Οι μηχανές CNC φέρνουν επανάσταση στον κόσμο της κατασκευής παρέχοντας ακρίβεια, ταχύτητα και αυτοματοποίηση σε διαδικασίες όπως η άλεση, η στροφή και η χάραξη. Είτε είστε χόμπι που θέλετε να χτίσετε το δικό σας μηχάνημα ή έναν ιδιοκτήτη μικρής επιχείρησης που θέλει να βελτιώσει τη γραμμή παραγωγής σας, η κατασκευή της δικής σας μηχανής CNC μπορεί να είναι τόσο ένα ανταμείβοντας και οικονομικά αποδοτικό έργο. Σας επιτρέπει να έχετε μια προσαρμοσμένη μηχανή προσαρμοσμένη στις συγκεκριμένες ανάγκες σας.
Θα σας μεταφέρουμε σε όλη τη διαδικασία της οικοδόμησης Α, Μηχάνημα CNC, από την κατανόηση των βασικών στοιχείων για τη συναρμολόγηση και την εκτέλεση του. Η διαδικασία χωρίζεται σε διάφορα βήματα, καθένα από τα οποία απαιτεί προσεκτικό σχεδιασμό και εκτέλεση. Μέχρι το τέλος αυτού του οδηγού, θα έχετε καλή κατανόηση για το πώς να δημιουργήσετε τη δική σας μηχανή CNC, είτε ξεκινάτε με μια μικρή μηχανή άλεσης 3 αξόνων είτε μια πιο σύνθετη ρύθμιση πολλαπλών αξόνων.
Σχεδιασμός του σχεδίου
1. Αποφασίστε για τον τύπο της μηχανικής κατεργασίας
Το πρώτο βήμα για την οικοδόμηση μιας μηχανής CNC αποφασίζει τι είδους κατεργασία θέλετε να εκτελέσετε. Οι μηχανές CNC μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διάφορους σκοπούς, όπως:
Φρενίρισμα : Η διαδικασία κοπής και διαμόρφωσης υλικού χρησιμοποιώντας έναν περιστρεφόμενο κόπτη. Χρησιμοποιείται για τη διαμόρφωση μετάλλου, πλαστικού ή ξύλου.
Στρέφοντας : Η διαδικασία περιστροφής ενός τεμαχίου εργασίας ενώ ένα εργαλείο κοπής αφαιρεί το υλικό. Χρησιμοποιείται συνήθως για κυλινδρικά μέρη.
Χαρακτική : Η διαδικασία της σκάλισμα ή η χάραξη λεπτομερών σχεδίων σε μια επιφάνεια υλικού.
Κοπή : Για κοπή από υλικά όπως ξύλο, πλαστικό και μέταλλο χρησιμοποιώντας κόπτη λέιζερ CNC ή κόπτη πλάσματος.
Η κατανόηση του τύπου εργασίας που χρειάζεστε θα καθοδηγήσει την υπόλοιπη διαδικασία σχεδιασμού, συμπεριλαμβανομένης της επιλογής πλαισίου και κινητήρα.
2. Επιλέξτε τον αριθμό των αξόνων
Οι μηχανές CNC λειτουργούν συνήθως σε πολλαπλούς άξονες, το καθένα προσφέροντας διαφορετικό επίπεδο ακρίβειας και πολυπλοκότητας. Οι πιο συνηθισμένοι τύποι μηχανών CNC είναι:
Μηχανές CNC 3 άξονα : Η πιο κοινή διαμόρφωση μηχανής CNC. Αυτά τα μηχανήματα κινούνται στις κατευθύνσεις x, y και z, καθιστώντας τα ιδανικά για απλές εργασίες άλεσης ή κοπής.
Μηχανές CNC 4 αξόνων : Αυτά τα μηχανήματα προσθέτουν έναν άξονα περιστροφής (συνήθως τον άξονα Α) στην τυπική ρύθμιση 3 άξονα. Είναι ιδανικά για τη δημιουργία εξαρτημάτων με πιο πολύπλοκες γεωμετρίες.
