Com fer una màquina CNC de bricolatge?

A més de la fusta, el plàstic i els compostos, les màquines de control numèric per ordinador (CNC) processen perfectament metalls no fèrrics i fins i tot qualitats (tècniques) d'acer. Aquest equip es fa com a màquina de fresat i gravat, i es complementa amb una pistola de gravat làser capaç de cremar fusta i acer.

Abans de preparar-se per al muntatge d'una fresadora o màquina de gravat làser, decidir sobre els requisits, que no passen per alt pels artesans experimentats.

Primer de tot el cos (marc, llit) ha de tenir una rigidesa suficient, ja que la força mecànica que s'aplica a la peça en el procés de tornejat, perforació, tall de forats tecnològics a la peça és considerable.

El processament de les peces ha de tenir l'exactitud i claredat declarades en un plec específic. Res no us impedeix demanar components xinesos ja fets, però, la base es fa més sovint amb mitjans improvisats.

La mida de les peces també importa... És irracional muntar una màquina que ocupi tot el banc de treball sobre una taula amb una superfície de 2 m2, quan es preveu fer ranures de peces petites, peces de recanvi per a mecanismes i dispositius.

Un cop resoltes aquestes tres tasques, preparen els materials i les eines necessàries.

• Per a la fabricació del cos de la màquina per a la fusta, és adequat un tauler de fusta massissa, MDF o xapa de perfil aglomerat o fusta contraxapada. Aquest últim, juntament amb la fusta massissa, té la major resistència. Però per a una màquina de metall, no hi ha millor disseny que l'acer.

• El motor del cargol per a la fusta no ha de tenir més de 2 kW de potència. Per evitar interrupcions tecnològiques prolongades cada 15 minuts, s'aconsella equipar el motor del cargol amb un sistema d'eliminació de calor per radiador-aigua.

• El mòdul elèctric de l'inversor s'adapta a la potència del motor. A causa de la fiabilitat i la ubiqüitat dels motors pas a pas, s'utilitza el sistema "motor-conductor". La placa del controlador genera corrents polsats o alterns que fan que l'eix del motor giri en un angle específic o completi diverses revolucions completes. Tres motors pas a pas proporcionen el moviment de les peces al llarg dels tres eixos de coordenades.

• El conducte de cables es col·loca per protegir el cablejat de danys accidentals durant el funcionament: sovint es mouen molt la unitat i l'escenari.

Altres components inclouen una pinça de fresat (mandril de tallador), una mànega de refrigeració, kits de coixinets de boles, un acoblament (transfereix un recorregut suau des d'un motor pas a pas i garanteix la seva alineació amb una caixa de canvis al llarg de l'eix), freses, maquinari, una bomba d'aigua. (bomba), tacs. Com a eines necessiteu:

• unitat de soldadura de tipus inversor amb una sèrie d'elèctrodes;

• molinet amb un joc de discos de tall per a metall i fusta;

• tornavís universal amb un conjunt de broquets;

• martell, alicates, claus universals ajustables (almenys dues);

• soldador, colofonia, soldadura, flux de soldadura;

• Tisores i pinces.

Consumibles: cinta elèctrica, cola universal (fusteria, epoxi i/o "Moment-1"), segellador de goma, cinta de fum.

Els artesans fan freses a partir de CD i unitats per a elles. Amb aquests components, l'usuari rebrà una màquina molt compacta.

Les instruccions generals de muntatge pas a pas inclouen les etapes següents.

1. Cerqueu o creeu un dibuix: instruccions de muntatge, on es descriguin detalladament totes les etapes, inclosa la disposició de l'electricitat i l'electrònica. Per crear un dibuix s'utilitzen eines de programari com Autocad o Visio.

2. Després de comprar els components necessaris, el mestre forma el llit. No es recomana muntar-lo abans de comprar aquestes peces de recanvi: les seves dimensions no coincideixen amb la configuració del futur dispositiu.

