Wetende dat het een complex technisch en elektronisch apparaat is, denken veel vakmensen dat het gewoon onmogelijk is om het met hun eigen handen te maken. Deze mening is echter onjuist: het is mogelijk om dergelijke apparatuur zelf te maken, maar hiervoor moet u niet alleen over de gedetailleerde tekening beschikken, maar ook over een reeks noodzakelijke gereedschappen en geschikte componenten.

Het verwerken van duraluminium blanks op een zelfgemaakte desktop freesmachine

Houd er bij het maken van een zelfgemaakte CNC-machine rekening mee dat dit veel tijd kan kosten. Daarnaast zijn er bepaalde financiële kosten nodig. Als u echter niet bang bent voor dergelijke moeilijkheden en de oplossing van alle problemen correct benadert, kunt u eigenaar worden van betaalbare, efficiënte en productieve apparatuur waarmee u werkstukken van verschillende materialen met een hoge mate van nauwkeurigheid kunt verwerken.

Om een ​​freesmachine te maken die is uitgerust met een CNC-systeem, kunt u twee opties gebruiken: koop een kant-en-klare set, van speciaal geselecteerde elementen waaruit dergelijke apparatuur is samengesteld, of zoek alle componenten en monteer een apparaat dat volledig aan al uw eisen voldoet met je eigen handen.

Montage-instructies voor een zelfgemaakte CNC-freesmachine

Hieronder op de foto ziet u gemaakt met uw eigen handen, die vergezeld gaat van gedetailleerde instructies voor productie en montage met vermelding van de gebruikte materialen en componenten, exacte "patronen" van machineonderdelen en geschatte kosten. Het enige nadeel is de instructie in het Engels, maar het is heel goed mogelijk om de gedetailleerde tekeningen te begrijpen zonder de taal te kennen.

Gratis download-instructies voor de fabricage van de machine:

De CNC-router is gemonteerd en klaar voor gebruik. Hieronder vindt u enkele afbeeldingen uit de montage-instructies voor deze machine.

"Patronen" van machineonderdelen (verkleind zicht) Begin van de montage van de machine Tussenfase Eindfase van de montage

Voorbereidend werk

Als u besluit dat u met uw eigen handen een CNC-machine gaat ontwerpen, zonder een kant-en-klare set te gebruiken, moet u eerst een schematisch diagram kiezen volgens welke dergelijke mini-apparatuur zal werken.

Als basis voor CNC-freesapparatuur kunt u een oude boormachine nemen, waarbij de werkkop met een boor wordt vervangen door een frees. Het moeilijkste dat in dergelijke apparatuur moet worden ontworpen, is het mechanisme dat zorgt voor de beweging van het gereedschap in drie onafhankelijke vlakken. Dit mechanisme kan worden geassembleerd op basis van wagens van een niet-werkende printer, het zorgt voor beweging van het gereedschap in twee vlakken.

Het is eenvoudig om softwarebesturing aan te sluiten op een apparaat dat volgens een dergelijk schema is samengesteld. Het grootste nadeel is echter dat op zo'n CNC-machine alleen werkstukken van kunststof, hout en dun plaatwerk kunnen worden verwerkt. Dit wordt verklaard door het feit dat de wagens van de oude printer, die de beweging van het snijgereedschap zullen verzekeren, niet voldoende stijf zijn.

Om ervoor te zorgen dat uw zelfgemaakte CNC-machine volwaardige freesbewerkingen kan uitvoeren met werkstukken van verschillende materialen, moet een voldoende krachtige stappenmotor verantwoordelijk zijn voor het verplaatsen van het werkgereedschap. Het is helemaal niet nodig om naar een stappenmotor te zoeken, deze kan worden gemaakt van een conventionele elektromotor, waarbij deze laatste een kleine wijziging heeft ondergaan.

Het gebruik van een stappenmotor in de uwe maakt het mogelijk om het gebruik van een schroeftransmissie te vermijden, en de functionaliteit en kenmerken van zelfgemaakte apparatuur zullen hierdoor niet verslechteren. Mocht je toch besluiten om sleden uit de printer te gebruiken voor je mini-machine, dan is het aan te raden deze van een groter model van het printapparaat op te halen. Om kracht over te brengen op de as van de freesapparatuur, is het beter om geen gewone, maar tandriemen te gebruiken die niet op de poelies glijden.

Een van de belangrijkste componenten van een dergelijke machine is het freesmechanisme. Het is zijn fabricage die speciale aandacht verdient. Om zo'n mechanisme correct te maken, hebt u gedetailleerde tekeningen nodig, die strikt moeten worden gevolgd.

CNC freesmachine tekeningen

Laten we beginnen met het monteren van de apparatuur

De basis van zelfgemaakte CNC-freesapparatuur kan een rechthoekige balk zijn, die stevig op de geleiders moet worden bevestigd.

De ondersteunende structuur van de machine moet een hoge stijfheid hebben, het is beter om tijdens de installatie geen lasverbindingen te gebruiken en alle elementen hoeven alleen met schroeven te worden verbonden.

Deze eis wordt verklaard door het feit dat de lasnaden niet erg slecht bestand zijn tegen trillingsbelastingen, waaraan de ondersteunende structuur van de apparatuur noodzakelijkerwijs zal worden blootgesteld. Dergelijke belastingen zullen er uiteindelijk toe leiden dat het machineframe na verloop van tijd begint in te storten en dat er veranderingen in geometrische afmetingen optreden, wat de nauwkeurigheid van de installatie van de apparatuur en de prestaties ervan zal beïnvloeden.

Lasnaden bij het installeren van het frame van een zelfgemaakte freesmachine veroorzaken vaak de ontwikkeling van speling in de knooppunten, evenals doorbuiging van de geleiders, die wordt gevormd onder zware belasting.

In de freesmachine, die u met uw eigen handen gaat monteren, moet een mechanisme worden aangebracht dat zorgt voor de beweging van het werkgereedschap in verticale richting. Het is het beste om hiervoor een tandwieloverbrenging te gebruiken, waarop de rotatie wordt overgebracht met behulp van een tandriem.

