Išmokti pasigaminti CNC stakles nuo nulio yra lengviau, nei galite pamanyti. Pradedantiesiems „pasidaryk pats“ procesą suskirstėme į lengvai suprantamus veiksmus. Nuo dalių pirkimo iki programinės įrangos diegimo – mūsų „pasidaryk pats“ vadovas padės jums lengvai pasigaminti savo CNC stakles.
Kas yra CNC mašina?
CNC staklės yra automatinis elektrinis įrankis, kuris naudoja kompiuterinę programą varikliui valdyti, kad 3 ašys (X, Y ir Z) judėtų pirmyn ir atgal CAD/CAM programinės įrangos sugeneruotu įrankio keliu pagal G kodo komandas. Galiausiai įrankis ant veleno užbaigia drožimo, pjovimo ir frezavimo rezultatus.
Dalykai, į kuriuos reikia atsižvelgti
Kalbant apie CNC stakles, visi pagalvos apie jų didelę kainą ir sudėtingas programavimo operacijas, dėl kurių jaučiamės nesuprantami. Tiesą sakant, mes pažįstame ir mokomės CNC atlikdami keletą paprastų ir... pigių CNC staklių, kuris leido mums iš pradedančiojo tapti šiuolaikinių CNC technologijų ekspertu. „Pasidaryk pats“ CNC staklių gamybos sudėtingumas slypi didelėje staklių rinkinių kainoje ir apdirbimo sudėtingume, o programinės įrangos nustatymas ir naudojimas yra gana paprastas. Po mėnesio CNC studijų ir tyrimų nusprendžiau sukonstruoti savo „Mach3“ valdomus CNC staklių rinkinius, naudodamas vietoje prieinamas medžiagas.
Pastatymo sudėtingumas: Vidutinis.
Statybos trukmė: 16 dienos.
„Pasidaryk pats“ įrankiai: Spaustuvai, elektriniai grąžtai, rankiniai pjūklai, mėginių skylmušai, sriegikliai, plėstuvai, slankmačiai, lenktuvai ir varžtai.
Darbo pradžia
Šis vadovas skirtas sukurti funkcionalią CNC mašiną su šiomis funkcijomis.
1. Portalo konstrukcija pasižymi geru stabilumu, dideliu apdorojimo formatu, kompaktišku ir lengvu darbalaukio dizainu, lengvu ir lengvai nešiojamu.
2. Jis gali būti naudojamas PCB, PVC, akrilo, MDF, medžio, aliuminio ir vario pjovimui ir frezavimui.
3. Jo apdirbimo tikslumas gali siekti 0.1 mm, o tai gali atitikti daugumos PCB plokščių, formų, antspaudų ir ženklų reikalavimus.
4. Jo kaina yra mažesnė nei $1,000, o surinkti patogu ir paprasta.
5. Naudojamas dalis ir žaliavas galima rasti arba įsigyti vietoje, todėl sumažėja rūpesčių.
6. „Pasidaryk pats“ procesui nereikia pernelyg sudėtingų įrankių.
7. Mach3 valdiklis, lengvai naudojamas.
8. Veleną varo didelio tikslumo žingsninis variklis.
Kaip sukurti CNC staklių konstrukciją?
Šios CNC staklės turi fiksuotą portalinę konstrukciją. Visos staklės yra padalintos į pagrindinį stalą, portalinį rėmą, X ašies vežimėlį, Y ašies darbinį stalą ir Z ašies vežimėlį. Y ašies darbinio stalo pavaros žingsninis variklis yra pritvirtintas prie apatinės plokštės, sraigto ir 2 lygių strypų bei portalinio mechanizmo, kuris veikia kaip Y ašies stalo slankiojanti kreipyklė.
Ant portalo pritvirtintas X ašies vežimėlio žingsninis variklis, švininis sraigtas ir 2 lygios juostos, naudojamos kaip X ašies vežimėlio slankiojančios kreiptuvai. Ant X ašies vežimėlio pritvirtintas Z ašies vežimėlio žingsninis variklis, švininis sraigtas ir 2 lygios juostos, naudojamos kaip Z ašies vežimėlio slankiojančios kreiptuvai.
