Znajući da se radi o složenom tehničkom i elektroničkom uređaju, mnogi majstori misle da ga je jednostavno nemoguće napraviti vlastitim rukama. Međutim, ovo mišljenje je pogrešno: takvu opremu možete napraviti sami, ali za to morate imati ne samo njen detaljan crtež, već i skup potrebnih alata i odgovarajućih komponenti.

Obrada duraluminijskih zareza na kućnoj stolnoj glodalici

Kada se odlučite za izradu domaće CNC mašine, imajte na umu da to može potrajati značajno vrijeme. Osim toga, bit će potrebni određeni finansijski troškovi. Međutim, ne plašeći se takvih poteškoća i ispravno pristupiti rješavanju svih pitanja, možete postati vlasnik pristupačne, efikasne i produktivne opreme koja vam omogućava da obrađujete radne komade od različitih materijala s visokim stupnjem točnosti.

Da biste napravili glodalicu opremljenu CNC sistemom, možete koristiti dvije opcije: kupiti gotov set, od posebno odabranih elemenata od kojih je takva oprema sastavljena, ili pronaći sve komponente i sastaviti uređaj vlastitim rukama koji će u potpunosti ispunjava sve Vaše zahtjeve.

Upute za sastavljanje domaće CNC glodalice

U nastavku na fotografiji možete vidjeti izrađene vlastitim rukama, uz koje su priložena detaljna uputstva za izradu i montažu s naznakom upotrijebljenih materijala i komponenti, tačne "šare" dijelova stroja i približne cijene. Jedina mana je instrukcija na engleskom, ali je sasvim moguće razumjeti detaljne crteže bez poznavanja jezika.

Besplatno preuzimanje instrukcija za proizvodnju mašine:

CNC ruter je sastavljen i spreman za rad. Ispod su neke ilustracije iz uputstava za sastavljanje ove mašine.

„Uzorci” mašinskih delova (smanjen prikaz) Početak montaže mašine Međufaza Završna faza montaže

Pripremni radovi

Ako odlučite da ćete dizajnirati CNC stroj vlastitim rukama, bez korištenja gotovog seta, prvo što ćete morati učiniti je odabrati shematski dijagram prema kojem će takva mini-oprema raditi.

Kao osnovu za CNC opremu za glodanje, možete uzeti staru bušilicu, u kojoj se radna glava s bušilicom zamjenjuje glodalom. Najteža stvar koja će se morati dizajnirati u takvoj opremi je mehanizam koji osigurava kretanje alata u tri nezavisne ravnine. Ovaj mehanizam se može sastaviti na bazi kolica iz neispravnog štampača, obezbediće kretanje alata u dve ravni.

Lako je povezati softversko upravljanje na uređaj sastavljen prema takvom šematskom dijagramu. Međutim, njegov glavni nedostatak je što se na takvoj CNC mašini mogu obrađivati ​​samo obradaci od plastike, drveta i tankog lima. To se objašnjava činjenicom da kolica iz starog štampača, koja će osigurati kretanje alata za rezanje, nemaju dovoljan stepen krutosti.

Da bi vaša domaća CNC mašina mogla izvoditi potpune operacije glodanja s obradacima iz različitih materijala, dovoljno snažan koračni motor mora biti odgovoran za pomicanje radnog alata. Uopće nije potrebno tražiti koračni motor, može se napraviti od konvencionalnog elektromotora, podvrgavajući ga maloj modifikaciji.

Upotreba koračnog motora u vašem će omogućiti da se izbjegne upotreba vijčanog prijenosa, a funkcionalnost i karakteristike domaće opreme neće se pogoršati od toga. Ako se ipak odlučite da za svoju mini mašinu koristite kolica od štampača, preporučljivo je da ih preuzmete sa većeg modela uređaja za štampanje. Za prijenos sile na osovinu opreme za glodanje, bolje je koristiti ne obične remenje, već zupčaste remenje koji neće kliziti po remenicama.

Jedna od najvažnijih komponenti svake takve mašine je mehanizam glodala. Upravo njegovoj proizvodnji treba posvetiti posebnu pažnju. Da biste ispravno napravili takav mehanizam, trebat će vam detaljni crteži koje ćete morati striktno slijediti.

Crteži CNC glodalice

Počnimo sa sastavljanjem opreme

Osnova domaće CNC opreme za glodanje može biti pravokutna greda, koja mora biti sigurno pričvršćena na vodilice.

Noseća konstrukcija mašine mora imati visoku krutost, prilikom ugradnje bolje je ne koristiti zavarene spojeve, a svi elementi moraju biti povezani samo vijcima.

Ovaj zahtjev se objašnjava činjenicom da su zavareni šavovi vrlo slabo tolerantni na opterećenja od vibracija, kojima će nužno biti podvrgnuta noseća konstrukcija opreme. Kao rezultat toga, takva opterećenja će dovesti do činjenice da će se okvir stroja s vremenom početi urušavati, a u njemu će doći do promjena u geometrijskim dimenzijama, što će utjecati na točnost postavljanja opreme i njene performanse.

Šavovi za zavarivanje prilikom ugradnje okvira domaće glodalice često izazivaju razvoj zazora u njegovim čvorovima, kao i otklon vodilica, koji se formira pod teškim opterećenjima.

