CNC-Fräsmaschine aus Profilrohr. Große Portal-CNC-Fräsmaschine zum Selbermachen. Elektronische Geräte

Die Frage, wie man eine CNC-Maschine herstellt, kann kurz beantwortet werden. Da es sich bei einer selbstgebauten CNC-Fräsmaschine im Allgemeinen um ein komplexes Gerät mit komplexer Struktur handelt, ist es für den Konstrukteur ratsam:

Zeichnungen erwerben;
Kaufen Sie zuverlässige Komponenten und Befestigungselemente;
Bereiten Sie ein gutes Werkzeug vor;
Halten Sie eine CNC-Dreh- und Bohrmaschine bereit, um schnell produzieren zu können.

Es würde nicht schaden, sich das Video anzusehen – eine Art Anleitung, wo man anfangen soll. Ich werde mit der Vorbereitung beginnen, alles kaufen, was ich brauche, und die Zeichnung ausarbeiten – hier richtige Lösung unerfahrener Designer. Deshalb Vorbereitungsphase, vor der Montage, ist sehr wichtig.

Vorbereitende Bühnenarbeit

Um eine selbstgebaute CNC-Fräsmaschine herzustellen, gibt es zwei Möglichkeiten:

Sie erhalten einen fertigen Laufsatz (speziell ausgewählte Komponenten), aus dem wir die Ausrüstung selbst zusammenbauen.
Finden (herstellen) Sie alle Komponenten und beginnen Sie mit dem Zusammenbau einer CNC-Maschine mit Ihren eigenen Händen, die alle Anforderungen erfüllt.

Es ist wichtig, sich für den Zweck, die Größe und das Design zu entscheiden (wie man auf eine Zeichnung einer selbstgebauten CNC-Maschine verzichtet), Diagramme für deren Herstellung zu finden, einige dafür benötigte Teile zu kaufen oder herzustellen und Leitspindeln zu erwerben.

Wenn Sie sich entscheiden, eine CNC-Maschine selbst zu bauen und auf vorgefertigte Komponenten- und Mechanismensätze zu verzichten, Verbindungselemente, müssen Sie den Schaltkreis zusammenbauen, nach dem die Maschine funktioniert.

Normalerweise modellieren sie, nachdem sie ein schematisches Diagramm des Geräts gefunden haben, zunächst alle Teile der Maschine, bereiten technische Zeichnungen vor und fertigen daraus dann Bauteile aus Sperrholz oder Aluminium auf einer Dreh- und Fräsmaschine (manchmal ist es notwendig, eine zu verwenden). Bohrmaschine). Am häufigsten bestehen Arbeitsflächen (auch Arbeitstisch genannt) aus Sperrholz mit einer Dicke von 18 mm.

Montage einiger wichtiger Maschinenkomponenten

In der Maschine, die Sie mit Ihren eigenen Händen zusammengebaut haben, müssen Sie eine Reihe wichtiger Komponenten bereitstellen, die die vertikale Bewegung des Arbeitswerkzeugs gewährleisten. In dieser Liste:

Schrägverzahnung – die Drehung wird über einen Zahnriemen übertragen. Das Gute daran ist, dass die Riemenscheiben nicht durchrutschen und die Kräfte gleichmäßig auf die Welle der Fräsausrüstung übertragen werden.
Wenn Sie einen Schrittmotor (SM) für eine Minimaschine verwenden, empfiehlt es sich, einen Schlitten von einem größeren Druckermodell zu nehmen – leistungsstärker; alte Nadeldrucker hatten ziemlich leistungsstarke Elektromotoren;

Für ein Drei-Koordinaten-Gerät benötigen Sie drei SDs. Es ist gut, wenn jeweils 5 Steuerkabel vorhanden sind, die Funktionalität der Mini-Maschine erhöht sich. Es lohnt sich, die Größe der Parameter Versorgungsspannung, Wicklungswiderstand und Motordrehwinkel in einem Schritt abzuschätzen. Um jeden Schrittmotor anzuschließen, benötigen Sie eine separate Steuerung;
Mit Hilfe von Schrauben wird die Drehbewegung des Motors in eine lineare umgewandelt. Um eine hohe Genauigkeit zu erreichen, halten viele es für notwendig, Kugelumlaufspindeln (Kugelumlaufspindeln) zu haben, aber diese Komponente ist nicht billig. Wählen Sie bei der Auswahl eines Satzes Muttern und Befestigungsschrauben für Montageblöcke diese mit Kunststoffeinsätzen, dies verringert die Reibung und eliminiert Spiel;

Anstelle eines Schrittmotors können Sie nach einer kleinen Modifikation auch einen normalen Elektromotor verwenden.
eine vertikale Achse, die es dem Werkzeug ermöglicht, sich in 3D zu bewegen und den gesamten Röntgentisch abzudecken. Es ist aus Aluminiumblech gefertigt. Wichtig ist, dass die Abmessungen der Achse an die Abmessungen des Gerätes angepasst sind. Wenn Sie einen Muffelofen haben, kann die Achse nach den Maßen der Zeichnungen gegossen werden.

Unten sehen Sie eine Zeichnung in drei Projektionen: Seitenansicht, Rückansicht und Draufsicht.

Maximale Aufmerksamkeit für das Bett

Für die nötige Steifigkeit der Maschine sorgt das Bett. Darauf sind ein bewegliches Portal, ein Schienenführungssystem, ein Motor, eine Arbeitsfläche, eine Z-Achse und eine Spindel installiert.