Špindeliui pritvirtinti prie Z ašies vežimėlio yra L formos tvirtinimo kronšteinai ir U formos tvirtinimo žiedai.
Veržlė, suderinta su švino varžtu, yra privirinta prie X, Y ir Z ašių vežimėlio.
Kaip sukurti CNC staklių grandinę?
Grandinę sudaro 3 identiškos žingsninio variklio pavaros dalys, kurių X ašis ir Y ašis yra Z ašys. Dabar paimkime X ašį kaip stulpelį, kad iliustruotume jos veikimo principą.
Žingsninio variklio valdymo grandinė su L297/L298
Grandinę daugiausia sudaro 2 žingsniniams varikliams skirtos integrinės grandinės L297 ir L298. Pagrindinė L297 funkcija yra impulsų paskirstymas. Jis generuoja išėjimo loginius impulsus savo išėjimo gnybtuose A, B, C ir D, kad valdytų L298. L297 taip pat turi 2 PWM smulkintuvus, skirtus valdyti fazės apvijos srovę ir realizuoti pastovios srovės smulkintuvo valdymą, kad būtų pasiektos geros sukimo momento dažnio charakteristikos.
X ašies impulsas iš HDR1 (2 kontaktas) patenka į U18 (L1) LAIKRODĮ (297 kontaktas) ir yra apdorojamas U1 išėjimo gnybtuose A, B, C, D, C (4, 6, 7, 9 kontaktai), kad sugeneruotų išėjimo loginį impulsą. Išėjimo loginis impulsas patenka į U2 (L298), kad sužadintų dvigubą H tiltelį jo išėjimo gnybtuose (2, 3, 13 ir 14 kontaktai), ir išvestų žingsninius impulsus, kurie sukeltų žingsninio variklio sukimąsi.
L298 yra dvigubo H tilto aukštos įtampos ir didelės srovės integrinio grandyno tvarkyklė.
L297 ir L298 naudojami kuriant pilną pavaros sistemą, kuri gali valdyti 2 fazių žingsninius variklius, kurių maksimali įtampa yra 46 V, o srovė – 2 A vienai fazei.
U1 SYNC (1 kontaktas) yra sinchronizavimo kontaktas, prijungtas prie U1 ir U3 5 kontaktų, kad būtų galima sinchronizuoti kelis L297.
Žingsninio variklio vairuotojo valdymo plokštė
U10 jungiklio ENABLE (1 kontaktas) įjungia valdymo kontaktą, kad valdytų išėjimo logiką. Kai jis žemas, INH1, INH2, A, B, C ir D signalai priverstinai nustatomi į žemą lygį, kad L298 tvarkyklė neveiktų. CONTROL (11 kontaktas) naudojamas pertraukiklio signalo valdymui pasirinkti. Kai lygis žemas, pertraukiklio signalas veikia INH1 ir INH2 signalus, o kai lygis aukštas, pertraukiklio signalas veikia A, B, C ir D signalus. Pirmasis režimas tinka vienos pakopos darbo režimui, o abu režimai gali būti naudojami dvipolio darbo režimo žingsniniam varikliui.
S15U1 VREF (1 kaištis) yra etaloninės įtampos reguliavimo kaištis, o šio kaiščio įtampa reguliuojama siekiant nustatyti žingsninio variklio fazės apvijos maksimalią srovę.
Žingsninių variklių tvarkyklių rinkiniai
U17 cw/ccw (1 kaištis) yra kaištis, skirtas X ašies žingsninio variklio sukimosi krypčiai nurodyti, o X ašies krypties nustatymo signalas iš HDR1 (6 kaištis) yra prijungtas prie šio kaiščio.
HALF/FULL (19 kaištis) yra sužadinimo režimo valdymo kaištis. Kai jis aukštas, tai yra pusės žingsnio valdymo režimas, o kai žemas – viso žingsnio valdymo režimas. RESET (20 kaištis) yra asinchroninis atstatymo signalas, kurio funkcija – atkurti impulsų skirstytuvą.
