As máquinas CNC estão revolucionando o mundo da fabricação, fornecendo precisão, velocidade e automação em processos como moagem, girar e gravar. Se você é um hobby que procura construir sua própria máquina ou um pequeno empresário que deseja melhorar sua linha de produção, a construção de sua própria máquina CNC pode ser um projeto gratificante e econômico. Ele permite que você tenha uma máquina personalizada adaptada às suas necessidades específicas.
Vamos levá -lo a todo o processo de construção de A, Máquina CNC, desde a compreensão do básico até a montagem e colocá -lo em funcionamento. O processo é dividido em várias etapas, cada uma exigindo um planejamento e execução cuidadosos. No final deste guia, você terá um bom entendimento de como criar sua própria máquina CNC, esteja começando com uma pequena máquina de moagem de 3 eixos ou uma configuração de vários eixos mais complexos.
Planejando o design
1. Decida o tipo de usinagem
A primeira etapa na construção de uma máquina CNC é decidir que tipo de usinagem você deseja executar. Máquinas CNC podem ser usadas para uma variedade de propósitos, como:
Solling : O processo de corte e modelagem de material usando um cortador rotativo. É usado para moldar metal, plástico ou madeira.
Turning : O processo de girar uma peça de trabalho enquanto uma ferramenta de corte remove o material. É normalmente usado para peças cilíndricas.
Gravura : o processo de escultura ou gravação de desenhos detalhados em uma superfície do material.
Corte : para cortar materiais como madeira, plástico e metal usando um cortador de laser CNC ou cortador de plasma.
Compreender o tipo de trabalho necessário orientará o restante do processo de design, incluindo o quadro e a seleção do motor.
2. Escolha o número de eixos
As máquinas CNC geralmente operam em vários eixos, cada um oferecendo um nível diferente de precisão e complexidade. Os tipos mais comuns de máquinas CNC são:
Máquinas CNC de 3 eixos : a configuração da máquina CNC mais comum. Essas máquinas se movem nas direções X, Y e Z, tornando -as ideais para tarefas simples de moagem ou corte.
Máquinas CNC de 4 eixos : Essas máquinas adicionam um eixo de rotação (geralmente o eixo A) à configuração padrão de 3 eixos. Eles são ótimos para criar peças com geometrias mais complexas.
Máquinas CNC de 5 eixos : essas máquinas são capazes de se mover nos eixos x, y, z, a e b, fornecendo a maior flexibilidade e precisão para peças complexas. Eles são normalmente usados em indústrias de alta precisão, como fabricação aeroespacial e de dispositivos médicos.
Depois de decidir que tipo de usinagem você deseja executar e quantos eixos sua máquina terá, você pode começar a projetar os componentes físicos.
Quadro mecânico e base
1. Construindo o quadro
A estrutura da sua máquina CNC serve como base de todo o sistema. O quadro deve ser resistente e estável para garantir que a máquina permaneça precisa durante a operação. A maioria das máquinas CNC DIY é construída com materiais como:
Aço : forte e rígido, mas mais difícil de trabalhar.
Alumínio : mais leve e mais fácil de trabalhar, embora um pouco menos rígido que o aço.
Madeira : Comum para entusiastas, mas é menos estável que o metal, especialmente para máquinas de ponta.
É crucial projetar um quadro que possa suportar o peso dos motores, eixo e outros componentes. Você pode soldar o quadro ou comprar kits pré -fabricados.
2. A cama e trilhos
A cama é a superfície onde o material fica durante a usinagem. Deve ser plano e nivelado para garantir cortes precisos. Os trilhos ou guias apoiarão os componentes móveis, fornecendo a precisão e a rigidez necessárias. Você tem várias opções para trilhos:
Trilhos da guia linear : Forneça movimento suave e preciso e são frequentemente usados em máquinas CNC de nível industrial.
Rails em V-slot : Uma solução econômica para máquinas CNC DIY, esses trilhos são fáceis de montar e fornecer precisão decente.
3. Motores e unidades
Os motores são essenciais para impulsionar o movimento da máquina CNC ao longo dos eixos X, Y e Z. A escolha dos motores certos para sua máquina depende do tamanho, peso e velocidade que você precisa para suas tarefas. Os tipos de motores mais comuns usados nas máquinas CNC são:
Motores de Stepper : Esses motores fornecem controle preciso e são frequentemente usados em máquinas de baixo custo. Os motores de passo funcionam dividindo cada rotação em etapas iguais, o que oferece um controle muito bom sobre o movimento.