Beispielsweise hat einer der Erfinder einer selbstgebauten CNC-Maschine den Tragrahmen daraus hergestellt Aluminiumprofil Maytec – zwei Teile (Querschnitt 40x80 mm) und zwei 10 mm dicke Endplatten aus dem gleichen Material, die die Elemente mit Aluminiumecken verbinden. Die Struktur ist verstärkt, im Inneren des Rahmens befindet sich ein Rahmen aus Profilen kleinere Größen in Form eines Quadrats.

Die Montage des Rahmens erfolgt ohne Schweißverbindungen (Schweißnähte halten Vibrationsbelastungen nur schlecht stand). Als Befestigung verwenden Sie besser T-Muttern. Zur Montage sind die Endplatten mit einem Lagerbock versehen Leitspindel. Sie benötigen ein Gleitlager und ein Spindellager.

Der Handwerker stellte fest, dass die Hauptaufgabe der selbstgebauten CNC-Maschine die Herstellung von Aluminiumteilen war. Da für ihn Werkstücke mit einer Dicke von maximal 60 mm geeignet waren, machte er den Portalabstand auf 125 mm (das ist der Abstand von der Oberseite). Querträger zur Arbeitsfläche).

Dieser schwierige Installationsprozess

Sammeln hausgemachte CNC Maschinen, nach der Vorbereitung der Komponenten ist es besser, sich strikt an der Zeichnung zu orientieren, damit sie funktionieren. Der Montagevorgang mit Leitspindeln sollte in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden:

Ein erfahrener Handwerker beginnt damit, die ersten beiden Motoren an der Karosserie zu befestigen – hinter der vertikalen Achse des Geräts. Einer ist für die horizontale Bewegung des Fräskopfes (Schienenführungen) verantwortlich, der zweite für die Bewegung in der vertikalen Ebene;
Ein bewegliches Portal, das sich entlang der X-Achse bewegt, trägt die Frässpindel und den Support (Z-Achse). Je höher das Portal ist, desto größer kann das Werkstück bearbeitet werden. Bei einem hohen Portal nimmt jedoch während der Bearbeitung der Widerstand gegen auftretende Belastungen ab;

Zur Befestigung des Z-Achsen-Motors und der Linearführungen werden vordere, hintere, obere, mittlere und untere Platten verwendet. Machen Sie dort eine Halterung für die Frässpindel;
Der Antrieb wird aus sorgfältig ausgewählten Muttern und Stehbolzen zusammengebaut. Um die Motorwelle zu fixieren und am Bolzen zu befestigen, verwenden Sie eine Gummiwicklung eines dicken Elektrokabels. Die Fixierung kann durch Schrauben erfolgen, die in eine Nylonhülse eingesetzt werden.

Anschließend beginnt der Zusammenbau der restlichen Komponenten und Baugruppen des selbstgemachten Produkts.

Wir installieren die elektronische Befüllung der Maschine

Um eine CNC-Maschine mit Ihren eigenen Händen herzustellen und zu bedienen, müssen Sie mit einer richtig ausgewählten numerischen Steuerung, hochwertigen Leiterplatten und elektronischen Komponenten (insbesondere wenn es sich um chinesische Komponenten handelt) arbeiten, die es Ihnen ermöglichen, alles auf einer CNC umzusetzen Maschine Funktionalität, Verarbeitung eines Teils einer komplexen Konfiguration.

Um Verwaltungsprobleme zu vermeiden, verfügen selbstgebaute CNC-Maschinen unter den Komponenten über folgende Komponenten:

Schrittmotoren, einige gestoppt, zum Beispiel Nema;
LPT-Anschluss, über den die CNC-Steuereinheit an die Maschine angeschlossen werden kann;
Treiber für Steuerungen, sie werden auf einer Mini-Fräsmaschine installiert und gemäß dem Diagramm angeschlossen;

Schalttafeln (Controller);
36-V-Netzteil mit Abwärtstransformator, der in 5 V umwandelt, um den Steuerkreis mit Strom zu versorgen;
Laptop oder PC;
Taster, der für den Not-Aus-Schalter verantwortlich ist.

Erst danach werden die CNC-Maschinen getestet (in diesem Fall führt der Handwerker einen Testlauf durch, bei dem alle Programme geladen werden) und bestehende Mängel werden identifiziert und behoben.

Statt einer Schlussfolgerung

Wie Sie sehen, ist es möglich, eine CNC herzustellen, die chinesischen Modellen in nichts nachsteht. Nachdem ich einen Satz Ersatzteile mit angefertigt habe die richtige Größe Da wir über hochwertige Lager und genügend Befestigungselemente für die Montage verfügen, liegt diese Aufgabe in der Macht derjenigen, die sich für Softwaretechnologie interessieren. Sie müssen nicht lange nach einem Beispiel suchen.

Das Foto unten zeigt einige Beispiele numerisch gesteuerter Maschinen, die von denselben Handwerkern und nicht von Profis hergestellt wurden. Kein einziges Teil wurde in aller Eile in beliebiger Größe hergestellt, sondern mit großer Präzision, unter sorgfältiger Ausrichtung der Achsen, der Verwendung hochwertiger Leitspindeln und zuverlässiger Lager am Block montiert. Die Aussage ist wahr: Wenn Sie zusammenbauen, arbeiten Sie auch.