U glodalici, koju ćete sastaviti vlastitim rukama, mora se osigurati mehanizam koji osigurava kretanje radnog alata u okomitom smjeru. Za to je najbolje koristiti spiralni zupčanik, na koji će se rotacija prenositi pomoću zupčastog remena.

Važan dio glodalice je njegova vertikalna os, koja se može napraviti od aluminijske ploče za kućni uređaj. Veoma je važno da dimenzije ove ose budu precizno usklađene sa dimenzijama montiranog uređaja. Ako imate na raspolaganju peć za mufle, tada možete vlastitim rukama napraviti vertikalnu os stroja, izlivajući je od aluminija prema dimenzijama navedenim na gotovom crtežu.

Nakon što su sve komponente vaše domaće glodalice pripremljene, možete početi sa montažom. Ovaj proces počinje ugradnjom dva koračna motora, koji su pričvršćeni na tijelo opreme iza njegove vertikalne ose. Jedan od ovih elektromotora bit će odgovoran za pomicanje glave za glodanje u horizontalnoj ravni, a drugi za pomicanje glave, odnosno u vertikalnoj ravni. Nakon toga se montiraju ostale komponente i sklopovi domaće opreme.

Rotaciju na sve čvorove domaće CNC opreme treba prenositi samo preko remenskih pogona. Prije povezivanja programiranog upravljačkog sistema na montiranu mašinu, potrebno je provjeriti njegovu operativnost u ručnom načinu rada i odmah otkloniti sve uočene nedostatke u njegovom radu.

Proces montaže možete pogledati u videu koji je lako pronaći na internetu.

Koračni motori

U dizajnu bilo koje glodalice opremljene CNC-om moraju biti prisutni koračni motori koji osiguravaju kretanje alata u tri ravnine: 3D. Prilikom dizajniranja domaćeg alatnog stroja za ovu svrhu, možete koristiti elektromotore ugrađene u matrični pisač. Većina starijih modela matričnih štampača bila je opremljena elektromotorima koji su bili dovoljno snažni. Uz koračne motore sa starog štampača treba uzeti jake čelične šipke, koje se mogu koristiti i za izradu vaše domaće mašine.

Da biste napravili CNC glodalicu vlastitim rukama, potrebna su vam tri koračna motora. Budući da ih u matričnom štampaču ima samo dva, biće potrebno pronaći i rastaviti još jedan stari uređaj za štampanje.

Biće veliki plus ako motori koje pronađete imaju pet kontrolnih žica: to će značajno povećati funkcionalnost vaše buduće mini-mašine. Također je važno saznati sljedeće parametre koračnih motora koje ste pronašli: koliko stupnjeva se rotacija izvodi u jednom koraku, koliki je napon napajanja, kao i vrijednost otpora namotaja.

Pogonska struktura domaće CNC glodalice sastavljena je od matice i klina, čije dimenzije treba unaprijed odabrati prema crtežu vaše opreme. Pogodno je koristiti debeli gumeni namotaj od električnog kabela za pričvršćivanje osovine motora i pričvršćivanje na klin. Dijelovi vaše CNC mašine, kao što su kopče, mogu se napraviti u obliku najlonske čahure, u koju se ubacuje šraf. Da biste napravili tako jednostavne strukturne elemente, potrebna vam je obična turpija i bušilica.

Elektronsko punjenje opreme

Vašom CNC mašinom uradite sam će upravljati softver, a vi morate da izaberete pravi. Prilikom odabira ovakvog softvera (možete ga sami napisati), važno je obratiti pažnju na to da je efikasan i da omogućava mašini da ostvari svu svoju funkcionalnost. Takav softver treba da sadrži drajvere za kontrolere koji će biti instalirani na vašoj mini glodalici.

U domaćoj CNC mašini obavezan je LPT port preko kojeg je elektronski sistem upravljanja povezan sa mašinom. Vrlo je važno da se ova veza ostvaruje preko ugrađenih koračnih motora.

Prilikom odabira elektroničkih komponenti za Vašu ručno izrađenu mašinu, važno je obratiti pažnju na njihovu kvalitetu, jer će to odrediti točnost tehnoloških operacija koje će se na njemu izvoditi. Nakon instaliranja i povezivanja svih elektronskih komponenti CNC sistema, potrebno je da preuzmete potreban softver i drajvere. Tek tada slijedi probni rad mašine, provjera ispravnosti njenog rada pod kontrolom učitanih programa, utvrđivanje nedostataka i njihovo brzo otklanjanje.

Na netu ima dosta sličnih priča i vjerovatno neću nikoga iznenaditi, ali možda će ovaj članak nekome biti od koristi. Ova priča je počela krajem 2016. godine, kada je moj prijatelj, partner u razvoju i proizvodnji opreme za testiranje, skupio određenu svotu novca. Kako ne bismo samo preskočili novac (ovo je mlada stvar), odlučili smo ga uložiti u posao, nakon čega nam je pala na pamet ideja o izradi CNC mašine. Već sam imao iskustva u izgradnji i radu sa ovakvom opremom, a osnovna oblast naše delatnosti je projektovanje i obrada metala, što je pratilo ideju sa izgradnjom CNC mašine.

Tada je započeo pokret, koji traje do danas...