D3-D26 yra L298 valdiklio H tiltelio laisvosios eigos diodai.
Kaip nustatyti „Mach3“ CNC valdiklį?
„Mach3“ yra dažniausiai CNC staklėms naudojamas CNC valdiklis. Jo įdiegimas paprastas. Pirmiausia į kompiuterio pagrindinę plokštę įdėkite „Mach3“ judėjimo plokštę. „Windows“ operacinėje sistemoje „Mach3“ tvarkyklė bus įdiegta pagal numatytuosius nustatymus.
USB Mach3 3 ašių CNC valdiklio rinkinys
Taip pat galite rinktis DSP, NcStudio, Mach4, Syntec, OSAI, Siemens, LNC, FANUC ir kitus CNC valdiklius.
Kaip įdiegti ir naudoti CAD/CAM programinę įrangą?
Dažniausia CNC staklių CAD/CAM programinė įranga yra „Type3“, „ArtCAM“, „Cabinet Vision“, „CorelDraw“, UG, „MeshCAM“, „Solidworks“, „AlphaCAM“, „MasterCAM“, „UcanCAM“, „CASmate“, „PowerMILL“, „Aspire“, „Alibre“, „AutoCAD“, „Fusion360“, „Autodesk Inventor“, „Rhinoceros“. 3D, kuris gali projektuoti 2D/3D brėžiniai apdirbimo įrankių trajektorijoms generuoti.
CAD/CAM programinė įranga
Kaip surinkti CNC staklių rinkinius?
Apatinis stalas, X ašies vežimėlis, Y ašies darbinis stalas ir Z ašies vežimėlis yra pagaminti lenkimo staklėmis su 1.5-2mm Šaltai valcuotos plieninės plokštės, kurios gali užtikrinti idealiausią apdirbimo tikslumą. Jei nėra lenktuvų, jas taip pat galima sulenkti rankiniu plaktuku ant didelių replių. Rankinio plaktuko apdirbimo metu prie ruošinio reikia pridėti lygintuvą, kad ant jo neliktų plaktuko žymių. Po lenkimo reikia toliau formuoti. Nė viena plokštuma nėra deformuota ir nesudaro 90 laipsnių kampo viena kitos atžvilgiu. Siekiant užtikrinti teisingą perforavimo padėtį, įbrėžimo adatos smaigalys, lygiagretus ir statmenas pirmajai įbrėžimo linijai, turi būti plonas, įbrėžimo linija turi būti tiksli, o pavyzdžio perforatoriaus padėties nustatymo lizdas turi būti atsargus ir tikslus.
CNC staklių rinkiniai
Pavyzdžiui, du kartus išgręžkite 6 mm skersmens skylę. Pirmiausia 2 mm skersmens grąžtu išgręžkite skylę. Pagal skersinę padėties liniją nustatykite, ar 4 mm skersmens skylė yra tiksli. Jei ji netiksli, pataisykite ją sodo dilde ir galiausiai pragręžkite skylę gręžtuvu. 6mm grąžtas, todėl skylės padėties paklaida yra santykinai maža.
Portalą galima pjauti rankiniu pjūklu iš antistatinių grindų, kurių sienelės storis yra 1, geležinio kilio.2mm pagal brėžinį, ir jį galima sulenkti, apdirbti ir suformuoti ant spaustuvų. Šviesos juostai, naudojamai kaip X, Y, Z 3 ašių kreipiančioji liniuotė, reikalingas lygus paviršius, kurio lygus skersmuo yra 8-10mmTai galima išspręsti išardant naudoto taškinio matricinio spausdintuvo slankiojantį bėgelį ir seno lazerinio spausdintuvo kasetės guminį rašalo volelį. 2 lygios juostos kiekviena kryptimi turi būti vienodo ilgio, o galiniai paviršiai turi būti plokšti. Galinių paviršių centre išgręžkite skylutes M5 laidui įkišti ir pritvirtinkite jas. 5mm varžtai. Gamyba turi būti horizontali ir vertikali, ypač 2 šviesos juostos kiekviena kryptimi turi būti absoliučiai vienodos. Lygiagretumas yra labai svarbus, jis lemia gamybos sėkmę ar nesėkmę.