3. Instal·lació i ajust de la unitat del cargol amb el motor principal. S'instal·la un sistema de refrigeració al motor. Per eliminar les fuites, s'utilitza un segellador: després de l'enduriment, es converteix en una espècie de cautxú.

4. Instal·lació de cablejat elèctric i cables, quadre de comandament, botó d'apagada d'emergència de la màquina.

5. Col·locació i connexió de la placa electrònica (microcontrolador). Podeu utilitzar, per exemple, un mòdul electrònic com KY-2012: un controlador CNC de cinc eixos per a un controlador de motor pas a pas amb un cable DB-25. La majoria dels usuaris prefereixen els microcontroladors de la marca Arduino.

6. Prova el treball de la màquina muntada, descàrrega de versions electròniques dels dibuixos de futures peces, que es realitzaran en aquesta màquina.

Si la tècnica funciona bé, podeu desenvolupar un pla de producció, comprar-hi materials i consumibles i anar "en funcionament" - per llançar el primer lot (de prova) de peces.

Una màquina CNC autoassemblada requereix un mínim d'errors i errors de càlcul no desitjats. Una unitat feta a si mateix, fins i tot quan es va crear per treballar exclusivament amb fusta i plàstic, requereix un enfocament exhaustiu del disseny i el muntatge. Així doncs, el projecte està a punt, només queda posar-lo en pràctica.

El llit, el circuit d'alimentació, la unitat amb el motor principal, la taula d'objectes amb els motors pas a pas en funcionament no haurien d'interferir entre si. Components no menys importants són el botó d'aturada d'emergència i el comandament a distància amb botons que canvien la velocitat d'accionament del cargol.

Instal·leu les peces que permetin ajustar el desplaçament de l'escenari al llarg dels eixos d'abscisses i d'ordenades.

Muntar el cargol. S'instal·la només després de completar el treball al cos (sense muntar les parets laterals i la paret posterior). Quan instal·leu el motor, deixeu l'oportunitat de moure aquest accionament en alçada i estrictament verticalment.

Altres components inclouen un engranatge helicoïdal que utilitza engranatges a les politges i la corretja... Aquesta connexió evita que la corretja llisqui sobre les politges. La transmissió uniforme del parell està pràcticament garantida.

Quan s'utilitza un motor pas a pas per a una màquina en miniatura, s'utilitzen components del carro d'una impressora gran. Com més antic és el model a l'any de producció, més potent s'utilitza el motor pas a pas. Una impressora matricial es considera un gran èxit: és més que models làser i d'injecció de tinta, adequats per a l'alteració d'aquesta màquina. Una màquina de tres eixos necessitarà, respectivament, tres d'aquests motors. Si no els podeu trobar pel vostre compte (utilitzant equips d'impressió antics), feu servir motors pas a pas de la marca xinesa Nema; només heu d'esperar que la comanda s'entregui entre 10 i 100 dies, i aquests motors estan dissenyats per a un tensió de 12 volts i un corrent de fins a diversos amperes.

Utilitzant engranatges giratoris (rodes d'acer per a eines), podeu convertir el parell en parell lineal. Les peces aparellades de cargols de boles (cargols de boles) es poden utilitzar per obtenir la màxima precisió, però aquestes peces no són una solució barata. Utilitzant femelles i cargols de muntatge per instal·lar els blocs, proporcioneu-los separadors de plàstic per reduir la fricció i reduir el joc.

Es pot utilitzar qualsevol motor raspallat o sense escombretes per a l'eix.

El nucli vertical, que permet que l'eina es mogui en tres coordenades, funciona dins de la taula de coordenades. L'eix està fet en forma de vareta d'alumini. Les dimensions d'aquesta peça han de correspondre a les dimensions de la màquina.