Sve se nastavilo proučavanjem foruma posvećenih CNC temama i izborom osnovnog koncepta dizajna alatnih mašina. Odlukom o materijalima koji će se obrađivati ​​na budućoj mašini i njenom radnom polju, pojavile su se prve papirne skice koje su kasnije prenete na računar. U okruženju trodimenzionalnog modeliranja KOMPAS 3D, mašina je vizualizovana i počela da zarasta manjim detaljima i nijansama, kojih je bilo više nego što bismo želeli, neke se rešavaju do danas.

Jedna od početnih odluka je bila da se definišu materijali koji se obrađuju na mašini i veličina radne površine mašine. Što se tiče materijala, rješenje je bilo prilično jednostavno - drvo, plastika, kompozitni materijali i obojeni metali (uglavnom duralumin). Budući da se u našoj proizvodnji uglavnom rade strojevi za obradu metala, ponekad je potrebna mašina koja bi brzo obrađivala po zakrivljenoj putanji prilično lake materijale, a to bi naknadno smanjilo troškove izrade naručenih dijelova. Na osnovu odabranih materijala, uglavnom se isporučuju u listovima, standardnih dimenzija 2,44x1,22 metara (GOST 30427-96 za šperploče). Zaokružujući ove dimenzije, došli smo do sledećih vrednosti: 2,5x1,5 metara, radni prostor je definitivno, sa izuzetkom visine dizanja alata, ova vrednost je izabrana iz razloga mogućnosti ugradnje stege i pretpostavili smo da je ne bismo imali radne komade deblje od 200 mm. Uzeli smo u obzir i taj trenutak, ako je potrebno obraditi završnu stranu bilo kojeg lima dužine veće od 200 mm, za to alat prelazi dimenzije osnove mašine, a sam dio / radni komad je pričvršćen na krajnju stranu baze, čime se obrađuje krajnja strana dijela.

Dizajn mašina Radi se o montažnoj ramskoj bazi od cijevi oblika 80 sa stijenkom od 4mm. Na obje strane dužine postolja pričvršćene su profilne vodilice za valjanje 25. standardne veličine, na koje se postavlja portal, izrađen u obliku tri profilne cijevi zavarene zajedno iste standardne veličine kao baza.

Mašina je četvoroosna i svaka osovina se pokreće kugličnim vijkom. Dvije ose se nalaze paralelno sa dužom stranom mašine, programski uparene i referencirane na X koordinatu. Prema tome, preostale dvije ose su Y i Z koordinate.

Zašto su se zaustavili na montažnom okviru: u početku su htjeli napraviti čisto zavarenu konstrukciju s ugrađenim zavarenim limovima za glodanje, ugradnju vodilica i nosača kugličnih vijaka, ali nisu pronašli dovoljno veliku koordinatnu glodalicu za glodanje. Morao sam da nacrtam montažni okvir kako bismo sve delove mogli sami obraditi koristeći mašine za obradu metala koje su dostupne u proizvodnji. Svaki dio koji je bio izložen elektrolučnom zavarivanju je žaren kako bi se smanjilo unutrašnje naprezanje. Nadalje, sve spojne površine su brušene, a nakon ugradnje su se morale na mjestima strugati.

Penjući se naprijed, želim odmah reći da su se montaža i proizvodnja okvira pokazali kao najzahtjevniji i financijski najskuplji događaj u konstrukciji stroja. Originalna ideja sa potpuno zavarenim okvirom, po našem mišljenju, zaobilazi montažnu konstrukciju u svakom pogledu. Iako se mnogi možda ne slažu sa mnom.

Odmah želim da rezervišem da ovde nećemo razmatrati mašine od aluminijumskog strukturalnog profila, ovo je više stvar drugog članka.

Nastavljajući sa montažom stroja i raspravljajući o tome na forumima, mnogi su počeli savjetovati izradu dijagonalnih čeličnih krakova unutar i izvan okvira kako bi se dodala još veća krutost. Nismo zanemarili ovaj savjet, ali smo konstrukciji dodali i krakove, jer je okvir ispao prilično masivan (oko 400 kg). A po završetku projekta, perimetar će biti prekriven čeličnim limom, koji će dodatno vezati konstrukciju.

Pređimo sada na mehaničko pitanje ovog projekta. Kao što je ranije spomenuto, pomicanje osovina stroja izvedeno je kroz par kugličnih vijaka promjera 25 mm i koraka od 10 mm, čija se rotacija prenosi od koračnih motora sa 86 i 57 prirubnica. U početku je trebao rotirati sam propeler kako bi se riješio nepotrebnog zazora i dodatnih zupčanika, ali nije bilo bez njih s obzirom na činjenicu da bi se uz direktnu vezu motora i propelera potonji počeo odmotavati. pri velikim brzinama, posebno kada je portal u ekstremnim pozicijama. S obzirom na to da je dužina vijaka duž osi X bila skoro tri metra, a za manje savijanje položen je vijak promjera 25 mm, inače bi bio dovoljan vijak od 16 mm.

Ova nijansa je otkrivena već tokom proizvodnje dijelova, te je bilo potrebno brzo riješiti ovaj problem izradom rotirajuće matice, a ne vijka, što je dizajnu dodalo dodatni sklop ležaja i remenski pogon. Ovo rješenje je također omogućilo da se vijak dobro zategne između nosača.