Μηχανές CNC 5 άξονα : Αυτά τα μηχανήματα είναι ικανά να μετακινούνται στους άξονες X, Y, Z, A και B, παρέχοντας την μεγαλύτερη ευελιξία και ακρίβεια για περίπλοκα μέρη. Αυτά χρησιμοποιούνται συνήθως σε βιομηχανίες υψηλής ακρίβειας όπως η παραγωγή αεροδιαστημικής και ιατρικής συσκευής.
Μόλις αποφασίσετε τι είδους κατεργασία θέλετε να εκτελέσετε και πόσους άξονες θα έχει το μηχάνημά σας, μπορείτε να αρχίσετε να σχεδιάζετε τα φυσικά εξαρτήματα.
Μηχανικό πλαίσιο και βάση
1. Δημιουργία του πλαισίου
Το πλαίσιο της μηχανής CNC σας χρησιμεύει ως το θεμέλιο ολόκληρου του συστήματος. Το πλαίσιο πρέπει να είναι ανθεκτικό και σταθερό για να εξασφαλιστεί ότι το μηχάνημα παραμένει ακριβές κατά τη διάρκεια της λειτουργίας. Τα περισσότερα μηχανήματα DIY CNC είναι κατασκευασμένα με υλικά όπως:
Χάλυβα : Ισχυρό και άκαμπτο, αλλά πιο δύσκολο να εργαστείς.
Αλουμίνιο : ελαφρύτερο και ευκολότερο να εργαστεί, αν και ελαφρώς λιγότερο άκαμπτο από το χάλυβα.
Ξύλο : Κοινή για τους χομπίστες, αλλά είναι λιγότερο σταθερό από το μέταλλο, ειδικά για μηχανήματα υψηλότερου βαθμού.
Είναι σημαντικό να σχεδιάσουμε ένα πλαίσιο που μπορεί να υποστηρίξει το βάρος των κινητήρων, του άξονα και άλλων εξαρτημάτων. Μπορείτε είτε να συγκολλήσετε το πλαίσιο μόνοι σας είτε να αγοράσετε προκατασκευασμένα κιτ.
2. Το κρεβάτι και οι ράγες
Το κρεβάτι είναι η επιφάνεια όπου το υλικό θα καθίσει κατά τη μηχανική κατεργασία. Πρέπει να είναι επίπεδη και επίπεδο για να εξασφαλίσει ακριβείς περικοπές. Οι ράγες ή οι οδηγοί θα υποστηρίξουν τα κινούμενα εξαρτήματα, παρέχοντας την απαραίτητη ακρίβεια και ακαμψία. Έχετε αρκετές επιλογές για ράγες:
Γραμμικές ράγες οδηγού : Παρέχετε ομαλή, ακριβή κίνηση και χρησιμοποιούνται συχνά σε μηχανές CNC βιομηχανικής ποιότητας.
V-slot Rails : Μια οικονομικά αποδοτική λύση για μηχανήματα DIY CNC, αυτές οι ράγες είναι εύκολο να συναρμολογηθούν και να παρέχουν αξιοπρεπή ακρίβεια.
3. Κινητήρες και μονάδες δίσκου
Οι κινητήρες είναι απαραίτητοι για την οδήγηση της κίνησης της μηχανής CNC κατά μήκος των αξόνων X, Y και Z. Η επιλογή των σωστών κινητήρων για το μηχάνημά σας εξαρτάται από το μέγεθος, το βάρος και την ταχύτητα που χρειάζεστε για τις εργασίες σας. Οι πιο συνηθισμένοι τύποι κινητήρα που χρησιμοποιούνται στα μηχανήματα CNC είναι:
Stepper Motors : Αυτοί οι κινητήρες παρέχουν ακριβή έλεγχο και χρησιμοποιούνται συχνά σε μηχανές χαμηλότερου κόστους. Οι βηματοδοτημένοι κινητήρες εργάζονται διαιρώντας κάθε περιστροφή σε ίσα βήματα, γεγονός που σας δίνει πολύ λεπτό έλεγχο της κίνησης.
SERVO MOTORS : Χρησιμοποιείται σε μηχανές CNC υψηλότερου βαθμού, αυτοί οι κινητήρες προσφέρουν περισσότερη ροπή και ακρίβεια από τους βηματικούς κινητήρες και είναι ιδανικοί για μεγαλύτερες ή πιο σύνθετες μηχανές.