Ein Duraluminium-Rohling wird mittels CNC bearbeitet. Mit einer solchen Maschine, die vom Handwerker zusammengebaut wurde, können Sie viele Fräsarbeiten durchführen.

Deshalb möchte ich, dass Sie im Rahmen dieses Lehrartikels gemeinsam mit dem Autor des Projekts, einem 21-jährigen Mechaniker und Designer, Ihr eigenes Projekt erstellen. Die Erzählung wird in der Ich-Perspektive geführt, aber seien Sie sich bewusst, dass ich zu meinem großen Bedauern meine Erfahrungen nicht teile, sondern nur den Autor dieses Projekts frei nacherzähle.

In diesem Artikel wird es eine ganze Reihe von Zeichnungen geben., Notizen dazu werden gemacht Englische Sprache, aber ich bin sicher, dass ein echter Technikfreak alles ohne weiteres verstehen wird. Um das Verständnis zu erleichtern, werde ich die Geschichte in „Schritte“ unterteilen.

Vorwort des Autors

Bereits im Alter von 12 Jahren träumte ich davon, eine Maschine zu bauen, die in der Lage wäre, verschiedene Dinge zu erschaffen. Eine Maschine, mit der ich jeden Haushaltsgegenstand herstellen kann. Zwei Jahre später stieß ich auf den Satz CNC oder genauer gesagt, die Phrase „CNC-Fräsmaschine“. Nachdem ich herausgefunden hatte, dass es Leute gibt, die eine solche Maschine für ihre eigenen Bedürfnisse in ihrer eigenen Garage selbst herstellen können, wurde mir klar, dass ich das auch könnte. Ich muss es tun! Drei Monate lang habe ich versucht, passende Teile zusammenzusammeln, aber ich habe mich nicht vom Fleck rühren lassen. So ließ meine Besessenheit allmählich nach.

Im August 2013 packte mich erneut die Idee, eine CNC-Fräsmaschine zu bauen. Ich hatte gerade meinen Bachelor-Abschluss in Industriedesign an der Universität abgeschlossen und war daher ziemlich zuversichtlich in meine Fähigkeiten. Jetzt habe ich den Unterschied zwischen mir heute und mir vor fünf Jahren deutlich verstanden. Ich habe gelernt, wie man mit Metall arbeitet, beherrschte Techniken für die Arbeit mit manuellen Metallbearbeitungsmaschinen, aber vor allem habe ich gelernt, wie man Entwicklungswerkzeuge verwendet. Ich hoffe, dieses Tutorial inspiriert Sie zum Bau Ihrer eigenen CNC-Maschine!

Schritt 1: Design und CAD-Modell

Alles beginnt mit durchdachtem Design. Ich habe mehrere Skizzen angefertigt, um ein besseres Gefühl für die Größe und Form der zukünftigen Maschine zu bekommen. Anschließend habe ich mit SolidWorks ein CAD-Modell erstellt. Nachdem ich alle Teile und Komponenten der Maschine modelliert hatte, erstellte ich technische Zeichnungen. Ich habe diese Zeichnungen verwendet, um Teile auf manuellen Metallbearbeitungsmaschinen herzustellen: und.

Ehrlich gesagt liebe ich gute, praktische Werkzeuge. Deshalb habe ich versucht, sicherzustellen, dass die Operationen Wartung und die Einstellung der Maschine wurden so einfach wie möglich durchgeführt. Die Lager habe ich in speziellen Blöcken untergebracht, um sie schnell austauschen zu können. Die Führungen sind für Wartungsarbeiten zugänglich, sodass mein Auto nach Abschluss der Arbeiten immer sauber ist.

Dateien zum Download „Schritt 1“

Maße

Schritt 2: Bett

Das Bett verleiht der Maschine die nötige Steifigkeit. Darauf werden ein bewegliches Portal, Schrittmotoren, eine Z-Achse und eine Spindel sowie später eine Arbeitsfläche installiert. Zur Herstellung des Tragrahmens habe ich zwei Maytec-Aluminiumprofile 40 x 80 mm und zwei 10 mm dicke Aluminium-Endplatten verwendet. Ich habe alle Elemente mithilfe von Aluminiumecken miteinander verbunden. Um die Struktur im Hauptrahmen zu verstärken, habe ich einen zusätzlichen quadratischen Rahmen aus Profilen mit kleinerem Querschnitt hergestellt.

Um in Zukunft zu verhindern, dass Staub auf die Führungen gelangt, habe ich schützende Aluminiumecken angebracht. Die Montage des Winkels erfolgt über T-Nutensteine, die in eine der Profilnuten eingebaut werden.

Beide Endplatten verfügen über Lagerböcke zur Aufnahme der Antriebsschnecke.

Montage des Stützrahmens

Ecken zum Schutz der Führungen

Dateien zum Download „Schritt 2“

Zeichnungen der Hauptelemente des Rahmens

Schritt 3: Portal

Das bewegliche Portal ist das ausführende Element Ihrer Maschine; es bewegt sich entlang der X-Achse und trägt die Frässpindel und die Z-Achsen-Unterstützung. Je höher das Portal, desto dicker ist das Werkstück, das Sie bearbeiten können. Ein hohes Portal ist jedoch weniger widerstandsfähig gegenüber den Belastungen, die bei der Bearbeitung entstehen. Die hohen Seitenpfosten des Portals wirken als Hebel gegenüber den Linearwälzlagern.

