Машины с ЧПУ революционизируют производственный мир, обеспечивая точность, скорость и автоматизацию в таких процессах, как фрезерование, поворот и гравюра. Являетесь ли вы любителем, хотите построить свою собственную машину или владелец малого бизнеса, который хочет улучшить свою производственную линию, построение собственной машины с ЧПУ может быть как полезным, так и экономически эффективным проектом. Это позволяет вам создать специальную машину, адаптированную к вашим конкретным потребностям.
Мы проведем вас через весь процесс построения Машина с ЧПУ, из понимания оснований до его сборки и его работы. Процесс делится на несколько шагов, каждый из которых требует тщательного планирования и выполнения. К концу этого руководства у вас будет хорошее понимание того, как создать свою собственную машину с ЧПУ, независимо от того, начинаете ли вы с небольшей 3-осевой фрезелью или более сложной многоосной установки.
Планирование дизайна
1. Определите тип обработки
Первый шаг в создании машины с ЧПУ - это решает, какой тип обработки вы хотите выполнить. Машины с ЧПУ могут использоваться для различных целей, таких как:
Фрезерование : процесс резки и формирования материала с использованием вращающегося резака. Он используется для формирования металла, пластика или дерева.
Поворот : процесс вращения заготовки, в то время как режущий инструмент удаляет материал. Обычно используется для цилиндрических деталей.
Гравировка : процесс резьбы или травления подробных конструкций на поверхности материала.
Резка : для резки материалов, таких как древесина, пластик и металл, используя лазерный резак с ЧПУ или плазменную нож.
Понимание нуждающейся вами работы будет направлять остальную часть процесса проектирования, включая выбор кадра и двигателя.
2. Выберите количество осей
Машины с ЧПУ обычно работают на нескольких осях, каждая из которых предлагает различный уровень точности и сложности. Наиболее распространенными типами машин с ЧПУ являются:
3-осевые машины ЧПУ : наиболее распространенная конфигурация машины ЧПУ. Эти машины перемещаются в направлениях X, Y и Z, что делает их идеальными для простых задач измельчения или резки.
4-осевые машины ЧПУ : эти машины добавляют ось вращения (обычно оси A) в стандартную установку с 3 положениями. Они отлично подходят для создания деталей с более сложной геометрией.
5-осевые машины ЧПУ : эти машины способны перемещаться по осям x, y, z, a и b, обеспечивая наибольшую гибкость и точность для замысловатых деталей. Они обычно используются в высокопроизводительных отраслях, таких как производство аэрокосмических и медицинских устройств.
После того, как вы решили, какой тип обработки вы хотите выполнить и сколько осей будет у вашей машины, вы можете начать проектирование физических компонентов.
Механическая рама и основание
1. Строительство рамы
Рамка вашей машины с ЧПУ служит основой всей системы. Кадра должна быть прочной и стабильной, чтобы машина оставалась точной во время работы. Большинство машин с ЧПУ построены из таких материалов, как:
Сталь : прочная и жесткая, но с труднее работать.
Алюминий : легче и легче работать, хотя и немного менее жесткая, чем сталь.
Вуд : распространен для любителей, но он менее стабилен, чем металл, особенно для более высоких машин.
Крайне важно разработать раму, которая может поддерживать вес двигателей, шпинделя и других компонентов. Вы можете либо приобрести рамку самостоятельно, либо приобрести сборные наборы.
2. Кровать и рельсы
Кровать - это поверхность, где материал будет сидеть во время обработки. Это должно быть плоским и ровным, чтобы обеспечить точные сокращения. Рельсы или направляющие будут поддерживать движущиеся компоненты, обеспечивая необходимую точность и жесткость. У вас есть несколько вариантов для рельсов:
Линейные направляющие рельсы : обеспечивают гладкое, точное движение и часто используются в машинах ЧПУ промышленного класса.
Rails V-Slot : экономически эффективное решение для DIY CNC-машин, эти рельсы легко собирают и обеспечивают приличную точность.
3. Двигатели и диски
Двигатели необходимы для движения движения машины ЧПУ вдоль оси x, y и z. Выбор правильных двигателей для вашей машины зависит от размера, веса и скорости, которые вам требуются для ваших задач. Наиболее распространенными типами двигателей, используемых в машинах с ЧПУ:
Шаповые двигатели : эти двигатели обеспечивают точный контроль и часто используются на более дешевых машинах. Шаповые двигатели работают, деляя каждое вращение на равные шаги, что дает вам очень мелкий контроль над движением.
Сервомоты : используемые на более высоких компьютерах с ЧПУ, эти двигатели предлагают больше крутящего момента и точности, чем шаговые двигатели, и идеально подходят для более крупных или более сложных машин.
