دستگاه فرز CNC خانگی ساخته شده از پروفیل فولادی. دستورالعمل های گام به گام برای مونتاژ دستگاه CNC با دستان خود

اکنون کمی جزئیات بیشتر در مورد مونتاژ اصلی.

بنابراین، برای مونتاژ قاب به اجزای زیر نیاز دارید:

• بخش های پروفایل 2020 (دو قسمت طولی، 5 قسمت عرضی، 2 قسمت عمودی)
• گوشه های پروفیل 16 عدد
• مهره های تی M3 یا M4 برای شیار - 6 میلی متر
• پیچ برای نصب با مهره های T (به ترتیب M3 یا M4، 8 ... 10 میلی متر، به علاوه M3x12 برای موتورهای نصب)
• اسپیسر (زاویه 45 درجه)
• ابزار (پیچ گوشتی)

از زمانی که شروع به صحبت در مورد پروفایل کردم، فقط در مورد خرید و برش پروفایل از Soberizavod تکرار خواهم کرد.

این ساختاری است.
من بلافاصله یک کیت پروفایل برای 2418 برش به اندازه خریدم.
دو گزینه وجود دارد - یک پروفیل بدون پوشش (ارزان تر) و یک نمایه پوشش داده شده (آنودایز). تفاوت در هزینه اندک است، من پوشش داده شده را توصیه می کنم، به خصوص اگر به عنوان راهنما برای غلتک استفاده شود.

انتخاب کنید نوع مورد نظرنمایه 2020، سپس «cut to size» را وارد کنید. در غیر این صورت می توانید در هر 4 متر یک عدد (شلاق) خریداری کنید. هنگام محاسبه، به خاطر داشته باشید که هزینه یک برش بسته به پروفیل متفاوت است. و آن 4 میلی متر برای برش مجاز است.

اندازه بخش ها را وارد کنید. من دستگاه 2418 را کمی بزرگتر کردم، اینها هفت قسمت 260 میلی متری و دو قسمت عمودی 300 میلی متری هستند. عمودی را می توان کوچکتر کرد. اگر به ماشین بلندتری نیاز دارید، دو بخش طولی بزرگتر هستند، به عنوان مثال، 350 میلی متر، و بخش های عرضی نیز 260 میلی متر (5 قطعه) هستند.


ما تایید می کنیم (باید به نقشه برش اضافه شود)


بررسی سبد خرید


مشخصات به همراه خدمات برش به قیمت 667 روبل به دست می آید.


تحویل توسط TK انجام می شود ، می توانید هزینه را با استفاده از ماشین حساب محاسبه کنید ، زیرا از ابعاد پروفایل مطلع هستید ، وزن در نمودار برش بسیار خوب محاسبه شده است. برای محاسبه، به گزینه "تحویل بار از تامین کننده" نیاز دارید. تحویل از طریق خطوط تجاری هزینه کمتری دارد، حدود 1000 روبل.

می توانید آن را در مسکو تحویل بگیرید.


در یک مکان یک دفتر، یک انبار و یک کارگاه وجود دارد که در آن پروفیل ها به اندازه برش داده می شوند. یک ویترین با نمونه وجود دارد، شما می توانید یک پروفایل را در محل انتخاب کنید.

در اینجا گوشه هایی برای مونتاژ آماده شده است

مهره های تی باید به این صورت در اسلات نصب شوند. شما نمی توانید آن را از انتها نخ کنید، بلکه آن را مستقیماً به سمت شیار پروفیل نصب کنید، اما سپس چرخش و نصب مهره را کنترل کنید، زیرا همیشه این اتفاق نمی افتد، مهارت لازم است.


برش پروفیل تمیز است، هیچ سوراخی وجود ندارد

پروفیل بیست است یعنی از سری 2020 با ابعاد متناظر 20 میلی متر در 20 میلی متر ، شیار 6 میلی متر.

بنابراین، ابتدا قسمت U شکل قاب را جمع می کنیم، دو قسمت طولی پروفیل و یک عضو متقاطع خارجی را وصل می کنیم. ارزش عالیهیچ سوالی وجود ندارد که در کدام سمت مونتاژ شود، اما به خاطر داشته باشید که یک میله متقاطع مرکزی وجود دارد که به عقب نزدیکتر می شود. این قسمتی از صفحه عمودی است و اندازه افست به افست محور Z و دوک بستگی دارد. آن را طوری قرار دهید که محور چرخش دوک در مرکز دستگاه (محور Y) باشد.
سپس عضو متقاطع میانی را مونتاژ می کنیم. راحت تر است که ابتدا هر دو گوشه را روی قسمتی از پروفیل نصب کنید و آنها را ثابت کنید و سپس آنها را روی قاب نصب کنید.
قسمتی از پروفیل را اعمال می کنیم، همان فاصله را با خط کش اندازه می گیریم و پیچ ها را محکم می کنیم. پیچ ها باید به آهستگی سفت شوند، تا زمانی که مهره تی بچرخد و موقعیت خود را در شیار بگیرد. اگر بار اول جواب نداد، دوباره مهره را شل کنید و تکرار کنید.


قسمت آخر قاب افقی را نصب می کنیم. دسترسی به آن با پیچ گوشتی بلند آسان تر است. تنبل نباشید و زوایای درست ساختار حاصل را با مربع و مورب ها را با خط کش بررسی کنید.




از آنجایی که گوشه های سازه به سمت یکدیگر هدایت می شوند، مهم نیست که به چه ترتیبی مونتاژ می شوند. من مانند در انجام دادم طراحی اولیه CNC2418. اما شهود نشان می دهد که افزایش فاصله بین پروفایل ها منطقی است، به خصوص زمانی که ارتفاع بالاترپورتال. خوب، بعداً می توان آن را انجام داد.


سپس شروع به مونتاژ پایه پورتال عمودی می کنیم

پورتال مونتاژ شده را روی قسمت افقی نصب می کنیم، آن را با 6 گوشه محکم می کنیم (در سه جهت از نمای عمودی نصب شده است).


