Come realizzare una macchina CNC fai da te?

Oltre al legno, alla plastica e ai compositi, le macchine a controllo numerico computerizzato (CNC) lavorano perfettamente metalli non ferrosi e persino gradi (tecnici) di acciaio. Tale attrezzatura viene eseguita come una fresatrice e macchina per incidere - ed è integrata con una pistola per incisione laser in grado di bruciare legno e acciaio.

Prima di prepararsi all'assemblaggio di una fresatrice o di una macchina per incisione laser, decidere sui requisiti, che non sono trascurati da artigiani esperti.

Prima di tutto il corpo (telaio, letto) deve avere una rigidità sufficiente, poiché la forza meccanica che viene applicata alla parte nel processo di tornitura, foratura, taglio di fori tecnologici nel pezzo è considerevole.

La lavorazione delle parti deve avere l'accuratezza e la chiarezza dichiarate in una specifica specifica. Nulla ti impedisce di ordinare componenti cinesi già pronti, tuttavia, la base è spesso realizzata con mezzi improvvisati.

Anche le dimensioni delle parti contano... È irrazionale assemblare una macchina che occuperà l'intero banco di lavoro su un tavolo con un'area di 2 m2, quando si prevede di scanalare piccole parti, pezzi di ricambio per meccanismi e dispositivi.

Dopo aver risolto questi tre compiti, preparano i materiali e gli strumenti necessari.

• Per la fabbricazione del corpo della macchina per legno, è adatto un pannello interamente in legno, un foglio profilato di MDF o truciolato o compensato. Quest'ultimo, insieme al legno massello, ha la maggiore forza. Ma per una macchina in metallo, non esiste un design migliore dell'acciaio.

• Il motore del mandrino per legno non deve superare i 2 kW di potenza. Per evitare interruzioni tecnologiche prolungate ogni 15 minuti, è consigliabile dotare il motore mandrino di un sistema di rimozione del calore acqua-radiatore.

• Il modulo elettrico dell'inverter è abbinato alla potenza del motore. A causa dell'affidabilità e dell'ubiquità dei motori passo-passo, viene utilizzato il sistema "motor-driver". La scheda driver genera correnti pulsate o alternate che provocano la rotazione dell'albero motore con un angolo specifico o il completamento di diversi giri completi. Tre motori passo-passo forniscono il movimento dei pezzi lungo tutti e tre gli assi coordinati.

• La canalina per cavi è posizionata per proteggere il cablaggio da danni accidentali durante il funzionamento: l'unità e il tavolo soggetto si muovono frequentemente e molto.

Altri componenti includono un morsetto di fresatura (mandrino della fresa), un tubo di raffreddamento, kit di cuscinetti a sfera, un giunto (trasferisce una corsa fluida da un motore passo-passo e garantisce il suo allineamento con un cambio lungo l'asse), frese, hardware, una pompa dell'acqua (pompa), borchie. Come strumenti di cui hai bisogno:

• unità di saldatura di tipo inverter con più elettrodi;

• smerigliatrice con un set di dischi da taglio per metallo e legno;

• cacciavite universale con un set di ugelli;

• martello, pinze, chiavi universali regolabili (almeno due);

• saldatore, colofonia, saldatura, flusso di saldatura;

• Forbici e tronchesi.

Materiali di consumo: nastro isolante, colla universale (carpenteria, epossidica e / o "Moment-1"), sigillante in gomma, nastro adesivo.

Gli artigiani realizzano frese basate su CD e unità per loro. Utilizzando questi componenti, l'utente riceverà una macchina molto compatta.

Le istruzioni generali di montaggio passo dopo passo includono le seguenti fasi.

1. Cerca o crea un disegno - istruzioni di montaggio, in cui tutte le fasi, inclusa la disposizione dell'impianto elettrico ed elettronico, sono descritte in dettaglio. Per creare un disegno vengono utilizzati strumenti software come Autocad o Visio.

2. Dopo aver acquistato i componenti necessari, il maestro forma il letto. Non è consigliabile assemblarlo prima di acquistare questi pezzi di ricambio: le sue dimensioni non corrispondono alla configurazione del dispositivo futuro.

