Produção independente de máquina cnc. Produção independente de uma fresadora CNC Produtos caseiros a partir de uma impressora matricial

Graças à introdução em grande escala da tecnologia informática e dos sistemas de automação, as modernas máquinas para trabalhar madeira funcionam de acordo com programas predefinidos, o que permite garantir mais alta qualidade processamento de madeira. Utilizadas em marcenarias especializadas e grandes serrarias, as máquinas CNC facilitam o corte e o processamento da madeira, ao mesmo tempo em que é possível fazer as devidas alterações no funcionamento desses equipamentos. Isso garante a maior versatilidade possível no uso dessas máquinas para trabalhar madeira.

Se desejar, você pode criar de forma independente máquinas CNC que proporcionarão um processamento completo da madeira com excelente qualidade de trabalho executado. Contaremos com mais detalhes como fazer uma máquina CNC caseira com suas próprias mãos.

Apesar da aparente complexidade do projeto de tais equipamentos, não será difícil montá-los você mesmo. Hoje à venda você encontra kits prontos para a fabricação dessas máquinas CNC, o que permite minimizar seus custos, ao mesmo tempo que é possível fabricar a fresadora CNC 3D necessária que realizará uma gama completa de trabalhos com madeira serrada.

Esses equipamentos são versáteis em uso, o que impacta positivamente sua demanda e popularidade no mercado. Tais dispositivos podem ser usados ​​para trabalhar com os seguintes materiais:

• Árvore.
• Plástico.
• Compósitos e polímeros.
• Metal fino.
• Borracha.
• Outros materiais.

As máquinas CNC mais populares da atualidade, totalmente controladas por automação e proporcionando máxima precisão no processamento da madeira. Com a ajuda de tal máquinas para trabalhar madeira você pode fazer o seguinte:

• Serrar uma árvore.
• Corte madeira compensada.
• Execute uma retificação precisa.
• Execute serragens tridimensionais e figuradas complexas de madeira.
• Produza vários materiais de construção a partir de madeira.

Em cada caso específico, dependendo da funcionalidade de tal dispositivo, seu esquema de execução e os componentes utilizados irão variar. É por isso que você deve primeiro decidir com funcionalidade tais equipamentos e, dependendo disso, escolher um ou outro tipo e esquema para a fabricação independente de uma máquina CNC.

Benefícios de hardware

Se falarmos sobre as vantagens do fabricado máquinas CNC faça você mesmo, notamos o seguinte:

• Eficiência no trabalho.
• Versatilidade de uso.
• Possibilidade de reconfiguração simplificada de equipamentos.
• Confiabilidade.
• Custo acessível.

Instruções de montagem

oferecer-lhe o suficiente instruções simples na montagem de uma fresadora CNC, que permitirá a fabricação independente desses equipamentos para marcenaria. Este esquema implica a utilização de conjuntos de componentes prontos, que incluem elementos especialmente selecionados para a fabricação desses equipamentos. Porém, nada impede que você mesmo encontre ou fabrique todos os componentes e, posteriormente, não só poderá economizar muito, mas também fabricar uma máquina que atenda plenamente às suas necessidades.

Posteriormente, será possível conectar facilmente um computador ou unidade de controle ao mecanismo completo com Programas, que permite definir completamente a trajetória do cabeçote de trabalho de fresagem. Ao mesmo tempo, notamos que se você usar um carro de um filtro antigo, poderá usar essa máquina CNC apenas para processar madeira, plástico ou chapa metálica.

Se você precisa de uma máquina CNC capaz de fresar peças de diversos materiais, então um potente motor de passo deve ser responsável por movimentar a ferramenta de trabalho utilizada. Você pode operá-lo com um motor elétrico convencional ou adquirir modelos prontos de baixa potência.

O uso de tais motores evitará a necessidade de uma chave de fenda, o que complica todo o projeto. No entanto, as características de tais equipamento caseiro e sua funcionalidade é bastante expandida. Se por algum motivo você não pode ou não deseja usar um motor de passo potente, recomendamos a escolha de carros de impressoras de modelos top potentes, que garantirão a máxima amplitude de movimento possível do cabeçote de trabalho de fresagem.

Esquema e desenhos da máquina

A base de uma máquina CNC caseira será um mecanismo de fresagem. Caso utilize kits prontos para a implantação desses equipamentos, poderá escolher um mecanismo que corresponda integralmente à potência do motor e posterior trabalho com madeira e outros materiais.

Na Internet você pode encontrar vários esquemas para a implementação de tais mecanismos de fresagem para máquinas CNC. Em cada caso, o mecanismo utilizado será diferente dependendo dos motores e carros instalados. Ao escolher um ou outro desenho de tal fresadora, é necessário dar preferência a equipamentos que combinem simplicidade de design e ao mesmo tempo atenda plenamente às suas necessidades.

Montamos a máquina CNC

Em primeiro lugar, é necessário completar a base do equipamento, ao qual serão posteriormente fixados a fresa, o carro e o motor elétrico. Essa base pode ser feita de vigas retangulares, às quais são soldadas ou aparafusadas guias metálicas.

A base completa da máquina deve ser rígida, o que é necessário para o posicionamento preciso do cabeçote de fresagem. Os especialistas recomendam conectar todos os elementos metálicos dessa estrutura de suporte com parafusos, o que permite não só fornecer a resistência necessária, mas também atualizar facilmente suas máquinas no futuro.

Na máquina CNC completa, deve ser fornecido um mecanismo que permita movimentar a ferramenta de trabalho no plano vertical. Podemos recomendar a utilização de uma engrenagem helicoidal para esse movimento vertical da ferramenta, cuja rotação é transmitida por meio de uma correia dentada.