عمود بودن بخش ها (در امتداد مربع) را ایجاد و حفظ می کنیم. سپس تمام پیچ ها را یکی یکی سفت کردم.





در اصل، از زاویه اکستروژن ویژه در 45 درجه برای تقویت عمودی استفاده شده است. من نتوانستم مشابه آن را در فروش پیدا کنم، بنابراین آن را با یک چاپ سه بعدی جایگزین کردم. لینک مدل در انتهای تاپیک موجود است.
به روز رسانی: معلوم شد که نسخه اصلی نیز پرینت سه بعدی بوده است.
در هر صورت، می توانید آن را با بست های سوراخ دار از فروشگاه ها یا گوشه های مبلمان جایگزین کنید. این به هیچ وجه کیفیت را تحت تاثیر قرار نمی دهد.


در نگاه اول معلوم شد که سازه جامد است نه لرزان. مشاهده می شود که صفحه موتور از مجموعه کالیپر KP08+SK8 کوتاهتر است. من آن را گسترده تر پخش خواهم کرد.


در واقع این قاب یک کپی است طراحی مشابهدستگاه CNC2418، با این تفاوت که مستقیماً ابعاد را کپی نکردم، آن را کمی بزرگتر کردم تا ضایعات کمتری از راهنماها و پیچ ها داشته باشد.

مونتاژ قاب کامل شده است، اکنون می توانید نصب موتورها را شروع کنید. من از فلنج های چاپ سه بعدی برای نصب موتورها استفاده می کنم. توصیه می شود قسمت های بالایی را با نگهدارنده های راهنما مونتاژ کنید ، قسمت های پایینی را بدون نگهدارنده مونتاژ کنید ، زیرا محور Y باید گسترده تر باشد. توصیه می شود محور Y را روی کولیس های SK8 و KP08 نصب کنید دستگاه اصلی. خود کولیس ها را می توان روی چاپگر چاپ کرد یا خریداری کرد (لینک ها در انتهای تاپیک قرار دارند و در پست اول نیز قرار داشتند).

برای یکی از محورها (محورهای X و Y هم طول هستند)، یک محور "دیدنی" گرفتم. من هنوز "خواسته های" خود را برای اندازه دستگاه نمی دانستم. در نتیجه، ضایعات پیچ به محور Z می روند، فقط باید یک مهره برنجی T8 خریداری کنید.

در یک جعبه مقوایی بسته بندی شده بود، داخل هر قسمت در یک کیسه جداگانه قرار داشت.

این کیت شبیه این است: یک موتور با سیم کوتاه، یک پیچ سرب T8، دو کولیس KP08 و دو کوپلینگ 5x8.

مشابه وجود دارد و همچنین بدون موتور (با کالیپر و مهره).
اگر بدون آن مصرف کنید سهام بزرگ، سپس گزینه 400 میلی متر برای "نسخه بزرگ شده" دستگاه به خوبی کار خواهد کرد

اطلاعات تکمیلی - عکس های مجموعه به صورت جداگانه

علامت موتور RB Step Motor 42SHDC3025-24B-500، صندلی نما17


یک سیم کوتاه برای اتصال گنجانده شده است. به راحتی می توانید بدون دست زدن به کانکتورها طول را افزایش دهید.

پیچ T8، مهره


کولیس KR08.


برای اتصال به نمایه راحت است. اگر از فلنج عریض برای نصب استفاده می کنید، بهتر است از نسخه KFL08 کولیس استفاده کنید، به شما امکان می دهد پیچ ​​را نه به پروفیل، بلکه به فلنج وصل کنید.


کوپلینگ 5x8 یک کوپلینگ اسپلیت برای اتصال محور موتور به پروانه است.

هزینه یابی
اکنون همانطور که در نظرات قسمت اول خواسته شده است، پیشنهاد می کنم در مورد هزینه یابی بحث کنیم. طبیعتاً، از آنجایی که موتورها و بیشتر قطعات را در انبار داشتم، کمتر از آنچه مشخص شد هزینه کردم. به شدت ارزان تراگر از گوشه های چاپ شده خانگی برای پروفیل، کولیس، فلنج و غیره استفاده کنید، این کار درست است. برای کارکرد دستگاه حفاری مدار چاپی و فرز مواد نرمبعید است که این هیچ تاثیری داشته باشد. یکی دیگر از گزینه های خوب استفاده از صفحات سوراخ دار از فروشگاه های ساختمانی/سخت افزاری است. مناسب برای تقویت گوشه ها از جمله گوشه های عمودی و برای نصب موتور به شرط سوراخ شدن قسمت مرکزی برای شفت. به جای اتصال دهنده های سوراخ دار، می توانید از بست های خانگی ساخته شده از ورق آلومینیوم یا تخته سه لا استفاده کنید.
حتما باید خرید پروفایل 2020، در غیر این صورت یک نوع ماشین کاملاً متفاوت خواهد بود. شما می توانید همین کار را از یک گوشه آلومینیومی یا یک لوله مستطیلی انجام دهید، اما فقط برای عشق به هنر))) طرح های بهینه تری از نظر سفتی برای مونتاژ از گوشه / لوله وجود دارد.
حتما برای پروفایل مورد نیاز است آجیل تی. شما می توانید پیچ ​​و مهره های T را خریداری کنید، اما مهره های T جهانی تر هستند (زیرا می توان از هر طول پیچ استفاده کرد).
اما بقیه به صلاحدید شما قابل تغییر است، حتی می توانید شاسی را تعویض کنید پیچ T8استفاده کنید سنجاق سرساخته شده از فولاد ضد زنگ. مگر اینکه تعداد مراحل در هر میلی متر باید مجدداً در سیستم عامل محاسبه شود.
موتورهارا می توان از دستگاه های قدیمی / تجهیزات اداری حذف کرد و برنامه ریزی کرد صندلی هادر حال حاضر برای یک نوع خاص
الکترونیکتقریباً در هر (درایورهای Anduino UNO/Anduino Nano، CNCShield، Mega R3+Ramps، A4988/DRV8825، می‌توانید از یک برد آداپتور برای درایورهای Mach3 و TB6600 استفاده کنید. اما انتخاب وسایل الکترونیکی توسط نرم‌افزار مورد استفاده محدود می‌شود.
برای حفاری، می توانید از هر کدام استفاده کنید موتور DC، که به شما امکان تنظیم را می دهد کلتو دورهای مناسبی دارد. که در نسخه پایهیک موتور پرسرعت 775 برای فرز وجود دارد، می توانید از دوک های غیر واکنشی 300 واتی با کولت ER11 استفاده کنید، اما این امر هزینه دستگاه را به طور کلی افزایش می دهد.

