Bagaimana cara membuat mesin CNC dengan tangan Anda sendiri?

Selain kayu, plastik, dan komposit, mesin kontrol numerik (CNC) memproses logam non-ferrous dengan sempurna, dan bahkan baja yang berfungsi (teknis). Peralatan tersebut dilakukan sebagai mesin penggilingan dan pengukiran - dan kekurangan tenaga dengan senjata pengukir laser yang mampu membakar kayu dan baja.

Sebelum mempersiapkan untuk merakit mesin penggilingan atau mesin laser engraving, memutuskan persyaratanyang tidak luput dari perhatian oleh pengrajin berpengalaman.

Pertama tubuh (rangka, tempat tidur) harus memiliki kekakuan yang cukup, karena gaya mekanis yang diterapkan pada bagian dalam proses pembubutan, pengeboran, pemotongan lubang teknologi pada benda kerja cukup besar.

Pemrosesan suku cadang harus memiliki akurasi dan kejelasan yang dinyatakan dalam spesifikasi tertentu. Tidak ada yang mencegah Anda memesan komponen siap pakai Cina, tetapi pangkalan paling sering dibuat dari cara improvisasi.

Ukuran bagian juga penting.. Tidak rasional untuk merakit mesin yang akan menempati seluruh meja kerja di atas meja kerja dengan luas 2 m2, ketika direncanakan untuk mengubah bagian-bagian kecil, suku cadang untuk mekanisme dan perangkat.

Setelah menyelesaikan ketiga tugas ini, siapkan bahan dan alat yang diperlukan.

• Untuk pembuatan badan mesin untuk kayu, papan kayu solid, lembaran profil MDF atau chipboard atau kayu lapis cocok. Yang terakhir, bersama dengan kayu solid, memiliki kekuatan terbesar. Tetapi untuk mesin untuk logam, desain yang lebih baik daripada baja tidak dapat ditemukan.

• Motor spindel untuk kayu tidak boleh memiliki daya lebih dari 2 kW. Untuk mencegah jeda teknologi yang lama setiap 15 menit, diinginkan untuk melengkapi motor spindel dengan sistem pembuangan panas air radiator.

• Modul listrik inverter dipilih sesuai dengan tenaga mesin. Karena keandalan dan keberadaan motor stepper, sistem "penggerak motor" digunakan. Papan driver menghasilkan arus berdenyut atau bolak-balik yang menyebabkan poros motor berputar pada sudut tertentu atau menyelesaikan beberapa putaran penuh. Tiga motor stepper memberikan pergerakan benda kerja di sepanjang ketiga sumbu koordinat.

• Kotak kabel ditempatkan untuk melindungi kabel dari kerusakan yang tidak disengaja selama operasi - drive dan meja objek sering dan banyak bergerak.

Komponen lainnya termasuk milling clamp (chuck untuk cutter), selang pendingin, ball bearing kits, coupling (mentransmisikan pengendaraan yang mulus dari motor stepper dan memastikan keselarasannya dengan gearbox di sepanjang sumbu), milling cutter, perangkat keras, air pompa (pompa), kancing. Sebagai alat yang Anda butuhkan:

• unit las tipe inverter dengan sejumlah elektroda;

• penggiling dengan satu set cakram pemotong untuk logam dan kayu;

• obeng universal dengan satu set nozel;

• palu, tang, kunci pas universal (setidaknya dua);

• besi solder, damar, solder, fluks solder;

• gunting dan jepit.

Dari bahan habis pakai - pita listrik, lem universal (pertukangan kayu, epoksi dan / atau "Moment-1"), sealant karet, pita asap.

Pengrajin membuat pemotong penggilingan berdasarkan CD dan drive untuk mereka. Menggunakan komponen ini, pengguna akan menerima mesin yang sangat kompak.

Petunjuk perakitan langkah-demi-langkah umum mencakup langkah-langkah yang tercantum di bawah ini.

1. Pencarian atau pembuatan gambar - instruksi perakitan, di mana semua tahapan, termasuk tata letak listrik dan elektronik, dijelaskan secara rinci. Untuk membuat gambar, perangkat lunak seperti Autocad atau Visio digunakan.