O eixo vertical que toda máquina CNC caseira precisará pode ser feito de uma placa de alumínio. As dimensões desse eixo vertical devem ser ajustadas exatamente às dimensões gerais do dispositivo que você está montando.

Depois de fabricar ou adquirir todos os componentes desse equipamento, você pode começar a montar a máquina. Você precisa montar dois motores de passo que são fixados na base atrás de seu eixo vertical. O primeiro motor elétrico é responsável por movimentar a cabeça no plano horizontal, enquanto o segundo garante que o movimento do cortador já seja vertical. Os componentes e conjuntos utilizados são montados, devendo-se prestar a devida atenção à qualidade de sua fixação.

Durante a operação desse equipamento, ele apresenta uma carga aumentada com vibração e, com uma fixação de baixa qualidade, podem surgir em breve problemas com a precisão do posicionamento dos cabeçotes. Todas as peças móveis e cabeças de fresagem de trabalho devem ser acionadas exclusivamente por acionamentos por correia.

Escolha de motores de passo

A maioria dos modelos de máquinas CNC caseiras são equipadas com motores de passo que permitem mover a ferramenta de trabalho em três planos. Dependendo do projeto, tais equipamentos podem ser equipados com dois ou três motores de passo, bem como montados adicionalmente com motores elétricos de impressoras de computador.

Ao escolher os motores de passo a serem utilizados, é necessário atentar para a quantidade de canais de controle. Melhores modelos possuem cinco canais de controle, o que aumenta a funcionalidade da minimáquina fabricada. Além disso, escolhendo modelos específicos de tais motores, você deve se familiarizar com suas especificações e esclarecer em quantos graus a posição do cabeçote na tabela de coordenadas é alterada em uma etapa do motor. A precisão do posicionamento da ferramenta de corte dependerá diretamente desta característica.

Enchimento eletrônico de equipamentos

Hoje à venda você encontra diversos microcircuitos prontos para controlar o funcionamento de motores sustentadores. Também não será difícil encontrar o software adequado que enviará sinais de controle aos motores e, consequentemente, estes irão, alterando sua posição, abaixar e elevar a ferramenta de trabalho.

Um ponto importante na escolha O software é que deve necessariamente suportar os drivers dos controladores Arduino instalados em sua minimáquina. A conexão da placa de controle diretamente a uma máquina CNC caseira é feita através da porta LPT ou CNC.

A maneira mais fácil é encomendar esse equipamento eletrônico para uma máquina CNC diretamente em leilões e sites chineses. Lá você pode encontrar facilmente conjuntos prontos para máquinas-ferramentas e equipamentos elétricos usados ​​​​separadamente. O custo de tais chips, software e controladores será acessível.

A fresadora CNC faça você mesmo é um equipamento versátil que permite simplificar e automatizar significativamente o trabalho de processamento de madeira serrada, plástico, metal fino, etc. Se você tiver a experiência de trabalho adequada, poderá fabricar de forma independente uma máquina CNC que fornecerá a precisão necessária e alto desempenho. Basta encontrar um esquema de alta qualidade para a execução desses equipamentos e adquirir conjuntos de componentes prontos, selecionar os principais motores e automação utilizados.

Esta é minha primeira máquina CNC artesanal. materiais disponíveis. O custo da máquina é de cerca de US$ 170.

Há muito tempo sonhava em montar uma máquina CNC. Basicamente, preciso dele para cortar compensados ​​​​e plásticos, cortar alguns detalhes para modelagem, máquinas caseiras e outras. Minhas mãos coçaram para montar a máquina por quase dois anos, durante os quais colecionei peças, eletrônicos e conhecimento.

A máquina é econômica, seu custo é mínimo. Além disso, usarei palavras que podem parecer muito assustadoras para uma pessoa comum e isso pode assustar autoconstruído máquina, mas na verdade é tudo muito simples e fácil de dominar em poucos dias.

Eletrônica montada em firmware Arduino + GRBL

A mecânica é a mais simples, estrutura de compensado 10mm + parafusos e porcas 8mm, guias lineares de um canto metálico 25*25*3 mm + rolamentos 8*7*22 mm. O eixo Z funciona em um pino M8 e os eixos X e Y em correias T2.5.

O fuso CNC é artesanal, montado a partir de motor brushless e pinça pinça + acionamento por correia dentada. Deve-se observar que o motor do fuso é alimentado por uma fonte de alimentação principal de 24 volts. EM especificações técnicasé indicado que o motor tem 80 amperes, mas na realidade consome 4 amperes sob carga pesada. Não sei explicar por que isso está acontecendo, mas o motor funciona bem e faz seu trabalho.

Inicialmente, o eixo Z estava em guias lineares feitas por você mesmo a partir de ângulos e rolamentos, depois refiz, fotos e descrição abaixo.

O espaço de trabalho é de cerca de 45 cm em X e 33 cm em Y, 4 cm em Z. Dada a primeira experiência, farei a próxima máquina com grandes dimensões e colocarei dois motores no eixo X, um de cada lado. Isso se deve ao grande ombro e à carga sobre ele quando o trabalho é realizado na distância máxima ao longo do eixo Y. Agora que tem um motor e isso leva à distorção das peças, o círculo acaba ficando um pouco elíptico devido à deflexão resultante do carro ao longo de X.

Os rolamentos nativos do motor se soltaram rapidamente, pois não foram projetados para carga lateral, mas isso é sério aqui. Portanto instalei dois rolamentos grandes com diâmetro de 8 mm na parte superior e inferior do eixo, isso deveria ter sido feito imediatamente, agora há vibração por causa disso.