3 ašių švininis sraigtas yra švininis sraigtas, kurio skersmuo yra 6mm ir žingsnis 1mmŠiuo švininiu varžtu galima išpjauti reikiamo ilgio gabalą iš ilgo švininio varžto, parduodamo statybinių prekių parduotuvėse lubų dekoravimui. Pasipriešinimas ir prošvaisa turi būti maži, o veržlė privirinama atitinkamoje vežimėlio skylėje, kad būtų sumažintas laisvumas ir pagerintas graviravimo staklės tikslumas.
Stumdoma įvorė yra žalvarinė žarnos jungtis, įsigyta techninės įrangos parduotuvėje. Reikia pasirinkti vidinį skersmenį, šiek tiek mažesnį nei stumdomos juostos skersmuo, o tada rankiniu gręžtuvu pasukti vidinį skersmenį, kad jis tiksliai atitiktų stumdomą juostą. Jei reikia, optinę ašį nupoliruokite metalografiniu švitriniu popieriumi, supjaustykite stumdomą įvorę į 6 mm ilgio dalis, iš viso 12 dalių, o tada galingu lituokliu lituokite į atitinkamą vežimėlio angą. Nedėkite stumdomos įvorės suvirinimo metu. Jei lydmetalis prasiskverbia į vidų, naudokite cinko chloridą kaip srautą, kad užtikrintumėte litavimo kokybę. Surinkdami atkreipkite dėmesį, kad stumdomo stalo varža būtų maža ir pastovi. Jei varža didelė, stumdomą įvorę galima pakartotinai pašildyti lituokliu, kad atitiktų reikalavimus.
Žingsninio variklio velenas ir sraigtinis strypas yra sujungti per varinį vamzdelį iš a 6mm skersmens strypo antena. Sraigtinis strypas ir varinis vamzdis yra tvirtai suvirinti ir užtikrinti, kad jie būtų koncentriški. Kitas varinio vamzdžio galas įkišamas į žingsninio variklio veleną, o po to horizontaliai pragręžiamas skylė. Į mažą skylutę įkišamas kaištis, kad jį pritvirtintų, o kitas sraigtinio strypo galas privirinamas veržle prie vežimėlio.
Šią CNC mašiną galima lanksčiai valdyti pagal savo medžiagų dydį ir dydį, tačiau visa mašina neturėtų būti per didelė, kad būtų išvengta prasto standumo.
Kaip valdyti CNC stakles?
Prieš pradedant CNC apdirbimą, iš anksto reikėtų parengti apdirbimo programų sąrašą:
1. Nustatykite detalės apdorojimo procedūrą, apdirbimui naudojamus įrankius ir pjovimo greitį.
2. Nustatykite detalės kontūro jungties tašką.
3. Nustatykite peilio pradžios ir uždarymo padėtį bei koordinačių pradžios padėtį.
Parašykite skaitmeninio valdymo instrukcijų rinkinį pagal nustatytą teiginio formatą, įveskite instrukcijų rinkinį į skaitmeninio valdymo įrenginį apdorojimui (dekodavimui, veikimui ir kt.), sustiprinkite signalą per pavaros grandinę, valdykite servovariklį, kad išvestų kampinį poslinkį ir kampinį greitį, o tada konvertuokite komponentus per vykdymo komponentą. Darbinio stalo linijinis poslinkis realizuojamas tiekimui realizuoti.
Pradėkime valdyti CNC stakles atlikdami 9 toliau nurodytus veiksmus.
1 veiksmas. CNC programavimas.
Prieš pradedant apdirbti, CNC programa pirmiausia turėtų būti išanalizuota ir sukompiliuota. Jei programa yra ilga arba sudėtinga, neprogramuokite CNC staklėse, o naudokite programavimo mašiną arba kompiuterinę programavimo įrangą ir tada per diskelį arba ryšio sąsają grįžkite į CNC staklės CNC sistemą. Tai gali padėti sutaupyti staklės laiko ir padidinti papildomą apdirbimo laiką.
