Učenje sestavljanja CNC stroja iz nič je lažje, kot si morda mislite. Postopek »naredi sam« smo razdelili na vrsto preprostih korakov za začetnike. Od nakupa delov do namestitve programske opreme vas bo naš vodnik »naredi sam« vodil skozi postopek, kako preprosto izdelati svoj CNC stroj.
Kaj je CNC stroj?
CNC stroj je avtomatizirano električno orodje, ki uporablja računalniški program za krmiljenje motorja, ki poganja 3 osi X, Y in Z, da se premikajo naprej in nazaj po poti orodja, ki jo ustvari programska oprema CAD/CAM v skladu z ukazi G-kode. Na koncu orodje na vretenu zaključi rezultate rezbarjenja, rezkanja in rezkanja.
Stvari, ki jih je treba upoštevati
Ko gre za CNC stroje, vsi pomislijo na njihove visoke stroške in zapletene programske operacije, zaradi česar se počutimo nerazumljive. Pravzaprav spoznamo in se naučimo CNC tako, da naredimo nekaj preprostih in nizkocenovni CNC stroji, kar nam je omogočilo, da smo se iz začetnika prebili v strokovnjaka na področju sodobne CNC tehnologije. Težavnost samostojne izdelave CNC stroja je v visokih stroških kompletov strojev in težavnosti obdelave, nastavitev in uporaba programske opreme pa sta relativno preprosti. Po mesecu dni preučevanja in raziskovanja CNC sem se odločil, da izdelam lastne komplete CNC strojev s krmiljenjem Mach3 z uporabo lokalno dostopnih materialov.
Težavnost gradnje: Zmerno.
Trajanje gradnje: 16 dnevi.
Orodja za domače mojstre: Namizni primeži, električni vrtalniki, ročne žage, vzorčni luknjači, navojni svedri, povrtala, čeljusti, upogibalniki in vijaki.
Začetek
Ta priročnik govori o izdelavi funkcionalnega CNC stroja z naslednjimi lastnostmi.
1. Portalna konstrukcija ima dobro stabilnost, velik format obdelave, kompaktno in lahko namizno zasnovo w8, lahko w8 in enostavno za prenašanje.
2. Uporablja se lahko za rezanje in rezkanje PCB, PVC, akrila, MDF, lesa, aluminija in bakra.
3. Njegova natančnost obdelave lahko doseže 0.1 mm, kar lahko izpolnjuje zahteve večine tiskanih vezij, kalupov, žigov in znakov.
4. Njegova cena je nižja od $1,000, montaža pa je priročna in enostavna.
5. Uporabljene dele in surovine je mogoče najti ali kupiti lokalno, kar zmanjšuje skrbi.
6. Postopek »naredi sam« ne zahteva preveč zapletenega orodja.
7. Krmilnik Mach3, enostaven za uporabo.
8. Vreteno poganja koračni motor z visoko natančnostjo.
Kako zgraditi strukturo CNC stroja?
Ta CNC stroj ima fiksno portalno strukturo. Celoten stroj je razdeljen na osnovno mizo, portalni okvir, voziček osi X, delovno mizo osi Y in voziček osi Z. Pogonski koračni motor delovne mize osi Y je pritrjen na spodnjo ploščo. , vijak in 2 gladki palici ter portal kot drsno vodilo mize osi Y.
Na portalu so pritrjeni pogonski koračni motor vozička osi X, vodilni vijak in 2 gladki palici, ki se uporabljata kot drsna vodila vozička osi X. Na vozičku osi X so pritrjeni pogonski koračni motor vozička osi Z, vodilni vijak in 2 gladki palici, ki se uporabljata kot drsna vodila vozička osi Z.
Za pritrditev vretena na voziček osi Z so na voljo pritrdilni nosilci v obliki črke L in zadrževalni obroči v obliki črke U.
Matica, ki se ujema s svinčnim vijakom, je privarjena na voziček osi X, Y in Z.
Kako narediti vezje za CNC stroj?
Vezje je sestavljeno iz treh enakih pogonskih delov koračnega motorja: osi X in osi Y, osi Z. Za ponazoritev načela delovanja si sedaj oglejmo os X kot stolpec.
