วิธีทำเครื่อง CNC DIY

นอกจากไม้ พลาสติก และคอมโพสิตแล้ว เครื่องจักรควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC) ยังประมวลผลโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและแม้แต่เกรด (ทางเทคนิค) ที่ใช้งานได้อย่างสมบูรณ์แบบ อุปกรณ์ดังกล่าวผลิตขึ้นเพื่อใช้เป็นเครื่องกัดและแกะสลัก และเสริมด้วยปืนแกะสลักเลเซอร์ที่สามารถเผาไม้และเหล็กกล้าได้

ก่อนเตรียมประกอบเครื่องกัดหรือเครื่องแกะสลักด้วยเลเซอร์ ตัดสินใจเกี่ยวกับข้อกำหนดซึ่งช่างฝีมือมากประสบการณ์ไม่มองข้าม

ก่อนอื่นเลย ร่างกาย (โครง, เตียง) ต้องมีความแข็งแกร่งเพียงพอเนื่องจากแรงทางกลที่ใช้กับชิ้นส่วนในกระบวนการกลึง, เจาะ, ตัดรูเทคโนโลยีในชิ้นงานมีมาก

การประมวลผลชิ้นส่วนต้องมีความถูกต้องและชัดเจนระบุไว้ในข้อกำหนดเฉพาะ ไม่มีอะไรขัดขวางคุณจากการสั่งซื้อส่วนประกอบสำเร็จรูปของจีน อย่างไรก็ตาม ฐานส่วนใหญ่มักทำจากวิธีการชั่วคราว

ขนาดชิ้นส่วนก็สำคัญเช่นกัน... การประกอบเครื่องจักรที่จะครอบครองโต๊ะทำงานทั้งหมดบนโต๊ะที่มีพื้นที่ 2 ตร.ม. นั้นไม่สมเหตุสมผลเมื่อวางแผนจะทำการร่องชิ้นส่วนขนาดเล็กชิ้นส่วนอะไหล่สำหรับกลไกและอุปกรณ์

เมื่อแก้ไขงานทั้งสามนี้แล้ว พวกเขาก็เตรียมวัสดุและเครื่องมือที่จำเป็น

• สำหรับการผลิตตัวเครื่องสำหรับไม้ ควรใช้แผ่นไม้ที่เป็นของแข็ง แผ่น MDF หรือแผ่นไม้อัดหรือไม้อัด หลังพร้อมกับไม้เนื้อแข็งมีความแข็งแรงมากที่สุด แต่สำหรับเครื่องจักรโลหะ ไม่มีการออกแบบที่ดีไปกว่าเหล็ก

• มอเตอร์แกนหมุนสำหรับงานไม้ไม่ควรมีกำลังเกิน 2 กิโลวัตต์ เพื่อป้องกันไม่ให้เทคโนโลยีหยุดทำงานเป็นเวลานานทุกๆ 15 นาที ขอแนะนำให้ติดตั้งมอเตอร์แกนหมุนด้วยระบบระบายความร้อนด้วยน้ำและหม้อน้ำ

• โมดูลไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์ถูกจับคู่กับกำลังของมอเตอร์ เนื่องจากความน่าเชื่อถือและความแพร่หลายของสเต็ปเปอร์มอเตอร์จึงใช้ระบบ "ตัวขับมอเตอร์" บอร์ดไดรเวอร์สร้างกระแสพัลซิ่งหรือกระแสสลับที่ทำให้เพลามอเตอร์หมุนในมุมที่กำหนดหรือทำการหมุนจนเต็มหลายครั้ง สเต็ปเปอร์มอเตอร์สามตัวช่วยให้ชิ้นงานเคลื่อนที่ไปตามแกนพิกัดทั้งสามแกน

• วางท่อสายเคเบิลเพื่อป้องกันสายไฟจากความเสียหายจากอุบัติเหตุระหว่างการใช้งาน - ไดรฟ์และระยะวัตถุมักจะเคลื่อนที่เป็นจำนวนมาก

ส่วนประกอบอื่นๆ ได้แก่ แคลมป์กัด (หัวจับคัตเตอร์), ท่อระบายความร้อน, ชุดตลับลูกปืน, คัปปลิ้ง (ให้การขี่ที่ราบรื่นจากสเต็ปเปอร์มอเตอร์และจัดตำแหน่งให้สอดคล้องกับกระปุกเกียร์ตามแนวแกน), คัตเตอร์กัด, ฮาร์ดแวร์, ปั๊มน้ำ (ปั๊ม), กระดุม เป็นเครื่องมือที่คุณต้องการ:

• เครื่องเชื่อมแบบอินเวอร์เตอร์พร้อมอิเล็กโทรดจำนวนหนึ่ง

• เครื่องบดพร้อมชุดจานตัดสำหรับโลหะและไม้

• ไขควงอเนกประสงค์พร้อมชุดหัวฉีด

• ค้อน, คีม, ประแจปรับสากล (อย่างน้อยสอง);

• หัวแร้ง, ขัดสน, บัดกรี, ฟลักซ์บัดกรี;

• กรรไกรและก้ามปู

วัสดุสิ้นเปลือง - เทปพันสายไฟ, กาวอเนกประสงค์ (ช่างไม้, อีพ็อกซี่และ / หรือ "โมเมนต์-1"), กาวยาง, เทปควัน

ช่างฝีมือทำหัวกัดตามซีดีและไดรฟ์สำหรับพวกเขา การใช้ส่วนประกอบเหล่านี้ ผู้ใช้จะได้รับเครื่องที่มีขนาดกะทัดรัดมาก

คำแนะนำการประกอบทีละขั้นตอนทั่วไปประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้

1. ค้นหาหรือสร้างภาพวาด - คำแนะนำในการประกอบ ซึ่งมีการอธิบายรายละเอียดทุกขั้นตอน รวมถึงเลย์เอาต์ของไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ในการสร้างภาพวาด จะใช้เครื่องมือซอฟต์แวร์ เช่น Autocad หรือ Visio

2. หลังจากซื้อส่วนประกอบที่จำเป็นแล้ว ต้นแบบจะจัดวางเตียง ไม่แนะนำให้ประกอบชิ้นส่วนก่อนซื้อชิ้นส่วนอะไหล่ เนื่องจากขนาดไม่ตรงกับการกำหนดค่าของอุปกรณ์ในอนาคต

3. การติดตั้งและการปรับชุดแกนหมุนด้วยมอเตอร์หลัก ติดตั้งระบบระบายความร้อนในเครื่องยนต์ เพื่อขจัดรอยรั่วใช้วัสดุเคลือบหลุมร่องฟัน - หลังจากชุบแข็งแล้วจะกลายเป็นยางชนิดหนึ่ง

4. งานติดตั้งเดินสายไฟ สายไฟ แผงควบคุม ปุ่มปิดเครื่องฉุกเฉิน

5. ตำแหน่งและการเชื่อมต่อของบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์ (ไมโครคอนโทรลเลอร์) ตัวอย่างเช่น คุณสามารถใช้โมดูลอิเล็กทรอนิกส์ เช่น KY-2012 ซึ่งเป็นตัวควบคุม CNC แบบห้าแกนสำหรับไดรเวอร์สเต็ปเปอร์มอเตอร์ด้วยสายเคเบิล DB-25 ผู้ใช้ส่วนใหญ่ชอบไมโครคอนโทรลเลอร์แบรนด์ Arduino

6. ทดสอบการทำงานของเครื่องที่ประกอบแล้วดาวน์โหลดแบบอิเล็กทรอนิกส์ของชิ้นงานในอนาคตซึ่งจะทำในเครื่องนี้

หากเทคนิคนี้ใช้ได้ผลดี คุณสามารถพัฒนาแผนการผลิต ซื้อวัสดุและวัสดุสิ้นเปลืองสำหรับมัน และไปที่ "ในสตรีม" - เพื่อปล่อยชิ้นส่วนชุดแรก (ทดลอง)

เครื่อง CNC ที่ประกอบเองต้องมีข้อผิดพลาดน้อยที่สุดและการคำนวณผิดพลาดที่ไม่ต้องการ ยูนิตที่ผลิตขึ้นเอง แม้จะถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้งานกับไม้และพลาสติกโดยเฉพาะ ก็ต้องอาศัยแนวทางการออกแบบและการประกอบอย่างละเอียดถี่ถ้วน ดังนั้น โครงการจึงพร้อม เหลือเพียงนำไปปฏิบัติ

เตียง วงจรจ่ายไฟ ไดรฟ์ที่มีมอเตอร์หลัก และตารางวัตถุที่มีสเต็ปเปอร์มอเตอร์ทำงานไม่ควรรบกวนซึ่งกันและกัน ส่วนประกอบที่สำคัญไม่น้อยไปกว่ากันคือปุ่มหยุดฉุกเฉินและรีโมทคอนโทรลพร้อมปุ่มที่เปลี่ยนความเร็วของแกนหมุน

ติดตั้งชิ้นส่วนที่อนุญาตให้คุณปรับการกระจัดของเวทีตาม abscissa และแกนประสาน

ติดตั้งแกนหมุน มันถูกติดตั้งหลังจากเสร็จสิ้นการทำงานบนร่างกายเท่านั้น (โดยไม่ต้องประกอบผนังด้านข้างและผนังด้านหลัง) เมื่อทำการติดตั้งมอเตอร์ ให้ปล่อยโอกาสในการเคลื่อนย้ายไดรฟ์นี้ในระดับความสูงและแนวตั้งอย่างเคร่งครัด