Aqui na foto você pode ver que o eixo Z já está em outras guias lineares, a descrição estará abaixo.

Os próprios guias são muito design simples, de alguma forma, acidentalmente o encontrei no Youtube. Então esse projeto me pareceu ideal por todos os lados, um mínimo de esforço, um mínimo de peças, montagem simples. Mas, como a prática tem mostrado, esses guias não funcionam por muito tempo. A foto mostra que tipo de ranhura se formou no eixo Z após uma semana de testes da máquina CNC.

Substituí os trilhos caseiros do eixo Z por outros de móveis que custam menos de um dólar por dois. Encurtei, deixei um traço de 8 cm, ainda tem guias antigas nos eixos X e Y, não vou trocá-las ainda, pretendo cortar peças para uma nova máquina nesta máquina, depois vou só desmontar Este.

Algumas palavras sobre cortadores. Nunca trabalhei com CNC e tenho pouquíssima experiência em fresamento. Comprei várias fresas na China, todas têm 3 e 4 ranhuras, depois percebi que essas fresas são boas para metal, outras fresas são necessárias para fresar compensado. Enquanto novos cortadores cobrem a distância da China à Bielorrússia, estou tentando trabalhar com o que tenho.

A foto mostra como um cortador de 4 mm queimou em compensado de bétula de 10 mm, ainda não entendo porque, o compensado está limpo e no cortador há fuligem semelhante a resina de pinho.

Mais adiante na foto há uma fresa de quatro pontas de 2 mm após uma tentativa de fresar plástico. Esse pedaço de plástico derretido foi então muito mal removido, mordendo um pouquinho com alicate. Mesmo em baixas velocidades, o cortador ainda fica preso, 4 ranhuras são claramente para metal :)

Outro dia meu tio fez aniversário, nessa ocasião resolvi presentear meu brinquedo :)

Como presente, ele fez uma casa cheia de compensado. Em primeiro lugar, tentei fresar em espuma para verificar o programa e não estragar o compensado.

Devido a folgas e desvios, a ferradura foi cortada apenas a partir da sétima vez.

No total, essa casa cheia (na sua forma pura) foi moída por cerca de 5 horas + muito tempo para o que estragou.

De alguma forma publiquei um artigo sobre o porta-chaves, abaixo na foto está o mesmo porta-chaves, mas já cortado em uma máquina CNC. Esforço mínimo, precisão máxima. Devido à folga, a precisão certamente não é a máxima, mas vou deixar a segunda máquina mais rígida.

E também cortei engrenagens de compensado em uma máquina CNC, é muito mais prático e rápido do que cortar com um quebra-cabeças com as próprias mãos.

Mais tarde também cortei engrenagens quadradas de madeira compensada, elas realmente giram :)

Os resultados são positivos. Agora vou desenvolver uma nova máquina, vou cortar peças já nesta máquina, trabalho manual praticamente se resume à montagem.

Você precisa dominar o corte de plástico, porque o trabalho em um aspirador de pó robô caseiro começou. Na verdade, o robô também me incentivou a criar meu próprio CNC. Para o robô, cortarei engrenagens e outras peças de plástico.

Atualização: Agora compro cortadores retos com duas bordas (3,175 * 2,0 * 12 mm), eles cortam sem arranhões em ambos os lados do compensado.

As máquinas-ferramentas equipadas com software numérico (CNC) apresentam-se na forma de modernos equipamentos para corte, torneamento, furação ou retificação de metais, compensados, espuma de madeira e outros materiais.

Eletrônica integrada na base placas de circuito impresso"Arduino" oferece máxima automação de trabalho.

1 O que é uma máquina CNC?

Máquinas CNC baseadas em placas de circuito impresso Arduino são capazes de alterar automaticamente a velocidade do fuso, bem como a taxa de avanço de calibradores, mesas e outros mecanismos. Elementos auxiliares da máquina CNC assume automaticamente a posição desejada, e pode ser usado para cortar compensados ​​ou perfis de alumínio.

Em dispositivos baseados em placas de circuito impresso Arduino, a ferramenta de corte (pré-configurada) também é trocada automaticamente.

Em dispositivos CNC baseados em placas de circuito impresso Arduino, todos os comandos são dados através do controlador.

O controlador recebe sinais da portadora do programa. Para esse equipamento de corte de madeira compensada, perfis metálicos ou espuma, os portadores do programa são cames, batentes ou copiadoras.

O sinal recebido da portadora do programa através do controlador dá um comando à máquina automática, semiautomática ou copiadora. Caso seja necessário trocar uma folha de compensado ou espuma para corte, os cames ou copiadoras são substituídos por outros elementos.

Unidades controladas por programa baseadas em placas Arduino usam fitas perfuradas, cartões perfurados ou fitas magnéticas como portadoras de programa, que contêm todas as informações necessárias. Com a utilização de placas Arduino, todo o processo de corte de compensado, espuma ou outro material é totalmente automatizado, cem e minimiza os custos de mão de obra.

Vale ressaltar que montar uma máquina CNC para corte de compensado ou espuma baseada em placas Arduino você pode fazer isso sozinho sem muita dificuldade. O controle nas unidades CNC baseadas em Arduino é realizado por um controlador que transmite informações tecnológicas e dimensionais.