Vezje gonilnika koračnega motorja z L297/L298
Vezje je v glavnem sestavljeno iz dveh integriranih vezij L2 in L297, namenjenih krmiljenju koračnih motorjev. Glavna funkcija L298 je porazdelitev impulzov. Na izhodnih priključkih A, B, C in D generira izhodne logične impulze za krmiljenje L297. L298 ima tudi dva PWM rezkalnika za krmiljenje faznega toka navitja in realizacijo krmiljenja rezkalnika s konstantnim tokom za doseganje dobrih frekvenčnih karakteristik navora.
Impulz osi X iz HDR1 (pin 2) vstopi v CLOCK (pin 18) U1 (L297) in ga U1 obdela na svojih izhodnih priključkih A, B, C, D, C (pinovi 4, 6, 7, 9) za generiranje. Izhodni logični impulz vstopi v U2 (L298) za krmiljenje dvojnega H mostu na njegovih izhodnih priključkih (pinovi 2, 3, 13 in 14) za izhodne koračne impulze, ki poganjajo koračni motor.
L298 je gonilnik integriranega vezja z dvojnim H-mostom za visoko napetost in visok tok.
L297 in L298 se uporabljata za oblikovanje celotnega pogonskega sistema, ki lahko poganja dvofazne koračne motorje z največjo napetostjo 2 V in tokom 46 A na fazo.
SYNC (pin 1) U1 je sinhronizacijski pin, povezan s pinom 1 U3 in U5 za sinhronizacijo več L297.
Krmilna plošča gonilnika koračnega motorja
ENABLE (pin 10) na U1 omogoča krmilnemu pinu krmiljenje izhodne logike. Ko je nizek, so INH1, INH2, A, B, C in D vsi prisiljeni na nizek nivo, da gonilnik L298 ne deluje. CONTROL (pin 11) se uporablja za izbiro krmiljenja signala rezkalnika. Ko je nizek nivo, signal rezkalnika deluje na INH1 in INH2, ko pa je visok nivo, signal rezkalnika deluje na signale A, B, C in D. Prvi je primeren za enostopenjski način delovanja, oba načina pa se lahko uporabljata za koračni motor v bipolarnem načinu delovanja.
VREF (pin 15) S1U1 je pin za nastavitev referenčne napetosti, napetost tega pina pa se prilagodi za nastavitev najvišjega toka faznega navitja koračnega motorja.
Kompleti gonilnikov koračnih motorjev
Cw/CCW (pin 17) U1 je pin za določanje smeri vrtenja koračnega motorja osi X, na ta pin pa je priključen signal za določanje smeri za os X iz HDR1 (pin 6).
HALF/FULL (pin 19) je pin za krmiljenje načina vzbujanja. Ko je visok, gre za polstopenjski način krmiljenja, ko je nizek, pa za celostopenjski način krmiljenja. RESET (pin 20) je asinhroni signal za ponastavitev, njegova funkcija pa je ponastavitev razdelilnika impulzov.
D3-D26 so prostotekajoče diode H-mosta gonilnika L298.
Kako nastaviti CNC krmilnik Mach3?
Mach3 je najpogosteje uporabljen CNC krmilnik za CNC stroje. Njegova namestitev je preprosta. Najprej vstavite krmilno kartico Mach3 v matično ploščo računalnika. V operacijskem sistemu Windows bo gonilnik Mach3 nameščen privzeto.
Komplet USB Mach3 s 3-osnim CNC krmilnikom
Izberete lahko tudi krmilnike CNC DSP, NcStudio, Mach4, Syntec, OSAI, Siemens, LNC, FANUC in druge.
Kako namestiti in uporabljati programsko opremo CAD/CAM?
Najpogostejša programska oprema CAD/CAM za CNC stroje vključuje Type3, ArtCAM, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, MeshCAM, Solidworks, AlphaCAM, MasterCAM, UcanCAM, CASmate, PowerMILL, Aspire, Alibre, AutoCAD, Fusion360, Autodesk Inventor, Rhinoceros. 3D, ki lahko oblikuje 2D/3D risbe za ustvarjanje poti obdelovalnih orodij.
CAD/CAM programska oprema
Kako sestaviti komplete CNC strojev?