El muntatge de la peça mecànica de treball comença amb la fixació dels primers motors pas a pas al bastidor.... Es troben darrere de l'eix vertical. Aquests motors són els responsables del moviment horitzontal i vertical. El portal mòbil, que es mou al llarg de l'eix d'abscisses, porta l'accionament del cargol i el suport (l'eix que fixa l'alçada del punt de treball). Com més alt es col·loqui el portal, més gruixudes les parts té en compte el mestre quan gira. El desavantatge d'un portal elevat és la inestabilitat davant l'augment de la força aplicada.

Per arreglar el motor pas a pas, que és responsable de les coordenades en alçada, així com els rails rectes, utilitzeu totes les plaques excepte les plaques laterals. Instal·leu la base del cargol al mateix lloc.

Per fixar el rotor del motor de l'eix amb una forquilla, utilitzeu un enrotllament de goma d'un cable elèctric amb una secció transversal bastant àmplia. Els cargols inserits al casquet de niló també tenen propietats de bloqueig.

Els metalls i la fusta en la fabricació de la caixa es poden combinar entre si. Per tant, l'estructura principal (de suport) es munta a partir de canonades professionals amb un gruix de paret de 3 mm i les parets laterals (cobertes, panells) poden ser de fusta contraxapada. Però el marc de suport no es pot muntar sense tecnologia de soldadura: les connexions purament cargolades poden no ser suficients.

La màquina adquireix la força màxima declarada en el dibuix només gràcies al marc... Hi ha instal·lat una taula d'objectes mòbils, un accionament del cargol, motors de coordenades pas a pas, guies semblants a rails i un eix de coordenades verticals.

Un marc d'acer és moltes vegades millor, però també es pot danyar prematurament. Utilitzeu femelles en T per evitar que les peces del marc es separen. Tanmateix, les connexions cargolades funcionen bé amb les connexions soldades. Les plaques finals permeten la instal·lació de coixinets que permeten que el cargol de plom giri lliurement al llarg de la seva rosca. Aquí s'utilitzen la corredissa i el coixinet a l'eix.

Per al bon funcionament de la unitat de programació, s'utilitzen materials de ràdio i components de ràdio d'alta qualitat. S'han d'evitar les plaques de circuits impresos xinesos de qualitat dubtosa. L'objectiu del muntatge és aconseguir un funcionament precís, sense que el programari es bloquegi ni es reiniciï durant el funcionament.

A més dels motors pas a pas controlats per mòduls de controladors electrònics, també s'utilitza un port USB, la conversió de senyals des del qual, per exemple, es realitza mitjançant un mòdul adaptador basat en la tecnologia RS-485, que també converteix les dades a format USB.

Seleccioneu el que necessiteu: tot l'equip funciona amb ell. Per exemple, els mòduls de microprocessador moderns funcionen a 3,3 V i els motors pas a pas - a partir de 12.

S'utilitza un ordinador o portàtil per carregar/sobreescriure el programa a la unitat CNC. Recentment, s'ha intentat utilitzar un microordinador addicional de la mida d'una o més unitats flash per controlar la màquina, interactuant amb telèfons intel·ligents i tauletes mitjançant Wi-Fi o Bluetooth, però aquesta tecnologia encara es troba en l'etapa de desenvolupament a llarg termini i , més aviat, es refereix a "coses intel·ligents".

• Ni un sol artesà sensat pot muntar ni tan sols una màquina extremadament senzilla sense un projecte amb un dibuix.
• Coincideix correctament amb l'accionament del cargol i el convertidor de freqüència.
• No utilitzeu motors pas a pas amb una font d'alimentació no estàndard, en cas contrari haureu d'instal·lar una font d'alimentació no estàndard o modificar-ne una de les existents. Això deixarà de banda la configuració final, ho complicarà.
• No utilitzeu només juntes soldades: amb una vibració extrema, simplement es trencaran.
• No utilitzeu una transmissió de corretja lliscant: la força apreciable pot provocar lliscaments freqüents de les corretges.
• Compreu coixinets i cargols amb un factor de seguretat triple.

Com fer una màquina CNC amb les vostres pròpies mans, vegeu a continuació.