederhana.
Tempoh Bangunan: Hari 16.
Alat DIY: Naib bangku, gerudi elektrik, gergaji tangan, penebuk sampel, pili, reamer, angkup, pembengkok dan skru.
Bermula
Panduan ini adalah mengenai mencipta mesin CNC berfungsi dengan ciri-ciri berikut.
1. Struktur gantri mempunyai kestabilan yang baik, format pemprosesan yang besar, reka bentuk desktop yang padat dan ringan, w8 ringan dan mudah dibawa.
2. Ia boleh digunakan untuk memotong dan mengisar PCB, PVC, akrilik, MDF, kayu, aluminium, dan tembaga.
3. Ketepatan pemesinannya boleh mencapai 0.1 mm, yang boleh memenuhi keperluan kebanyakan papan PCB, acuan, setem dan tanda.
4. Kosnya adalah di bawah $1,000, dan pemasangan adalah mudah dan mudah.
5. Bahagian dan bahan mentah yang digunakan boleh didapati atau dibeli secara tempatan, yang mengurangkan kebimbangan.
6. Proses DIY tidak memerlukan alat yang terlalu rumit.
7. pengawal Mach3, mudah digunakan.
8. gelendong digerakkan oleh motor melangkah dengan ketepatan tinggi.
Bagaimana untuk Membina Struktur Mesin CNC?
Mesin CNC ini menggunakan struktur gantri tetap. Keseluruhan mesin dibahagikan kepada meja asas, bingkai gantri, gerabak paksi-X, meja kerja paksi-Y dan gerabak paksi-Z. Motor loncatan pemacu meja kerja paksi-Y dipasang pada plat bawah. , skru dan 2 bar licin serta gantri sebagai panduan gelongsor meja paksi Y.
Pada gantri, motor loncatan pemacu gerabak paksi-X, skru plumbum dan 2 bar licin yang digunakan sebagai panduan gelongsor gerabak paksi-X dibetulkan. Pada gerabak paksi-X dipasang motor pelangkah pemacu gerabak paksi-Z, skru plumbum dan 2 bar licin yang digunakan sebagai panduan gelongsor gerabak paksi-Z.
Terdapat kurungan penetapan berbentuk L dan gelang penahan berbentuk U untuk memasang gelendong pada gerabak paksi Z.
Nat yang dipadankan dengan skru plumbum dikimpal pada gerabak paksi X, Y dan Z.
Bagaimana untuk membuat litar mesin CNC?
Litar ini terdiri daripada 3 bahagian pemacu motor melangkah yang sama bagi paksi X paksi Y paksi Z. Sekarang ambil paksi-X sebagai lajur untuk menggambarkan prinsip kerjanya.
Litar Pemandu Motor Stepper dengan L297/L298
Litar ini terutamanya terdiri daripada 2 litar bersepadu pemacu khusus motor stepper L297 dan L298. Fungsi utama L297 ialah pengedaran nadi. Ia menjana denyutan logik output pada terminal keluarannya A, B, C, dan D untuk memacu L298. L297 juga mempunyai 2 pencincang PWM untuk mengawal arus belitan fasa dan merealisasikan kawalan pencincang arus malar untuk mendapatkan ciri frekuensi tork yang Baik.
Nadi paksi X dari HDR1 (pin 2) memasuki JAM (pin 18) U1 (L297) dan diproses oleh U1 pada terminal keluarannya A, B, C, D, C (pin 4, 6, 7, 9 ) untuk menjana Nadi logik keluaran memasuki U2 (L298) untuk memacu jambatan H berganda pada terminal keluarannya (pin 2, 3, 13, dan 14) untuk mengeluarkan denyutan langkah untuk memacu motor pelangkah berputar.
L298 ialah pemacu litar bersepadu kuasa dua H-jambatan voltan tinggi dan kuasa arus tinggi.
L297 dan L298 digunakan untuk membentuk sistem pemacu yang lengkap, yang boleh memacu motor stepper 2 fasa dengan voltan maksimum 46V dan arus 2A setiap fasa.
SYNC (pin 1) U1 ialah pin penyegerakan yang disambungkan ke pin 1 U3 dan U5 untuk merealisasikan penyegerakan berbilang L297.