Een belangrijk onderdeel van de freesmachine is de verticale as, die kan worden gemaakt van een aluminium plaat voor een zelfgemaakt apparaat. Het is van groot belang dat de afmetingen van deze as nauwkeurig zijn afgestemd op de afmetingen van de geassembleerde inrichting. Als u een moffeloven tot uw beschikking heeft, kunt u de verticale as van de machine met uw eigen handen maken door deze uit aluminium te gieten volgens de afmetingen die zijn aangegeven in de voltooide tekening.

Nadat alle componenten van uw zelfgemaakte freesmachine zijn voorbereid, kunt u beginnen met het monteren. Dit proces begint met de installatie van twee stappenmotoren, die achter de verticale as aan het apparaat zijn bevestigd. Een van deze elektromotoren zal verantwoordelijk zijn voor de beweging van de freeskop in het horizontale vlak en de tweede voor de beweging van de kop in het verticale vlak. Daarna worden de rest van de componenten en assemblages van zelfgemaakte apparatuur gemonteerd.

Rotatie naar alle knooppunten van zelfgemaakte CNC-apparatuur mag alleen worden verzonden via riemaandrijvingen. Voordat u het geprogrammeerde besturingssysteem aansluit op de geassembleerde machine, moet u de werking ervan in de handmatige modus controleren en onmiddellijk alle geïdentificeerde tekortkomingen in de werking ervan elimineren.

U kunt het montageproces bekijken in de video, die gemakkelijk te vinden is op internet.

Stappenmotoren

Bij het ontwerp van elke freesmachine die is uitgerust met een CNC, moeten stappenmotoren aanwezig zijn, die zorgen voor de beweging van het gereedschap in drie vlakken: 3D. Bij het ontwerpen van een zelfgemaakte werktuigmachine voor dit doel, kunt u de elektromotoren gebruiken die in een dot-matrixprinter zijn geïnstalleerd. De meeste oudere modellen dot-matrixprinters waren uitgerust met voldoende krachtige elektromotoren. Naast stappenmotoren uit een oude printer, moet je sterke stalen staven nemen, die ook kunnen worden gebruikt bij de constructie van je zelfgemaakte machine.

Om met uw eigen handen een CNC-freesmachine te maken, hebt u drie stappenmotoren nodig. Aangezien er slechts twee in een dot-matrixprinter zijn, zal het nodig zijn om een ​​ander oud afdrukapparaat te vinden en te demonteren.

Het is een groot pluspunt als de motoren die je vindt vijf besturingsdraden hebben: dit zal de functionaliteit van je toekomstige mini-machine aanzienlijk vergroten. Het is ook belangrijk om de volgende parameters te achterhalen van de stappenmotoren die u hebt gevonden: hoeveel graden de rotatie in één stap wordt uitgevoerd, wat is de voedingsspanning en ook de waarde van de wikkelweerstand.

De aandrijfstructuur van een zelfgemaakte CNC-freesmachine is samengesteld uit een moer en een tapeind, waarvan de afmetingen vooraf moeten worden geselecteerd volgens de tekening van uw apparatuur. Het is handig om een ​​dikke rubberen wikkeling van de elektrische kabel te gebruiken om de motoras te bevestigen en aan de tapeind te bevestigen. Onderdelen van uw CNC-machine, zoals clips, kunnen worden gemaakt in de vorm van een nylon hoes, waarin een schroef wordt gestoken. Om dergelijke eenvoudige structurele elementen te maken, hebt u een gewone vijl en een boormachine nodig.

Elektronisch vullen van apparatuur

Uw doe-het-zelf CNC-machine wordt softwarematig bestuurd en u moet de juiste kiezen. Bij het kiezen van dergelijke software (je kunt het zelf schrijven), is het belangrijk om te letten op het feit dat het efficiënt is en de machine in staat stelt al zijn functionaliteit te realiseren. Dergelijke software moet stuurprogramma's bevatten voor de controllers die op uw minifreesmachine worden geïnstalleerd.

In een zelfgemaakte CNC-machine is de LPT-poort verplicht, waarmee het elektronische besturingssysteem op de machine is aangesloten. Het is erg belangrijk dat deze verbinding wordt gemaakt door middel van geïnstalleerde stappenmotoren.

Bij het kiezen van elektronische componenten voor uw doe-het-zelf-machine, is het belangrijk om aandacht te besteden aan hun kwaliteit, omdat dit de nauwkeurigheid bepaalt van de technologische bewerkingen die erop zullen worden uitgevoerd. Nadat u alle elektronische componenten van het CNC-systeem hebt geïnstalleerd en aangesloten, moet u de benodigde software en stuurprogramma's downloaden. Pas dan volgt een proefrun van de machine, waarbij de juistheid van de werking wordt gecontroleerd onder controle van de geladen programma's, tekortkomingen worden geïdentificeerd en hun snelle eliminatie ervan.

Er zijn veel vergelijkbare verhalen op het internet en ik zal waarschijnlijk niemand verbazen, maar misschien is dit artikel nuttig voor iemand. Dit verhaal begon eind 2016, toen mijn vriend, een partner in de ontwikkeling en productie van testapparatuur, een bepaald bedrag bij elkaar verzamelde. Om het geld niet zomaar over te slaan (dit is een jong ding), hebben we besloten om het in het bedrijf te investeren, waarna het idee opkwam om een ​​CNC-machine te maken. Ik had al ervaring met het bouwen van en werken met dit soort apparatuur, en het belangrijkste gebied van onze activiteit is ontwerp en metaalbewerking, wat het idee vergezelde met de bouw van een CNC-machine.

Het was toen dat de beweging begon, die tot op de dag van vandaag voortduurt ...

Alles ging verder met de studie van forums gewijd aan CNC-onderwerpen en de keuze van het basisconcept van het machineontwerp. Nadat eerder was besloten welke materialen op de toekomstige machine en het werkveld moesten worden verwerkt, verschenen de eerste papieren schetsen, die later naar de computer werden overgebracht. In de omgeving van driedimensionale modellering KOMPAS 3D, werd de machine gevisualiseerd en begon te groeien overwoekerd met kleinere details en nuances, wat meer bleek te zijn dan we zouden willen, sommige worden tot op de dag van vandaag opgelost.