2. Setelah memperoleh komponen yang diperlukan, master membentuk bingkai. Tidak disarankan untuk merakitnya sebelum membeli suku cadang ini - dimensinya tidak sesuai dengan konfigurasi perangkat masa depan.

3. Pemasangan dan penyetelan unit spindel dengan motor utama. Sistem pendingin dipasang pada mesin. Untuk menghilangkan kebocoran, sealant digunakan - setelah mengeras, berubah menjadi semacam karet.

4. Pemasangan kabel dan kabel listrik, remote control, tombol shutdown darurat mesin.

5. Penempatan dan penyambungan papan elektronik (mikrokontroler). Anda dapat menggunakan, misalnya, modul elektronik seperti KY-2012 - pengontrol CNC lima sumbu untuk driver motor stepper dengan kabel DB-25. Sebagian besar pengguna lebih memilih mikrokontroler Arduino.

6. Menguji pengoperasian mesin yang dirakit, mengunduh versi elektronik dari gambar blanko masa depan yang akan diproduksi pada mesin ini.

Jika peralatan berfungsi dengan baik, maka dimungkinkan untuk mengembangkan rencana produksi, membeli bahan dan bahan habis pakai untuk itu, dan melanjutkan "on stream" - untuk melepaskan batch suku cadang (percobaan) pertama.

Mesin CNC yang dirakit sendiri membutuhkan kesalahan minimum dan kesalahan perhitungan yang tidak diinginkan. Unit buatan sendiri, bahkan ketika dibuat untuk bekerja secara eksklusif pada kayu dan plastik, memerlukan pendekatan menyeluruh dalam desain dan perakitan. Jadi, proyek sudah siap - tinggal mempraktekkannya.

Tempat tidur, sirkuit catu daya, drive dengan motor utama, meja objek dengan motor stepper tidak boleh saling mengganggu dalam operasi. Node yang tidak kalah pentingnya adalah tombol berhenti darurat dan remote control dengan tombol yang mengubah kecepatan penggerak spindel.

Pasang bagian-bagian yang memungkinkan Anda untuk mengatur perpindahan tabel objek di sepanjang sumbu absis dan ordinat.

Pasang poros. Itu ditempatkan hanya setelah selesainya pekerjaan di lambung (tanpa memasang dinding samping dan dinding belakang). Saat memasang motor, sisakan kesempatan untuk memindahkan drive ini tinggi-tinggi dan benar-benar vertikal.

Komponen lainnya termasuk penggerak sekrup menggunakan roda gigi pada katrol dan sabuk. Sambungan ini mencegah sabuk tergelincir di atas puli. Keseragaman transmisi torsi praktis dijamin.

Saat menggunakan motor stepper untuk mesin mini, digunakan komponen carriage dari printer besar. Semakin tua model berdasarkan tahun pembuatannya, semakin kuat motor stepper yang digunakan di dalamnya. Printer dot matrix dianggap sukses besar: itu lebih dari model laser dan inkjet, cocok untuk konversi ke mesin seperti itu. Sebuah mesin tiga koordinat akan membutuhkan, masing-masing, tiga motor tersebut. Jika Anda tidak dapat menemukannya sendiri (menggunakan peralatan cetak lama), maka gunakan motor stepper dari merek Cina Nema - Anda hanya perlu menunggu pengiriman pesanan dari 10 hingga 100 hari, dan motor tersebut dirancang untuk tegangan 12 volt dan arus hingga beberapa ampere.

Dengan menggunakan roda gigi berputar (roda baja perkakas) Anda dapat mengubah torsi menjadi linier. Pasangan sekrup bola (BSC) dapat digunakan untuk akurasi maksimum, tetapi ini bukan solusi yang murah. Menggunakan mur dan baut pemasangan untuk memasang balok, sediakan gasket plastik untuk mengurangi gesekan dan mengurangi permainan.

Motor yang disikat atau tanpa sikat dapat digunakan untuk poros.

Hub vertikal, yang memungkinkan alat untuk bergerak di sepanjang tiga koordinat, beroperasi di dalam tabel koordinat. Sumbu dibuat dalam bentuk batang aluminium. Dimensi bagian ini harus sesuai dengan dimensi mesin.