Spodnja miza, voziček osi X, delovna miza osi Y in voziček osi Z so izdelani z upogibnim strojem z 1.5-2mm Hladno valjane jeklene plošče, ki zagotavljajo najbolj idealno natančnost obdelave. Če ni upogibalk, jih je mogoče ročno upogibati tudi z ročnim kladivom na velikem primežu. Med ročno obdelavo s kladivom je treba na obdelovanec dodati železno blazinico, da se izognemo sledim kladiva na obdelovancu. Po upogibanju je potrebno nadaljnje oblikovanje. Nobena od ravnin ni ukrivljena in druga glede na drugo tvorita kot 90 stopinj. Da bi zagotovili pravilen položaj prebijanja, mora biti konica igle za rezanje, ki je vzporedna in pravokotna na 1. linijo rezanja, tanka, linija rezanja mora biti natančna, pozicioniranje vzorčnega luknjača pa mora biti previdno in natančno.
Kompleti CNC strojev
Na primer, dvakrat izvrtajte luknjo s premerom 6 mm. Najprej z vrtalnikom s premerom 2 mm izvrtajte luknjo. Glede na prečno linijo pozicioniranja preverite, ali je luknja s premerom 4 mm natančna. Če ni natančna, jo popravite z vrtno pilo. Na koncu luknjo izvrtajte z vrtnim svedrom. 6mm sveder, tako da je napaka položaja luknje relativno majhna.
Portal je mogoče z ročno žago izrezati iz železne kobilice antistatičnega poda z debelino stene 1.2mm v skladu z risbo in ga je mogoče upogibati, obdelovati in oblikovati na primežu. Svetlobna palica, ki se uporablja kot 3-osna vodilna tirnica X, Y, Z, zahteva gladko površino z gladkim premerom 8-10mmTežavo lahko rešite tako, da demontirate drsno tirnico rabljenega matričnega tiskalnika in gumijasti valjček za črnilo v stari kartuši laserskega tiskalnika. Dve gladki palici v vsaki smeri morata biti enake dolžine, čelni ploskvi pa morata biti ravni. Na sredino čelnih ploskev izvrtajte luknje za navoj žice M2 in jih pritrdite z ... 5mm vijaki. Izdelava mora biti vodoravna in navpična, zlasti morata biti 2 svetlobni palici v vsaki smeri absolutno vzporedni. Vzporednost je zelo pomembna, saj določa uspeh ali neuspeh proizvodnje.
Vodilni vijak treh osi je vodilni vijak s premerom 6mm in višina 1mmS tem svinčnim vijakom se lahko odreže potrebna dolžina dolgega svinčnega vijaka, ki se prodaja v trgovini s strojno opremo, za dekoracijo stropa. Upor in zračnost morata biti majhna, matica pa je privarjena v ustrezno luknjo vozička, da se zmanjša zračnost in izboljša natančnost gravirnega stroja.
Drsni tulec je medeninasti cevni priključek, ki ga je mogoče kupiti v trgovini s strojno opremo. Izbrati je treba notranji premer, ki je nekoliko manjši od premera drsne palice, nato pa z ročnim povrtalom zasukati notranji premer, da se natančno ujema z drsno palico. Po potrebi optično os spolirajte z metalografskim brusnim papirjem, drsni tulec razrežite na 6 mm dolge dele, skupno 12 delov, in ga nato z visokozmogljivim spajkalnikom spajkajte v ustrezno luknjo vozička. Drsnega tulca med varjenjem ne nameščajte. Če spajka prodre v notranjost, uporabite cinkov klorid kot talilo, da zagotovite kakovost spajkanja. Pri sestavljanju bodite pozorni, da je upor drsne mize majhen in enakomeren. Če je upor velik, lahko drsni tulec ponovno segrejete s spajkalnikom, da izpolnite zahteve.
Gred koračnega motorja in vijačna palica sta povezani z bakreno cevjo ... 6mPalična antena s premerom m. Vijačna palica in bakrena cev sta trdno zvarjeni in zagotovljeno koncentrični. Drugi konec bakrene cevi se vstavi v gred koračnega motorja in nato izvrta vodoravno. V majhno luknjo se vstavi zatič za pritrditev, drugi konec vijačne palice pa se z matico privari na voziček.
Ta CNC stroj je mogoče fleksibilno krmiliti glede na velikost in velikost lastnih materialov, vendar celoten stroj ne sme biti prevelik, da se izognemo slabi togosti.