Papan Kawalan Pemandu Motor Stepper
ENABLE (pin 10) U1 membolehkan pin kawalan mengawal logik output. Apabila ia rendah, INH1, INH2, A, B, C, D semuanya dipaksa ke tahap rendah untuk membuat pemandu L298 tidak berfungsi. KAWALAN (pin 11) digunakan untuk memilih kawalan isyarat pencincang. Apabila tahap rendah, isyarat pencincang bertindak pada INH1, INH2, dan apabila ia adalah tahap tinggi, isyarat pencincang bertindak pada isyarat A, B, C, D. Yang pertama sesuai untuk mod kerja satu peringkat dan 2 mod boleh digunakan untuk motor loncatan mod kerja bipolar.
VREF (pin 15) S1U1 ialah pin pelarasan voltan rujukan, dan voltan pin ini dilaraskan untuk menetapkan arus puncak belitan fasa motor stepper.
Kit Pemandu Motor Stepper
Cw/ccw (pin 17) U1 ialah pin untuk menentukan arah putaran motor pelangkah paksi-X, dan isyarat penentu arah untuk paksi-X daripada HDR1 (pin 6) disambungkan ke pin ini.
SEPARUH/PENUH (pin 19) ialah pin kawalan mod pengujaan. Apabila ia tinggi, ia adalah mod pemanduan separuh langkah, dan apabila ia rendah, ia adalah mod pemanduan langkah penuh. RESET (pin 20) ialah isyarat set semula tak segerak, dan fungsinya adalah untuk menetapkan semula pengedar nadi.
D3-D26 ialah diod bebas roda bagi jambatan H pemandu L298.
Bagaimana untuk Menyediakan Pengawal CNC Mach3?
Mach3 ialah pengawal CNC yang paling biasa digunakan untuk mesin CNC. Pemasangannya adalah mudah. Pertama, masukkan kad gerakan Mach3 pada papan induk komputer. Dalam sistem pengendalian Windows, pemacu Mach3 akan dipasang secara lalai.
Kit Pengawal CNC USB Mach3 3 Axis
Anda juga boleh memilih DSP, NcStudio, Mach4, Syntec, OSAI, Siemens, LNC, FANUC dan pengawal CNC lain.
Bagaimana untuk Memasang & Menggunakan Perisian CAD/CAM?
Perisian CAD/CAM yang paling biasa untuk mesin CNC termasuk Type3, ArtCAM, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, MeshCAM, Solidworks, AlphaCAM, MasterCAM, UcanCAM, CASmate, PowerMILL, Aspire, Alibre, AutoCAD, Fusion360, Autodesk Inventor, Rhinoceros 3D, yang boleh mereka bentuk 2D/3D lukisan untuk menjana laluan alat pemesinan.
Perisian CAD / CAM
Bagaimana untuk Memasang Kit Mesin CNC?
Jadual bawah, gerabak paksi-X, meja kerja paksi-Y dan gerabak paksi-Z dibuat oleh mesin lentur dengan 1.5-2mm plat keluli tergelek sejuk, yang boleh memastikan ketepatan pemesinan yang paling ideal. Jika tiada bender, ia juga boleh dibengkokkan secara manual dengan tukul tangan pada ragum besar. Semasa pemprosesan tukul tangan, seterika pad hendaklah ditambah pada bahan kerja untuk mengelakkan meninggalkan kesan tukul pada bahan kerja. Selepas membongkok, pembentukan selanjutnya diperlukan. Tiada satu pun pesawat yang melengkung dan membentuk sudut 90 darjah antara satu sama lain. Untuk memastikan kedudukan tebukan yang betul, mata jarum jarum scribing yang selari dan berserenjang dengan garisan scribing pertama hendaklah nipis, garisan scribing hendaklah tepat, dan soket kedudukan tebukan sampel hendaklah berhati-hati dan tepat.
Kit Mesin CNC
Sebagai contoh, tebuk lubang dengan diameter 6 mm dalam 2 kali. Pertama, gunakan gerudi berdiameter 4 mm untuk menggerudi lubang. Tentukan sama ada lubang diameter 4 mm adalah tepat mengikut garis kedudukan silang. Jika ia tidak tepat, gunakan fail pelbagai taman untuk membetulkannya. , dan akhirnya ream lubang dengan a 6mm gerudi bit, supaya ralat kedudukan lubang agak kecil.