Usando cortadores de plasma CNC baseados em placas Arduino, você pode liberar grande número equipamento universal e ao mesmo tempo aumentar a produtividade do trabalho. As principais vantagens das máquinas DIY baseadas em Arduino são expressas em:

• alta produtividade (em comparação com máquinas manuais);
• a flexibilidade de equipamentos versáteis aliada à precisão;
• reduzindo a necessidade de atrair especialistas qualificados para trabalhar;
• a possibilidade de fabricar peças intercambiáveis ​​​​de acordo com um programa;
• redução do tempo de preparação para fabricação de peças novas;
• a capacidade de fazer uma máquina com suas próprias mãos.

1.1 O processo da fresadora CNC (vídeo)

1.2 Variedades de máquinas CNC

As unidades apresentadas para corte de compensado ou espuma, utilizando placas Arduino para operação, são divididas em classes de acordo com:

• possibilidades tecnológicas;
• o princípio da troca de ferramentas;
• método de troca de peça.

Qualquer classe desse equipamento pode ser feita manualmente, e a eletrônica Arduino fornecer automação máxima do fluxo de trabalho. Junto com as aulas, as máquinas podem ser:

• girando;
• perfuração e mandrilamento;
• fresagem;
• esmerilhamento;
• máquinas da série eletrofísica;
• polivalente.

Unidades de torneamento baseadas em "Arduino" podem processar as superfícies externas e internas de várias peças.

A rotação das peças pode ser realizada tanto em contornos retilíneos quanto curvilíneos. O dispositivo também foi projetado para cortar roscas externas e internas. As unidades de fresagem baseadas em "Arduino" são projetadas para fresar peças simples e complexas do tipo corpo.

Além disso, eles podem realizar furações e mandrilamentos. Máquinas retificadoras, que também pode ser feito à mão, pode ser utilizado para acabamento de peças.

Dependendo do tipo de superfícies tratadas, os agregados podem ser:

• moagem de superfície;
• retificação interna;
• retificação de estrias.

Unidades multifuncionais podem ser usadas para cortar compensado ou espuma, para realizar furações, fresagens, mandrilamento e torneamento de peças. Antes de fazer uma máquina CNC com as próprias mãos, é importante considerar que o equipamento também é dividido de acordo com o método de troca da ferramenta. A substituição pode ser feita:

• manualmente;
• automaticamente na torre;
• automaticamente na loja.

Se a eletrônica (controlador) puder fornecer troca automática de peças usando dispositivos de armazenamento especiais, então a máquina poderá muito tempo trabalhar sem intervenção do operador.

Para fazer com as próprias mãos a unidade apresentada para corte de compensado ou poliestireno, é necessário preparar o equipamento inicial. Um usado pode ser adequado para isso.

Nele, o corpo de trabalho é substituído por uma fresa. Além disso, você pode fazer um mecanismo com suas próprias mãos a partir dos carrinhos de uma impressora antiga.

Isso permitirá que o cortador de trabalho se mova na direção de dois planos. Além disso, a eletrônica está conectada à estrutura, cujo elemento chave é o controlador e as placas Arduino.

O esquema de montagem permite que você torne automática uma unidade CNC feita por você mesmo com suas próprias mãos. Esse equipamento pode ser projetado para cortar plástico, espuma, compensado ou metal fino. Para que o dispositivo possa realizar mais tipos complexos Para funcionar, você não precisa apenas de um controlador, mas também de um motor de passo.

Deve ter desempenho de alta potência - pelo menos 40-50 watts. Recomenda-se a utilização de motor elétrico convencional, pois com seu uso não haverá necessidade de criação de engrenagem helicoidal, e o controlador proporcionará a entrega oportuna dos comandos.

Força necessária no eixo de transmissão em dispositivo caseiro devem ser transmitidos por meio de correias dentadas. Se uma máquina CNC caseira utilizar carros de impressoras para movimentar a fresa de trabalho, então para isso é necessário selecionar peças de impressoras grandes.

A base da futura unidade pode servir como uma viga retangular, que deve ser firmemente fixada nos trilhos. A estrutura deve ter alto grau de rigidez, mas a soldagem não é recomendada. É melhor usar uma conexão aparafusada.

As costuras de soldagem estarão sujeitas a deformações devido a cargas constantes durante a operação da máquina. Os elementos de fixação neste caso são destruídos, o que levará à falha das configurações e o controlador não funcionará corretamente.

2.1 Sobre pinças e trilhos para motores de passo

A unidade CNC montada por você deve estar equipada com motores de passo. Conforme mencionado acima, é melhor usar motores de impressoras matriciais antigas para montar a unidade.

Para operação eficiente do dispositivo precisará de três motores separados tipo de passo. Recomenda-se a utilização de motores com cinco fios de controle separados. Isso aumentará a funcionalidade aparelho caseiro várias vezes.

Ao selecionar motores para uma futura máquina, você precisa saber o número de graus por passo, o indicador de tensão operacional e a resistência do enrolamento. Posteriormente, isso ajudará a configurar corretamente todo o software.

O eixo do motor esférico é fixado por meio de um cabo de borracha coberto por um enrolamento grosso. Além disso, usando esse cabo, você pode conectar o motor ao pino em funcionamento. A cama pode ser feita de plástico com espessura de 10-12 mm.

Junto com o plástico, é possível usar alumínio ou vidro orgânico.

As partes principais da moldura são fixadas com parafusos auto-roscantes e, no caso de madeira, os elementos podem ser fixados com cola PVA. As guias são barras de aço com seção transversal de 12 mm e comprimento de 20 mm. Existem 2 hastes para cada eixo.

O suporte é feito de textolite, suas dimensões devem ser 30 × 100x40 cm. Os motores de passo são instalados por meio de fixadores.

Os fixadores podem ser feitos de aço tipo de folha. A espessura da folha deve ser de 2 a 3 mm. A seguir, o parafuso é conectado ao eixo do motor de passo através de um eixo flexível. Para isso, você pode usar uma mangueira de borracha comum.