Motors Spindle : Ο κινητήρας του άξονα οδηγεί το εργαλείο κοπής και πρέπει να επιλεγεί με βάση τον τύπο του υλικού που σκοπεύετε να κόψετε και τον τύπο της μηχανικής κατεργασίας που θα κάνετε.
4. Τροφοδοσία και ψύξη
Η τροφοδοσία της μηχανής CNC απαιτεί σταθερή και αξιόπιστη τροφοδοσία ρεύματος. Η τροφοδοσία ρεύματος θα τροφοδοτεί ενέργεια στους βηματικούς ή σερβοκινητήρες και τα συστήματα ψύξης θα εξασφαλίσουν ότι οι κινητήρες και άλλα εξαρτήματα δεν υπερθερμανθούν. Για τα περισσότερα μηχανήματα, μια τροφοδοσία ρεύματος που ονομάζεται μεταξύ 24V και 48V θα είναι επαρκής. Εάν εργάζεστε με μεγαλύτερους κινητήρες ή μια μηχανή 5 αξόνων, ίσως χρειαστείτε ένα πιο ισχυρό σύστημα.
Επιλέγοντας τους σωστούς κινητήρες και οδηγούς
Το επόμενο κρίσιμο βήμα είναι η επιλογή των σωστών οδηγών για τους κινητήρες που έχετε επιλέξει. Οι κινητήρες πρέπει να ελέγχονται με εξειδικευμένους πίνακες οδηγών και αυτές θα μετατρέψουν τα ηλεκτρικά σήματα από τον ελεγκτή CNC σε κίνηση. Μερικοί βασικοί παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή των κινητήρων και των οδηγών περιλαμβάνουν:
Απαιτήσεις ροπής : Το μέγεθος και το βάρος των υλικών που σκοπεύετε να κόψετε θα επηρεάσουν τη ροπή που χρειάζονται οι κινητήρες που πρέπει να δημιουργήσουν οι κινητήρες σας.
Ταχύτητα και ακρίβεια : Ορισμένες εργασίες ενδέχεται να απαιτούν κοπή υψηλής ταχύτητας ή ακριβείς κινήσεις, ενώ άλλες μπορεί να δώσουν προτεραιότητα στην εξουσία πάνω από την ταχύτητα.
Συμβατότητα οδηγού : Βεβαιωθείτε ότι ο οδηγός κινητήρα που επιλέγετε είναι συμβατό με τον ελεγκτή CNC.
Εγκατάσταση ηλεκτρονικών και ελεγκτή
1 ελεγκτή CNC
Ο ελεγκτής CNC είναι ο εγκέφαλος του μηχανήματος. Ερμηνεύει τις εντολές G-κωδικού και τις μεταφράζει σε κινητικές κινήσεις. Αρκετά συστήματα ελεγκτών είναι διαθέσιμα για μηχανές DIY:
Arduino με GRBL : Αυτή η λύση ανοιχτού κώδικα είναι δημοφιλής στους χομπίστες. Είναι φθηνό, εύκολο στη χρήση και λειτουργεί καλά για βασικά μηχανήματα 3 αξόνων.
Mach3 ή Mach4 : Αυτές είναι προχωρημένες επιλογές λογισμικού που χρησιμοποιούνται συνήθως σε μηχανές εμπορικής ποιότητας. Παρέχουν εκτεταμένα χαρακτηριστικά, αλλά απαιτούν λίγο περισσότερη ρύθμιση και διαμόρφωση.
LinuxCNC : Για τους χρήστες που θέλουν περισσότερη προσαρμογή και είναι άνετοι με το Linux, το LinuxCNC είναι μια ισχυρή λύση που παρέχει υποστήριξη για μηχανές CNC πολλαπλών αξόνων.
2. Καλωδίωση και κύκλωμα
Η καλωδίωση της μηχανής CNC πρέπει να είναι οργανωμένη και ασφαλής για να εξασφαλιστεί αξιόπιστη απόδοση. Η καλωδίωση συνδέει τους κινητήρες, την τροφοδοσία, τον ελεγκτή και άλλα εξαρτήματα. Η επισήμανση και η χρήση τεχνικών διαχείρισης καλωδίων θα βοηθήσει στην πρόληψη των προβλημάτων καθώς το μηχάνημά σας γίνεται πιο περίπλοκο.