محاسبه هزینه تقریبی:
پروفایل 2020 (2.5 متر) = 667r
پروفایل 2080 (0.5 متر) روی دسکتاپ = 485 RUR
دو عدد 300 میلی متر 2×25 دلار
. تعداد زیادی از 20 قطعه با تحویل به 5.5 دلار می رسد
اگر یک بسته بزرگ بگیرید تقریباً 4r / قطعه. شما به حداقل 50 قطعه (موتورهای نصب، کالیپر) نیاز دارید. من پیچ ها را برای آنها حساب نمی کنم، معمولاً چند کوپک در هر قطعه بسته به کیفیت. در مجموع حدود 400 ... 500 روبل.
موتور 3 عدد هر عدد 8.25 دلار
الکترونیک 2 دلار
$3.5
A4988 سه قطعه به قیمت 1 دلار

قیمت این دستگاه حدود 111 دلار است. اگر یک اسپیندل اضافه کنید:
$9
$7.78,
که هزینه کل حدود 128 دلار

من قطعات پرینت سه بعدی را ارزیابی نمی کنم. قابل تعویض با صفحات/گوشه های سوراخ دار از بازارهای کرپ و فروشگاه های مشابه. همچنین سیم‌ها، نوار برق یا زمان صرف شده را تخمین نمی‌زنم.
بگذارید به شما یادآوری کنم که همه گزینه های پیکربندی CNC2418 دارای موتورهای 775 خوب و مخصوصاً یک کلت ER11 نیستند.

گزینه ها ارزان تر.

به سوال نحوه ساخت دستگاه CNC می توان به طور خلاصه پاسخ داد. با علم به اینکه یک دستگاه فرز CNC خانگی، به طور کلی، یک دستگاه پیچیده با ساختار پیچیده است، به طراح توصیه می شود:

• به دست آوردن نقشه ها؛
• خرید قطعات و اتصال دهنده های قابل اعتماد؛
• یک ابزار خوب تهیه کنید؛
• ماشین تراش در دست داشته باشند و ماشین های حفاری CNC برای تولید سریع.

تماشای ویدیو ضرری ندارد - نوعی راهنمای آموزشی در مورد اینکه از کجا شروع کنید. من با آماده سازی شروع می کنم، هر چیزی را که نیاز دارم خریداری می کنم، نقاشی را کشف می کنم - اینجا راه حل صحیحطراح تازه کار از همین رو مرحله مقدماتی، مونتاژ قبل، بسیار مهم است.

کار مرحله مقدماتی

برای ساخت یک دستگاه فرز CNC خانگی، دو گزینه وجود دارد:

1. شما یک مجموعه آماده در حال اجرا از قطعات (قطعات خاص انتخاب شده) را می گیرید که ما خودتان تجهیزات را از آن جمع می کنیم.
2. تمام اجزا را پیدا کنید (بسازید) و شروع به مونتاژ یک دستگاه CNC با دستان خود کنید که تمام الزامات را برآورده کند.

مهم است که در مورد هدف، اندازه و طراحی تصمیم بگیرید (چگونه بدون نقاشی انجام دهید دستگاه خانگی CNC)، نمودارهایی را برای ساخت آن پیدا کنید، برخی از قطعات مورد نیاز را برای این کار خریداری یا تولید کنید، پیچ های سرب را به دست آورید.

اگر تصمیم دارید خودتان یک دستگاه CNC ایجاد کنید و بدون آن انجام دهید مجموعه های آمادهاجزا و مکانیسم ها، اتصال دهنده ها، شما به نمودار مونتاژ شده نیاز دارید که بر اساس آن دستگاه کار خواهد کرد.

معمولا، با پیدا کردن نمودار شماتیکدستگاه ها ابتدا تمام قطعات ماشین را مدلسازی می کنند و نقشه های فنی تهیه می کنند و سپس از آنها برای تولید قطعاتی از تخته سه لا یا آلومینیوم روی ماشین های تراش و فرز استفاده می کنند (گاهی نیاز به استفاده از دستگاه حفاری است). اغلب، سطوح کار (همچنین میز کار نامیده می شود) تخته سه لا با ضخامت 18 میلی متر است.

مونتاژ برخی از اجزای مهم ماشین

در دستگاهی که مونتاژ آن را با دستان خود شروع کرده اید، باید تعدادی از اجزای حیاتی را تهیه کنید که حرکت عمودی ابزار کار را تضمین می کند. در این لیست:

• چرخ دنده مارپیچ - چرخش با استفاده از یک کمربند دندانه دار منتقل می شود. خوب است زیرا قرقره ها نمی لغزند و نیروها را به طور مساوی به شفت تجهیزات فرز منتقل می کنند.
• اگر از یک موتور پله ای (SM) برای یک مینی ماشین استفاده می کنید، توصیه می شود یک کالسکه از یک مدل چاپگر بزرگتر بگیرید - قدرتمندتر. ماتریس قدیمی دستگاه های چاپدارای موتورهای الکتریکی به اندازه کافی قدرتمند بود.