Perakitan bagian mekanis yang berfungsi dimulai dengan memasang motor stepper pertama pada rangka. Mereka terletak di belakang sumbu vertikal. Motor ini bertanggung jawab untuk gerakan horizontal dan vertikal. Portal seluler, bergerak di sepanjang sumbu absis, membawa penggerak spindel dan kaliper (sumbu yang menentukan ketinggian titik kerja). Semakin tinggi portal ditempatkan, semakin tebal detail saat memutar hitungan master. Kerugian dari portal yang ditinggikan adalah ketidakstabilan terhadap peningkatan gaya yang diterapkan.

Untuk memperbaiki motor stepper yang bertanggung jawab atas koordinat ketinggian, serta rel lurus, gunakan semua pelat kecuali yang samping. Pasang dasar spindel di tempat yang sama.

Untuk memperbaiki rotor motor spindel dengan stud, gunakan gulungan karet kabel listrik dengan penampang yang cukup lebar. Sekrup yang dimasukkan ke dalam bushing nilon juga memiliki sifat pengikat.

Logam dan kayu dalam pembuatan kasing dapat digabungkan satu sama lain. Jadi, struktur utama (bantalan) dirakit dari pipa profesional dengan ketebalan dinding 3 mm, dan dinding samping (tutup, panel) dapat dibuat dari kayu lapis. Tetapi bingkai pendukung tidak dirakit tanpa teknologi pengelasan - koneksi yang dibaut murni mungkin tidak cukup.

Mesin memperoleh kekuatan tertinggi yang dinyatakan pada gambar hanya berkat bingkai. Meja objek bergerak, penggerak spindel, motor koordinat loncatan, pemandu seperti rel, dan sumbu koordinat vertikal dipasang di atasnya.

Rangka baja jauh lebih baik, tetapi juga bisa rusak sebelum waktunya. Untuk menghindari robeknya bagian bingkai, gunakan mur berbentuk T. Namun, koneksi yang dibaut dikombinasikan sempurna dengan yang dilas. Pelat ujung menyediakan pemasangan bantalan yang memungkinkan baut timah berputar bebas di sepanjang ulirnya. Di sini, geser dan bantalan pada poros digunakan.

Untuk kelancaran pengoperasian unit program, bahan radio dan komponen radio berkualitas tinggi digunakan. Papan sirkuit cetak Cina dengan kualitas yang meragukan sebaiknya dihindari. Tujuan perakitan adalah untuk mencapai fungsi yang jelas, tanpa perangkat lunak membeku dan mengatur ulang selama operasi.

Selain motor stepper yang dikendalikan oleh modul elektronik driver, port USB juga digunakan, sinyal dari mana, misalnya, dikonversi menggunakan modul adaptor berdasarkan teknologi RS-485, yang juga melakukan konversi data terbalik ke format USB.

Pilih yang Anda butuhkan - semua peralatan berfungsi di dalamnya. Misalnya, modul mikroprosesor modern dioperasikan pada tegangan 3,3 V, dan motor stepper - mulai 12.

Untuk mengunduh / menimpa program di unit CNC, gunakan PC atau laptop. Baru-baru ini, upaya telah dilakukan untuk menggunakan komputer mikro tambahan seukuran satu atau lebih flash drive untuk mengontrol mesin, berinteraksi dengan smartphone dan tablet melalui Wi-Fi atau Bluetooth, tetapi teknologi ini masih dalam tahap pengembangan jangka panjang dan , lebih tepatnya, milik "hal-hal pintar".

• Tidak ada pengrajin yang waras yang akan merakit bahkan mesin yang sangat sederhana tanpa memiliki proyek dengan gambar.
• Cocokkan penggerak spindel dan konverter frekuensi dengan benar.
• Jangan gunakan motor stepper dengan daya non-standar, jika tidak, Anda juga perlu memasang sumber non-standar atau mengubah salah satu yang sudah ada. Ini akan mendorong pengaturan akhir, memperumitnya.
• Jangan gunakan hanya satu sambungan las - dengan getaran ekstrem, sambungan las akan putus begitu saja.
• Jangan gunakan penggerak sabuk geser: gaya yang mencolok dapat menyebabkan sabuk sering tergelincir.
• Beli bantalan dan baling-baling dengan margin keamanan tiga kali lipat.

Cara membuat mesin CNC dengan tangan Anda sendiri, lihat di bawah.