Dizajn rotirajuće matice je prilično jednostavan. U početku su odabrana dva konusna kuglična ležaja, koja se ogledaju na kugličnoj matici, nakon što su prethodno odrezali navoj sa njenog kraja, kako bi se učvrstio prsten ležaja na matici. Ležajevi su zajedno s maticom umetnuti u kućište, a cijela konstrukcija je pričvršćena na kraj stuba portala. Na prednjoj strani kugličastih vijaka, matice su bile pričvršćene na vijke s prijelaznom čahurom, koja je naknadno okrenuta na trn kada se sklopi kako bi se sužavala. Na njega je stavljena kolotura i zategnuta sa dvije kontramatice.

Očigledno, neki od vas će postaviti pitanje - "Zašto ne koristiti stalak kao mehanizam za prijenos?" Odgovor je prilično jednostavan: kuglični vijak će osigurati preciznost pozicioniranja, veću pogonsku silu i, shodno tome, manji obrtni moment na osovini motora (toga sam se odmah sjetio). Ali postoje i nedostaci - manja brzina kretanja, a ako uzmemo vijke normalnog kvaliteta, onda, shodno tome, i cijenu.
Inače, uzeli smo kuglične vijke i matice proizvođača TBI, prilično jeftinu opciju, ali kvalitet je odgovarajući, jer smo morali izbaciti 3 metra od uzetih 9 metara vijka, zbog neslaganja u geometrijskim dimenzijama, nijedna od matica nije samo navrnuta...

Kao klizne vodilice korištene su profilne vodilice standardne veličine šine 25 mm, proizvođača HIWIN. Za njihovu ugradnju, montažni žljebovi su izrezani kako bi se održao paralelizam između vodilica.

Odlučili su da sami naprave nosače kugličnih vijaka, ispostavilo se da su dva tipa: nosači za rotirajuće vijke (Y i Z osa) i nosači za nerotirajuće vijke (X osa). Nosači za rotirajuće vijke su se mogli kupiti, jer je ušteda zbog vlastite proizvodnje 4 dijela bila mala. Druga stvar je s nosačima za nerotirajuće vijke - takvi nosači se ne mogu naći u prodaji.

Iz onoga što je ranije rečeno, X-osa se pokreće rotirajućim maticama i preko remenskog zupčanika. Odlučeno je i da se kroz remenski zupčanik naprave još dvije ose Y i Z, što će dodati veću mobilnost u promjeni prenesenog momenta, dodati estetiku u smislu ugradnje motora ne duž ose kugličnog vijka, već sa strane to, bez povećanja dimenzija mašine.

Sada idemo glatko na električni dio, a počet ćemo od pogona, za njih su izabrani koračni motori, naravno, iz razloga niže cijene u odnosu na motore sa povratnom spregom. Dva motora sa 86. prirubnicom su ugrađena na osu X, na osi Y i Z za motor sa 56. prirubnicom, samo sa različitim maksimalnim obrtnim momentom. U nastavku ću pokušati da predstavim kompletan spisak kupljenih delova...

Električni krug mašine je prilično jednostavan, koračni motori su povezani sa drajverima, koji su zauzvrat povezani na ploču interfejsa, koja se takođe povezuje preko paralelnog LPT porta na personalni računar. Koristio sam 4 drajvera, odnosno po jedan za svaki motor. Svi drajveri su isporučeni isti, radi pojednostavljenja instalacije i povezivanja, sa maksimalnom strujom od 4A i naponom od 50V. Kao sučelje za CNC mašine koristio sam relativno jeftinu opciju domaćeg proizvođača, kako je na web stranici navedeno najbolja opcija. Ali ovo neću ni potvrditi ni poreći, ploča je jednostavna za korištenje i, što je najvažnije, radi. U svojim prošlim projektima koristio sam ploče kineskih proizvođača, one također rade, a po periferiji se malo razlikuju od one koju sam koristio u ovom projektu. Primijetio sam na svim ovim pločama, jedna možda nije značajna, ali minus, na njih možete ugraditi samo do 3 granična prekidača, ali su potrebna barem dva takva prekidača za svaku osu. Ili jednostavno nisam shvatio? Ako imamo 3-osni stroj, onda, shodno tome, moramo postaviti granične prekidače u nulte koordinate stroja (ovo se još naziva i "početna pozicija") iu najekstremnijim koordinatama tako da u slučaju kvar ili nedostatak radnog polja, ova ili ona osovina jednostavno nije u kvaru (samo nije pokvarena). U svojoj shemi koristio sam: 3 krajnja beskontaktna induktivna senzora i dugme za hitne slučajeve "E-STOP" u obliku pečurke. Strujni dio se napaja iz dva prekidačka napajanja od 48 V. i 8A. 2,2kW vodeno hlađeno vreteno, odnosno povezano preko frekventnog pretvarača. Broj obrtaja se podešava sa personalnog računara, pošto je frekventni pretvarač povezan preko interfejs ploče. Broj obrtaja se reguliše promjenom napona (0-10 volti) na odgovarajućem izlazu frekventnog pretvarača.