• برای یک دستگاه سه مختصات، به سه SD نیاز دارید. خوب است اگر در هر یک 5 سیم کنترل وجود داشته باشد، عملکرد مینی ماشین افزایش می یابد. ارزش ارزیابی بزرگی پارامترها را دارد: ولتاژ تغذیه، مقاومت سیم پیچ و زاویه چرخش موتور در یک مرحله. برای اتصال هر استپر موتور به یک کنترلر جداگانه نیاز دارید.
• با کمک پیچ، حرکت چرخشی از موتور به خطی تبدیل می شود. بسیاری برای دستیابی به دقت بالا داشتن بال اسکرو (بال اسکرو) را ضروری می دانند اما این جزء ارزان نیست. هنگام انتخاب مجموعه ای از مهره ها و پیچ های نصب برای بلوک های نصب، آنها را با درج های پلاستیکی انتخاب کنید، این امر اصطکاک را کاهش می دهد و واکنش را از بین می برد.

• به جای یک موتور پله ای، می توانید یک موتور الکتریکی معمولی را پس از کمی تغییر استفاده کنید.
• یک محور عمودی که به ابزار اجازه می دهد تا به صورت سه بعدی حرکت کند و کل را پوشش دهد جدول مختصات. از صفحه آلومینیومی ساخته شده است. مهم است که ابعاد محور با ابعاد دستگاه تنظیم شود. اگر کوره صدا خفه کن دارید، می توان محور را با توجه به ابعاد نقشه ها ریخته گری کرد.

در زیر طرحی است که در سه نمای جانبی، نمای عقب و نمای بالا انجام شده است.

حداکثر توجه به تخت

استحکام لازم دستگاه توسط بستر تامین می شود. یک پورتال متحرک، یک سیستم راهنمای ریلی، یک موتور، یک سطح کار، یک محور Z و یک دوک بر روی آن نصب شده است.

به عنوان مثال، یکی از سازندگان یک دستگاه CNC خانگی یک قاب پشتیبان از پروفیل آلومینیومی Maytec ساخته است - دو قسمت (بخش 40x80 میلی متر) و دو صفحه انتهایی به ضخامت 10 میلی متر از همان مواد، عناصر را با گوشه های آلومینیومی متصل می کند. ساختار تقویت شده در داخل قاب وجود دارد که از پروفیل های کوچکتر به شکل مربع ساخته شده است.

قاب بدون استفاده از اتصالات جوشی نصب شده است (درزهای جوش داده شده قادر به تحمل بارهای ارتعاشی ضعیف هستند). بهتر است از مهره های تی به عنوان بست استفاده کنید. صفحات انتهایی برای نصب یک بلوک یاتاقان برای نصب پیچ سرب فراهم می کنند. شما به یک یاتاقان ساده و یک یاتاقان دوکی نیاز دارید.

این صنعتگر تشخیص داد که وظیفه اصلی دستگاه CNC خودساخته تولید قطعات آلومینیومی است. از آنجایی که قطعات کار با حداکثر ضخامت 60 میلی متر برای او مناسب بود، فاصله پورتال را 125 میلی متر ساخت (این فاصله از بالا است. تیر متقاطعبه سطح کار).

این فرآیند نصب دشوار است

جمع آوری کنید CNC خانگیماشین آلات، پس از آماده سازی اجزاء، بهتر است به شدت طبق نقشه به کار گیرند. فرآیند مونتاژ با استفاده از پیچ های سرب باید به ترتیب زیر انجام شود:

• یک صنعتگر آگاه با اتصال دو موتور اول به بدنه - پشت محور عمودی تجهیزات - شروع می کند. یکی مسئول حرکت افقی سر فرز (راهنماهای ریل) و دومی مسئول حرکت در صفحه عمودی است.
• یک پورتال متحرک که در امتداد محور X حرکت می کند، دوک فرز و تکیه گاه (محور z) را حمل می کند. هرچه پورتال بالاتر باشد، قطعه کار بزرگتر می تواند پردازش شود. اما در یک پورتال بالا، در طول پردازش، مقاومت در برابر بارهای در حال ظهور کاهش می یابد.

• برای بستن موتور محور Z و راهنماهای خطی از صفحات جلو، عقب، بالا، میانی و پایین استفاده می شود. در آنجا یک گهواره برای دوک فرز درست کنید.
• درایو از مهره ها و گل میخ هایی که با دقت انتخاب شده اند مونتاژ می شود. برای تعمیر شفت موتور و اتصال آن به گل میخ، از سیم پیچ لاستیکی یک کابل برق ضخیم استفاده کنید. تثبیت ممکن است پیچ هایی باشد که در یک آستین نایلونی قرار می گیرند.

سپس مونتاژ باقیمانده اجزا و مجموعه های محصول خانگی آغاز می شود.

ما پرکننده الکترونیکی دستگاه را نصب می کنیم

برای ساختن یک دستگاه CNC با دستان خود و کنترل آن، باید با کنترل عددی به درستی انتخاب شده و با کیفیت بالا کار کنید. برد مدار چاپیو قطعات الکترونیکی (مخصوصاً اگر چینی باشند)، که به شما امکان می دهد تمام عملکردها را روی یک دستگاه CNC پیاده سازی کنید و یک قطعه را با پیکربندی پیچیده پردازش کنید.

برای جلوگیری از مشکلات مدیریتی، دستگاه‌های CNC خانگی دارای اجزای زیر هستند:

• موتورهای پله ای، برخی از آنها به عنوان مثال نما متوقف شدند.
• پورت LPT که از طریق آن می توان واحد کنترل CNC را به دستگاه متصل کرد.
• درایورهای کنترل کننده ها، آنها بر روی یک دستگاه مینی فرز نصب می شوند که مطابق با نمودار متصل می شوند.