3. Installazione e regolazione del gruppo mandrino con il motore principale. Sul motore è installato un sistema di raffreddamento. Per eliminare le perdite, viene utilizzato un sigillante: dopo l'indurimento, si trasforma in una specie di gomma.

4. Installazione di cablaggi e cavi elettrici, pannello di controllo, pulsante di arresto di emergenza della macchina.

5. Posizionamento e collegamento della scheda elettronica (microcontrollore). È possibile utilizzare, ad esempio, un modulo elettronico come KY-2012, un controller CNC a cinque assi per un driver del motore passo-passo con un cavo DB-25. La maggior parte degli utenti preferisce i microcontrollori del marchio Arduino.

6. Testare il lavoro della macchina assemblata, scaricare versioni elettroniche di disegni di pezzi futuri, che verranno realizzati su questa macchina.

Se la tecnica funziona bene, puoi sviluppare un piano di produzione, acquistare materiali e materiali di consumo per esso e andare "on stream" - per rilasciare il primo lotto (di prova) di parti.

Una macchina CNC autoassemblata richiede un minimo di errori e calcoli errati indesiderati. Un'unità fatta in casa, anche quando è stata creata per lavorare esclusivamente su legno e plastica, richiede un approccio approfondito alla progettazione e all'assemblaggio. Quindi, il progetto è pronto, non resta che metterlo in pratica.

Il letto, il circuito di alimentazione, l'azionamento con il motore principale, il tavolo degli oggetti con motori passo-passo in funzione non devono interferire tra loro. Componenti non meno importanti sono il pulsante di arresto di emergenza e il telecomando con pulsanti che commutano la velocità di azionamento del mandrino.

Installa le parti che ti consentono di regolare lo spostamento della tavola lungo gli assi delle ascisse e delle ordinate.

Montare il mandrino. Viene installato solo dopo il completamento dei lavori sulla carrozzeria (senza montare le pareti laterali e la parete posteriore). Quando si installa il motore, lasciare l'opportunità di spostare questa unità in altezza e rigorosamente in verticale.

Altri componenti includono un ingranaggio elicoidale che utilizza ingranaggi sulle pulegge e sulla cinghia... Questo collegamento impedisce alla cinghia di scivolare sulle pulegge. La trasmissione uniforme della coppia è virtualmente garantita.

Quando si utilizza un motore passo-passo per una macchina in miniatura, vengono utilizzati i componenti del carrello di una stampante di grandi dimensioni. Più vecchio è il modello nell'anno di produzione, più potente è stato utilizzato il motore passo-passo. Una stampante ad aghi è considerata un grande successo: è più dei modelli laser e a getto d'inchiostro, adatti per l'alterazione di una macchina del genere. Una macchina a tre assi richiede, rispettivamente, tre di questi motori. Se non riesci a trovarli da soli (usando vecchie apparecchiature di stampa), usa i motori passo-passo del marchio cinese Nema: devi solo aspettare che l'ordine venga consegnato da 10 a 100 giorni e tali motori sono progettati per a tensione di 12 volt e una corrente fino a diversi ampere.

Utilizzando ingranaggi rotanti (ruote in acciaio per utensili), è possibile convertire la coppia in coppia lineare. Le parti accoppiate con viti a ricircolo di sfere (viti a ricircolo di sfere) possono essere utilizzate per la massima precisione, ma tali parti non sono una soluzione economica. Utilizzando dadi e bulloni di montaggio per installare i blocchi, fornire loro distanziali in plastica per ridurre l'attrito e ridurre il gioco.

Per il mandrino è possibile utilizzare qualsiasi motore brushed o brushless.

Il mozzo verticale, che consente all'utensile di muoversi in tre coordinate, opera all'interno della tabella delle coordinate. L'asse è realizzato sotto forma di un'asta di alluminio. Le dimensioni di questa parte devono corrispondere alle dimensioni della macchina.