Um conjunto com o qual você pode montar sua fresadora CNC.
Máquinas-ferramentas prontas são vendidas na China, uma resenha de uma delas já foi publicada no Muska. Nós mesmos montaremos a máquina. Bem-vindo…
Atualização: links de arquivos

Ainda darei um link para uma análise da máquina finalizada da AndyBig. Não vou me repetir, não vou citar o texto dele, vamos escrever tudo do zero. O título lista apenas um conjunto com motores e driver, haverá mais peças, tentarei dar links para tudo.
E isso... Peço desculpas antecipadamente aos leitores, não tirei fotos especificamente no processo, porque. naquele momento eu não ia fazer uma review, mas vou levantar no máximo fotos do processo e tentar dar descrição detalhada todos os nós.

O objetivo da revisão não é tanto se gabar, mas mostrar a oportunidade de fazer um assistente para você. Espero que esta revisão dê uma ideia a alguém, e seja possível não só repetir, mas também torná-la ainda melhor. Ir…

Como nasceu a ideia:

Acontece que há muito tempo estou associado ao desenho. Aqueles. meu atividade profissional intimamente associados a eles. Mas uma coisa é quando você faz um desenho e, em seguida, pessoas completamente diferentes dão vida ao objeto de design, e outra é quando você mesmo dá vida ao objeto de design. E se com a construção parece que estou indo bem, então com a modelagem e outras artes aplicadas, na verdade não.
Então, há muito tempo eu sonhava com uma imagem desenhada no AutoCAD, de dar um golpe - e está na sua frente, você pode usar. Essa ideia escorregava de vez em quando, mas não conseguia se concretizar em nada concreto, até que...

Até que vi o REP-RAP há três ou quatro anos. Bom, uma impressora 3D era uma coisa muito interessante, e a ideia de montá-la demorei muito para tomar forma, coletei informações sobre diferentes modelos, sobre os prós e contras das diferentes opções. A certa altura, clicando em um dos links, cheguei a um fórum onde as pessoas estavam sentadas e discutindo não sobre impressoras 3D, mas sobre fresadoras CNC. E a partir daqui, talvez, o hobby comece sua jornada.

Em vez de teoria

Resumindo sobre fresadoras CNC (escrevo com minhas próprias palavras intencionalmente, sem copiar artigos, livros didáticos e manuais).

Fresadora funciona exatamente o oposto de uma impressora 3D. Na impressora, passo a passo, camada por camada, o modelo é construído pela fusão de polímeros, em uma fresadora, com o auxílio de uma fresa, “tudo o supérfluo” é retirado da peça e obtido o modelo desejado.

Para operar tal máquina, você precisa do mínimo necessário.
1. Base (corpo) com guias lineares e mecanismo de transmissão (pode ser parafuso ou correia)
2. Fuso (vejo que alguém sorriu, mas é assim que se chama) - o próprio motor com uma pinça na qual está instalada uma ferramenta de trabalho - uma fresa.
3. Motores de passo - motores que permitem movimentos angulares controlados.
4. Controlador - placa de controle que transmite tensão aos motores de acordo com os sinais recebidos do programa de controle.
5. Computador com programa de controle instalado.
6. Habilidades básicas de desenho, paciência, desejo e bom humor.))

Os pontos:
1. Base.
por configuração:

Vou dividir em 2 tipos, existem opções mais exóticas, mas as 2 principais:

Com portal móvel:
Na verdade, o desenho que escolhi tem uma base sobre a qual as guias são fixadas ao longo do eixo X. Um portal se move ao longo das guias do eixo X, nas quais estão localizadas as guias do eixo Y, e o nó do eixo Z se move ao longo isto.

Com portal estático
Esta estrutura também se representa como um corpo, que também é um portal no qual estão localizadas as guias do eixo Y, e o nó do eixo Z se move ao longo dele, e o eixo X já se move em relação ao portal.

Por materiais:
corpo pode ser feito de materiais diferentes, o mais comum:
- duralumínio - tem uma boa proporção de massa, rigidez, mas o preço (apenas para um hobby de produto caseiro) ainda é deprimente, embora se houver opiniões sobre a máquina para ganhar muito dinheiro, então não há opções.
- compensado - boa rigidez com espessura suficiente, baixo peso, capacidade de processar com qualquer coisa :), e o preço em si, uma folha de compensado 17 agora é bastante barata.
- aço - frequentemente utilizado em máquinas com grande área de processamento. Tal máquina, é claro, deve ser estática (não móvel) e pesada.
- MFD, plexiglass e policarbonato monolítico, até aglomerado - também vi essas opções.

Como você pode ver, o design da máquina em si é muito semelhante ao de uma impressora 3D e de gravadores a laser.
Deliberadamente não escrevo sobre projetos de fresadoras de 4, 5 e 6 eixos, porque. na agenda está uma máquina de hobby caseira.

2. Fuso.
Na verdade, os fusos vêm com resfriamento a ar e água.
Refrigerados a ar são mais baratos no final, porque. para eles não é necessário bloquear um circuito de água adicional, pois funcionam um pouco mais alto que os de água. O resfriamento é fornecido por um impulsor montado na parte traseira, que em altas velocidades cria um fluxo de ar perceptível que resfria a carcaça do motor. Quanto mais potente for o motor, mais grave será o resfriamento e maior será o fluxo de ar, que pode inflar em todas as direções
poeira (aparas, serragem) da peça de trabalho.