• تابلوهای سوئیچینگ (کنترل کننده)؛
• واحد منبع تغذیه 36 ولت با یک ترانسفورماتور کاهنده که برای تغذیه مدار کنترل به 5 ولت تبدیل می شود.
• لپ تاپ یا رایانه شخصی؛
• دکمه مسئول توقف اضطراری

فقط پس از این، دستگاه های CNC آزمایش می شوند (و صنعتگر این کار را انجام می دهد استفاده ازمایشیبا بارگذاری تمامی برنامه ها، نواقص موجود شناسایی و رفع می شوند.

به جای نتیجه گیری

همانطور که می بینید، می توان یک CNC ساخت که از نمونه های چینی کم ندارد. داشتن مجموعه ای از قطعات یدکی با اندازه مناسببا دارا بودن بلبرینگ های باکیفیت و بست های کافی برای مونتاژ، این وظیفه در توان علاقه مندان به فناوری نرم افزار است. شما مجبور نخواهید بود برای مدت طولانی به دنبال مثال باشید.

عکس زیر چند نمونه از ماشین های کنترل عددی را نشان می دهد که توسط همان صنعتگران ساخته شده اند نه متخصصان. حتی یک قطعه عجولانه و با اندازه دلخواه ساخته نشد، بلکه با دقت زیاد، با تراز کردن دقیق محورها، استفاده از پیچ های سربی با کیفیت بالا و یاتاقان های قابل اعتماد روی بلوک نصب شد. این بیانیه درست است: همانطور که مونتاژ می کنید، کار خواهید کرد.

یک دورالومین خالی با استفاده از CNC پردازش می شود. با چنین ماشینی که توسط یک صنعتگر مونتاژ شده است، می توانید کارهای فرز زیادی را انجام دهید.

این جنبش شروع شد که تا امروز ادامه دارد...

همه چیز با مطالعه انجمن های اختصاص داده شده به موضوعات CNC و انتخاب مفهوم اساسی طراحی ماشین ادامه یافت. با تصمیم گیری قبلی در مورد مواد مورد پردازش در ماشین آینده و زمینه کاری آن، اولین طرح های کاغذی ظاهر شدند که بعداً به رایانه منتقل شدند. در محیط مدل‌سازی سه بعدی KOMPAS 3D، دستگاه تجسم شد و شروع به کسب جزئیات و تفاوت‌های ظریف‌تر کرد، که معلوم شد بیشتر از چیزی است که ما می‌خواهیم، ​​که برخی از آنها تا به امروز در حال حل هستند.

طراحی ماشینیک پایه قاب پیش ساخته از لوله پروفیل گیج 80 با دیواره 4 میلی متر است. در دو طرف طول پایه، راهنماهای نورد پروفیل با اندازه استاندارد 25 ثابت شده است که روی آن یک پورتال نصب شده است که به شکل سه جوش به هم متصل شده است. لوله های پروفیلبه اندازه پایه

ماشین چهار محوره است و هر محور رانده می شود پیچ توپ. دو محور به موازات ضلع طولانی دستگاه قرار دارند که توسط نرم افزار جفت شده و به مختصات X گره خورده اند. بر این اساس، دو محور باقی مانده مختصات Y و Z هستند.

با پرش به جلو، می خواهم فوراً بگویم که مونتاژ و ساخت قاب به کار فشرده ترین و گران ترین رویداد در ساخت دستگاه تبدیل شد. ایده اصلی با قاب کاملاً جوش داده شده از نظر ما از همه نظر نسبت به سازه پیش ساخته برتر است. اگرچه ممکن است بسیاری با من موافق نباشند.

من می خواهم فوراً رزرو کنم که فعلاً ماشین های ساخته شده از پروفیل های ساختاری آلومینیومی را در نظر نخواهیم گرفت.

با ادامه مونتاژ دستگاه و بحث در مورد آن در انجمن ها، بسیاری شروع به توصیه به ساخت بازوی های فولادی مورب در داخل و خارج از قاب کردند تا استحکام بیشتری را اضافه کنند. ما از این توصیه غافل نشدیم، اما به سازه نیز جک اضافه کردیم، زیرا قاب بسیار عظیم بود (حدود 400 کیلوگرم). و پس از اتمام پروژه، محوطه پاکسازی می شود ورق فولادی، که باعث اتصال بیشتر ساختار خواهد شد.

حال به بحث مکانیکی این پروژه می پردازیم. همانطور که قبلاً گفته شد حرکت محورهای ماشین از طریق یک جفت بال اسکرو به قطر 25 میلی متر و گام 10 میلی متر انجام می شد که چرخش آن از موتورهای پله ای با فلنج های 86 و 57 منتقل می شد. در ابتدا قرار بود خود پروانه مستقیماً بچرخد تا از شر واکنش های غیرضروری و دنده های اضافی خلاص شود، اما بدون آنها امکان پذیر نبود زیرا با اتصال مستقیم بین موتور و پروانه، دومی با سرعت بالا شروع به باز شدن می کند، به خصوص زمانی که پورتال در موقعیت های شدید قرار دارد. با توجه به اینکه طول پیچ ها در محور X تقریباً سه متر بود، برای افتادگی کمتر پیچی به قطر 25 میلی متر تعبیه شد وگرنه پیچ 16 میلی متری کافی بود.

این تفاوت ظریف قبلاً در هنگام تولید قطعات کشف شده بود و لازم بود که این مشکل با ساخت یک مهره چرخان به جای پیچ، که یک مجموعه یاتاقان اضافی و درایو تسمه را به طرح اضافه می کرد، به سرعت حل شود. این محلول همچنین باعث شد تا پیچ بین تکیه گاه ها به خوبی سفت شود.

طراحی مهره چرخان بسیار ساده است. در ابتدا، ما دو بلبرینگ مخروطی را انتخاب کردیم که روی مهره بال اسکرو آینه می شوند و قبلاً یک نخ را از انتهای آن بریده بودیم تا سطح یاتاقان روی مهره ثابت شود. بلبرینگ ها همراه با مهره در محفظه قرار می گیرند و به نوبه خود کل ساختار به انتهای پست پورتال متصل می شود. در قسمت جلوی بال‌اسکرو، مهره‌ها یک آستین آداپتور را به پیچ‌ها وصل می‌کردند که متعاقباً روی یک سنبه مونتاژ می‌شد تا تراز شود. قرقره ای روی آن گذاشتند و با دو مهره قفلی محکم کردند.