Een van de eerste beslissingen was het definiëren van de op de machine te verwerken materialen en de grootte van het werkgebied van de machine. Wat de materialen betreft, was de oplossing vrij eenvoudig: hout, plastic, composietmaterialen en non-ferrometalen (voornamelijk duraluminium). Aangezien onze productie voornamelijk metaalbewerkingsmachines is, is er soms een machine nodig die vrij gemakkelijk te verwerken materialen snel langs een gebogen traject zou verwerken, en dit zou vervolgens de productiekosten van de bestelde onderdelen verlagen. Op basis van de geselecteerde materialen, voornamelijk geleverd in plaatverpakking, met standaardafmetingen van 2,44x1,22 meter (GOST 30427-96 voor multiplex). Na afronding van deze afmetingen kwamen we tot de volgende waarden: 2,5x1,5 meter, de werkruimte is zeker, met uitzondering van de hefhoogte van het gereedschap, deze waarde is gekozen vanwege de mogelijkheid om een ​​bankschroef te installeren en ging ervan uit dat we geen werkstukken dikker dan 200 mm zou hebben. We hebben ook rekening gehouden met dat moment, als het nodig is om het kopvlak van een plaatdeel met een lengte van meer dan 200 mm te bewerken, hiervoor gaat het gereedschap verder dan de afmetingen van de machinebasis, en het onderdeel / werkstuk zelf is bevestigd aan de eindzijde van de basis, waardoor het eindvlak van het onderdeel wordt verwerkt.

Machine ontwerp is een geprefabriceerde framebasis gemaakt van een 80ste gevormde buis met een wand van 4 mm. Aan beide zijden van de lengte van de basis zijn profielrolgeleiders van de 25e standaardmaat bevestigd, waarop een portaal is geïnstalleerd, gemaakt in de vorm van drie profielbuizen die aan elkaar zijn gelast van dezelfde maat als de basis.

De machine is vierassig en elke as wordt aangedreven door een kogelomloopspindel. Twee assen bevinden zich evenwijdig aan de lange zijde van de machine, gekoppeld door software en verwijzend naar de X-coördinaat. Dienovereenkomstig zijn de resterende twee assen Y- en Z-coördinaten.

Waarom stopten ze bij het geprefabriceerde frame: aanvankelijk wilden ze een puur gelaste structuur maken met ingebedde gelaste platen om te frezen, installatie van geleiders en kogelomloopspindels, maar ze vonden geen voldoende grote coördinatenfreesmachine om te frezen. Ik moest een geprefabriceerd frame tekenen om alle details zelf te kunnen verwerken met behulp van de metaalbewerkingsmachines die in de productie beschikbaar zijn. Elk onderdeel dat is blootgesteld aan elektrisch booglassen is gegloeid om interne spanning te verlichten. Verder werden alle pasvlakken gefreesd en na montage moesten ze op sommige plaatsen worden geschraapt.

Vooruitlopend wil ik meteen zeggen dat de montage en fabricage van het frame de meest tijdrovende en financieel kostbare gebeurtenis bleek te zijn bij de constructie van de machine. Het oorspronkelijke idee met een volledig gelast frame omzeilt naar onze mening de prefab constructie in alle opzichten. Hoewel velen het misschien niet met me eens zijn.

Ik wil meteen voorbehoud maken dat we hier geen machines uit een aluminium constructieprofiel in overweging nemen, dit is meer een kwestie van een ander artikel.

Door de montage van de machine voort te zetten en deze op de forums te bespreken, begonnen velen te adviseren om diagonale stalen jibs binnen en buiten het frame te maken om nog meer stijfheid toe te voegen. We hebben dit advies niet genegeerd, maar we hebben ook jibs aan de structuur toegevoegd, aangezien het frame behoorlijk massief bleek te zijn (ongeveer 400 kg). En na voltooiing van het project zal de omtrek worden bedekt met plaatstaal, dat bovendien de structuur zal binden.

Laten we nu verder gaan met de mechanische kwestie van dit project. Zoals eerder vermeld, werd de beweging van de machine-assen uitgevoerd door een kogelschroefpaar met een diameter van 25 mm en een steek van 10 mm, waarvan de rotatie wordt overgebracht door stappenmotoren met 86 en 57 flenzen. Aanvankelijk moest het de propeller zelf draaien om onnodige speling en extra versnellingen kwijt te raken, maar het was niet zonder hen gezien het feit dat bij een directe verbinding van de motor en de propeller deze laatste zou beginnen af ​​te wikkelen bij hoge snelheden, vooral wanneer het portaal zich in extreme posities bevindt. Gezien het feit dat de lengte van de schroeven langs de X-as bijna drie meter was, en voor minder doorhangen, werd een schroef met een diameter van 25 mm gelegd, anders zou een schroef van 16 mm voldoende zijn.

Deze nuance werd al onthuld tijdens de productie van onderdelen, en het was noodzakelijk om dit probleem snel op te lossen door een roterende moer te maken, geen schroef, die een extra lagersamenstel en een riemaandrijving aan het ontwerp toevoegde. Deze oplossing maakte het ook mogelijk om de schroef goed vast te draaien tussen de steunen.

Het ontwerp van de roterende moer is vrij eenvoudig. Aanvankelijk werden twee conische kogellagers geselecteerd, die gespiegeld zijn op de kogelschroefmoer, nadat vooraf de draad van het uiteinde was afgesneden, om de lagerkooi op de moer te bevestigen. De lagers werden samen met de moer in de behuizing gestoken, op hun beurt is de hele structuur bevestigd aan het uiteinde van de portaalpaal. Voor de kogelomloopspindels werden de moeren op de schroeven bevestigd met een overgangshuls, die later op een doorn werd gedraaid toen hij werd gemonteerd om hem taps te maken. Er werd een katrol op gezet en vastgezet met twee borgmoeren.

Het is duidelijk dat sommigen van jullie de vraag zullen stellen: "Waarom geen rek als transmissiemechanisme gebruiken?" Het antwoord is vrij eenvoudig: de kogelomloopspindel zorgt voor positioneringsnauwkeurigheid, grotere aandrijfkracht en bijgevolg minder koppel op de motoras (dit is wat ik me meteen herinnerde). Maar er zijn ook nadelen - een lagere bewegingssnelheid en als we schroeven van normale kwaliteit nemen, dan dienovereenkomstig de prijs.
Overigens hebben we kogelschroeven en moeren van TBI genomen, een redelijk budgettaire optie, maar de kwaliteit is passend, omdat we 3 meter van de genomen 9 meter van de schroef moesten weggooien vanwege de discrepantie in geometrische afmetingen, geen van de moeren is er net op geschroefd...