Kako upravljati CNC stroj?
Pred CNC obdelavo je treba vnaprej pripraviti seznam obdelovalnih programov:
1. Določite postopek obdelave dela ter orodja in hitrost rezanja, ki se uporabljajo za obdelavo.
2. Določite konturno stično točko dela.
3. Nastavite položaj začetka in zapiranja noža ter položaj koordinatnega izhodišča.
Zapišite nabor ukazov za numerično krmiljenje v skladu s predpisano obliko stavka, vnesite nabor ukazov v napravo za numerično krmiljenje za obdelavo (dekodiranje, delovanje itd.), ojačajte signal prek pogonskega vezja, poganjajte servo motor za izhod kotnega premika in kotne hitrosti ter nato pretvorite komponente prek izvedbene komponente. Linearni premik delovne mize se izvede za izvedbo podajanja.
Začnimo upravljati CNC stroj z naslednjimi 9 koraki.
Korak 1. CNC programiranje.
Pred obdelavo je treba najprej analizirati in prevesti CNC program. Če je program dolg ali zapleten, ga ne programirajte na CNC stroju, temveč uporabite programirni stroj ali računalniško programiranje in ga nato prek diskete ali komunikacijskega vmesnika shranite v CNC sistem CNC stroja. S tem se lahko izognete porabi strojnega časa in povečate pomožni čas obdelave.
2. korak. Vklopite stroj.
Običajno se najprej vklopi glavno napajanje, da se zagotovijo pogoji za vklop CNC stroja. CNC sistem zaženete s ključnim gumbom in hkrati se vklopi stroj, CRT krmilnega sistema CNC pa prikaže informacije o stanju povezave klešč in druge pomožne opreme.
Korak 3. Nastavite trdno referenčno točko.
Pred obdelavo določite referenčno točko gibanja vsake koordinate stroja. Ta korak je treba najprej izvesti za stroj povečanega krmilnega sistema.
Korak 4. Začnite s programiranjem CNC.
Glede na medij programa (trak, disk) ga je mogoče vnesti s tračnim strojem, programirnim strojem ali s serijsko komunikacijo. Če gre za preprost program, ga je mogoče vnesti neposredno na nadzorno ploščo CNC s tipkovnico ali pa ga vnašati segment za segmentom v načinu MDI za oddaljeno obdelavo segmentov. Pred obdelavo je treba v program vnesti tudi izhodišče obdelovanca, parametre orodja, odmik in različne vrednosti kompenzacije.
Korak 5. Urejanje programa.
Če je treba vneseni program spremeniti, je treba stikalo za izbiro načina dela premakniti v položaj za urejanje. S tipko za urejanje lahko dodajate, brišete in spreminjate.
Korak 6. Pregled in odpravljanje napak programa.
Najprej zaklenite strojno orodje in zaženite samo sistem. Ta korak je namenjen preverjanju programa. Če pride do napak, ga je treba ponovno urediti.
Korak 7. Pritrditev in poravnava obdelovanca.
Fiksirajte in poravnajte obdelovanec, ki ga želite obdelati, ter določite referenčno točko. Metoda uporablja ročno inkrementalno premikanje, neprekinjeno premikanje ali ročno premikanje kolesa obdelovalnega stroja. Začetno točko nastavite na začetek programa in nastavite referenco orodja.
Korak 8. Začnite CNC obdelavo.
Neprekinjena obdelava običajno uporablja dodajanje programov v pomnilnik. Hitrost podajanja pri CNC obdelavi je mogoče nastaviti s stikalom za hitrost podajanja. Med obdelavo lahko pritisnete gumb za zadrževanje podajanja, da začasno ustavite podajanje in opazujete stanje obdelave ali izvedete ročno merjenje. Za nadaljevanje obdelave ponovno pritisnite gumb za zagon cikla. Da zagotovite pravilnost posode, jo je treba pred dodajanjem ponovno preveriti. Med rezkanjem lahko za ravne ukrivljene kose namesto orodja uporabite svinčnik za risanje obrisa dela na papir, kar je bolj intuitivno. Če ima sistem pot orodja, lahko za preverjanje pravilnosti programa uporabite funkcijo simulacije.