Die Hauptaufgabe, die ich auf meiner CNC-Fräsmaschine lösen wollte, war die Bearbeitung von Aluminiumteilen. Da die maximale Dicke der für mich geeigneten Aluminiumzuschnitte 60 mm beträgt, habe ich mich entschieden, den Portalabstand (den Abstand von der Arbeitsfläche zum oberen Querträger) auf 125 mm einzustellen. Alle meine Maße habe ich in SolidWorks in ein Modell und technische Zeichnungen umgewandelt. Aufgrund der Komplexität der Teile habe ich sie auf einem industriellen CNC-Bearbeitungszentrum bearbeitet; dadurch war es mir zusätzlich möglich, Fasen zu bearbeiten, was auf einer manuellen Metallfräsmaschine sehr schwierig wäre.

Dateien zum Download „Schritt 3“

Schritt 4: Z-Achsen-Messschieber

Für das Z-Achsen-Design habe ich eine Frontplatte verwendet, die an den Bewegungslagern der Y-Achse befestigt wird, zwei Platten zur Verstärkung der Baugruppe, eine Platte zur Montage des Schrittmotors und eine Platte zur Montage der Frässpindel. An der Frontplatte habe ich zwei Profilführungen angebracht, entlang derer sich die Spindel entlang der Z-Achse bewegt. Bitte beachten Sie, dass die Z-Achsen-Schraube unten keine Gegenstütze hat.

Downloads „Schritt 4“

Schritt 5: Anleitungen

Führungen bieten die Möglichkeit, sich in alle Richtungen zu bewegen und sorgen so für reibungslose und präzise Bewegungen. Jedes Spiel in eine Richtung kann zu Ungenauigkeiten bei der Verarbeitung Ihrer Produkte führen. Ich habe mich für die teuerste Option entschieden – profilierte Schienen aus gehärtetem Stahl. Dadurch kann die Struktur hohen Belastungen standhalten und bietet die von mir benötigte Positionierungsgenauigkeit. Um sicherzustellen, dass die Führungen parallel waren, habe ich bei der Installation einen speziellen Indikator verwendet. Die maximale Abweichung zueinander betrug maximal 0,01 mm.

Schritt 6: Schrauben und Riemenscheiben

Schrauben wandeln Drehbewegungen von Schrittmotoren in lineare Bewegungen um. Bei der Konstruktion Ihrer Maschine können Sie für diese Einheit zwischen mehreren Optionen wählen: einem Schrauben-Mutter-Paar oder einem Kugelumlaufspindel-Paar (Kugelumlaufspindel). Die Spindelmutter ist im Betrieb in der Regel größeren Reibungskräften ausgesetzt und weist gegenüber der Kugelumlaufspindel auch eine geringere Genauigkeit auf. Wenn Sie eine höhere Genauigkeit benötigen, müssen Sie sich unbedingt für eine Kugelumlaufspindel entscheiden. Sie sollten jedoch wissen, dass Kugelumlaufspindeln recht teuer sind.

Nun etwas mehr Details zur Hauptbaugruppe.

Für den Zusammenbau des Rahmens benötigen Sie also folgende Komponenten:

Profilabschnitte 2020 (zwei Längs-, 5 Quer-, 2 Vertikalteile)
Ecken für Profil 16 Stk
Nutensteine M3 oder M4 für Nut – 6 mm
Schrauben zur Montage mit Nutensteinen (M3 bzw. M4, 8...10 mm, plus M3x12 zur Montage von Motoren)
Abstandshalter (45°-Winkel)
Werkzeug (Schraubendreher)

Da ich angefangen habe, über das Profil zu sprechen, möchte ich für alle Fälle noch einmal auf den Kauf und Zuschnitt des Profils bei Soberizavod eingehen

Das ist strukturell.
Ich habe mir sofort einen Profilbausatz für 2418 zugeschnitten gekauft.
Es gibt zwei Möglichkeiten – ein unbeschichtetes Profil (günstiger) und ein beschichtetes Profil (eloxiert). Der Kostenunterschied ist gering, ich empfehle eine Beschichtung, insbesondere wenn sie als Führung für Rollen verwendet wird.

Wählen gewünschten Typ Profil 2020, dann „Zuschnitt“ eingeben. Ansonsten können Sie ein Stück (Peitsche) pro 4 Meter kaufen. Bedenken Sie bei der Berechnung, dass die Kosten für einen Schnitt je nach Profil variieren. Und dass für den Schnitt 4 mm zulässig sind.

Geben Sie die Größe der Segmente ein. Ich habe die 2418-Maschine etwas größer gemacht, das sind sieben Abschnitte von 260 mm und zwei vertikale Abschnitte von 300 mm. Der vertikale kann kleiner gemacht werden. Wenn Sie eine längere Maschine benötigen, sind zwei Längsabschnitte größer, beispielsweise 350 mm, und Querabschnitte betragen ebenfalls 260 mm (5 Stück).

Wir bestätigen (muss zur Schnittkarte hinzugefügt werden)

Überprüfung des Warenkorbs

Das Profil ist für 667 Rubel zusammen mit dem Zuschnittservice erhältlich.