Gantri boleh dipotong dengan gergaji tangan dari lunas besi lantai anti statik dengan ketebalan dinding 1.2mm mengikut lukisan, dan ia boleh dibengkokkan, diproses dan dibentuk pada ragum. Bar cahaya yang digunakan sebagai rel panduan paksi 3 X, Y, Z memerlukan permukaan licin dengan diameter licin 8-10mm. Ia boleh diselesaikan dengan merungkai rel slaid pencetak dot matriks terpakai dan penggelek getah dakwat dalam kartrij pencetak laser lama. 2 bar licin pada setiap arah hendaklah sama panjang dan muka hujung hendaklah rata. Tebuk lubang di bahagian tengah muka hujung untuk mengetuk wayar M5 dan betulkan dengannya 5mm bolt. Hasil kerja mestilah mendatar dan menegak, terutamanya 2 bar cahaya di setiap arah mestilah benar-benar Keselarian adalah sangat penting, ia menentukan kejayaan atau kegagalan pengeluaran.
Skru utama bagi 3 paksi ialah skru plumbum dengan diameter 6mm dan pic 1mm. Skru plumbum ini boleh digunakan untuk memotong panjang yang diperlukan daripada skru plumbum panjang yang dijual di kedai perkakasan untuk hiasan siling. Rintangan dan kelegaan hendaklah kecil, dan nat dikimpal dalam lubang yang sepadan pada gerabak untuk meminimumkan tindak balas dan meningkatkan ketepatan mesin ukiran.
Lengan gelongsor ialah penyambung hos tembaga yang dibeli di kedai perkakasan. Ia adalah perlu untuk memilih diameter dalam lebih kecil sedikit daripada diameter bar gelongsor, dan kemudian gunakan reamer manual untuk memusing diameter dalam agar tepat padan dengan bar gelongsor. Jika perlu, gilap paksi optik dengan kertas pasir metalografik, potong lengan gelongsor menjadi bahagian sepanjang 6 mm, sejumlah 12 bahagian, dan kemudian gunakan besi pematerian berkuasa tinggi untuk mematerinya ke dalam lubang yang sepadan pada gerabak. Jangan letakkan lengan gelongsor semasa mengimpal. Jika pateri menembusi bahagian dalam, gunakan zink klorida sebagai fluks untuk memastikan kualiti pematerian. Semasa memasang, berhati-hati bahawa rintangan meja gelangsar adalah kecil dan konsisten. Jika rintangannya besar, lengan gelongsor boleh dipanaskan semula dengan besi pematerian untuk memenuhi keperluan.
Aci motor stepper dan rod skru disambungkan melalui tiub kuprum a 6mantena rod diameter m. Batang skru dan tiub kuprum dikimpal dengan kukuh dan dipastikan sepusat. Hujung satu lagi tiub tembaga dimasukkan ke dalam aci motor stepper, dan kemudian digerudi secara mendatar. Pin dimasukkan ke dalam lubang kecil untuk membetulkannya, dan hujung batang skru yang satu lagi dikimpal dengan nat pada gerabak.
Mesin CNC ini boleh dikawal secara fleksibel mengikut saiz dan saiz bahannya sendiri, tetapi keseluruhan mesin tidak boleh terlalu besar untuk mengelakkan ketegaran yang lemah.
Bagaimana untuk mengendalikan Mesin CNC?
Sebelum pemesinan CNC, senarai program pemesinan hendaklah disediakan terlebih dahulu:
1. Tentukan prosedur pemprosesan bahagian dan alatan serta kelajuan pemotongan yang digunakan untuk pemprosesan.
2. Tentukan titik sambungan kontur bahagian.
3. Tetapkan kedudukan memulakan dan menutup pisau dan kedudukan asal koordinat.
Tulis set arahan kawalan berangka mengikut format pernyataan yang ditetapkan, masukkan set arahan ke dalam peranti kawalan berangka untuk pemprosesan (penyahkodan, operasi, dll.), kuatkan isyarat melalui litar pemanduan, pacu motor servo untuk mengeluarkan anjakan sudut dan halaju sudut, dan kemudian menukar komponen melalui komponen pelaksanaan. Anjakan linear meja kerja direalisasikan untuk merealisasikan penyusuan.