Resfriado a água. Esse fuso funciona quase silenciosamente, mas no final, mesmo assim, a diferença entre eles no processo de trabalho não pode ser ouvida, pois o som do material sendo processado pela fresa irá bloqueá-lo. Uma tiragem do impulsor, em este caso claro que não, mas existe um circuito hidráulico adicional. Nesse circuito deve haver tubulações, bomba para bombeamento de líquido, além de local para resfriamento (radiador com fluxo de ar). Normalmente não é despejada água neste circuito, mas sim TOSOL ou etilenoglicol.

Existem também fusos de várias capacidades, e se os de baixa potência puderem ser conectados diretamente ao painel de controle, então os motores com potência de 1 kW ou mais deverão ser conectados através da unidade de controle, mas isso não é sobre nós.))

Sim, muitas vezes em máquinas caseiras são instaladas retificadoras diretas ou fresas com base removível. Tal decisão pode ser justificada, principalmente na execução de trabalhos de curta duração.

No meu caso, foi escolhido um fuso refrigerado a ar de 300W.

3. Motores de passo.
Os motores mais utilizados são de 3 tamanhos
NEMA17, NEMA23, NEMA 32
eles diferem em tamanho, potência e momento de trabalho
NEMA17 são normalmente usados ​​em impressoras 3D, são muito pequenos para uma fresadora, porque. você tem que carregar um portal pesado, ao qual uma carga lateral é aplicada adicionalmente durante o processamento.
NEMA32 para tal embarcação é desnecessário, além disso, seria necessário levar outra placa de controle.
minha escolha recaiu sobre NEMA23 com potência máxima para esta placa - 3A.

Além disso, as pessoas usam steppers em impressoras, mas desde então. Eu também não tinha e ainda tive que comprar, escolhi tudo que estava no kit.

4. Controlador
Uma placa de controle que recebe sinais do computador e transmite tensão para motores de passo que movem os eixos da máquina.

5. Computador
Você precisa de um computador separado (possivelmente muito antigo) e talvez haja duas razões para isso:
1. É improvável que você decida colocar uma fresadora perto de um local onde está acostumado a ler na Internet, brincar, manter contas, etc. Simplesmente porque a fresadora é barulhenta e empoeirada. Normalmente a máquina fica na oficina ou na garagem (de preferência aquecida). Minha máquina está na garagem, fica quase ociosa no inverno, porque. sem aquecimento.
2. Por razões econômicas, geralmente são usados ​​​​computadores que não são mais relevantes para a vida doméstica - muito usados ​​:)
Requisitos para o carro em geral sobre nada:
- do Pentium 4
- a presença de uma placa de vídeo discreta
- RAM de 512 MB
- a presença de um conector LPT (não vou falar nada sobre USB, ainda não estudei as novidades por causa do driver que funciona em LPT)
esse computador é retirado da despensa ou, como no meu caso, comprado por quase nada.
Devido ao baixo consumo de energia da máquina, tentamos não instalar software adicional, ou seja, apenas o eixo e o programa de controle.

A seguir estão duas opções:
- instalar o windows XP (é um computador fraco, lembra né?) e o programa de controle MATCH3 (existem outros, mas esse é o mais popular)
- colocamos niks e Linux CNC (dizem que tudo também é muito bom, mas não dominei niks)

Acrescentarei, talvez, para não ofender os excessivamente ricos, que é bem possível colocar não um quarto toco, mas algum tipo de ai7 - por favor, se você gosta e pode pagar.

6. Habilidades básicas de desenho, paciência, desejo e bom humor.
Aqui em poucas palavras.
Para que a máquina funcione, é necessário um programa de controle (essencialmente um arquivo de texto contendo as coordenadas dos movimentos, velocidade de movimento e aceleração), que por sua vez é preparado em uma aplicação CAM - geralmente ArtCam, nesta aplicação é preparado o próprio modelo, suas dimensões são definidas e uma ferramenta de corte é selecionada.
Normalmente faço um percurso um pouco mais longo, faço um desenho, e depois no AutoCad, salvando em *.dxf, carrego no ArtCam e preparo o UE lá.

Bem, vamos iniciar o processo de criação do seu próprio.

Antes de projetar uma máquina, tomamos vários pontos como pontos de partida:
- Os semi-eixos serão constituídos por pinos de construção com rosca M10. Claro que existem sem dúvida opções mais avançadas tecnologicamente: eixo com rosca trapezoidal, fuso de esferas (fuso de esferas), mas é preciso entender que o preço da edição deixa muito a desejar, e para uma máquina de hobby, o o preço geralmente é espaço. No entanto, com o tempo, vou atualizar e substituir o grampo por um trapézio.
- O material do corpo da máquina é compensado de 16 mm. Por que compensado? Disponível, barato, alegre. Na verdade, existem muitas opções, alguém faz de duralumínio, alguém de plexiglass. Eu prefiro madeira compensada.

Fazendo um modelo 3D:


Alargador:


Aí eu fiz isso, não sobrou nenhuma foto, mas acho que vai ficar claro. Imprimi uma digitalização em folhas transparentes, recortei e colei em uma folha de compensado.
Peças serradas e furos. Das ferramentas - um quebra-cabeças e uma chave de fenda.
Há mais um pequeno truque que facilitará a vida no futuro: antes de fazer furos, aperte todas as peças emparelhadas com uma pinça e perfure, para obter furos igualmente localizados em cada peça. Mesmo que ocorra um ligeiro desvio durante a perfuração, as partes internas das peças conectadas corresponderão e o furo poderá ser um pouco fresado.