Die Lieferung erfolgt durch TK, die Kosten können Sie mit einem Taschenrechner berechnen, da Sie die Profilabmessungen kennen, ist das Gewicht in der Zuschnitttabelle sehr gut berechnet. Für die Berechnung benötigen Sie die Option „Frachtabholung beim Lieferanten“. Lieferung Geschäftsbereiche Es wird weniger kosten, etwa 1000 Rubel.

Sie können es in Moskau abholen.

An einem Ort gibt es ein Büro, ein Lager und eine Werkstatt, in der Profile auf Maß geschnitten werden. Es gibt eine Vitrine mit Mustern, Sie können vor Ort ein Profil auswählen.

Beginnen wir also mit der Montage des Rahmens Desktop-Maschine 2418.
Hier ist das bereits geschnittene Profil.

Bei diesem Entwurf habe ich die Z-Achse vergrößert (um ein paar cm mehr als bei den anderen), um die Maschine als CNC-Bohrmaschine verwenden zu können.
Im Original ist die Z-Achse die kürzeste. Dies entscheiden Sie bereits entsprechend Ihren Zielen. Um das Arbeitsfeld zu erweitern, müssen Sie zwei um die erforderliche Länge (z. B. +10 cm) größere Profilabschnitte (Längspaar) kaufen, die Führungen entsprechend verlängern (+10 cm für ein 8-mm-Wellenpaar) und der Schraube (+10 cm für eine T8-Schraube). In finanzieller Hinsicht sind die angegebenen +10 cm sehr günstig: Die Kosten für ein 10+10 cm-Profil betragen etwa 40 Rubel, die Führungen und die Schraube kosten plus 6 US-Dollar (siehe Scheck).

Hier sind die für die Montage vorbereiteten Ecken

So sollten die Nutensteine in die Nut eingebaut werden. Sie können es nicht vom Ende her einfädeln, sondern seitlich direkt in die Nut des Profils einbauen, dann aber die Drehung und Montage der Mutter kontrollieren, da dies nicht immer der Fall ist, ist etwas Geschick erforderlich.

Der Profilschnitt ist sauber, es gibt keine Grate

Das Profil ist zwanzig, also aus der Serie 2020, mit den entsprechenden Abmessungen 20 mm x 20 mm, einer Nut von 6 mm.

Zuerst montieren wir den U-förmigen Teil des Rahmens, befestigen zwei Längsteile des Profils und einen äußeren Querträger. Tolles Preis-Leistungs-Verhältnis Es stellt sich keine Frage, auf welcher Seite montiert werden soll, aber bedenken Sie, dass es eine zentrale Querstange gibt, die näher an die Rückseite gerückt ist. Es ist Teil der vertikalen Ebene und die Größe des Versatzes hängt vom Versatz der Z-Achse und der Spindel ab. Platzieren Sie es so, dass sich die Spindeldrehachse in der Mitte der Maschine befindet (Y-Achse).
Als nächstes montieren wir den mittleren Querträger. Bequemer ist es, zunächst beide Ecken an einem Profilabschnitt zu montieren und zu befestigen und sie dann am Rahmen zu montieren.
Wir legen einen Abschnitt des Profils an, messen den gleichen Abstand mit einem Lineal und ziehen die Schrauben fest. Die Schrauben müssen langsam angezogen werden, damit sich die T-Mutter drehen und ihre Position in der Nut einnehmen kann. Wenn es beim ersten Mal nicht funktioniert, lösen Sie die Mutter erneut und wiederholen Sie den Vorgang.

Wir installieren den letzten Teil des horizontalen Rahmens. Mit einem langen Schraubenzieher ist der Zugang einfacher. Seien Sie nicht faul und überprüfen Sie die rechten Winkel der resultierenden Struktur mit einem Quadrat und die Diagonalen mit einem Lineal.

Da die Ecken der Struktur zueinander gerichtet sind, spielt es keine Rolle, in welcher Reihenfolge sie zusammengebaut werden. Ich habe das Gleiche gemacht wie im grundlegenden CNC2418-Design. Aber die Intuition legt nahe, dass es sinnvoll ist, den Abstand zwischen den Profilen zu vergrößern, insbesondere bei einer höheren Portalhöhe. Okay, das kann später erledigt werden.

Als nächstes beginnen wir mit der Montage der vertikalen Portalhalterung

Wir installieren das zusammengebaute Portal am horizontalen Teil und befestigen es mit 6 Ecken (installiert in drei Richtungen vom vertikalen Profil).

Wir stellen die Rechtwinkligkeit der Segmente (entlang des Quadrats) her und halten sie aufrecht. Dann habe ich alle Schrauben nacheinander festgezogen.

Im Original wird ein spezieller Extrusionswinkel von 45° verwendet, um die Vertikale zu verstärken. Da ich im Angebot kein ähnliches Exemplar finden konnte, habe ich es durch ein 3D-gedrucktes Modell ersetzt. Der Link zum Modell befindet sich am Ende des Themas.
Aktualisieren: Es stellte sich heraus, dass das Original ebenfalls 3D-gedruckt war.
Wenn überhaupt, können Sie es durch perforierte Befestigungselemente aus Geschäften oder Möbelecken ersetzen. Die Qualität wird dadurch in keiner Weise beeinträchtigt.

Auf den ersten Blick erwies sich die Struktur als solide und nicht als wackelig. Es ist zu erkennen, dass die Platte mit dem Motor kürzer ist als der Bremssattelsatz KP08+SK8. Ich werde es weiter ausbreiten.

