Làm thế nào để tạo ra một máy CNC tự làm?

Ngoài gỗ, nhựa và composite, máy điều khiển số bằng máy tính (CNC) còn xử lý hoàn hảo các kim loại màu, và thậm chí cả các cấp độ làm việc (kỹ thuật) của thép. Thiết bị này được chế tạo như một máy phay và khắc - và được bổ sung thêm một súng khắc laser có khả năng đốt gỗ và thép.

Trước khi chuẩn bị lắp ráp máy phay hoặc máy khắc laser, quyết định các yêu cầu, vốn không được bỏ qua bởi những người thợ thủ công giàu kinh nghiệm.

Đầu tiên thân (khung, giường) phải có đủ độ cứng vì lực cơ tác dụng lên chi tiết trong quá trình tiện, khoan, khoét lỗ công nghệ trên phôi là đáng kể.

Quá trình gia công các bộ phận phải có độ chính xác và rõ ràng được khai báo trong một thông số kỹ thuật cụ thể. Không có gì ngăn cản bạn đặt mua các linh kiện làm sẵn của Trung Quốc, tuy nhiên, phần đế thường được làm từ các phương tiện ngẫu hứng.

Kích thước một phần cũng quan trọng... Việc lắp ráp một chiếc máy sẽ chiếm toàn bộ bàn làm việc trên một mặt bàn có diện tích 2 m2 là không hợp lý, khi người ta định rãnh các bộ phận nhỏ, phụ tùng cho các cơ cấu, thiết bị.

Sau khi giải quyết xong ba nhiệm vụ này, họ chuẩn bị các vật liệu và công cụ cần thiết.

• Để sản xuất thân máy bằng gỗ, thích hợp sử dụng ván gỗ nguyên khối, tấm biên dạng MDF hoặc ván dăm hoặc ván ép. Loại thứ hai, cùng với gỗ rắn, có sức mạnh lớn nhất. Nhưng đối với một chiếc máy kim loại, không có thiết kế nào tốt hơn thép.

• Động cơ trục chính dùng cho gỗ không được có công suất lớn hơn 2 kW. Để ngăn chặn sự gián đoạn công nghệ kéo dài sau mỗi 15 phút, nên trang bị cho động cơ trục chính một hệ thống loại bỏ nhiệt tản nhiệt bằng nước.

• Mô-đun điện biến tần được kết hợp với công suất động cơ. Do độ tin cậy và phổ biến của động cơ bước, hệ thống "động cơ điều khiển" được sử dụng. Bo mạch điều khiển tạo ra dòng điện xung hoặc xoay chiều làm cho trục động cơ quay theo một góc cụ thể hoặc hoàn thành một số vòng quay đầy đủ. Ba động cơ bước cung cấp chuyển động của phôi dọc theo cả ba trục tọa độ.

• Ống dẫn cáp được đặt để bảo vệ hệ thống dây điện không bị hư hỏng do tai nạn trong quá trình vận hành - ổ đĩa và sân khấu thường di chuyển nhiều.

Các thành phần khác bao gồm kẹp phay (mâm cặp dao), ống làm mát, bộ ổ bi, khớp nối (chuyển động cơ bước êm ái từ động cơ bước và đảm bảo sự liên kết của nó với hộp số dọc theo trục), dao phay, phần cứng, máy bơm nước (máy bơm), đinh tán. Là công cụ bạn cần:

• bộ hàn kiểu biến tần với một số điện cực;

• máy mài với một bộ đĩa cắt kim loại và gỗ;

• tuốc nơ vít đa năng với một bộ đầu phun;

• búa, kìm, cờ lê điều chỉnh đa năng (ít nhất hai cái);

• mỏ hàn, nhựa thông, thuốc hàn, chất trợ dung dịch hàn;

• Kéo và kềm.

Vật tư tiêu hao - băng dính điện, keo dán đa năng (mộc, epoxy và / hoặc "Moment-1"), keo dán cao su, băng keo.

Những người thợ thủ công chế tạo dao phay dựa trên đĩa CD và ổ đĩa cho chúng. Sử dụng các thành phần này, người dùng sẽ nhận được một chiếc máy rất nhỏ gọn.

Hướng dẫn lắp ráp từng bước chung bao gồm các giai đoạn sau.

1. Tìm kiếm hoặc tạo một bản vẽ - hướng dẫn lắp ráp, trong đó tất cả các giai đoạn, bao gồm cả cách bố trí của điện và điện tử, được mô tả chi tiết. Để tạo một bản vẽ, các công cụ phần mềm như Autocad hoặc Visio được sử dụng.

2. Sau khi mua các thành phần cần thiết, tổng thể tạo thành giường. Không nên lắp ráp nó trước khi mua các phụ tùng thay thế này - kích thước của nó không phù hợp với cấu hình của thiết bị trong tương lai.