تصمیم گرفتیم تکیه گاه های بال اسکرو بسازیم به تنهایی، معلوم شد که آنها دو نوع هستند: پشتیبانی برای پیچ های چرخان (محورهای Y و Z) و پشتیبانی برای پیچ های غیر چرخشی (محور X). پشتیبانی برای پیچ های چرخان را می توان خریداری کرد، زیرا صرفه جویی به دلیل خود ساخته 4 قسمت کافی نبود. چیز دیگر مربوط به پشتیبانی از پیچ های غیر چرخشی است - چنین پشتیبانی هایی را نمی توان در فروش یافت.

با توجه به آنچه قبلاً گفته شد، محور X توسط مهره های چرخان و از طریق یک چرخ دنده تسمه هدایت می شود. آنها همچنین تصمیم گرفتند که دو محور دیگر Y و Z را از طریق یک چرخ دنده تسمه بسازند، این امر باعث تحرک بیشتر در تغییر لحظه انتقال می شود، زیبایی شناسی را با توجه به نصب موتور نه در امتداد محور بال اسکرو، بلکه بر روی کنار آن، بدون افزایش ابعاد دستگاه.

حالا بیایید به آرامی حرکت کنیم قسمت الکتریکیو ما با درایوهایی شروع می کنیم که البته به دلایل قیمت پایین تر نسبت به موتورهای دارای بازخورد به عنوان آنها انتخاب شدند. در محور X دو موتور با فلنج 86 نصب کردند ، در محور Y و Z یک موتور با فلنج 56 وجود داشت ، فقط با فلنج متفاوت. حداکثر گشتاور. در زیر سعی خواهم کرد تصور کنم لیست کاملقطعات خریداری شده ...

مدار الکتریکی دستگاه بسیار ساده است: موتورهای پله ای به درایورها متصل می شوند که به نوبه خود به برد رابط متصل می شوند که همچنین از طریق یک پورت LPT موازی به رایانه شخصی متصل می شود. من از 4 درایور استفاده کردم، یکی برای هر موتور. من تمام درایورهای مشابه را برای سهولت نصب و اتصال با حداکثر جریان 4 آمپر و ولتاژ 50 ولت نصب کردم. به عنوان یک برد رابط برای ماشین های CNC از گزینه نسبتاً اقتصادی استفاده کردم تولید کننده داخلیهمانطور که در وب سایت نشان داده شده است بهترین گزینه. اما من این را تایید یا رد نمی کنم، استفاده از برد آسان است و مهمترین چیز این است که کار می کند. در پروژه های گذشته خود از تخته هایی استفاده می کردم تولید کنندگان چینی، آنها همچنین کار می کنند و در حاشیه آنها با آنچه من در این پروژه استفاده کردم تفاوت کمی دارند. من متوجه شدم که در همه این بردها، یکی ممکن است قابل توجه نباشد، اما نقطه ضعف این است که شما فقط می توانید تا 3 سوئیچ محدود را روی آنها نصب کنید، اما حداقل دو کلید از این قبیل برای هر محور لازم است. یا من متوجه نشدم؟ اگر ما یک ماشین 3 محور داریم، بر این اساس باید سوئیچ های محدود را در مختصات صفر ماشین نصب کنیم (به این حالت "موقعیت خانه" نیز گفته می شود) و در بیشتر موارد. مختصات شدیدبه طوری که در صورت خرابی یا عدم چسبندگی در میدان کار، یک یا محور دیگر به سادگی شکست نمی خورد (به سادگی شکسته نمی شود). مدار من از 3 سنسور القایی بدون تماس انتهایی و یک دکمه اضطراری "E-STOP" به شکل قارچ استفاده می کند. بخش برق از دو منبع تغذیه سوئیچینگ 48 ولت تغذیه می شود. و 8A. دوک آب خنک 2.2 کیلوواتی از طریق مبدل فرکانس متصل می شود. سرعت از تنظیم شده است کامپیوتر شخصی، از آنجایی که مبدل فرکانس از طریق یک برد رابط متصل می شود. سرعت با تغییر ولتاژ (0-10 ولت) در ترمینال مربوطه تنظیم می شود مبدل فرکانس.

تمام اجزای الکتریکی به جز موتورها، دوک ها و کلیدهای محدود در یک برق نصب شده بودند کابینت فلزی. تمام کنترل دستگاه از طریق یک رایانه شخصی انجام می شود مادربردفاکتور فرم ATX بهتر است کمی کوچک شوید و یک مینی ITX کوچک با پردازنده داخلی و کارت گرافیک بخرید. با توجه به اندازه بزرگ جعبه برق، قرار دادن تمام اجزاء داخل آن دشوار بود. در پایین جعبه سه فن خنک کننده اجباری قرار دادم، زیرا هوای داخل جعبه بسیار گرم بود. یک صفحه فلزی در قسمت جلو پیچ شده بود، با سوراخ هایی برای دکمه های پاور و دکمه های توقف اضطراری. همچنین روی این پنل یک سوکت برای روشن کردن رایانه شخصی وجود داشت، من آن را از قاب یک مینی رایانه قدیمی حذف کردم، حیف شد که کار نکرد. یک صفحه پوشش نیز به انتهای پشت جعبه وصل شده بود که برای اتصال دهنده های منبع تغذیه 220 ولت، موتورهای پله ای، دوک و کانکتور VGA قرار داده شد.

تمام سیم‌های موتورها، دوک نخ ریسی و همچنین شیلنگ‌های آب خنک‌کننده آن در کانال‌های کابلی انعطاف‌پذیر به عرض 50 میلی‌متر گذاشته شده‌اند.