L'assemblaggio della parte meccanica di lavoro inizia con il fissaggio dei primi motori passo passo al telaio.... Si trovano dietro l'asse verticale. Questi motori sono responsabili del movimento orizzontale e verticale. Il portale mobile, muovendosi lungo l'asse delle ascisse, porta l'azionamento del mandrino e il supporto (l'asse che determina l'altezza del punto di lavoro). Più in alto è posizionato il portale, più parti spesse conta il maestro quando si gira. Lo svantaggio di un portale rialzato è l'instabilità a una maggiore forza applicata.

Per fissare il motore passo-passo, che è responsabile delle coordinate dell'altezza, nonché le guide dritte, utilizzare tutte le piastre tranne le piastre laterali. Installare la base del mandrino nello stesso punto.

Per fissare il rotore del motore mandrino con una forcina, utilizzare un avvolgimento in gomma di un cavo elettrico di sezione piuttosto ampia. Anche le viti inserite nel manicotto in nylon hanno proprietà di bloccaggio.

I metalli e il legno nella fabbricazione della custodia possono essere combinati tra loro. Pertanto, la struttura principale (di supporto) è assemblata da tubi professionali con uno spessore della parete di 3 mm e le pareti laterali (coperture, pannelli) possono essere realizzate in compensato. Ma il telaio di supporto non può essere assemblato senza la tecnologia di saldatura: le connessioni puramente bullonate potrebbero non essere sufficienti.

La macchina acquisisce la resistenza ultima dichiarata nel disegno solo grazie al telaio... Su di esso sono installati un tavolo per oggetti mobili, un azionamento del mandrino, motori a coordinate passo-passo, guide a binario e un asse di coordinate verticale.

Un telaio in acciaio è molte volte migliore, ma può anche essere danneggiato prematuramente. Utilizzare i dadi a T per evitare che le parti del telaio si stacchino. Tuttavia, le connessioni bullonate funzionano bene con le connessioni saldate. Le piastre terminali prevedono l'installazione di cuscinetti che consentono al bullone di ruotare liberamente lungo la sua filettatura. Qui vengono utilizzati la slitta e il cuscinetto sul mandrino.

Per il buon funzionamento dell'unità di programma vengono utilizzati materiali radio e componenti radio di alta qualità. I circuiti stampati cinesi di dubbia qualità dovrebbero essere evitati. Lo scopo dell'assemblaggio è quello di ottenere un funzionamento accurato, senza che il software si blocchi e si resetti durante il funzionamento.

Oltre ai motori passo passo controllati da moduli driver elettronici, viene utilizzata anche una porta USB, la conversione dei segnali da cui, ad esempio, viene eseguita utilizzando un modulo adattatore basato su tecnologia RS-485, che converte anche i dati in formato USB.

Seleziona quello di cui hai bisogno: tutta l'attrezzatura funziona su di esso. Ad esempio, i moderni moduli a microprocessore funzionano a 3,3 V e i motori passo-passo - da 12.

Un PC o laptop viene utilizzato per caricare/sovrascrivere il programma sull'unità CNC. Recentemente si è tentato di utilizzare un microcomputer aggiuntivo delle dimensioni di una o più chiavette per controllare la macchina, interagendo con smartphone e tablet tramite Wi-Fi o Bluetooth, ma questa tecnologia è ancora in fase di sviluppo a lungo termine e , piuttosto, si riferisce a "cose ​​intelligenti".

• Non un solo artigiano sano di mente assemblerà anche una macchina estremamente semplice senza un progetto con un disegno.
• Abbinare correttamente l'azionamento del mandrino e il convertitore di frequenza.
• Non utilizzare motori passo passo con alimentazione non standard, altrimenti sarà necessario installare una sorgente non standard o modificare una di quelle esistenti. Questo metterà da parte l'impostazione finale, complicandola.
• Non utilizzare solo giunti saldati: con vibrazioni estreme, si romperanno semplicemente.
• Non utilizzare una trasmissione a cinghia scorrevole: l'apprezzabile forza può portare a frequenti slittamenti delle cinghie.
• Acquista cuscinetti e viti con un triplo fattore di sicurezza.

Come realizzare una macchina CNC con le tue mani, vedi sotto.