ส่วนประกอบอื่นๆ ได้แก่ เฟืองเกลียวที่ใช้เฟืองบนรอกและสายพาน... การเชื่อมต่อนี้ป้องกันไม่ให้สายพานลื่นไถลบนรอก รับประกันการส่งแรงบิดที่สม่ำเสมอ

เมื่อใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์สำหรับเครื่องจักรขนาดเล็ก ส่วนประกอบแคร่ตลับหมึกจากเครื่องพิมพ์ขนาดใหญ่จะถูกนำมาใช้ ยิ่งรุ่นเก่าอยู่ในปีที่ผลิต สเต็ปเปอร์มอเตอร์ก็ยิ่งมีพลังมากขึ้นเท่านั้น เครื่องพิมพ์ดอทเมทริกซ์ถือว่าประสบความสำเร็จอย่างมาก: เป็นมากกว่ารุ่นเลเซอร์และอิงค์เจ็ท เหมาะสำหรับการดัดแปลงสำหรับเครื่องดังกล่าว เครื่องสามแกนจะต้องใช้มอเตอร์สามตัวตามลำดับ หากคุณไม่พบมันด้วยตัวเอง (โดยใช้อุปกรณ์การพิมพ์แบบเก่า) ให้ใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์จาก Nema แบรนด์จีน - คุณเพียงแค่ต้องรอให้ส่งคำสั่งซื้อตั้งแต่ 10 ถึง 100 วันและมอเตอร์ดังกล่าวได้รับการออกแบบสำหรับ แรงดันไฟฟ้า 12 โวลต์และกระแสสูงถึงหลายแอมแปร์

การใช้เฟืองหมุน (ล้อเหล็กกล้าเครื่องมือ) คุณสามารถเปลี่ยนแรงบิดเป็นแรงบิดเชิงเส้นได้ ชิ้นส่วนที่จับคู่บอลสกรู (Ball Screws) สามารถใช้เพื่อความแม่นยำสูงสุด แต่ชิ้นส่วนดังกล่าวไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาราคาถูก ใช้น็อตและสลักเกลียวติดตั้งเพื่อติดตั้งบล็อก จัดหาตัวเว้นระยะพลาสติกเพื่อลดแรงเสียดทานและลดฟันเฟือง

สามารถใช้มอเตอร์แบบมีแปรงหรือแบบไม่มีแปรงสำหรับแกนหมุนได้

ศูนย์กลางแนวตั้ง ซึ่งช่วยให้เครื่องมือเคลื่อนที่ในสามพิกัด ทำงานภายในตารางพิกัด แกนทำในรูปของแท่งอลูมิเนียม ขนาดของชิ้นส่วนนี้จะต้องสอดคล้องกับขนาดของเครื่อง

การประกอบชิ้นส่วนกลไกการทำงานเริ่มต้นด้วยการยึดสเต็ปเปอร์มอเตอร์ตัวแรกเข้ากับเฟรม... ตั้งอยู่ด้านหลังแกนตั้ง มอเตอร์เหล่านี้มีหน้าที่ในการเคลื่อนที่ในแนวนอนและแนวตั้ง พอร์ทัลที่เคลื่อนย้ายได้ซึ่งเคลื่อนที่ไปตามแกน abscissa มีแกนหมุนไดรฟ์และส่วนรองรับ (แกนที่กำหนดความสูงของจุดทำงาน) ยิ่งวางพอร์ทัลไว้สูงเท่าไหร่ ชิ้นส่วนที่หนาขึ้นเท่านั้นที่มาสเตอร์คำนวณเมื่อเลี้ยว ข้อเสียของพอร์ทัลที่ยกระดับคือความไม่เสถียรในการเพิ่มกำลังที่ใช้

ในการยึดสเต็ปเปอร์มอเตอร์ซึ่งรับผิดชอบพิกัดความสูง เช่นเดียวกับรางตรง ให้ใช้เพลตทั้งหมดยกเว้นเพลตด้านข้าง ติดตั้งฐานแกนหมุนในที่เดียวกัน

ในการยึดโรเตอร์ของมอเตอร์สปินเดิลด้วยกิ๊บ ให้ใช้ขดลวดยางของสายไฟที่มีหน้าตัดที่ค่อนข้างกว้าง สกรูที่สอดเข้าไปในปลอกไนลอนก็มีคุณสมบัติในการล็อคเช่นกัน