Tatsächlich ist dieser Rahmen eine Kopie eines ähnlichen Designs der CNC2418-Maschine, mit der Ausnahme, dass ich die Abmessungen nicht direkt kopiert habe, sondern ihn etwas größer gemacht habe, um weniger Reste von Führungen und Schrauben zu haben.

Die Rahmenmontage ist abgeschlossen, jetzt können Sie mit dem Einbau der Motoren beginnen. Zur Montage der Motoren verwende ich 3D-gedruckte Flansche. Es empfiehlt sich, die oberen mit Führungshaltern zu montieren, die unteren ohne Halter, da die Y-Achse breiter sein sollte. Es empfiehlt sich, die Y-Achse wie bei der Originalmaschine auf den Stützen SK8 und KP08 zu installieren. Die Bremssättel selbst können auf einem Drucker ausgedruckt oder gekauft werden (Links befinden sich am Ende des Themas und waren auch im ersten Beitrag).

Für eine der Achsen (die X- und Y-Achsen sind gleich lang) habe ich eine „Visier“-Achse genommen. Ich kannte meine „Wünsche“ hinsichtlich der Größe der Maschine noch nicht. Dadurch gelangen die Schraubenreste in die Z-Achse; Sie müssen lediglich eine T8-Messingmutter kaufen.

Es war in einem Karton verpackt, in dem sich jedes Teil separat in einer Tüte befand.

Der Bausatz sieht folgendermaßen aus: ein Motor mit einem kurzen Kabel, einer T8-Leitspindel, zwei KP08-Bremssätteln und zwei 5x8-Kupplungen.

Es gibt ein ähnliches, auch ohne Motor (mit Bremssätteln und Mutter).
Wenn Sie auf einen großen Rand verzichten, eignet sich die 400-mm-Option gut für die „vergrößerte Version“ der Maschine

Zusätzliche Informationen - Fotos des Sets separat

Motorkennzeichnung RB Step Motor 42SHDC3025-24B-500, Sitz Nema17

Ein kurzes Kabel zum Anschluss ist im Lieferumfang enthalten. Praktischerweise können Sie die Länge einfach verlängern, ohne die Anschlüsse zu berühren.

T8-Schraube, Mutter

KR08-Bremssättel.

Bequem am Profil zu befestigen. Wenn Sie für die Montage einen breiten Flansch verwenden, ist es besser, die KFL08-Version des Bremssattels zu verwenden; diese ermöglicht die Befestigung der Schraube nicht am Profil, sondern am Flansch.

Die 5x8-Kupplung ist eine geteilte Kupplung zur Verbindung der Motorwelle mit dem Propeller.

So ist der Motor ursprünglich auf der X-Achse auf einer kleinen Aluminiumplatte montiert.

Ich habe das Gleiche gemacht, nur mit einer Druckplatte. Gleichzeitig wird es eine Unterstützung für die Guides sein.

Ich habe die zusätzliche Länge der Schraube für die Z-Achse bereits abgeschnitten (die Z-Achse ist noch in Bearbeitung, die Informationen werden separat bereitgestellt, höchstwahrscheinlich auch 3D-gedruckt).

Höchstwahrscheinlich müssen Sie die Motorkabel verlängern, um sie sorgfältig entlang des Profils zum oberen Teil zur Elektronikplatine zu verlegen (höchstwahrscheinlich wird es eine CNC-Abschirmung geben). Und es würde nicht schaden, Endschalter für extreme Positionen zu installieren.
Die grundlegenden Informationen zur Montage sind bereits vorhanden, Sie können mit der Kostenschätzung beginnen))))

Kalkulation
Wie in den Kommentaren im ersten Teil gefordert, schlage ich nun vor, die Kosten zu besprechen. Natürlich habe ich weniger ausgegeben als angegeben, da ich die Motoren und die meisten Komponenten auf Lager hatte. Stark billiger Dies ist der Fall, wenn Sie selbstgemachte bedruckte Ecken für das Profil, die Bremssättel, die Flansche usw. verwenden. Eine Bohrmaschine bedienen Leiterplatten und es ist unwahrscheinlich, dass dies Auswirkungen auf das Fräsen weicher Materialien hat. Eine weitere gute Möglichkeit ist die Verwendung von Lochblechen aus Baumärkten/Baumärkten. Geeignet zur Verstärkung von Ecken, auch vertikalen, und zum Einbau eines Motors, sofern der Mittelteil für die Welle gebohrt ist. Anstelle von perforierten Befestigungselementen können Sie auch selbstgemachte aus Aluminiumblech oder Sperrholz verwenden.
Auf jeden Fall ein Muss Profil 2020, sonst handelt es sich um einen ganz anderen Maschinentyp. Dasselbe können Sie von einer Aluminiumecke aus machen oder rechteckiges Rohr, aber nur aus Liebe zur Kunst))) Es gibt hinsichtlich der Steifigkeit optimalere Konstruktionen für die Montage aus einer Ecke/einem Rohr.
Auf jeden Fall für das Profil erforderlich T-Muttern. Sie können T-Bolzen kaufen, T-Muttern sind jedoch universeller (da jede Schraubenlänge verwendet werden kann).
Aber der Rest kann nach Belieben geändert werden, Sie können sogar das Chassis austauschen T8-Schraube verwenden Haarnadel aus Edelstahl. Es sei denn, die Anzahl der Schritte pro mm muss in der Firmware neu berechnet werden.
Motoren können von Altgeräten/Bürogeräten entfernt und geplant werden Sitze bereits für einen bestimmten Typ.
Elektronik fast alle (Anduino UNO/Anduino Nano, CNCShield, Mega R3+Ramps, A4988/DRV8825-Treiber), Sie können eine Adapterplatine für Mach3- und TB6600-Treiber verwenden. Die Auswahl der Elektronik ist jedoch durch die verwendete Software begrenzt.
Zum Bohren können Sie jedes verwenden Motor DC, mit dem Sie einstellen können Spannzange und hat ordentliche Drehzahlen. Die Basisversion verfügt über einen Hochgeschwindigkeitsmotor 775. Zum Fräsen können Sie 300-Watt-Reaktionsspindeln mit ER11-Spannzange verwenden, was jedoch die Gesamtkosten der Maschine erheblich erhöht.