مشخصات فنی:

فضای کار، میلی متر: 2700x1670x200;
سرعت حرکت محورها، mm/min: 3000;
قدرت اسپیندل، کیلووات: 2.2;
ابعاد، میلی متر: 2800x2070x1570;
وزن، کیلوگرم: 1430.

فهرست قطعات:

لوله پروفیل 80x80 میلی متر.
نوار فلزی 10x80mm.
بال اسکرو TBI 2510 9 متری.
مهره توپی TBI 2510 4 عدد.
راهنمای نمایه کالسکه HIWIN HGH25-CA، 12 عدد.
ریل HGH25، 10 متر.
موتورهای پله ای:
NEMA34-8801: 3 عدد.
NEMA 23_2430: 1 عدد.
قرقره BLA-25-5M-15-A-N14: 4 عدد.
قرقره BLA-40-T5-20-A-N 19: 2 عدد.
قرقره BLA-30-T5-20-A-N14: 2 عدد.

برد رابط StepMaster نسخه 2.5: 1 عدد.
درایور استپر موتور DM542: 4 عدد. (چین)
منبع تغذیه سوئیچینگ 48 ولت، 8 آمپر: 2 عدد. (چین)
مبدل فرکانس 2.2 کیلو وات. (چین)
اسپیندل 2.2 کیلو وات. (چین)

به نظر می رسد قطعات و اجزای اصلی را لیست کرده ام، اگر چیزی را درج نکرده ام، در نظرات بنویسید و آن را اضافه می کنم.

پس از بازی با چوب و پلاستیک، ما تصمیم گرفتیم که دورالومین را بجویم، اگرچه من ابتدا چندین کاتر با قطر 2 میلی متر را در حین انتخاب حالت های برش شکستم. دورالومین بسیار مطمئن برش می دهد و نتیجه یک برش نسبتاً تمیز در امتداد لبه ماشینکاری شده است.

ما هنوز پردازش فولاد را امتحان نکرده‌ایم، اما فکر می‌کنم حداقل دستگاه می‌تواند حکاکی کند، اما برای آسیاب کردن دوک خیلی ضعیف است، حیف است که آن را بکشیم.

در غیر این صورت، دستگاه به خوبی از پس وظایف محول شده بر می آید.

این دستگاه کاملاً کاربردی، کاملاً سفت و سخت، عظیم و با کیفیت بود. دقت موقعیت یابی خوبی را حفظ می کند. هنگام اندازه گیری مربع ساخته شده از دورالومین، با اندازه 40x40، دقت +- 0.05 میلی متر بود. دقت پردازش قطعات بزرگتر اندازه گیری نشد.

بعدش چی…:هنوز کار به اندازه کافی روی دستگاه وجود دارد، به صورت پوشاندن راهنماها و بال اسکروها با محافظ گرد و غبار، پوشاندن اطراف دستگاه و نصب سقف در وسط پایه که 4 قفسه بزرگ برای خنک کردن دستگاه ایجاد می کند. دوک نخ ریسی، ذخیره سازی ابزار و تجهیزات. می خواستند یکی از محله های پایگاه را به محور چهارم مجهز کنند. همچنین لازم است یک سیکلون بر روی دوک برای برداشتن و جمع‌آوری تراشه‌های گرد و غبار نصب کنید، به خصوص اگر در حال پردازش چوب یا پارچه‌های پارچه‌ای هستید که گرد و غبار از آن همه جا پرواز می‌کند و همه جا می‌نشیند.

مربوط به سرنوشت آیندهدستگاه، پس همه چیز مشخص نیست، زیرا من یک مشکل سرزمینی داشتم (به شهر دیگری نقل مکان کردم)، و اکنون تقریباً کسی نیست که روی دستگاه کار کند. و برنامه های فوق تضمینی برای تحقق ندارند. هیچ کس نمی توانست این را دو سال پیش تصور کند. افزودن برچسب

و بنابراین، به عنوان بخشی از این مقاله آموزشی، از شما می خواهم که به همراه نویسنده پروژه، مکانیک و طراح 21 ساله، خودتان را بسازید. روایت به صورت اول شخص انجام می شود، اما بدانید که با کمال تاسف، تجربه خود را به اشتراک نمی گذارم، بلکه فقط آزادانه نویسنده این پروژه را بازگو می کنم.

در این مقاله نقشه های بسیار زیادی وجود خواهد داشت.، یادداشت هایی برای آنها انجام می شود زبان انگلیسی، اما من مطمئن هستم که یک متخصص واقعی همه چیز را بدون هیچ مقدمه ای درک خواهد کرد. برای سهولت درک، من داستان را به "مراحل" تقسیم می کنم.

پیشگفتاری از نویسنده

از قبل در سن 12 سالگی، رویای ساختن ماشینی را داشتم که قادر به خلق چیزهای مختلف باشد. ماشینی که به من توانایی ساخت هر وسیله خانگی را می دهد. دو سال بعد به این جمله برخوردم CNCیا به عبارت دقیق تر "دستگاه فرز CNC". بعد از اینکه فهمیدم افرادی وجود دارند که قادرند چنین ماشینی را به طور مستقل برای نیازهای خود بسازند گاراژ خود، فهمیدم که من هم می توانم این کار را انجام دهم. باید اینکارو بکنم! سه ماه سعی کردم قطعات مناسب را جمع آوری کنم، اما تکان نخوردم. بنابراین وسواس من به تدریج محو شد.

در آگوست 2013، ایده ساختن یک ماشین فرز CNC دوباره مرا جذب کرد. من به تازگی مدرک کارشناسی ام را در دانشگاه تمام کردم طراحی صنعتی، بنابراین من کاملاً به توانایی های خود اطمینان داشتم. حالا به وضوح تفاوت من امروز و پنج سال پیش را درک کردم. من نحوه کار با فلز را یاد گرفتم، بر تکنیک های کار با ماشین های فلزکاری دستی مسلط شدم، اما مهمتر از همه، نحوه استفاده از ابزارهای توسعه را یاد گرفتم. امیدوارم این آموزش الهام بخش شما باشد تا دستگاه CNC خود را بسازید!