Sve električne komponente osim motora, vretena i krajnjih prekidača ugrađene su u elektro metalni orman. Sva kontrola mašine se vrši sa personalnog računara, pronašli smo stari PC na matičnoj ploči ATX formata. Bilo bi bolje da su se malo smanjili i kupili mali mini-ITX sa integrisanim procesorom i video karticom. S obzirom na malu veličinu električne kutije, sve komponente teško mogu stati unutra, morale su biti postavljene dovoljno blizu jedna drugoj. Na dno kutije sam postavio tri ventilatora za prinudno hlađenje, pošto je vazduh u unutrašnjosti kutije bio veoma vruć. Sa prednje strane je bio zašrafljen metalni poklopac, sa rupama za tastere za uključivanje i tastere za zaustavljanje u nuždi. Takođe na ovaj pad je postavljena utičnica za uključivanje računara, izvadio sam ga iz kućišta starog mini računara, šteta što nije radio. Na stražnjem kraju kutije je također pričvršćena poklopna ploča, u njoj su postavljene rupe za konektore za povezivanje 220V napajanja, koračnih motora, vretena i VGA konektora.

Sve žice od motora, vretena, kao i creva za vodu za njegovo hlađenje, položene su u savitljivi kabl sa guseničnim kanalima širine 50 mm.

Što se softvera tiče, Windows XP je instaliran na PC koji se nalazi u električnoj kutiji, a jedan od najčešćih programa Mach3 je korišten za upravljanje mašinom. Program je konfigurisan u skladu sa dokumentacijom za sučeljnu ploču, tamo je sve opisano prilično jasno i na slikama. Zašto baš Mach3, a svejedno, imao sam iskustva u radu, čuo sam za druge programe, ali ih nisam razmatrao.

specifikacije:

Radni prostor, mm: 2700x1670x200;
Brzina kretanja osovine, mm/min: 3000;
Snaga vretena, kW: 2,2;
Dimenzije, mm: 2800x2070x1570;
Težina, kg: 1430.

Lista dijelova:

Profilna cijev 80x80 mm.
Metalna traka 10x80mm.
Kuglični vijci TBI 2510, 9 metara.
Navrtke sa kugličnim vijcima TBI 2510, 4 kom.
Vodilice profila HIWIN kolica HGH25-CA, 12 kom.
HGH25 šina, 10 metara.
Koračni motori:
NEMA34-8801: 3 kom.
NEMA 23_2430: 1 kom.
Remenica BLA-25-5M-15-A-N14: 4 kom.
Remenica BLA-40-T5-20-A-N 19: 2 kom.
Remenica BLA-30-T5-20-A-N14: 2 kom.

Interfejs ploča StepMaster v2.5: 1 kom.
Pogon koračnog motora DM542: 4kom. (Kina)
Preklopno napajanje 48V, 8A: 2 kom. (Kina)
Frekvencijski pretvarač za 2,2 kW. (Kina)
Vreteno 2,2 kW. (Kina)

Nekako sam naveo glavne detalje i komponente, ako nešto nisam uključio, onda napišite u komentarima, dodaću.

Iskustvo na mašini: Na kraju, nakon skoro godinu i po dana, ipak smo pokrenuli mašinu. Prvo smo podesili tačnost pozicioniranja osi i njihovu maksimalnu brzinu. Prema iskusnijim kolegama, maksimalna brzina od 3 m/min nije velika i trebala bi biti tri puta veća (za obradu drveta, šperploče itd.). Pri brzini koju smo dostigli, portal i ostale sjekire koje se oslanjaju na njih rukama (cijelim tijelom) teško se mogu zaustaviti - jure kao tenk. Ispitivanja su počela obradom šperploče, rezač ide kao sat, nema vibracija od mašine, ali su se i produbili za maksimalno 10 mm u jednom prolazu. Iako su nakon toga počeli da se produbljuju na manju dubinu.

Nakon igranja sa drvetom i plastikom, odlučili smo da grizemo duralumin, ovdje sam se oduševio, iako sam u početku slomio nekoliko rezača prečnika 2 mm dok sam birao načine rezanja. Dural seče vrlo pouzdano i dobija se prilično čist rez, duž obrađene ivice.

Čelik još nije obrađen, ali mislim da će bar mašina povući gravuru, a za glodanje vreteno je slabo, šteta ga je ubiti.

A ostatak mašine radi odličan posao sa zadacima koji su joj dodeljeni.

Zaključak, mišljenje o obavljenom poslu: Posao nije bio mali, na kraju smo bili prilično umorni, jer glavni posao niko nije otkazao. Da, i dosta novca je uloženo, neću reći tačan iznos, ali radi se o 400t.r. Osim troškova montaže, najveći dio troškova i najveći dio truda uložen je u izradu baze. Vau, kako smo se umorili od toga. Inače, sve je urađeno kako su sredstva bila dostupna, vrijeme i gotovi dijelovi za nastavak montaže.

Mašina se pokazala kao prilično efikasna, prilično čvrsta, masivna i kvalitetna. Održavanje dobre tačnosti pozicioniranja. Prilikom mjerenja kvadrata od duraluminija, dimenzija 40x40, ispostavilo se da je tačnost + - 0,05 mm. Tačnost obrade većih dijelova nije mjerena.