Mari mulakan operasi mesin CNC dengan 9 langkah seperti berikut.
Langkah 1. Pengaturcaraan CNC.
Sebelum pemesinan, pengaturcaraan CNC perlu dianalisis dan disusun terlebih dahulu. Sekiranya program itu panjang atau rumit. Jangan atur cara pada mesin CNC, tetapi gunakan mesin pengaturcaraan atau pengaturcaraan komputer, dan kemudian sandarkan kepada sistem CNC mesin CNC melalui cakera liut atau antara muka komunikasi. Ini boleh mengelakkan daripada menduduki masa mesin dan meningkatkan masa tambahan pemesinan.
Langkah 2. Hidupkan Mesin.
Secara amnya, kuasa utama dihidupkan terlebih dahulu, supaya mesin CNC mempunyai keadaan kuasa hidup. Mulakan sistem CNC dengan butang kekunci dan alat mesin dihidupkan pada masa yang sama, dan CRT sistem kawalan CNC memaparkan maklumat. Status sambungan kerang dan peralatan tambahan lain.
Langkah 3. Tetapkan Titik Rujukan Pepejal.
Sebelum pemesinan, tetapkan datum pergerakan setiap koordinat mesin. Langkah ini perlu dilakukan pertama untuk mesin sistem kawalan peningkatan.
Langkah 4. Mulakan Pengaturcaraan CNC.
Mengikut medium program (pita, cakera), ia boleh dimasukkan oleh mesin pita, mesin pengaturcaraan atau komunikasi bersiri. Jika ia adalah program yang mudah, ia boleh dimasukkan terus pada panel kawalan CNC dengan papan kekunci, atau input segmen mengikut segmen dalam mod MDI untuk pemprosesan segmen jauh. Sebelum pemesinan, asal bahagian, parameter alat, ofset, dan pelbagai nilai pampasan juga mesti dimasukkan dalam program.
Langkah 5. Penyuntingan Program.
Jika program yang dimasukkan perlu diubah suai, suis pemilihan mod kerja hendaklah diletakkan dalam kedudukan penyuntingan. Gunakan kekunci edit untuk menambah, memadam dan menukar.
Langkah 6. Pemeriksaan & Penyahpepijatan Program.
Pertama, kunci alat mesin dan jalankan sistem sahaja. Langkah ini adalah untuk menyemak program. Jika terdapat sebarang kesilapan, ia perlu diedit semula.
Langkah 7. Pembetulan & Penjajaran Bahan Kerja.
Betulkan dan selaraskan bahan kerja untuk diproses, dan wujudkan penanda aras. Kaedah ini menggunakan pergerakan tambahan manual, pergerakan berterusan atau pergerakan roda manual alat mesin. Tetapkan titik permulaan ke permulaan program, dan tetapkan rujukan alat.
Langkah 8. Mulakan Pemesinan CNC.
Pemesinan berterusan biasanya menggunakan penambahan program dalam ingatan. Kadar suapan dalam pemesinan CNC boleh dilaraskan oleh suis kadar suapan. Semasa pemesinan, butang tahan suapan boleh ditekan untuk menjeda pergerakan suapan untuk memerhati situasi pemprosesan atau melakukan pengukuran manual. Tekan butang mula kitaran sekali lagi untuk menyambung semula pemesinan. Untuk memastikan mangkuk itu betul, ia perlu diperiksa semula sebelum menambah. Semasa mengisar, untuk kepingan melengkung rata, pensel boleh digunakan dan bukannya alat untuk melukis garis besar bahagian pada kertas, yang lebih intuitif. Jika sistem mempunyai laluan alat, fungsi simulasi boleh digunakan untuk menyemak ketepatan program.
Langkah 9. Matikan Mesin.
Selepas menambah, sebelum mematikan kuasa, perhatikan untuk memeriksa status mesin CNC dan kedudukan setiap bahagian mesin. Matikan kuasa mesin dahulu, kemudian matikan kuasa sistem, dan akhirnya matikan kuasa utama.
Soalan Lazim
Berapa banyak jenis mesin CNC boleh dibina sendiri?