Korak 9. Izklopite napravo.
Po dodajanju, preden izklopite napajanje, preverite stanje CNC stroja in položaj vsakega dela stroja. Najprej izklopite napajanje stroja, nato izklopite napajanje sistema in na koncu izklopite glavno napajanje.
Pogosta vprašanja
Koliko vrst CNC strojev lahko sestavite sami?
Najpogostejše vrste CNC strojev, ki jih lahko izdelate sami, vključujejo CNC usmerjevalnike, CNC stružnice, CNC rezkalne stroje, CNC brusilnike, CNC vrtalnike, CNC laserje in CNC plazemske rezalnike.
Koliko stane izdelava kompletov CNC strojev?
Cena kompletov za samostojno izdelavo CNC strojev vključuje računalnik, krmilno ploščo, strojne dele in dodatke. Večina stroškov je skoncentrirana na strojno opremo, ki je odvisna od natančnosti, ki jo potrebujete za svoj načrt CNC obdelave, povprečni stroški pa so nižji od ... $1, 000.
Kaj lahko naredi CNC stroj?
CNC stroji lahko izvajajo rezkanje, struženje, rezanje, rezbarjenje, graviranje, označevanje, brušenje, upogibanje, vrtanje, čiščenje, varjenje kovin, lesa, plastike, pene, tkanine in kamna.
Kako izbrati vretenasti motor?
Vretenski motor je osrednji del CNC strojev. Za vaše poslovne načrte je treba kupiti pravi vretenski motor, vse odvisno od materialov, ki jih obdelujete, in natančnosti, ki jo zahtevajo vaši projekti.
Kako izbrati prenosni sistem?
Eno je, ali izbrati prenosni sistem med vijakom in krogličnim vijakom. Tukaj dejansko predlagam, da je veliko bolje izbrati kroglični vijak. Čeprav uporabljam vodilni vijak, še vedno priporočam izbiro krogličnega vijaka. Kroglični vijak ima visoko natančnost in majhno napako vrtenja. In med prenosom je zvok zelo majhen. Prenos vijaka je trenje med kovino in kovino. Čeprav zvok ni zelo glasen, se napaka vrtenja sčasoma poveča.
Kako izbrati koračni motor?
Dokler CNC stroj deluje, deluje tudi koračni motor. Če motor ni izbran skrbno, se najprej zelo enostavno segreje. Motor je vroč, ko stroj začne delovati, kar pa ne bi smelo biti tisto, kar bi želeli. Navor motorja je prav tako problem, ki ga je treba upoštevati, in če navor ni zadosten, je enostavno izgubiti korake. Zato pri izbiri koračnega motorja ne bodite pohlepni.
Opozorila
Ne glede na to, ali gradite cenovno ugoden CNC rezkalnik, ali izdelava najboljšega proračunskega CNC stružnega stroja, tudi če delate sami z najcenejšim CNC rezkalnim strojem, je prva previdnost napajanje CNC stroja. Stroj ima 1 koračne motorje in en vretenski motor. Zato je tok CNC stroja med uporabo zelo velik. Pri nakupu enosmernega napajalnika je treba kupiti enosmerni napajalnik z večjim nazivnim tokom. Določilo hitrosti vretenskega motorja je napetost enosmernega napajalnika. Višja kot je napetost, hitrejša je največja hitrost vrtenja vretena, zato napetost ne sme biti premajhna.
Skratka, predlagam, da je nazivna napetost doma izdelanega CNC stroja približno 30 V, nazivni tok pa vsaj 10A da se zagotovi normalno delovanje stroja. Napetost 30 V se uporablja predvsem na motorju vretena, koračni motor pa ne potrebuje tako visoke napetosti. Ker koračni motor poganja vijak, je lahko navor velik tudi pri majhni napetosti. Zato predlagam, da je za napetost, ki se dovaja koračnemu motorju, dovolj le 12 V. Koračni motor uporablja 12 V, vendar je napetost, ki jo zagotavlja enosmerni napajalnik, 30 V. Tukaj je treba uporabiti transformator. Moč tega transformatorja mora biti visoka. Tok treh koračnih motorjev mora potekati skozi ta transformator. Transformator ne more slediti odvajanju toplote, kar povzroči veliko segrevanje.