Šta je sledeće…: Ostalo je još dovoljno posla na mašini, u vidu zatvaranja od prašine zaštitom vodilica i kugličnih vijaka, oblaganjem mašine po obodu i ugradnjom plafona na sredini postolja koji će formirati 4 velike police, za zapreminu hlađenja vretena, skladištenje alata i opreme. Željeli su jednu od četvrtina baze opremiti četvrtom osovinom. Također je potrebno ugraditi ciklon na vreteno za uklanjanje i prikupljanje strugotina prašine, posebno ako obrađujete drvo ili tekstolit, prašina s njih leti posvuda i taloži se posvuda.

Što se tiče buduće sudbine mašine, nije sve jednoznačno, pošto sam imao teritorijalni problem (preselio sam se u drugi grad), a sada gotovo da nema ko da se bavi mašinom. A gore navedeni planovi nisu činjenica da će se ostvariti. Ovo niko nije mogao da zamisli pre dve godine. Dodaj oznake

Na pitanje kako napraviti CNC mašinu može se ukratko odgovoriti. Znajući da je domaća CNC glodalica, općenito, složen uređaj sa složenom strukturom, dizajneru je poželjno:

• nabaviti nacrte;
• kupiti pouzdane komponente i pričvršćivače;
• pripremite dobar alat;
• imati pri ruci CNC strug i bušilicu za brzu proizvodnju.

Ne škodi pogledati video – svojevrsna instrukcija, obuka – odakle početi. I počet ću s pripremom, kupiti sve što vam treba, baviti se crtežom - ovo je prava odluka dizajnera početnika. Stoga je pripremna faza prije montaže vrlo važna.

Pripremni radovi

Za izradu domaće CNC glodalice postoje dvije mogućnosti:

1. Uzimate gotov pogonski set dijelova (posebno odabranih jedinica), od kojih sami sastavljamo opremu.
2. Pronađite (napravite) sve komponente i počnite sa sklapanjem CNC mašine svojim rukama, koja bi zadovoljila sve zahteve.

Važno je odlučiti o namjeni, veličini i dizajnu (kako bez crtanja domaće CNC stroja), pronaći sheme za njegovu proizvodnju, kupiti ili izraditi neke dijelove koji su za to potrebni, nabaviti olovne vijke.

Ako odlučite sami izraditi CNC mašinu i bez gotovih kompleta sklopova i mehanizama, pričvršćivača, potrebna vam je shema sastavljena prema kojoj će mašina raditi.

Obično, nakon što su pronašli shematski dijagram uređaja, prvo simuliraju sve detalje stroja, pripremaju tehničke crteže, a zatim ih koriste na stroju za tokarenje i glodanje (ponekad trebate koristiti stroj za bušenje) za izradu komponenti od šperploče ili aluminijum. Najčešće su radne površine (koji se nazivaju i radnim stolom) šperploča debljine 18 mm.

Montaža nekih važnih delova mašine

U stroju koji ste počeli sastavljati vlastitim rukama, morate osigurati niz kritičnih jedinica koje osiguravaju vertikalno kretanje radnog alata. Na ovoj listi:

• spiralni zupčanik - rotacija se prenosi pomoću zupčastog remena. Dobar je po tome što ne klizi na remenicama, ravnomjerno prenoseći sile na osovinu opreme za glodanje;
• ako se koračni motor (SM) koristi za mini-mašinu, preporučljivo je uzeti kočiju od većeg modela pisača - snažniji je; stari matrični štampači imali su dovoljno moćne električne motore;

• za trokoordinatni uređaj trebat će vam tri koračna motora. Pa, ako u svakoj ima 5 kontrolnih žica, funkcionalnost mini-mašine će se povećati. Vrijedno je procijeniti veličinu parametara: napon napajanja, otpor namotaja i kut rotacije koračnog motora u jednom koraku. Za povezivanje svakog koračnog motora potreban je poseban kontroler;
• uz pomoć vijaka, rotacijski pokret iz koračnog motora se pretvara u linearni. Da bi se postigla visoka preciznost, mnogi smatraju da je neophodno imati kuglične zavrtnje (kuglični zavrtnji), ali ova komponenta nije jeftina. Odabirom seta matica i montažnih vijaka za montažne blokove, odaberite ih s plastičnim umetcima, to smanjuje trenje i eliminira zazor;

• umjesto koračnog motora, možete uzeti konvencionalni električni motor, nakon male modifikacije;
• vertikalna os koja pomiče alat u 3D, pokrivajući čitav XY sto. Izrađen je od aluminijumske ploče. Važno je da osovinske dimenzije budu prilagođene dimenzijama uređaja. U prisustvu muflne peći, osovina se može izliti prema dimenzijama crteža.

Ispod je crtež napravljen u tri projekcije: bočni pogled, pogled straga i pogled odozgo.

Maksimalna pažnja na krevet

Potrebnu krutost mašine obezbeđuje ležaj. Na njemu su ugrađeni pokretni portal, sistem šinskih vodilica, koračni motor, radna površina, Z os i vreteno.

Na primjer, jedan od kreatora domaće CNC mašine napravio je noseći okvir od Maytec aluminijskog profila - dva dijela (presjek 40x80 mm) i dvije završne ploče debljine 10 mm od istog materijala, povezujući elemente aluminijskim uglovima. Konstrukcija je ojačana, unutar okvira je okvir od manjih profila u obliku kvadrata.