Ungefähre Kostenberechnung:
Profil 2020 (2,5 Meter) = 667r
Profil 2080 (0,5 Meter) auf dem Desktop = 485 RUR
Zwei 300 mm 2х$25
. Eine Menge von 20 Stück kostet bei Lieferung 5,5 $
ca. 4r/Stück, wenn Sie ein großes Paket nehmen. Sie benötigen mindestens 50 Stück (Montagemotoren, Bremssättel). Die Schrauben dafür zähle ich nicht mit, meist ein paar Kopeken pro Stück, je nach Qualität. Insgesamt ca. 400...500 Rubel.
Motoren 3 Stück 8,25 $ pro Stück
Elektronik 2 $
$3.5
A4988 drei Stück für 1 $

Die Maschine kostet etwa 111 US-Dollar. Wenn Sie eine Spindel hinzufügen:
$9
$7.78,
Das Gesamtkosten etwa 128 $

Ich bewerte keine 3D-gedruckten Teile. Kann durch Lochplatten/Ecken von Crêpe-Märkten und ähnlichen Geschäften ersetzt werden. Ich schätze auch nicht die Kabel, das Isolierband oder den Zeitaufwand.
Ich möchte Sie daran erinnern, dass nicht alle CNC2418-Konfigurationsoptionen über so gute 775-Motoren und insbesondere eine ER11-Spannzange verfügen.

Optionen billiger.

Wissen, was technisch komplex ist und elektronisches Gerät Viele Handwerker denken, dass es einfach unmöglich ist, es mit eigenen Händen herzustellen. Diese Meinung ist jedoch falsch: Sie können solche Geräte selbst herstellen, aber dafür müssen Sie mehr als nur etwas haben detaillierte Zeichnung, sondern auch eine Reihe notwendiger Werkzeuge und zugehöriger Komponenten.

Bearbeitung eines Duraluminiumrohlings auf einer selbstgebauten Tischfräsmaschine

Bedenken Sie bei der Entscheidung, eine eigene CNC-Maschine zu bauen, dass dies viel Zeit in Anspruch nehmen kann. Darüber hinaus sicher Finanzielle Auslagen. Wenn Sie jedoch keine Angst vor solchen Schwierigkeiten haben und alle Probleme richtig angehen, können Sie Eigentümer einer erschwinglichen, effizienten und produktiven Ausrüstung werden, mit der Sie Werkstücke aus verschiedenen Materialien bearbeiten können hochgradig Genauigkeit.

Um eine mit einem CNC-System ausgestattete Fräsmaschine herzustellen, haben Sie zwei Möglichkeiten: Kaufen Sie einen fertigen Bausatz, aus dem diese Ausrüstung aus speziell ausgewählten Elementen zusammengesetzt wird, oder finden Sie alle Komponenten und bauen Sie das Gerät vollständig mit Ihren eigenen Händen zusammen erfüllt alle Ihre Anforderungen.

Anleitung zum Zusammenbau einer selbstgebauten CNC-Fräsmaschine

Unten auf dem Foto sehen Sie etwas, das Sie selbst gemacht haben und das im Lieferumfang enthalten ist detaillierte Anleitung zur Herstellung und Montage, unter Angabe der verwendeten Materialien und Komponenten, genauer „Muster“ der Maschinenteile und ungefährer Kosten. Das einzig Negative ist, dass die Anleitung auf Englisch ist, aber es ist durchaus möglich, die detaillierten Zeichnungen zu verstehen, ohne die Sprache zu beherrschen.

Laden Sie die kostenlose Anleitung zur Herstellung der Maschine herunter:

Die CNC-Fräsmaschine ist montiert und betriebsbereit. Nachfolgend finden Sie einige Abbildungen aus der Montageanleitung. dieser Maschine

„Muster“ von Maschinenteilen (verkleinerte Ansicht) Beginn der Maschinenmontage Zwischenstufe Die letzte Etappe Versammlungen

Vorarbeit

Wenn Sie beschließen, eine CNC-Maschine mit Ihren eigenen Händen zu entwerfen, ohne einen vorgefertigten Bausatz zu verwenden, müssen Sie zunächst eine Auswahl treffen schematische Darstellung, wonach ein solches Mini-Gerät funktionieren wird.