Servo Motores : Usados em máquinas CNC de ponta, esses motores oferecem mais torque e precisão que os motores de passo e são ideais para máquinas maiores ou mais complexas.
Motores do eixo : o motor do eixo aciona a ferramenta de corte e deve ser escolhido com base no tipo de material que você planeja cortar e no tipo de usinagem que fará.
4. Fonte de alimentação e resfriamento
A alimentação da sua máquina CNC requer uma fonte de alimentação estável e confiável. A fonte de alimentação alimentará energia aos motores de passo ou servo, e os sistemas de resfriamento garantirão que motores e outros componentes não superaqueçam. Para a maioria das máquinas, uma fonte de alimentação classificada entre 24V e 48V será suficiente. Se você estiver trabalhando com motores maiores ou uma máquina de 5 eixos, pode precisar de um sistema mais poderoso.
Escolhendo os motores e motoristas certos
A próxima etapa crítica é selecionar os drivers corretos para os motores que você escolheu. Os motores precisam ser controlados com placas de motorista especializadas, e estes converterão sinais elétricos do controlador CNC em movimento. Alguns fatores -chave a serem considerados ao selecionar motores e motoristas incluem:
Requisitos de torque : o tamanho e o peso dos materiais que você planeja cortar afetarão o torque que seus motores precisam gerar.
Velocidade e precisão : Algumas tarefas podem exigir movimentos de corte ou precisão de alta velocidade, enquanto outros podem priorizar o poder sobre a velocidade.
Compatibilidade do driver : verifique se o driver do motor escolhido é compatível com o controlador CNC.
Instalando eletrônicos e controlador
1. Controlador CNC
O controlador CNC é o cérebro da máquina. Ele interpreta os comandos do código G e os traduz em movimentos motores. Vários sistemas controladores estão disponíveis para máquinas DIY:
Arduino com GRBL : Esta solução de código aberto é popular entre os amadores. É barato, fácil de usar e funciona bem para máquinas básicas de 3 eixos.
Mach3 ou Mach4 : São opções avançadas de software comumente usadas em máquinas de nível comercial. Eles fornecem recursos extensos, mas exigem um pouco mais de configuração e configuração.
LinuxCNC : Para usuários que desejam mais personalização e se sentem confortáveis com o Linux, o LinuxCNC é uma solução poderosa que fornece suporte para máquinas CNC de vários eixos.
2. Fiação e circuito
A fiação da sua máquina CNC deve ser organizada e segura para garantir um desempenho confiável. A fiação conecta os motores, fonte de alimentação, controlador e outros componentes. A rotulagem e o uso de técnicas de gerenciamento de cabos ajudará a prevenir problemas à medida que sua máquina fica mais complexa.
3. Comutadores e sensores limitados
Os interruptores e os sensores de limite são essenciais para proteger sua máquina contra o excesso de troca, evitando danos à máquina ou às ferramentas. Esses comutadores dirão ao controlador quando a máquina atingir seu limite de viagem nas direções x, y ou z.
Programação e calibração
1 codificador G e configuração de software
Depois que o hardware é montado, você precisa escrever ou importar arquivos de código G que instruem a máquina CNC sobre como se mover e cortar. Code G é a linguagem padrão usada pelas máquinas CNC. Você pode criar seu próprio código G usando software CAD/CAM, como Fusion 360, SolidWorks ou alternativas gratuitas, como Freecad ou Inkscape.
2. Calibração e teste
Antes de executar a máquina CNC com material real, você deve executar várias execuções de teste para garantir que os movimentos da máquina sejam precisos. A calibração envolve o ajuste fino das configurações do sistema para garantir que os eixos X, Y e Z se movam para as posições corretas e os motores estejam funcionando corretamente. Também é importante testar as ferramentas do fuso e de corte para garantir que elas estejam operando como esperado.
Conclusão
Construindo o seu próprio A máquina CNC pode ser uma experiência desafiadora e gratificante. Seguindo as etapas descritas-planejando cuidadosamente seu design, escolhendo os materiais, motores e controladores certos e programando o sistema-você obtém uma experiência prática valiosa com técnicas avançadas de máquinas e precisão. O resultado final será uma máquina CNC adaptada às suas necessidades, capaz de produzir protótipos de alta qualidade, peças personalizadas e até designs artísticos.
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