3. Lắp đặt và điều chỉnh bộ phận trục chính với động cơ chính. Một hệ thống làm mát được lắp đặt trên động cơ. Để loại bỏ rò rỉ, chất bịt kín được sử dụng - sau khi đông cứng, nó chuyển thành một loại cao su.

4. Lắp đặt hệ thống dây và cáp điện, bảng điều khiển, nút tắt khẩn cấp của máy.

5. Vị trí và kết nối của bảng điện tử (vi điều khiển). Ví dụ, bạn có thể sử dụng mô-đun điện tử như KY-2012 - bộ điều khiển CNC năm trục cho trình điều khiển động cơ bước với cáp DB-25. Hầu hết người dùng thích vi điều khiển thương hiệu Arduino.

6. Kiểm tra công việc của máy đã lắp ráp, tải xuống các phiên bản điện tử của bản vẽ các phôi trong tương lai, sẽ được thực hiện trên máy này.

Nếu kỹ thuật hoạt động tốt, thì bạn có thể phát triển kế hoạch sản xuất, mua vật liệu và vật tư tiêu hao cho nó và “trực tuyến” - để phát hành lô phụ tùng (dùng thử) đầu tiên.

Một máy CNC tự lắp ráp yêu cầu tối thiểu các lỗi và tính toán sai không mong muốn. Một thiết bị tự sản xuất, ngay cả khi nó được tạo ra để làm việc riêng trên gỗ và nhựa, đòi hỏi một cách tiếp cận kỹ lưỡng để thiết kế và lắp ráp. Vì vậy, dự án đã sẵn sàng - tất cả những gì còn lại là đưa nó vào thực tế.

Giường, mạch cấp nguồn, ổ với động cơ chính và bàn vật có động cơ bước đang hoạt động không được gây nhiễu lẫn nhau. Các thành phần không kém phần quan trọng là nút dừng khẩn cấp và điều khiển từ xa với các nút chuyển đổi tốc độ truyền động trục chính.

Lắp đặt các bộ phận cho phép bạn điều chỉnh sự dịch chuyển của sân khấu dọc theo đường trục và trục tọa độ.

Gắn trục chính. Nó chỉ được lắp đặt sau khi hoàn thành công việc trên thân xe (không lắp ráp các thành bên và thành sau). Khi lắp đặt động cơ, hãy để cơ hội di chuyển bộ truyền động này theo chiều cao và nghiêm ngặt theo phương thẳng đứng.

Các thành phần khác bao gồm một bánh răng xoắn sử dụng các bánh răng trên puli và dây đai... Kết nối này giúp dây đai không bị trượt trên các puli. Việc truyền mômen xoắn đồng đều hầu như được đảm bảo.

Khi sử dụng động cơ bước cho một máy thu nhỏ, các thành phần vận chuyển từ một máy in lớn được sử dụng. Mô hình càng cũ trong năm sản xuất, động cơ bước được sử dụng trong chúng càng mạnh mẽ. Máy in kim được coi là một thành công lớn: nó không chỉ là các mô hình laser và máy in phun, phù hợp để thay đổi cho một máy như vậy. Máy ba trục sẽ yêu cầu tương ứng ba động cơ này. Nếu bạn không thể tự mình tìm thấy chúng (sử dụng thiết bị in cũ), hãy sử dụng động cơ bước từ thương hiệu Trung Quốc Nema - bạn chỉ cần đợi đơn hàng được giao từ 10 đến 100 ngày và động cơ như vậy được thiết kế cho hiệu điện thế 12 vôn và cường độ dòng điện đến vài ampe.

Sử dụng bánh răng quay (bánh xe thép công cụ), bạn có thể chuyển đổi mô-men xoắn thành mô-men xoắn tuyến tính. Có thể sử dụng các bộ phận được ghép nối bằng vít bi (Vít bóng) để có độ chính xác tối đa, nhưng những bộ phận như vậy không phải là một giải pháp rẻ tiền. Sử dụng đai ốc và bu lông để lắp đặt các khối, cung cấp cho chúng các miếng đệm bằng nhựa để giảm ma sát và giảm phản ứng dữ dội.

Bất kỳ động cơ có chổi than hoặc không chổi than nào cũng có thể được sử dụng cho trục quay.

Trung tâm dọc, cho phép công cụ di chuyển theo ba tọa độ, hoạt động trong bảng tọa độ. Trục được làm dưới dạng một thanh nhôm. Kích thước của bộ phận này phải tương ứng với kích thước của máy.