Als schuifgeleiders werden profielgeleiders van 25 mm railstandaardmaat, vervaardigd door HIWIN, gebruikt. Voor hun installatie werden montagegroeven gefreesd om de parallelliteit tussen de geleiders te behouden.

Ze besloten om de balschroefsteunen zelf te maken, ze bleken van twee soorten te zijn: steunen voor roterende schroeven (Y- en Z-assen) en steunen voor niet-roterende schroeven (X-as). Er konden steunen voor draaiende schroeven worden gekocht, aangezien de besparingen door onze eigen productie van 4 delen weinig uitkwamen. Een ander ding is met steunen voor niet-roterende schroeven - dergelijke steunen zijn niet te koop.

Van wat eerder werd gezegd, wordt de X-as aangedreven door roterende moeren en via een riemaandrijving. Er werd ook besloten om twee andere assen Y en Z door het riemtandwiel te maken, dit zal meer mobiliteit toevoegen bij het veranderen van het overgedragen moment, en esthetiek toevoegen met het oog op het installeren van de motor niet langs de as van de kogelomloopspindel, maar aan de zijkant van het, zonder de afmetingen van de machine te vergroten.

Laten we nu soepel overgaan naar elektrisch deel, en we zullen beginnen met de aandrijvingen, stappenmotoren werden als zodanig gekozen, natuurlijk om redenen van een lagere prijs in vergelijking met motoren met feedback. Op de X-as werden twee motoren met een 86e flens geïnstalleerd, op de Y- en Z-assen voor een motor met een 56e flens, alleen met verschillend maximum koppel. Hieronder zal ik proberen een volledige lijst van gekochte onderdelen te presenteren ...

Het elektrische circuit van de machine is vrij eenvoudig, de stappenmotoren zijn verbonden met de stuurprogramma's, die op hun beurt zijn verbonden met de interfacekaart, die ook via de parallelle LPT-poort op een pc is aangesloten. Ik gebruikte respectievelijk 4 drivers, één voor elk van de motoren. Alle drivers werden hetzelfde geleverd, om installatie en aansluiting te vereenvoudigen, met een maximale stroom van 4A en een spanning van 50V. Als interfacebord voor CNC-machines heb ik een relatief budgettaire optie gebruikt, van een binnenlandse fabrikant, zoals aangegeven op de site de beste optie. Maar ik zal dit niet bevestigen of ontkennen, het bord is eenvoudig in zijn toepassing en, belangrijker nog, dat het werkt. In mijn eerdere projecten heb ik borden van Chinese fabrikanten gebruikt, die werken ook, en aan hun periferie verschillen ze niet veel van degene die ik in dit project heb gebruikt. Ik heb gemerkt dat in al deze borden één misschien niet significant is, maar een minpuntje, je kunt er maximaal 3 eindschakelaars op installeren, maar er zijn ten minste twee van dergelijke schakelaars vereist voor elke as. Of kwam ik er gewoon niet uit? Als we een machine met 3 assen hebben, moeten we dienovereenkomstig de eindschakelaars in de nulcoördinaten van de machine (dit wordt ook de "thuispositie" genoemd) en in de meest extreme coördinaten instellen, zodat in het geval van een storing of het ontbreken van een werkveld, deze of gene as gaat gewoon niet kapot (gewoon niet kapot). In mijn circuit gebruikte ik: 3 eindsensoren zonder contact inductieve sensoren en een noodknop "E-STOP" in de vorm van een paddenstoel. Het vermogensgedeelte wordt gevoed door twee 48V schakelende voedingen. en 8A. 2.2kW watergekoelde spindel, respectievelijk aangesloten via een frequentieomvormer. Het toerental wordt ingesteld vanaf een pc, aangezien de frequentieomvormer is aangesloten via een interfacekaart. Het toerental wordt geregeld door de spanning (0-10 volt) aan de overeenkomstige uitgang van de frequentieomvormer te wijzigen.

Alle elektrische componenten behalve motoren, spindel en eindschakelaars werden geïnstalleerd in een elektrische metalen kast. Alle besturing van de machine wordt uitgevoerd vanaf een pc, we vonden een oude pc op een ATX-moederbord met vormfactor. Het zou beter zijn als ze een beetje krimpen en een kleine mini-ITX kopen met een geïntegreerde processor en videokaart. Met het kleine formaat van de elektriciteitskast waren alle componenten nauwelijks binnenin geplaatst, ze moesten dicht genoeg bij elkaar worden geplaatst. Aan de onderkant van de doos heb ik drie geforceerde koelventilatoren geplaatst, omdat de lucht in de binnenkant van de doos erg heet was. Van voren was er een metalen kapje op geschroefd, met gaten voor de aan/uit-knoppen en noodstopknoppen. Ook op deze pad was een socket geplaatst om de pc aan te zetten, ik heb deze uit de behuizing van de oude minicomputer verwijderd, het is jammer dat deze niet werkte. Vanaf de achterkant van de doos is ook een deksel bevestigd, hierin zijn gaten geplaatst voor connectoren voor het aansluiten van een 220V-voeding, stappenmotoren, een spindel en een VGA-connector.

Alle draden van de motoren, de spindel, evenals de waterslangen voor de koeling, werden in een flexibele kabel gelegd met rupsvormige kanalen van 50 mm breed.

Wat de software betreft, Windows XP werd geïnstalleerd op een pc in een elektriciteitskast en een van de meest voorkomende programma's, Mach3, werd gebruikt om de machine te besturen. Het programma is geconfigureerd in overeenstemming met de documentatie voor het interfacebord, alles wordt daar heel duidelijk en in afbeeldingen beschreven. Waarom precies Mach3, maar toch, ik had ervaring, ik hoorde over andere programma's, maar nam ze niet in overweging.

Specificaties:

Werkruimte, mm: 2700x1670x200;
As bewegingssnelheid, mm / min: 3000;
Spindelvermogen, kW: 2,2;
Afmetingen, mm: 2800x2070x1570;
Gewicht, kg: 1430.