Krevet je montiran bez upotrebe zavarenih spojeva (zavareni šavovi slabo prenose vibracijska opterećenja). Bolje je koristiti T-matice kao pričvršćivače. Završne ploče su opremljene nosećim blokom za montažu vodećeg vijka. Trebat će vam klizni ležaj i ležaj vretena.

Glavni zadatak CNC alatne mašine "uradi sam" majstor je odredio da proizvodi dijelove od aluminija. Budući da su mu odgovarali radni komadi maksimalne debljine 60 mm, napravio je razmak portala od 125 mm (to je udaljenost od gornje poprečne grede do radne površine).

Ovaj komplikovan proces instalacije

Sakupljajte domaće CNC mašine, nakon pripreme komponenti, bolje je strogo prema crtežu da rade. Proces montaže, korištenjem olovnih vijaka, treba izvesti sljedećim redoslijedom:

• iskusan majstor počinje pričvršćivanjem prva dva koračna motora na tijelo - iza vertikalne ose opreme. Jedan je odgovoran za horizontalno kretanje glave za glodanje (šinske vodilice), a drugi za kretanje u vertikalnoj ravni;
• Pomični portal koji se kreće duž X-ose nosi vreteno za glodanje i klizač (z-osa). Što je portal viši, veći radni komad se može obraditi. Ali na visokom portalu, u procesu obrade, smanjuje se otpornost na nova opterećenja;

• za pričvršćivanje koračnog motora Z osi, linearne vodilice, koristite prednju, stražnju, gornju, srednju i donju ploču. Na istom mjestu napravite udubljenje za vreteno za glodanje;
• pogon je sastavljen od pažljivo odabranih matica i vijaka. Da biste pričvrstili osovinu motora i pričvrstili je na ukosnicu, koristite gumeni namotaj debelog električnog kabla. Držač može biti zavrtnjima umetnutim u najlonsku čahuru.

Zatim počinje montaža preostalih komponenti i sklopova domaćih proizvoda.

Montiramo elektronsko punjenje mašine

Da biste vlastitim rukama napravili CNC stroj i njime upravljali, morate raditi s pravilno odabranom numeričkom kontrolom, visokokvalitetnim tiskanim pločama i elektroničkim komponentama (posebno ako su kineski), što će vam omogućiti da ostvarite svu funkcionalnost na CNC mašinu obradom dela složene konfiguracije.

Da bi se izbegli problemi u upravljanju, domaće CNC mašine, među čvorovima, imaju obavezne:

• koračni motori, neki su stali na primjer Nema;
• LPT port, preko kojeg se CNC kontrolna jedinica može povezati sa mašinom;
• drajveri za kontrolere, instalirani su na mini glodalici, povezani u skladu sa dijagramom;

• Rasklopne ploče (kontrolori);
• jedinica za napajanje od 36V sa transformatorom za smanjenje snage koji se pretvara u 5V za napajanje upravljačkog kruga;
• laptop ili PC;
• dugme odgovorno za zaustavljanje u nuždi.

Tek nakon toga se testiraju CNC mašine (istovremeno majstor vrši probni rad učitavanjem svih programa), a postojeći nedostaci se identifikuju i otklanjaju.

Umjesto zaključka

Kao što vidite, izrada CNC-a koji nije inferioran kineskim modelima je stvarna. Napravivši komplet rezervnih dijelova odgovarajuće veličine, kvalitetnih ležajeva i dovoljno pričvrsnih elemenata za montažu, ovaj zadatak je u moći onih koji se zanimaju za softversku tehnologiju. Nećete morati dugo tražiti primjer.

Na slici ispod prikazani su neki uzorci numerički kontrolisanih mašina, koje su napravili isti majstori, a ne profesionalci. Niti jedan dio nije napravljen na brzinu, proizvoljne veličine, već se uklapa u blok s velikom preciznošću, uz pažljivo poravnanje osi, korištenje visokokvalitetnih olovnih vijaka i sa pouzdanim ležajevima. Tačna je tvrdnja: kako skupiš, radit ćeš.

CNC obrada duraluminijskih gotova. Sa takvom mašinom, koju je sastavio majstor, možete obaviti mnogo glodanja.

I tako, kao dio ovog nastavnog članka, želim da zajedno sa autorom projekta, 21-godišnjim mehaničarom i dizajnerom, napravite svoj vlastiti. Naracija će biti u prvom licu, ali treba da znate da, na moju veliku žalost, ne prenosim svoje iskustvo, već samo slobodno prepričavam autora ovog projekta.

U ovom članku će biti dosta crteža., napomene uz njih su napravljene na engleskom, ali sam siguran da će pravi tehničar sve razumjeti bez daljnjeg. Radi lakše percepcije priču ću podijeliti u "korake".

Predgovor od autora

Već sa 12 godina sanjao sam da napravim mašinu koja će moći da stvara razne stvari. Mašina koja će mi omogućiti da napravim bilo koji kućni predmet. Dvije godine kasnije, naišao sam na frazu CNC tačnije, fraza "CNC glodalica"... Nakon što sam saznao da postoje ljudi koji mogu sami napraviti takvu mašinu za svoje potrebe, u svojoj garaži, shvatio sam da i ja to mogu. Moram to uraditi! Tri mjeseca sam pokušavao da sastavim prave dijelove, ali nisam popuštao. Tako je moja opsesija postepeno nestala.