Двигатели шпинделя : двигатель шпинделя управляет режущим инструментом, и он должен быть выбран на основе типа материала, который вы планируете разрезать, и типа обработки, которую вы будете делать.
4. Питание и охлаждение
Питание машины с ЧПУ требует стабильного и надежного источника питания. Благодарность питания будет питать энергию в ступеньки или сервоприводы, а системы охлаждения гарантируют, что двигатели и другие компоненты не перегреваются. Для большинства машин будет достаточно источника питания между 24 В до 48 В. Если вы работаете с более крупными двигателями или 5-осевой машиной, вам может понадобиться более мощная система.
Выбор правильных двигателей и водителей
Следующим критическим шагом является выбор правильных драйверов для выбранных вами двигателей. Двигатели необходимо контролировать со специализированными платами водителей, и они будут преобразовать электрические сигналы из вашего контроллера ЧПУ в движение. Несколько ключевых факторов, которые следует учитывать при выборе двигателей и водителей, включают:
Требования к крутящему моменту : размер и вес материалов, которые вы планируете разрезать, повлияет на крутящий момент, который необходим для создания ваших двигателей.
Скорость и точность : Некоторые задачи могут потребовать высокоскоростной резки или точных движений, в то время как другие могут определить приоритеты мощности с скоростью.
Совместимость драйвера : убедитесь, что выбранное вами драйвер двигателя совместим с контроллером ЧПУ.
Установка электроники и контроллера
1. Контроллер ЧПУ
Контроллер ЧПУ - это мозг машины. Он интерпретирует команды G-Code и переводит их в двигательные движения. Несколько систем контроллера доступны для машин DIY:
Arduino с GRBL : это решение с открытым исходным кодом популярно среди любителей. Это недорого, простой в использовании и хорошо работает для основных 3-осевых машин.
MACH3 или MACH4 : это расширенные опции программного обеспечения, обычно используемые в коммерческих машинах. Они предоставляют обширные функции, но требуют немного большей настройки и конфигурации.
LinuxCNC : Для пользователей, которые хотят больше настройки и удобны для Linux, LinuxCNC-это мощное решение, которое обеспечивает поддержку многоосевых машин ЧПУ.
2. Проводка и схема
Проводка вашей машины с ЧПУ должна быть организована и безопасна для обеспечения надежной производительности. Проводка соединяет двигатели, источник питания, контроллер и другие компоненты. Маркировка и использование методов управления кабелями помогут предотвратить проблемы, поскольку ваша машина станет более сложной.
3. Ограниченные переключатели и датчики
Ограниченные переключатели и датчики необходимы для защиты вашей машины от перегрузки, предотвращая повреждение машины или инструментов. Эти переключатели расскажут контроллеру, когда машина достигла своего предела перемещения в направлениях X, Y или Z.
Программирование и калибровка
1. Настройка G-кода и программного обеспечения
После того, как аппаратное обеспечение будет собрано, вам необходимо написать или импортировать файлы G-кода, которые обучают машине ЧПУ о том, как перемещаться и вырезать. G-код-это стандартный язык, используемый машинами ЧПУ. Вы можете создать свой собственный G-код, используя программное обеспечение CAD/CAM, такое как Fusion 360, SolidWorks или бесплатные альтернативы, такие как FreeCad или Inkscape.
2. Калибровка и тестирование
Прежде чем запустить машину ЧПУ с реальным материалом, вы должны выполнить несколько тестовых прогонов, чтобы убедиться, что движения машины являются точными. Калибровка включает в себя тонкую настройку настроек системы, чтобы убедиться, что оси x, y и z перемещаются в правильные положения, а двигатели функционируют должным образом. Также важно проверить шпиндель и режущие инструменты, чтобы убедиться, что они работают, как и ожидалось.
Заключение
Строительство собственного Машина с ЧПУ может быть как сложным, так и полезным опытом. Следуя изложенным этапам-предполагаемому планированию вашего дизайна, выбирая правильные материалы, двигатели и контроллеры, а также программируя систему-вы получаете ценный практический опыт работы с передовыми механизмами и точностью. Конечным результатом станет машина с ЧПУ, адаптированную к вашим потребностям, способная производить высококачественные прототипы, пользовательские детали и даже художественный дизайн.
Если вы заинтересованы в том, чтобы вывести свои возможности с ЧПУ на следующий уровень, рассмотрите возможность изучения решений, предлагаемых Notta Tech Co., Ltd. с их обширным опытом в области технологий ЧПУ и точного механизма, Yetta Tech предоставляет инновационные продукты, которые могут помочь улучшить ваши проекты. Ищете ли вы надежные компоненты, советы экспертов или индивидуальные решения, их команда готова помочь. Для получения дополнительной информации или, чтобы связаться со своими профессионалами, посетите [Yetta Tech Co., Ltd.] и выясните, как они могут поддержать ваши потребности в обработке ЧПУ.