Paralelamente, fazemos uma especificação e começamos a encomendar tudo.
o que aconteceu comigo:
1. O kit especificado nesta revisão inclui: placa de controle do motor de passo (driver), motores de passo NEMA23 - 3 peças, fonte de alimentação 12V, cabo LPT e cooler.

2. Fuso (este é o mais simples, mas mesmo assim faz o seu trabalho), fixadores e fonte de alimentação de 12V.

3. Computador usado Pentium 4, o mais importante, a placa-mãe possui LPT e uma placa de vídeo discreta + monitor CRT. Levei para Avito por 1.000 rublos.
4. Eixo de aço: Ф20mm - L=500mm - 2pcs, Ф16mm - L=500mm - 2pcs, Ф12mm - L=300mm - 2pcs.
Peguei aqui, naquela época em São Petersburgo ficou mais caro levar. Veio dentro de 2 semanas.

5. Rolamentos lineares: f20 - 4 unid., f16 - 4 unid., f12 - 4 unid.
20

16

12

6. Fixações para eixos: f20 - 4 unid., f16 - 4 unid., f12 - 2 unid.
20

16

12

7. Porcas Caprolon com rosca M10 - 3 unid.
Eu levei junto com os eixos em duxe.ru
8. Rolamentos de rotação, fechados - 6 unid.
No mesmo lugar, mas os chineses também têm muitos
9. Fio PVA 4x2,5
está off-line
10. Engrenagens, cavilhas, porcas, grampos - um monte.
Isso também está offline, em hardware.
11. Também foi comprado um conjunto de cortadores

Então, pedimos, esperamos, cortamos e coletamos.




Inicialmente, o driver e a fonte de alimentação do mesmo foram instalados no gabinete do computador juntos.


Mais tarde decidiu-se colocar o driver em uma caixa separada, ele simplesmente apareceu.


Bem, o monitor antigo de alguma forma mudou para um mais moderno.

Como disse no início, nunca pensei que iria escrever um review, por isso estou anexando fotos dos nós e tentarei explicar o processo de montagem.

Primeiro montamos três eixos sem parafusos para alinhar os eixos com a maior precisão possível.
Pegamos as paredes frontal e traseira da caixa, fixamos os flanges dos eixos. Colocamos 2 rolamentos lineares no eixo X e os inserimos nos flanges.


Fixamos a parte inferior do portal aos rolamentos lineares, tentamos rolar a base do portal para frente e para trás. Estamos convencidos da curvatura das nossas mãos, desmontamos tudo e fazemos alguns furos.
Assim, conseguimos alguma liberdade de movimento dos eixos. Agora iscamos os flanges, inserimos as hastes neles e movemos a base do portal para frente e para trás para conseguir um deslizamento suave. Apertamos os flanges.
Nesta fase é necessário verificar a horizontalidade dos eixos, bem como o seu alinhamento ao longo do eixo Z (resumindo, para que a distância da mesa de montagem aos eixos seja a mesma) para não preencher o plano de trabalho futuro mais tarde.
Descobrimos o eixo X.
Fixamos os postes do portal na base, para isso utilizei barris de móveis.


Fixe os flanges do eixo Y aos montantes, desta vez pelo lado de fora:


Inserimos eixos com rolamentos lineares.
Fixamos a parede posterior do eixo Z.
Repetimos o processo de ajuste do paralelismo dos eixos e fixação dos flanges.
Repetimos o mesmo processo com o eixo Z.
Obtemos um design bastante engraçado que pode ser movido com uma mão ao longo de três coordenadas.
Um ponto importante: todos os eixos devem mover-se facilmente, ou seja, inclinando levemente a estrutura, o próprio portal deve mover-se livremente, sem rangidos e resistência.

Em seguida, coloque os parafusos de avanço.
Cortamos o pino de construção M10 do comprimento necessário, aparafusamos a porca caprolon aproximadamente no meio e 2 porcas M10 de cada lado. É conveniente para isso, depois de apertar um pouco as porcas, prender o pino na chave de fenda e, segurando as porcas, apertar.
Inserimos os rolamentos nos soquetes e empurramos os pinos por dentro. Depois disso, fixamos os pinos no rolamento com porcas de cada lado e contrabalançamos com o segundo para que não se soltem.
Fixamos a porca caprolon na base do eixo.
Prendemos a extremidade do pino na chave de fenda e tentamos mover o eixo do início ao fim e retornar.
Aqui temos mais algumas alegrias nos esperando:
1. A distância do eixo da porca até a base no centro (e provavelmente no momento da montagem a base estará no meio) pode não coincidir com a distância nas posições extremas, pois os eixos sob o peso da estrutura podem dobrar. Tive que colocar papelão ao longo do eixo X.
2. O deslocamento do eixo pode ser muito apertado. Se você eliminou todas as distorções, então a tensão pode desempenhar um papel, aqui é necessário captar o momento de tensão de fixação com porcas ao rolamento instalado.
Tendo resolvido os problemas e obtido rotação livre do início ao fim, procedemos à instalação dos parafusos restantes.

Fixamos motores de passo aos parafusos:
Em geral, quando se utilizam parafusos especiais, sejam trapézios ou fusos de esferas, as pontas são processadas neles e a seguir a conexão ao motor é feita de forma muito conveniente com um acoplamento especial.

Mas temos um garanhão de construção e tivemos que pensar em como consertá-lo. Naquele momento me deparei com um corte de cano de gás e apliquei. Ele “enrola” diretamente no pino do motor, entra na retificação, aperta com grampos - segura muito bem.