Onderdelen lijst:

Profielbuis 80x80 mm.
Metalen strip 10x80mm.
Kogelomloopspindels TBI 2510, 9 meter.
Kogelmoeren TBI 2510, 4 st.
Profielgeleiders HIWIN wagen HGH25-CA, 12 st.
HGH25 rail, 10 meter.
Stappenmotoren:
NEMA34-8801: 3 st.
NEMA 23_2430: 1st.
Katrol BLA-25-5M-15-A-N14: 4 st.
Katrol BLA-40-T5-20-A-N 19: 2 st.
Katrol BLA-30-T5-20-A-N14: 2 st.

Interfacekaart StepMaster v2.5: 1 st.
Stappenmotor driver DM542: 4st. (China)
Schakelende voeding 48V, 8A: 2 st. (China)
Frequentieomvormer voor 2,2 kW. (China)
Spindel 2,2 kW. (China)

Ik heb de belangrijkste details en componenten opgesomd, als ik iets niet heb opgenomen, schrijf dan in de opmerkingen, ik zal toevoegen.

Ervaring op de machine: Uiteindelijk hebben we de machine na bijna anderhalf jaar toch gelanceerd. Eerst hebben we de positioneringsnauwkeurigheid van de assen en hun maximale snelheid aangepast. Volgens meer ervaren collega's is de maximale snelheid van 3 m/min niet hoog en zou deze drie keer zo hoog moeten zijn (voor het verwerken van hout, triplex, etc.). Met de snelheid die we hebben bereikt, kunnen het portaal en andere assen die erop rusten met handen (met het hele lichaam) nauwelijks worden gestopt - haasten als een tank. De tests begonnen met het verwerken van multiplex, de frees gaat als een trein, er is geen trilling van de machine, maar ze verdiepten zich ook met maximaal 10 mm in één beweging. Hoewel nadat ze begonnen te verdiepen tot een ondiepere diepte.

Nadat we met hout en plastic hadden gespeeld, besloten we om op de duraluminium te knagen, hier was ik heel blij mee, hoewel ik aanvankelijk verschillende messen met een diameter van 2 mm brak, terwijl ik de snijmodi koos. Dural snijdt zeer zelfverzekerd en er wordt een redelijk zuivere snede verkregen langs de bewerkte rand.

Staal is nog niet verwerkt, maar ik denk dat de machine in ieder geval de gravure zal trekken, en voor het frezen is de spil zwak, het is jammer om hem te doden.

En de rest van de machine doet uitstekend werk met de taken die eraan zijn toegewezen.

Conclusie, mening over het geleverde werk: Het werk was niet klein, we waren behoorlijk moe, omdat niemand het hoofdwerk had afgezegd. Ja, en er is veel geld geïnvesteerd, ik zal niet het exacte bedrag zeggen, maar het is ongeveer 400t.r. Naast de kosten van de montage ging het grootste deel van de kosten en de meeste moeite naar de vervaardiging van de basis. Wow, wat werden we er moe van. Anders werd alles gedaan toen er geld, tijd en voltooide onderdelen beschikbaar kwamen om door te gaan met de montage.

De machine bleek behoorlijk efficiënt, behoorlijk robuust, massief en van hoge kwaliteit. Handhaving van een goede positioneringsnauwkeurigheid. Bij het meten van een vierkant gemaakt van duraluminium van 40x40, bleek de nauwkeurigheid + - 0,05 mm te zijn. De verwerkingsnauwkeurigheid van grotere onderdelen werd niet gemeten.

Wat is het volgende…: Er is nog genoeg werk aan de machine, in de vorm van stofafsluiting - door de geleiders en kogelschroeven te beschermen, de machine rond de omtrek te omhullen en overlappingen in het midden van de basis te installeren, die 4 grote planken zullen vormen voor het koelvolume van de spindel, opslag van gereedschappen en apparatuur. Ze wilden een van de kwartieren van de basis uitrusten met een vierde as. Het is ook vereist om een ​​cycloon op de spil te installeren om stofsnippers te verwijderen en op te vangen, vooral als u hout of textoliet verwerkt, stof vliegt overal vandaan en bezinkt overal.

Wat betreft het toekomstige lot van de machine, alles is niet eenduidig, omdat ik een territoriaal probleem had (ik ben naar een andere stad verhuisd), en nu is er bijna niemand om met de machine om te gaan. En bovenstaande plannen zijn niet het feit dat ze zullen uitkomen. Dat had niemand twee jaar geleden kunnen bedenken. Tags toevoegen

Nu een beetje meer details over de hoofdassemblage.

Om het frame te monteren, hebt u dus de volgende componenten nodig:

• Profielsegmenten 2020 (twee langs, 5 dwars, 2 verticale delen)
• Profielhoeken 16 stuks
• T-moeren M3 of M4 voor een groef-6mm
• Schroeven voor montage met T-moeren (respectievelijk M3 of M4, 8 ... 10 mm, plus M3x12 voor montage van motoren)
• Afstandhouder (hoek op 45°)
• Gereedschap (schroevendraaier)

Zodra ik een gesprek over een profiel begon, dan voor het geval ik dupliceer over de aankoop en het knippen van een profiel van Soberizavod

Het is constructief.
Ik heb een op maat gesneden profielkit gekocht voor de 2418.
Er zijn twee opties - ongecoat profiel (goedkoper) en gecoat (geanodiseerd). Het verschil in kosten is klein, ik adviseer gecoat, vooral als het wordt gebruikt als rolgeleiders.

Selecteer het gewenste profieltype 2020 en voer vervolgens "op maat knippen" in. Anders kunt u een stuk (zweep) kopen voor 4 meter. Houd er bij het berekenen rekening mee dat de kosten van één snede verschillen, afhankelijk van het profiel. En die 4 mm wordt op de snede gelegd.

Voer de afmetingen van de lijnsegmenten in. Ik heb de machine 2418 iets groter gemaakt, dit zijn zeven secties van 260 mm en twee verticale secties van 300 mm. Verticaal kan kleiner gemaakt worden. Heeft u een langere machine nodig, dan zijn twee langsprofielen groter, bijvoorbeeld 350 mm, dwarsprofielen zijn ook elk 260 mm (5 stuks).