Jenis mesin CNC yang paling biasa untuk dibuat sendiri termasuk penghala CNC, mesin pelarik CNC, kilang CNC, pengisar CNC, gerudi CNC, laser CNC dan pemotong plasma CNC.
Berapakah kos untuk membina kit mesin CNC?
Kos kit mesin CNC DIY termasuk komputer, papan kawalan, bahagian mesin dan aksesori. Kebanyakan kos tertumpu pada perkakasan, yang bergantung pada ketepatan yang anda perlukan untuk pelan pemesinan CNC anda, dan kos purata adalah di bawah $1, 000.
Apa yang boleh dilakukan oleh mesin CNC?
Mesin CNC boleh melakukan pengilangan, memusing, memotong, mengukir, mengukir, menanda, mengisar, membengkok, menggerudi, membersihkan, mengimpal untuk logam, kayu, plastik, buih, kain dan batu.
Bagaimana untuk memilih motor gelendong?
Motor gelendong adalah bahagian teras untuk mesin CNC. Anda perlu membeli motor gelendong yang betul untuk rancangan perniagaan anda, semuanya bergantung pada bahan yang anda pemesinan dan ketepatan yang diperlukan untuk projek anda.
Bagaimana untuk memilih sistem penghantaran?
Satu ialah sama ada untuk memilih skru atau skru bola untuk pilihan sistem penghantaran. Di sini saya sebenarnya mencadangkan bahawa adalah lebih baik untuk memilih skru bola. Walaupun saya menggunakan skru plumbum, saya masih mengesyorkan memilih skru bola. Skru bola mempunyai ketepatan tinggi dan ralat putaran kecil. Dan dalam proses penghantaran, bunyi adalah sangat kecil. Proses penghantaran skru ialah geseran antara logam dan logam. Walaupun bunyi tidak begitu kuat, ralat putaran akan menjadi lebih besar dan lebih besar selepas masa geseran panjang.
Bagaimana untuk memilih motor stepper?
Selagi mesin CNC berfungsi, motor stepper berfungsi. Jika motor tidak dipilih dengan teliti, maka 1st motor adalah sangat mudah dipanaskan. Motor panas apabila mesin mula berfungsi, yang sepatutnya tidak seperti yang kita mahu. Tork motor juga merupakan masalah yang perlu dipertimbangkan, dan mudah kehilangan langkah jika tork tidak mencukupi. Jadi jangan tamak apabila memilih motor stepper.
Peringatan
Sama ada anda sedang membina sebuah penghala CNC yang berpatutan, atau membuat mesin pelarik CNC bajet terbaik, walaupun bekerja dengan DIY mesin pengilangan CNC termurah, amaran pertama ialah bekalan kuasa mesin CNC. Terdapat 1 motor melangkah dan satu motor gelendong pada mesin. Oleh itu, arus mesin CNC adalah sangat besar dalam proses penggunaan. Apabila membeli bekalan kuasa DC, bekalan kuasa DC dengan arus undian yang lebih besar harus dibeli. Penentu kelajuan motor gelendong ialah voltan bekalan kuasa DC. Semakin tinggi voltan, semakin cepat kelajuan maksimum gelendong boleh berputar, jadi voltan tidak boleh terlalu kecil.
Secara ringkasnya, saya mencadangkan bahawa voltan undian mesin CNC buatan sendiri adalah kira-kira 30V dan arus undian sekurang-kurangnya 10A untuk memastikan operasi normal mesin. Voltan 30V digunakan terutamanya pada motor gelendong, dan motor stepper tidak memerlukan voltan setinggi itu. Kerana motor stepper digerakkan oleh skru, tork masih boleh besar walaupun dengan voltan kecil. Jadi saya cadangkan bahawa hanya 12V yang mencukupi untuk voltan yang dibekalkan kepada motor stepper. Motor stepper menggunakan 12V, tetapi voltan yang disediakan oleh bekalan kuasa DC ialah 30V. Di sini, pengubah perlu digunakan. Kuasa transformer ini sepatutnya tinggi. Arus 3 motor stepper mesti melalui pengubah ini. Pelesapan haba pengubah tidak dapat bersaing, mengakibatkan penjanaan haba yang serius.