2 veiksmas. Įjunkite įrenginį.
Paprastai pirmiausia įjungiamas pagrindinis maitinimas, kad CNC staklės būtų įjungtos. CNC sistema paleidžiama mygtuku, tuo pačiu metu įjungiama staklės, o CNC valdymo sistemos CRT rodo informaciją apie prijungimo būseną ir kitą pagalbinę įrangą.
3 veiksmas. Nustatykite kietąjį atskaitos tašką.
Prieš apdirbimą nustatykite kiekvienos staklės koordinatės judėjimo atskaitos tašką. Šis žingsnis pirmiausia turėtų būti atliekamas su stakle, kurioje įdiegta padidinimo valdymo sistema.
4 veiksmas. Pradėkite CNC programavimą.
Priklausomai nuo programos laikmenos (juosta, diskas), ją galima įvesti juostiniu įrenginiu, programavimo įrenginiu arba nuosekliuoju ryšiu. Jei tai paprasta programa, ją galima įvesti tiesiai į CNC valdymo skydelį klaviatūra arba įvesti segmentus po segmento MDI režimu nuotoliniam segmentų apdorojimui. Prieš apdirbant, programoje taip pat reikia įvesti detalės kilmę, įrankio parametrus, poslinkį ir įvairias kompensavimo vertes.
5 veiksmas. Programos redagavimas.
Jei įvestą programą reikia modifikuoti, darbo režimo pasirinkimo jungiklį reikia nustatyti į redagavimo padėtį. Norėdami pridėti, ištrinti ir pakeisti, naudokite redagavimo klavišą.
6 veiksmas. Programos patikrinimas ir derinimas.
Pirmiausia užblokuokite stakles ir paleiskite tik sistemą. Šiame žingsnyje patikrinsite programą. Jei yra kokių nors klaidų, ją reikės redaguoti dar kartą.
7 veiksmas. Ruošinio tvirtinimas ir lygiavimas.
Fiksuokite ir sulygiuokite apdorojamą ruošinį ir nustatykite atskaitos tašką. Metodas naudoja rankinį laipsnišką judėjimą, nuolatinį judėjimą arba rankinį staklės rato judėjimą. Nustatykite pradžios tašką programos pradžioje ir nustatykite įrankio atskaitos tašką.
8. žingsnis. Pradėkite CNC apdirbimą.
Nuolatinis apdirbimas paprastai naudoja programos papildymus atmintyje. CNC apdirbimo padavimo greitį galima reguliuoti padavimo greičio jungikliu. Apdirbimo metu galima paspausti padavimo sulaikymo mygtuką, kad būtų sustabdytas padavimas ir galima stebėti apdorojimo situaciją arba atlikti rankinį matavimą. Dar kartą paspauskite ciklo pradžios mygtuką, kad tęstumėte apdirbimą. Norint įsitikinti, kad dubuo yra teisingas, prieš pridedant jį reikia dar kartą patikrinti. Frezuojant, plokščiai lenktoms detalėms, vietoj įrankio galima naudoti pieštuką, kad ant popieriaus būtų nupieštas detalės kontūras – tai intuityvesnis būdas. Jei sistema turi įrankio kelią, modeliavimo funkcija gali būti naudojama programos teisingumui patikrinti.
9 veiksmas. Išjunkite įrenginį.
Pridėję, prieš išjungdami maitinimą, atkreipkite dėmesį į CNC staklės būseną ir kiekvienos staklės dalies padėtį. Pirmiausia išjunkite staklės maitinimą, tada išjunkite sistemos maitinimą ir galiausiai išjunkite pagrindinį maitinimą.
DUK
Kiek CNC staklių tipų galima pasigaminti pačiam?
Dažniausiai pasitaikantys CNC staklių, kuriuos galima pasigaminti patiems, tipai yra CNC frezavimo staklės, CNC tekinimo staklės, CNC frezavimo staklės, CNC šlifavimo staklės, CNC grąžtai, CNC lazeriai ir CNC plazminiai pjaustytuvai.