Wij bevestigen (het is noodzakelijk om toe te voegen aan de snijtabel)


Het mandje controleren


Het profiel wordt samen met de snijservice bij 667r verkregen.


Levering wordt uitgevoerd door TC, u kunt de kosten berekenen met behulp van een rekenmachine, aangezien u de afmetingen van het profiel kent, wordt het gewicht zeer goed berekend in de snijtabel. Voor de berekening heeft u de optie “lading ophalen bij de leverancier” nodig. Levering door Business Lines kost minder, ongeveer 1000 roebel.

Je kunt het ophalen in Moskou.


Op één plek is er een kantoor, een magazijn en een werkplaats waar het profiel op maat wordt gezaagd. Er is een vitrine met stalen, je kunt ter plekke een profiel ophalen.

Dus beginnen we het frame van de tafelmachine 2418 te monteren.
Hier is het uitgesneden profiel.


In dit ontwerp heb ik de Z-as vergroot (een beetje meer met een paar cm dan andere) om de machine te gebruiken als een CNC-boormachine.
In het origineel is de Z-as de kortste. Het is al aan jou om te beslissen op basis van je doelen. Om het werkveld te verlengen, moet u twee secties van het profiel (langspaar) meer kopen met de vereiste lengte (bijvoorbeeld +10 cm), respectievelijk de geleiders (+10 cm voor een paar assen van 8 mm) en de schroef (+10 cm voor de T8-schroef) worden verlengd. Voor het geld komt het vrij goedkoop uit met een stem van +10 cm: de kosten van 10 + 10 cm van het profiel zijn ongeveer 40r, de geleiders en de schroef kosten plus $ 6 (check).

Hier zijn de hoeken voorbereid voor montage

Dit is hoe de T-moeren in de sleuf moeten worden geïnstalleerd. Je kunt het niet vanaf het uiteinde inrijgen, maar direct zijwaarts in de groef van het profiel installeren, maar dan de rotatie en installatie van de moer regelen, omdat dit niet altijd gebeurt, heb je enige vaardigheid nodig.


Profiel schoon gesneden, geen bramen

Profiel twintig, dat wil zeggen uit de 2020-serie, met respectievelijk 20 mm x 20 mm veranderingen, 6 mm groef.

Dus eerst monteren we het U-vormige deel van het frame, we bevestigen twee longitudinale delen van het profiel en een extreme dwarsbalk. Er is geen grote waarde aan welke kant je moet verzamelen, maar houd er rekening mee dat er een centrale dwarsbalk is die dichter naar achteren wordt verplaatst. Het maakt deel uit van het verticale vlak en de offset is afhankelijk van de Z-as en de spiloverhang. Zo geplaatst dat de spilrotatie-as gecentreerd is op de machine (Y-as).
Vervolgens verzamelen we de middelste dwarsbalk. Het is handiger om eerst beide hoeken op een deel van het profiel te installeren en te bevestigen en vervolgens op het frame te installeren.
We passen een deel van het profiel toe, meten dezelfde afstand met een liniaal, draaien de schroeven vast. De schroeven moeten langzaam worden aangedraaid, geef de T-moer de tijd om te draaien en zijn positie in de groef in te nemen. Als het de eerste keer niet werkt, draai dan de moer weer los en herhaal.


Installeer het laatste stuk van het horizontale frame. Het is handiger om met een lange schroevendraaier te kruipen. Wees niet lui en controleer de rechte hoeken van de resulterende structuur met een vierkant en een diagonaal met een liniaal.




Omdat de hoeken van de constructie naar elkaar toe zijn gericht, is het niet belangrijk in welke volgorde te monteren. Ik deed zoals in het basisontwerp van de CNC2418. Maar intuïtie suggereert dat het zinvol is om de afstand tussen de profielen te vergroten, vooral bij een hogere portaalhoogte. Oké, dat kan later.


Vervolgens beginnen we met het monteren van de bevestiging van het verticale portaal

We installeren het geassembleerde portaal op het horizontale deel, bevestigen het met 6 hoeken (geïnstalleerd in de richting in drie richtingen vanaf het verticale profiel).


We stellen vast, observeren de loodrechtheid van de segmenten (langs de gon). Daarna draaide hij alle schroeven om de beurt vast.





In het origineel wordt een speciale extrusiehoek van 45° gebruikt om de verticaal te versterken. Ik kon geen vergelijkbaar exemplaar vinden, ik heb het vervangen door een 3D-geprint exemplaar. De link naar het model staat aan het einde van het onderwerp.
Update: het bleek ook in de originele 3D geprint.
Als er iets is, kunt u het vervangen door geperforeerde bevestigingsmiddelen uit winkels of meubelhoeken. Dit heeft geen enkele invloed op de kwaliteit.


Op het eerste gezicht bleek het ontwerp solide, niet wiebelig. Het is te zien dat de plaat met de motor korter is dan het stel remklauwen KP08 + SK8. Ik zal het breder verspreiden.


In feite is dit frame een kopie van een soortgelijk ontwerp van de CNC2418-machine, behalve dat ik de afmetingen niet direct heb gekopieerd, ik heb iets meer gemaakt zodat er minder restjes van geleiders en schroeven zijn.

De montage van het frame is voltooid, nu kunt u beginnen met het installeren van de motoren. Ik gebruik 3D-geprinte flenzen om motoren te monteren. Het is raadzaam om de bovenste te monteren met geleiderhouders, de onderste zonder houders, omdat de Y-as breder zou moeten zijn. Het is raadzaam om de Y-as op de SK8- en KP08-remklauwen te installeren, zoals in de originele machine. De remklauwen zelf kunnen op een printer worden afgedrukt of worden gekocht (links aan het einde van het onderwerp, en stonden ook in de eerste post).

Voor een van de assen (de X- en Y-as heb ik dezelfde lengte) nam ik "waarneming". Ik kende mijn "wensen" voor de grootte van de machine nog niet. Als gevolg hiervan gaan de stekken van de schroef naar de Z-as, u hoeft alleen een messing T8-moer te kopen.

Was verpakt in een kartonnen doos, in elk deel afzonderlijk in een zak

De kit ziet er als volgt uit: een motor met een korte draad, een T8-spindelschroef, twee KP08-remklauwen en twee 5x8-koppelingen.