U avgustu 2013. ponovo me zaokupila ideja da napravim CNC glodalicu. Upravo sam diplomirao dodiplomski studij na Univerzitetu za industrijski dizajn, tako da sam bio prilično siguran u svoje sposobnosti. Sada sam jasno shvatio razliku između mene danas i mene prije pet godina. Naučio sam raditi s metalom, savladao tehnike rada na ručnim mašinama za obradu metala, ali što je najvažnije, naučio sam koristiti razvojne alate. Nadam se da će vas ovaj tutorijal inspirirati da kreirate vlastitu CNC mašinu!

Korak 1: dizajn i CAD model

Sve počinje promišljenim dizajnom. Napravio sam neke skice kako bih bolje osjetio veličinu i oblik buduće mašine. Nakon toga sam kreirao CAD model koristeći SolidWorks. Nakon što sam modelirao sve dijelove i sklopove mašine, pripremio sam tehničke crteže. Koristio sam ove crteže za izradu dijelova na ručnim mašinama za obradu metala: i.

Iskreno, volim dobre upotrebljive alate. Zato sam se potrudio da održavanje i podešavanje mašine bude što lakši. Ležajeve sam postavio u posebne blokove kako bi se mogli brzo mijenjati. Šine se mogu servisirati tako da će moja mašina uvijek biti čista kada završi.

Preuzimanja "Korak 1"

dimenzije

Korak 2: krevet

Krevet pruža mašini potrebnu krutost. Na njega će se ugraditi pokretni portal, koračni motori, Z-osa i vreteno, a kasnije i radna površina. Za izradu osnovnog okvira koristio sam dva Maytec aluminijska profila 40x80mm i dvije aluminijske završne ploče od 10mm. Povezao sam sve elemente međusobno na aluminijske uglove. Da ojačam strukturu unutar glavnog okvira, napravio sam dodatni kvadratni okvir od manjih dijelova.

Kako bih dodatno izbjegao prodiranje prašine na vodilice, postavio sam zaštitne kutove od aluminija. Ugao se montira pomoću T-matica, koje se ugrađuju u jedan od žljebova profila.

Blokovi ležaja su montirani na obje krajnje ploče kako bi se smjestio pogonski vijak.

Sklop nosećeg okvira

Uglovi za zaštitu vodilica

Preuzimanja "Korak 2"

Crteži glavnih elemenata kreveta

Korak 3: Portal

Pomični portal je izvršni element vaše mašine, kreće se po X osi i nosi vreteno za glodanje i oslonac Z. Što je portal veći, to je deblji radni komad koji možete obraditi. Međutim, visoki portal je manje otporan na opterećenja koja nastaju tokom obrade. Visoki bočni portalni podupirači djeluju kao poluge u odnosu na linearne kotrljajuće ležajeve.

Glavni zadatak koji sam planirao riješiti na svojoj CNC glodalici je obrada aluminijskih dijelova. Budući da je maksimalna debljina odgovarajućih aluminijskih otvora 60 mm, odlučio sam da razmak portala (udaljenost od radne površine do gornje poprečne grede) bude jednak 125 mm. U SolidWorksu sam konvertovao sve svoje mere u model i tehničke crteže. Zbog složenosti dijelova obrađivao sam ih na industrijskom CNC obradnom centru, što mi je dodatno omogućilo obradu ivica, što bi bilo vrlo teško napraviti na ručnoj glodalici za metal.

Preuzimanja "Korak 3"

Korak 4: čeljust osi Z

U dizajnu osi Z, koristio sam prednju ploču koja se pričvršćuje na ležajeve hodne ose Y, dvije ploče za pojačanje sklopa, ploču za držanje koračnog motora i ploču za montiranje vretena za glodanje. Na prednjoj ploči sam ugradio dvije profilne vodilice po kojima će se vreteno kretati po osi Z. Imajte na umu da vijak osi Z nema kontra oslonac na dnu.

Preuzimanja "Korak 4"

Korak 5: vodiči

Vodilice pružaju mogućnost kretanja u svim smjerovima, osiguravaju glatke i precizne pokrete. Svaki zaokret u jednom od smjerova može uzrokovati nepreciznost u obradi vaših proizvoda. Odabrao sam najskuplju opciju - profilirane šine od kaljenog čelika. To će omogućiti konstrukciji da izdrži velika opterećenja i obezbijedi tačnost pozicioniranja koja mi je potrebna. Kako bih osigurao da su vodilice paralelne, koristio sam poseban indikator prilikom njihove instalacije. Maksimalno odstupanje jedno u odnosu na drugo nije bilo veće od 0,01 mm.

Korak 6: vijci i remenice

Vijci pretvaraju rotaciono kretanje iz koračnih motora u linearno kretanje. Kada dizajnirate svoju mašinu, možete odabrati nekoliko opcija za ovu jedinicu: Par navrtki ili kuglični vijak (kuglični vijak). Navrtka je generalno više izložena silama trenja tokom rada i takođe je manje precizna u odnosu na kuglični vijak. Ako vam je potrebna veća preciznost, onda se svakako trebate odlučiti za kuglične vijke. Ali morate znati da su kuglični vijci prilično skupi.