Kiek kainuoja pagaminti CNC staklių rinkinius?
„Pasidaryk pats“ CNC staklių rinkinių kainą sudaro kompiuteris, valdymo plokštė, staklių dalys ir priedai. Didžioji dalis kainos tenka techninei įrangai, kuri priklauso nuo jūsų CNC apdirbimo planui reikalingo tikslumo, o vidutinė kaina yra mažesnė nei $1000.
Ką gali CNC staklės?
CNC staklės gali atlikti metalo, medžio, plastiko, putplasčio, audinio ir akmens frezavimo, tekinimo, pjovimo, drožimo, graviravimo, žymėjimo, šlifavimo, lenkimo, gręžimo, valymo, suvirinimo darbus.
Kaip išsirinkti veleno variklį?
Veleno variklis yra pagrindinė CNC staklių dalis. Būtina įsigyti tinkamą veleno variklį savo verslo planams, atsižvelgiant į apdirbamas medžiagas ir jūsų projektams reikalingą tikslumą.
Kaip išsirinkti perdavimo sistemą?
Vienas iš jų – rinktis perdavimo sistemą: sraigtinį ar rutulinį. Čia iš tikrųjų siūlau rinktis rutulinį sraigtinį. Nors naudoju švininį sraigtinį, vis tiek rekomenduoju rinktis rutulinį. Rutulinis sraigtas pasižymi dideliu tikslumu ir maža sukimosi paklaida. Perdavimo metu garsas yra labai mažas. Sraigto perdavimo procesas yra metalo ir metalo trintis. Nors garsas nėra labai garsus, sukimosi paklaida didėja, kai trintis trunka ilgiau.
Kaip išsirinkti žingsninį variklį?
Kol veikia CNC staklės, veikia ir žingsninis variklis. Jei variklis nėra kruopščiai parinktas, pirmiausia jis labai lengvai įkaista. Variklis įkaista, kai staklės pradeda veikti, o to neturėtųme norėti. Variklio sukimo momentas taip pat yra problema, į kurią reikia atsižvelgti, ir jei sukimo momentas nepakankamas, lengva prarasti žingsnius. Todėl rinkdamiesi žingsninį variklį nebūkite godūs.
Atsargumo priemonės
Nesvarbu, ar statote įperkamas CNC frezavimo įrenginysArba gaminant geriausias biudžetines CNC tekinimo stakles, net ir dirbant su pigiausiomis CNC frezavimo staklėmis savarankiškai, pirmas atsargumo priemonė yra CNC staklės maitinimo šaltinis. Mašinoje yra 1 žingsniniai varikliai ir vienas veleno variklis. Todėl CNC staklės naudojimo metu sunaudojama labai didelė srovė. Perkant nuolatinės srovės maitinimo šaltinį, reikėtų įsigyti didesnės vardinės srovės nuolatinės srovės maitinimo šaltinį. Veleno variklio greitį lemiantis veiksnys yra nuolatinės srovės maitinimo šaltinio įtampa. Kuo didesnė įtampa, tuo greičiau gali suktis velenas, todėl įtampa negali būti per maža.
Apibendrinant, siūlau, kad savarankiškai pagamintos CNC staklės vardinė įtampa būtų apie 30 V, o vardinė srovė – bent 10A siekiant užtikrinti normalų mašinos veikimą. Veleno varikliui daugiausia naudojama 30 V įtampa, o žingsniniam varikliui tokios aukštos įtampos nereikia. Kadangi žingsninį variklį varo sraigtas, sukimo momentas gali būti didelis net ir esant mažai įtampai. Todėl siūlau, kad žingsniniam varikliui tiekiamai įtampai pakanka tik 12 V. Žingsninis variklis naudoja 12 V, tačiau nuolatinės srovės maitinimo šaltinio tiekiama įtampa yra 30 V. Čia reikia naudoti transformatorių. Šio transformatoriaus galia turi būti didelė. Per šį transformatorių turi praeiti trijų žingsninių variklių srovė. Transformatoriaus šilumos išsklaidymas negali atsilaikyti, todėl susidaro didelis šilumos kiekis.