Para consertar os motores, peguei um tubo de alumínio e cortei. Ajustado com arruelas.
Para conectar os motores, peguei os seguintes conectores:




Desculpe, não me lembro como eles são chamados, espero que alguém nos comentários lhe diga.
Conector GX16-4 (obrigado Jager). Pedi para um colega comprar em uma loja de eletrônicos, ele só mora perto, mas acabou sendo muito inconveniente para mim chegar lá. Estou muito satisfeito com eles: seguram-nos com segurança, são projetados para uma corrente mais alta, você sempre pode desconectá-los.
Colocamos o campo de trabalho, é também uma mesa de sacrifício.
Conectamos todos os motores à placa de controle da análise, conectamos a uma fonte de alimentação de 12V, conectamos ao computador com um cabo LPT.

Instale o MACH3 no PC, faça as configurações e experimente!
Sobre a configuração separadamente, talvez, não escreverei. Poderia continuar por mais algumas páginas.

Estou muito feliz, o vídeo do primeiro lançamento da máquina foi preservado:

A seguir, é necessário colocar o fuso, garantindo sua perpendicularidade (simultaneamente em X e Y) ao plano de trabalho. A essência do procedimento é esta: prendemos um lápis ao fuso com fita isolante, obtendo-se assim um recuo do eixo. Com um abaixamento suave do lápis, ele começa a desenhar um círculo no quadro. Se o fuso estiver desarrumado, não será um círculo, mas um arco. Conseqüentemente, é necessário obter o alinhamento desenhando um círculo. Uma foto do processo foi preservada, o lápis está desfocado e o ângulo não é o mesmo, mas acho que a essência está clara:

Nós achamos modelo acabado(no meu caso, o brasão da Federação Russa) preparamos o UE, alimentamos o MACH e pronto!
Operação de máquina:

Resumindo:
Com o processamento 2D (simplesmente serrado), é definido um contorno, que é recortado em várias passagens.
Com o processamento 3D (aqui você pode mergulhar em um holivar, alguns argumentam que não é 3D, mas 2,5D, já que a peça é processada apenas por cima), uma superfície complexa é definida. E quanto maior a precisão do resultado desejado, quanto mais fina a fresa for utilizada, mais passadas desta fresa serão necessárias.
Para agilizar o processo, utiliza-se o desbaste. Aqueles. primeiro, o volume principal é amostrado com uma fresa grande e, em seguida, inicia-se o acabamento com uma fresa fina.

Em seguida, tentamos, configuramos, experimentamos, etc. A regra das 10.000 horas também funciona aqui ;)
Talvez eu não vá mais aborrecê-los com uma história sobre construção, afinação, etc. É hora de mostrar os resultados do uso da máquina - o produto.

Como você pode ver, trata-se principalmente de contornos serrados ou processamento 2D. Para processamento figuras volumétricas demora muito, a máquina fica na garagem e eu paro um pouco aí.
Aqui eles vão me notar com razão - mas vamos lá ... para construir tal bandura, se você puder cortar uma figura com um quebra-cabeça em forma de U ou um quebra-cabeça elétrico?
É possível, mas este não é o nosso método. Como você lembra, no início do texto escrevi que foi a ideia de fazer um desenho no computador e transformar esse desenho em um produto que motivou a criação dessa fera.

Escrever um comentário finalmente me levou a atualizar a máquina. Aqueles. a atualização foi planejada anteriormente, mas "as mãos não alcançaram". Última mudança antes havia uma organização de uma casa para a máquina:


Assim, na garagem, quando a máquina está funcionando, ela fica muito mais silenciosa e voa muito menos poeira.

A última atualização foi a instalação de um novo fuso, mais precisamente, agora tenho duas bases intercambiáveis:
1. Com fuso chinês de 300 W para um trabalho fino:


2. Com uma fresa doméstica, mas não menos chinesa, "Enkor" ...


Com o novo roteador surgiram novas possibilidades.
Processamento mais rápido, mais poeira.
Aqui está o resultado do uso de uma fresa de ranhura semicircular:

Bem, especialmente para MYSKU
Cortador de ranhura reta simples:


Vídeo do processo:

Sobre isso vou resumir, mas de acordo com as regras seria necessário fazer um balanço.

Desvantagens:
- Caro.
- Por muito tempo.
- De vez em quando você tem que resolver novos problemas (apagaram a luz, captadores, algo se desenrolou, etc.)

Prós:
- O processo de criação. Só que isso já justifica a criação da máquina. A busca de soluções para problemas emergentes e implementação é que, em vez de sentar no padre, você se levanta e vai fazer alguma coisa.
- Alegria na hora de dar presentes feitos com as próprias mãos. Aqui é preciso acrescentar que a máquina não faz todo o trabalho sozinha :) além da fresagem, ainda é necessário processá-la, lixá-la, pintá-la, etc.

Muito obrigado se você ainda estiver lendo. Espero que meu post, mesmo que não o estimule a criar tal (ou outra) máquina, amplie seus horizontes e dê o que pensar. Quero também agradecer a quem me convenceu a escrever esta obra, sem ela não tive upgrade, aparentemente, então está tudo no azul.

Peço desculpas pelas imprecisões nas palavras e quaisquer digressões líricas. Muito teve que ser cortado, caso contrário o texto ficaria simplesmente imenso. Esclarecimentos e acréscimos são naturalmente possíveis, escreva nos comentários - tentarei responder a todos.

Boa sorte em seus empreendimentos!

Links de arquivos prometidos:
- desenho da máquina,
- varrer,
o formato é dxf. Isso significa que você pode abrir o arquivo com qualquer editor de vetores.
O modelo 3D é detalhado em 85-90 por cento, fiz muitas coisas, seja na hora de preparar a digitalização, ou no local. Por favor, entenda e perdoe.)