Er is een soortgelijke en, zo goed als zonder motor op (met remklauwen en een moer).
Indien genomen zonder een grote marge, zal de 400 mm-versie goed werken voor de "vergrote versie" van de machine

Aanvullende informatie - foto van de kit apart

Motormarkering RB Stappenmotor 42SHDC3025-24B-500, zitting Nema17


Inclusief een korte draad voor verbinding. Handig is dat je de lengte eenvoudig kunt vergroten zonder de connectoren aan te raken.

T8 schroef, moer


Remklauwen KR08.


Handig te bevestigen aan het profiel. Als een brede flens wordt gebruikt voor installatie, is het beter om de KFL08-remklauwversie te gebruiken, hiermee kunt u de schroef niet op het profiel, maar op de flens monteren.


5x8 koppeling - splitkoppeling voor het verbinden van de motoras met de schroef.

Zo wordt de originele motor op de X-as gemonteerd op een aluminium plaatje.

Ik deed hetzelfde, alleen met de drukplaat. Tegelijkertijd zal het een ondersteuning zijn voor de gidsen.

Ik heb de extra lengte van de schroef voor de Z-as al afgesneden (de Z-as is nu in het proces, de informatie zal apart zijn, hoogstwaarschijnlijk ook 3D-geprint).


Het is zeer waarschijnlijk dat de motordraden moeten worden verlengd om deze voorzichtig langs het profiel naar de bovenkant naar de elektronicakaart te leiden (waarschijnlijk een CNC-schild). En het zou geen kwaad kunnen om eindschakelaars voor extreme posities te installeren.
De basisinformatie over de montage is er al, u kunt beginnen met het schatten van de kosten))))

Kosten
Nu, zoals gevraagd in de opmerkingen in het eerste deel, stel ik voor om de kosten te bespreken. Natuurlijk heb ik minder uitgegeven dan aangegeven, aangezien ik de motoren en de meeste onderdelen op voorraad had. Sterk goedkoper zal zijn, als u zelfgemaakte bedrukte hoeken voor het profiel, remklauwen, flenzen enzovoort gebruikt. Dit heeft waarschijnlijk geen invloed op het werk van de machine voor het boren van printplaten en het frezen van zachte materialen. Een andere goede optie is het gebruik van geperforeerde platen uit bouw-/utiliteitswinkels. Het zal worden gebruikt om de hoeken te versterken, inclusief de verticale, en om de motor te installeren, op voorwaarde dat het centrale deel onder de as wordt geboord. In plaats van geperforeerde bevestigingsmiddelen kunt u zelfgemaakte aluminiumplaat of multiplex gebruiken.
Moet zeker kopen profiel 2020 anders wordt het een heel ander type machine. Je kunt hetzelfde doen vanuit een aluminium hoek of een rechthoekige pijp, maar alleen uit liefde voor kunst))) Er zijn meer optimale ontwerpen in termen van stijfheid voor montage vanuit een hoek / pijp.
Je hebt zeker een profiel nodig T-moeren... Je kunt T-bouten kopen, maar T-moeren zijn veelzijdiger (omdat je elke lengte van de schroef kunt gebruiken).
Maar de rest kan naar eigen goeddunken worden gewijzigd, u kunt zelfs het chassis vervangen schroef T8 gebruik maken van haarspeld gemaakt van roestvrij staal. Tenzij het aantal stappen per mm in de firmware opnieuw moet worden berekend.
motoren je kunt oude apparaten / kantoorapparatuur verwijderen en stoelen plannen voor een specifiek type.
Elektronica bijna alle (Anduino UNO / Anduino Nano, CNCShield, Mega R3 + Ramps, A4988 / DRV8825 drivers, je kunt een adapter board gebruiken voor Mach3 en TB6600 drivers. Maar de keuze aan elektronica wordt beperkt door de gebruikte software.
Voor het boren kunt u elke motor gelijkstroom, waarmee u een spantang kunt installeren en een behoorlijke omzet heeft. In de basisversie is er een snelle motor 775. Voor het frezen kunt u 300 watt b/c spindels gebruiken met een ER11-spantang, maar dit verhoogt de kosten van de machine als geheel aanzienlijk.

Geschatte kosten:
profiel 2020 (2,5 meter) = 667r
profiel 2080 (0,5 meter) op het bureaublad = 485 r
2x 300 mm 2x $ 25
... 20 stuks veel komt uit $ 5.5 met verzending
ongeveer 4p / stuk als je een groot pakket neemt. Je hebt minimaal 50 stuks nodig (bevestiging voor motoren, remklauwen). Ik tel de schroeven er niet voor, meestal een paar kopeken/stuk, afhankelijk van de kwaliteit. In totaal ongeveer 400 ... 500 roebel.
Motoren 3 stuks $ 8,25 per stuk
Elektronica $ 2
$3.5
A4988 drie $ 1 per stuk

De machine komt uit voor ongeveer $ 111. Als u een spindel toevoegt:
$9
$7.78,
dan totale kosten ongeveer $ 128

3D-geprinte onderdelen stel ik niet op prijs. Kan worden vervangen door geperforeerde platen / hoeken van crêpemarkt en soortgelijke winkels. Ik schat ook niet de draden, elektrische tape en de bestede tijd.
Laat me je eraan herinneren dat niet alle CNC2418-uitrustingsniveaus zulke goede 775-motoren hebben en bovendien de ER11-spantang.

varianten goedkoper.

En dus, als onderdeel van dit instructieartikel, wil ik dat je, samen met de auteur van het project, een 21-jarige monteur en ontwerper, er zelf een maakt. De vertelling zal in de eerste persoon zijn, maar je moet weten dat ik, tot mijn grote spijt, mijn ervaring niet deel, maar alleen vrijuit vertel over de auteur van dit project.

Er zullen nogal wat tekeningen in dit artikel staan., de aantekeningen erop zijn in het Engels gemaakt, maar ik weet zeker dat een echte techneut alles zonder meer zal begrijpen. Voor het gemak van perceptie, zal ik het verhaal in "stappen" breken.