โลหะและไม้ในการผลิตเคสสามารถรวมเข้าด้วยกันได้ ดังนั้นโครงสร้างหลัก (รองรับ) จึงประกอบขึ้นจากท่อมืออาชีพที่มีความหนาของผนัง 3 มม. และผนังด้านข้าง (ฝาครอบ, แผง) สามารถทำจากไม้อัดได้ แต่โครงรองรับไม่สามารถประกอบได้โดยไม่ต้องใช้เทคโนโลยีการเชื่อม - การเชื่อมต่อแบบเกลียวล้วนอาจไม่เพียงพอ

เครื่องจักรได้รับความแข็งแกร่งสูงสุดที่ประกาศในรูปวาดเท่านั้นด้วยเฟรม... มีการติดตั้งตารางวัตถุที่เคลื่อนที่ได้ ตัวขับแกนหมุน มอเตอร์พิกัดการก้าว ตัวนำทางแบบราง และแกนพิกัดแนวตั้ง

โครงเหล็กดีกว่าหลายเท่า แต่ก็สามารถเสียหายได้ก่อนเวลาอันควร ใช้ T-nuts เพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนเฟรมหลุดออกจากกัน อย่างไรก็ตาม ข้อต่อแบบเกลียวจะทำงานได้ดีกับข้อต่อแบบเชื่อม แผ่นปิดท้ายมีไว้สำหรับติดตั้งตลับลูกปืนที่ช่วยให้สลักเกลียวตะกั่วหมุนได้อย่างอิสระตามเกลียว ที่นี่ใช้สไลด์และแบริ่งบนแกนหมุน

เพื่อการทำงานที่ราบรื่นของหน่วยโปรแกรม จะใช้วัสดุวิทยุคุณภาพสูงและส่วนประกอบวิทยุ ควรหลีกเลี่ยงแผงวงจรพิมพ์ของจีนที่มีคุณภาพน่าสงสัย วัตถุประสงค์ของการประกอบคือเพื่อให้ทำงานได้อย่างแม่นยำ โดยไม่ต้องหยุดซอฟต์แวร์และรีเซ็ตระหว่างการทำงาน

นอกจากสเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่ควบคุมโดยโมดูลไดรเวอร์อิเล็กทรอนิกส์แล้ว พอร์ต USB ยังใช้อีกด้วย เช่น การแปลงสัญญาณซึ่งดำเนินการโดยใช้โมดูลอะแดปเตอร์ที่ใช้เทคโนโลยี RS-485 ซึ่งแปลงข้อมูลกลับเป็นรูปแบบ USB ด้วย

เลือกสิ่งที่คุณต้องการ - อุปกรณ์ทั้งหมดใช้งานได้ ตัวอย่างเช่น โมดูลไมโครโปรเซสเซอร์ที่ทันสมัยทำงานที่ 3.3 V และสเต็ปเปอร์มอเตอร์ - ตั้งแต่ 12

ใช้พีซีหรือแล็ปท็อปเพื่อโหลด / เขียนทับโปรแกรมไปยังหน่วย CNC เมื่อเร็ว ๆ นี้มีความพยายามในการใช้ไมโครคอมพิวเตอร์เพิ่มเติมขนาดของแฟลชไดรฟ์หนึ่งตัวหรือมากกว่าเพื่อควบคุมเครื่องโต้ตอบกับสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตผ่าน Wi-Fi หรือ Bluetooth แต่เทคโนโลยีนี้ยังอยู่ในขั้นตอนของการพัฒนาระยะยาวและ ค่อนข้างหมายถึง "สิ่งที่ชาญฉลาด"

• ไม่มีช่างฝีมือที่มีเหตุผลเพียงคนเดียวที่สามารถประกอบเครื่องจักรที่เรียบง่ายอย่างยิ่งได้โดยไม่ต้องใช้ภาพวาด
• จับคู่ไดรฟ์แกนหมุนและตัวแปลงความถี่อย่างถูกต้อง
• อย่าใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์กับแหล่งจ่ายไฟที่ไม่ได้มาตรฐาน มิฉะนั้น คุณจะต้องติดตั้งแหล่งพลังงานที่ไม่ได้มาตรฐานหรือแก้ไขหนึ่งในแหล่งพลังงานที่มีอยู่ สิ่งนี้จะผลักการตั้งค่าสุดท้ายออกไป ทำให้มันซับซ้อน
• อย่าใช้เฉพาะรอยเชื่อม - ด้วยแรงสั่นสะเทือนที่รุนแรง พวกมันจะแตกหักง่าย
• อย่าใช้ตัวขับสายพานแบบเลื่อน: แรงที่ประเมินได้อาจทำให้สายพานลื่นไถลบ่อยครั้ง
• ซื้อตลับลูกปืนและสกรูที่มีปัจจัยด้านความปลอดภัยสามเท่า

วิธีทำเครื่อง CNC ด้วยมือของคุณเองดูด้านล่าง