مرحله 1: طراحی و مدل CAD

همه چیز با طراحی متفکرانه شروع می شود. من چندین طرح ساختم تا حس بهتری نسبت به اندازه و شکل دستگاه آینده داشته باشم. پس از آن با استفاده از SolidWorks یک مدل CAD ایجاد کردم. پس از مدلسازی تمام قطعات و اجزای دستگاه، نقشه های فنی را تهیه کردم. من از این نقشه ها برای ساخت قطعات روی ماشین های فلزکاری دستی استفاده کردم: و.

من صادقانه اعتراف می کنم، من عاشق خوبی هستم ابزار مناسب. به همین دلیل است که من سعی کردم مطمئن شوم که عملیات نگهداریو تنظیم دستگاه به ساده ترین شکل ممکن انجام شد. بلبرینگ ها را در بلوک های مخصوص قرار دادم تا بتوانم سریع آنها را تعویض کنم. راهنماها برای تعمیر و نگهداری در دسترس هستند، بنابراین ماشین من وقتی کار تمام شد همیشه تمیز خواهد بود.

فایل هایی برای دانلود "مرحله 1"

ابعاد

مرحله 2: تخت

تخت استحکام لازم را برای دستگاه فراهم می کند. یک درگاه متحرک، موتورهای پله ای، یک محور Z و یک اسپیندل و بعداً یک سطح کار روی آن نصب می شود. برای ایجاد قاب پشتیبانی از دو مورد استفاده کردم پروفیل های آلومینیومی Maytec با سطح مقطع 40x80 میلی متر و دو صفحه انتهایی ساخته شده از آلومینیوم به ضخامت 10 میلی متر. من تمام عناصر را با استفاده از گوشه های آلومینیومی به هم وصل کردم. برای تقویت سازه داخل قاب اصلی، یک قاب مربع اضافی از پروفیل های یک بخش کوچکتر ساختم.

برای جلوگیری از ورود گرد و غبار روی راهنماها در آینده، گوشه های آلومینیومی محافظ نصب کردم. این زاویه با استفاده از مهره های T که در یکی از شیارهای پروفیل نصب می شود، نصب می شود.

هر دو صفحه انتهایی دارای بلوک های بلبرینگ برای نصب پیچ محرک هستند.

مونتاژ قاب پشتیبانی می کند

گوشه هایی برای محافظت از راهنماها

فایل های دانلود مرحله 2

نقاشی های عناصر اصلی قاب

مرحله 3: پورتال

پورتال متحرک عنصر اجرایی دستگاه شما است که در امتداد محور X حرکت می کند و دوک فرز و محور Z را حمل می کند. با این حال، یک پورتال بالا در برابر بارهای ناشی از پردازش مقاومت کمتری دارد. پست های کناری بالای درگاه به عنوان اهرم نسبت به یاتاقان های غلتشی خطی عمل می کنند.

وظیفه اصلی که من قصد داشتم در دستگاه فرز CNC خود حل کنم، پردازش قطعات آلومینیومی بود. از آنجایی که حداکثر ضخامت بلنک های آلومینیومی مناسب برای من 60 میلی متر است، تصمیم گرفتم فاصله پورتال (فاصله از سطح کار تا تیر متقاطع بالایی) را برابر با 125 میلی متر کنم. من تمام اندازه گیری هایم را به مدل و نقشه های فنی در سالیدورکس تبدیل کردم. به دلیل پیچیدگی قطعات، من آنها را در یک مرکز ماشینکاری صنعتی CNC پردازش کردم و این به من امکان داد که پخ ها را پردازش کنم، که انجام آن در یک ماشین فرز دستی فلزی بسیار دشوار است.

فایل های دانلود "مرحله 3"

مرحله 4: کولیس محور Z

برای طراحی محور Z، من از یک پانل جلویی که به یاتاقان های حرکتی محور Y متصل می شود، از دو صفحه برای تقویت مجموعه، یک صفحه برای نصب استپر موتور و یک پانل برای نصب دوک فرز استفاده کردم. در پنل جلویی دو راهنمای پروفیل نصب کردم که در امتداد آنها دوک در امتداد محور Z حرکت می کند لطفاً توجه داشته باشید که پیچ محور Z در پایین پشتیبانی نمی کند.

دانلود "Step 4"

مرحله 5: راهنماها

راهنماها توانایی حرکت در همه جهات را فراهم می کنند و حرکات صاف و دقیق را تضمین می کنند. هر بازی در یک جهت می تواند باعث عدم دقت در پردازش محصولات شما شود. من گران ترین گزینه را انتخاب کردم - ریل های فولادی سخت شده. این به سازه اجازه می دهد تا بارهای بالا را تحمل کند و دقت موقعیت یابی مورد نیاز من را فراهم کند. برای اطمینان از موازی بودن راهنماها، هنگام نصب آنها از یک نشانگر مخصوص استفاده کردم. حداکثر انحراف نسبت به یکدیگر بیش از 0.01 میلی متر نبود.

مرحله 6: پیچ و قرقره

پیچ ها حرکت چرخشی را از موتورهای پله ای به حرکت خطی تبدیل می کنند. هنگام طراحی دستگاه خود، می توانید چندین گزینه را برای این دستگاه انتخاب کنید: یک جفت پیچ و مهره یا یک جفت بال اسکرو (بال اسکرو). پیچ مهره معمولاً در حین کار تحت نیروهای اصطکاک بیشتری قرار می گیرد و همچنین نسبت به بال اسکرو دقت کمتری دارد. اگر به دقت بیشتری نیاز دارید، قطعاً باید یک پیچ توپ را انتخاب کنید. اما باید بدانید که بال اسکروها بسیار گران هستند.