Voorwoord van de auteur

Al op 12-jarige leeftijd droomde ik van het bouwen van een machine die verschillende dingen zou kunnen maken. Een machine waarmee ik elk huishoudelijk artikel kan maken. Twee jaar later kwam ik de zin tegen: CNC of meer precies, de zin "CNC-freesmachine"... Nadat ik erachter kwam dat er mensen zijn die zo'n machine zelf kunnen maken voor hun eigen behoeften, in hun eigen garage, realiseerde ik me dat ik het ook kan. ik moet het doen! Drie maanden lang heb ik geprobeerd de juiste onderdelen in elkaar te zetten, maar ik gaf geen krimp. Dus mijn obsessie vervaagde geleidelijk.

In augustus 2013 kreeg ik weer het idee om een ​​CNC-freesmachine te bouwen. Ik was net afgestudeerd aan een bachelordiploma van de Universiteit voor Industrieel Ontwerpen, dus ik had vrij veel vertrouwen in mijn capaciteiten. Nu begreep ik duidelijk het verschil tussen mij vandaag en mij vijf jaar geleden. Ik leerde hoe ik met metaal moest werken, beheerste de technieken van het werken op handmatige metaalbewerkingsmachines, maar vooral leerde ik ontwikkeltools te gebruiken. Ik hoop dat deze tutorial je zal inspireren om je eigen CNC-machine te maken!

Stap 1: ontwerp en CAD-model

Het begint allemaal met een doordacht ontwerp. Ik heb wat schetsen gemaakt om een ​​beter gevoel te krijgen voor de grootte en vorm van de toekomstige machine. Daarna heb ik een CAD-model gemaakt met SolidWorks. Nadat ik alle onderdelen en samenstellingen van de machine had gemodelleerd, maakte ik de technische tekeningen. Ik heb deze tekeningen gebruikt om onderdelen te maken op handmatige metaalbewerkingsmachines: en.

Eerlijk gezegd hou ik van goed bruikbaar gereedschap. Daarom heb ik geprobeerd het onderhoud en de afstelling van de machine zo gemakkelijk mogelijk te maken. Ik heb de lagers in speciale blokken geplaatst om snel te kunnen wisselen. De rails zijn bruikbaar, dus mijn machine zal altijd schoon zijn als hij klaar is.

Download "Stap 1"

dimensies

Stap 2: bed

Het bed geeft de machine de benodigde stijfheid. Daarop komt een beweegbaar portaal, stappenmotoren, een Z-as en een spindel, en later een werkvlak. Om het basisframe te maken, heb ik twee Maytec aluminium profielen van 40x80 mm en twee aluminium eindplaten van 10 mm gebruikt. Ik heb alle elementen met elkaar verbonden op aluminium hoeken. Om de structuur in het hoofdframe te versterken, heb ik een extra vierkant frame gemaakt van kleinere secties.

Om verder te voorkomen dat er stof op de geleiders komt, heb ik beschermende hoeken van aluminium gemonteerd. De hoek wordt gemonteerd met behulp van T-moeren, die in een van de groeven van het profiel worden geïnstalleerd.

Op beide eindplaten zijn lagerblokken gemonteerd om de aandrijfschroef op te nemen.

Draagframe montage

Hoeken om de geleiders te beschermen

Download "Stap 2"

Tekeningen van de belangrijkste elementen van het bed

Stap 3: Portaal

Het beweegbare portaal is het uitvoerende element van uw machine, het beweegt langs de X-as en draagt ​​de freesspil en de Z-as ondersteuning. Hoe hoger het portaal, hoe dikker het werkstuk dat u kunt bewerken. Een hoog portaal is echter minder bestand tegen belastingen die ontstaan ​​tijdens de verwerking. Hoge zijbrugsteunen fungeren als hefbomen ten opzichte van lineaire rollagers.

De belangrijkste taak die ik van plan was op mijn CNC-freesmachine op te lossen, is het verwerken van aluminium onderdelen. Aangezien de maximale dikte van geschikte aluminium plano's 60 mm is, heb ik besloten om de portaalspeling (afstand van het werkoppervlak tot de bovenste dwarsbalk) gelijk te maken aan 125 mm. In SolidWorks heb ik al mijn metingen omgezet naar model- en technische tekeningen. Vanwege de complexiteit van de onderdelen heb ik ze verwerkt op een industrieel CNC-bewerkingscentrum, hierdoor kon ik ook afschuiningen verwerken, wat erg moeilijk zou zijn op een handmatige metaalfreesmachine.

Download "Stap 3"

Stap 4: Z-as remklauw

In het ontwerp met de Z-as heb ik een voorplaat gebruikt die aan de Y-as reislagers wordt bevestigd, twee platen om het geheel te versterken, een plaat om de stappenmotor vast te houden en een plaat om de freesspil te monteren. Op het voorpaneel heb ik twee profielgeleiders geïnstalleerd waarlangs de spindel langs de Z-as zal bewegen. Houd er rekening mee dat de Z-asschroef aan de onderkant geen tegensteun heeft.

Download "Stap 4"

Stap 5: gidsen

De geleiders bieden de mogelijkheid om in alle richtingen te bewegen, zorgen voor soepele en nauwkeurige bewegingen. Elke speling in een van de richtingen kan leiden tot onnauwkeurigheden in de verwerking van uw producten. Ik koos voor de duurste optie - geprofileerde geharde stalen rails. Hierdoor is de structuur bestand tegen hoge belastingen en biedt het de positioneringsnauwkeurigheid die ik nodig heb. Om ervoor te zorgen dat de geleiders parallel zijn, heb ik tijdens hun installatie een speciale indicator gebruikt. De maximale afwijking ten opzichte van elkaar was niet meer dan 0,01 mm.

Stap 6: schroeven en katrollen

De schroeven zetten roterende beweging van stappenmotoren om in lineaire beweging. Bij het ontwerpen van uw machine kunt u verschillende opties voor dit apparaat kiezen: Een paar schroef-moer- of kogelschroefpaar (kogelomloopspindel). Een moer is over het algemeen meer onderhevig aan wrijvingskrachten tijdens bedrijf en is ook minder nauwkeurig ten opzichte van een kogelomloopspindel. Als je meer nauwkeurigheid nodig hebt, moet je zeker kiezen voor een kogelomloopspindel. Maar u moet weten dat kogelomloopspillen vrij duur zijn.