Việc lắp ráp bộ phận cơ khí làm việc bắt đầu bằng việc gắn chặt các động cơ bước đầu tiên vào khung.... Chúng nằm sau trục tung. Các động cơ này có nhiệm vụ chuyển động ngang và dọc. Cổng di động, di chuyển dọc theo trục abscissa, mang ổ trục chính và giá đỡ (trục thiết lập chiều cao của điểm làm việc). Cổng được đặt càng cao, thì càng có nhiều phần dày mà bậc thầy tính đến khi quay. Nhược điểm của cổng nâng cao là không ổn định đối với lực tác dụng tăng lên.

Để giữ chặt động cơ bước, chịu trách nhiệm về tọa độ độ cao, cũng như đường ray thẳng, hãy sử dụng tất cả các tấm ngoại trừ các tấm bên. Lắp đặt đế trục chính vào cùng một vị trí.

Để cố định rôto của động cơ trục chính bằng kẹp tóc, dùng một cuộn dây cao su của cáp điện có tiết diện khá rộng. Các vít được lắp vào ống bọc nylon cũng có đặc tính khóa.

Kim loại và gỗ trong sản xuất vỏ máy có thể được kết hợp với nhau. Vì vậy, cấu trúc chính (hỗ trợ) được lắp ráp từ các ống chuyên nghiệp với độ dày thành 3 mm, và các thành bên (nắp, tấm) có thể được làm bằng ván ép. Nhưng khung đỡ không thể được lắp ráp mà không có công nghệ hàn - các kết nối hoàn toàn bằng bu lông có thể là không đủ.

Máy có được sức mạnh tối ưu được công bố trong bản vẽ chỉ nhờ vào khung... Trên đó có lắp đặt một bảng đối tượng di chuyển, bộ truyền động trục chính, động cơ tọa độ bước, thanh dẫn dạng đường ray và trục tọa độ thẳng đứng.

Khung thép tốt hơn nhiều lần, nhưng nó cũng có thể bị hư hỏng sớm. Sử dụng đai ốc chữ T để ngăn các bộ phận khung bị kéo ra. Tuy nhiên, các kết nối bắt vít hoạt động tốt với các kết nối hàn. Các tấm cuối cung cấp cho việc lắp đặt các vòng bi cho phép bu lông dẫn quay tự do dọc theo ren của nó. Ở đây trượt và ổ trục trên trục chính được sử dụng.

Để đơn vị chương trình hoạt động trơn tru, các vật liệu vô tuyến chất lượng cao và các thành phần vô tuyến được sử dụng. Nên tránh các bảng mạch in của Trung Quốc có chất lượng không rõ ràng. Mục đích của việc lắp ráp là đạt được chức năng chính xác, không bị đóng băng phần mềm và đặt lại trong quá trình hoạt động.

Ngoài động cơ bước được điều khiển bởi mô-đun trình điều khiển điện tử, một cổng USB cũng được sử dụng, việc chuyển đổi tín hiệu từ đó, chẳng hạn, được thực hiện bằng cách sử dụng mô-đun bộ điều hợp dựa trên công nghệ RS-485, cũng chuyển đổi dữ liệu trở lại định dạng USB.

Chọn một trong những bạn cần - tất cả các thiết bị hoạt động trên đó. Ví dụ, các mô-đun bộ vi xử lý hiện đại hoạt động ở 3,3 V và động cơ bước - từ 12.

Máy tính hoặc máy tính xách tay được sử dụng để tải / ghi đè chương trình lên máy CNC. Gần đây, người ta đã cố gắng sử dụng thêm một máy tính siêu nhỏ có kích thước bằng một hoặc nhiều ổ đĩa flash để điều khiển máy, tương tác với điện thoại thông minh và máy tính bảng qua Wi-Fi hoặc Bluetooth, nhưng công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn phát triển lâu dài và , đúng hơn, đề cập đến "những thứ thông minh".

• Không một thợ thủ công lành mạnh nào có thể lắp ráp ngay cả một chiếc máy cực kỳ đơn giản mà không có một dự án có bản vẽ.
• Kết hợp chính xác ổ trục chính và bộ biến tần.
• Không sử dụng động cơ bước với nguồn điện không tiêu chuẩn, nếu không bạn sẽ phải lắp đặt nguồn điện không tiêu chuẩn hoặc sửa đổi một trong những nguồn điện hiện có. Điều này sẽ đẩy thiết lập cuối cùng sang một bên, làm phức tạp nó.
• Không chỉ sử dụng các mối nối hàn - với độ rung cực mạnh, chúng sẽ dễ bị gãy.
• Không sử dụng bộ truyền động đai trượt: lực lớn có thể dẫn đến việc thường xuyên bị trượt dây đai.
• Mua vòng bi và vít có hệ số an toàn gấp ba lần.

Làm thế nào để tạo ra một máy CNC bằng tay của riêng bạn, xem bên dưới.