3. Όρια διακόπτες και αισθητήρες
Οι διακόπτες και οι αισθητήρες ορίων είναι απαραίτητοι για την προστασία του μηχανήματος από το Overtravel, αποτρέποντας τη ζημιά στο μηχάνημα ή τα εργαλεία. Αυτοί οι διακόπτες θα ενημερώσουν τον ελεγκτή όταν το μηχάνημα έχει φτάσει στο όριο ταξιδιού του στις οδηγίες x, y ή z.
Προγραμματισμός και βαθμονόμηση
1.
Μόλις συναρμολογηθεί το υλικό, πρέπει να γράψετε ή να εισαγάγετε αρχεία G-κωδικού που καθοδηγούν τη μηχανή CNC για το πώς να μετακινήσετε και να κόψετε. Ο κώδικας G είναι η τυποποιημένη γλώσσα που χρησιμοποιείται από τις μηχανές CNC. Μπορείτε να δημιουργήσετε το δικό σας G-Code χρησιμοποιώντας λογισμικό CAD/CAM όπως Fusion 360, SolidWorks ή δωρεάν εναλλακτικές λύσεις όπως το Freecad ή το Inkscape.
2. Βαθμονόμηση και δοκιμή
Πριν εκτελέσετε τη μηχανή CNC με πραγματικό υλικό, θα πρέπει να εκτελέσετε αρκετές δοκιμαστικές διαδρομές για να διασφαλίσετε ότι οι κινήσεις του μηχανήματος είναι ακριβείς. Η βαθμονόμηση περιλαμβάνει την τελειοποίηση των ρυθμίσεων του συστήματος για να διασφαλιστεί ότι οι άξονες x, y και z μετακινούνται στις σωστές θέσεις και οι κινητήρες λειτουργούν σωστά. Είναι επίσης σημαντικό να δοκιμάσετε τα εργαλεία ατράκτου και κοπής για να βεβαιωθείτε ότι λειτουργούν όπως αναμένεται.
Σύναψη
Δημιουργία του δικού σας Η μηχανή CNC μπορεί να είναι μια προκλητική και ικανοποιητική εμπειρία. Ακολουθώντας τα περιγραφόμενα βήματα-προγραμματίζετε με προσοχή το σχεδιασμό σας, επιλέγοντας τα σωστά υλικά, τους κινητήρες και τους ελεγκτές και τον προγραμματισμό του συστήματος-κερδίζετε πολύτιμη πρακτική εμπειρία με προηγμένες τεχνικές μηχανημάτων και ακρίβειας. Το τελικό αποτέλεσμα θα είναι ένα μηχάνημα CNC προσαρμοσμένο στις ανάγκες σας, ικανό να παράγει πρωτότυπα υψηλής ποιότητας, προσαρμοσμένα μέρη και ακόμη και καλλιτεχνικά σχέδια.
Εάν ενδιαφέρεστε να λάβετε τις δυνατότητές σας στο CNC στο επόμενο επίπεδο, εξετάστε το ενδεχόμενο να εξερευνήσετε τις λύσεις που προσφέρει η Yetta Tech Co., Ltd. με την εκτεταμένη εμπειρία τους στην τεχνολογία CNC και τα μηχανήματα ακριβείας, η Yetta Tech παρέχει καινοτόμα προϊόντα που μπορούν να βοηθήσουν στην ενίσχυση των έργων σας. Είτε ψάχνετε για αξιόπιστα εξαρτήματα, συμβουλές εμπειρογνωμόνων ή προσαρμοσμένες λύσεις, η ομάδα τους είναι έτοιμη να βοηθήσει. Για περισσότερες πληροφορίες ή για να έρθετε σε επαφή με τους επαγγελματίες τους, επισκεφθείτε την [Yetta Tech Co., Ltd.] και ανακαλύψτε πώς μπορούν να υποστηρίξουν τις ανάγκες μηχανικής επεξεργασίας CNC.