Als Basis für CNC-Fräsgeräte können Sie eine alte Bohrmaschine nehmen, bei der der Arbeitskopf mit Bohrer durch einen Fräskopf ersetzt wird. Das Schwierigste, was bei solchen Geräten konstruiert werden muss, ist der Mechanismus, der die Bewegung des Werkzeugs in drei unabhängigen Ebenen gewährleistet. Dieser Mechanismus kann mit Schlitten eines nicht funktionierenden Druckers zusammengebaut werden; er gewährleistet die Bewegung des Werkzeugs in zwei Ebenen.

Es ist einfach, eine Softwaresteuerung an ein nach diesem Konzept aufgebautes Gerät anzuschließen. Ihr größter Nachteil besteht jedoch darin, dass auf einer solchen CNC-Maschine nur Werkstücke aus Kunststoff, Holz und dünnen Materialien bearbeitet werden können. Blech. Dies liegt daran, dass die Schlitten des alten Druckers, die für die Bewegung des Schneidwerkzeugs sorgen, keine ausreichende Steifigkeit aufweisen.

Damit Ihre selbstgebaute CNC-Maschine voll leistungsfähig ist Fräsarbeiten Bei Werkstücken aus unterschiedlichen Materialien muss ein ausreichend leistungsstarker Schrittmotor für die Bewegung des Arbeitswerkzeugs zuständig sein. Es ist absolut nicht notwendig, nach einem Schrittmotor zu suchen; er kann aus einem herkömmlichen Elektromotor hergestellt werden, wobei dieser geringfügig modifiziert werden muss.

Durch den Einsatz eines Schrittmotors können Sie auf den Einsatz eines Schraubengetriebes verzichten und die Funktionalität und Eigenschaften verbessern selbstgemachte Ausrüstung es wird die Sache nicht noch schlimmer machen. Wenn Sie sich dennoch dafür entscheiden, für Ihre Mini-Maschine Schlitten aus einem Drucker zu verwenden, dann empfiehlt es sich, diese aus einem größeren Modell des Druckgeräts auszuwählen. Um die Kraft auf die Welle der Fräsausrüstung zu übertragen, ist es besser, keine gewöhnlichen, sondern Zahnriemen zu verwenden, die nicht auf den Riemenscheiben rutschen.

Eine der wichtigsten Komponenten einer solchen Maschine ist der Fräsmechanismus. Seiner Herstellung bedarf besondere Aufmerksamkeit. Um einen solchen Mechanismus richtig herzustellen, benötigen Sie detaillierte Zeichnungen, die strikt befolgt werden müssen.

Zeichnungen von CNC-Fräsmaschinen

Beginnen wir mit dem Zusammenbau der Ausrüstung

Die Basis selbstgebauter CNC-Fräsgeräte kann ein rechteckiger Balken sein, der sicher auf Führungen befestigt werden muss.

Die tragende Struktur der Maschine muss eine hohe Steifigkeit aufweisen; bei der Installation sollten keine Schweißverbindungen verwendet werden und alle Elemente sollten nur mit Schrauben verbunden werden.

Diese Anforderung erklärt sich aus der Tatsache, dass Schweißnähte Vibrationsbelastungen nur sehr schlecht standhalten obligatorisch unterliegt Grundstruktur Ausrüstung. Solche Belastungen führen letztendlich dazu, dass sich der Maschinenrahmen im Laufe der Zeit zu verschlechtern beginnt und es zu Änderungen der geometrischen Abmessungen kommt, die sich auf die Genauigkeit der Geräteeinstellungen und deren Leistung auswirken.

Schweißnähte beim Einbau eines selbstgebauten Rahmens Fräse führen häufig zur Entwicklung von Spiel in seinen Knoten sowie zu einer Durchbiegung der Führungen, die bei starker Belastung auftritt.

Die Fräsmaschine, die Sie mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen, muss über einen Mechanismus verfügen, der die Bewegung des Arbeitswerkzeugs in vertikaler Richtung gewährleistet. Hierzu verwenden Sie am besten ein Schneckengetriebe, dessen Drehung über einen Zahnriemen übertragen wird.

Ein wichtiger Teil einer Fräsmaschine ist ihre vertikale Achse selbstgemachtes Gerät kann aus Aluminiumblech hergestellt werden. Es ist sehr wichtig, dass die Abmessungen dieser Achse genau auf die Abmessungen des zusammenzubauenden Geräts abgestimmt sind. Wenn Sie über einen Muffelofen verfügen, können Sie die vertikale Achse der Maschine selbst herstellen, indem Sie sie gemäß den in der fertigen Zeichnung angegebenen Maßen aus Aluminium gießen.

Sobald alle Komponenten Ihrer selbstgebauten Fräsmaschine vorbereitet sind, können Sie mit dem Zusammenbau beginnen. Beginnt dieser Prozess aus dem Einbau von zwei Schrittmotoren, die am Gerätekörper hinter seiner vertikalen Achse montiert sind. Einer dieser Elektromotoren ist für die Bewegung des Fräskopfes in der horizontalen Ebene und der zweite für die Bewegung des Kopfes in der vertikalen Ebene verantwortlich. Anschließend werden die restlichen Komponenten und Baugruppen der selbstgebauten Geräte montiert.

Die Drehung aller Komponenten selbstgebauter CNC-Geräte sollte nur über Riemenantriebe übertragen werden. Bevor Sie eine Programmsteuerung an die montierte Maschine anschließen, sollten Sie deren Funktionsfähigkeit überprüfen manueller Modus und alle festgestellten Mängel seiner Arbeit unverzüglich beseitigen.

Den Montagevorgang können Sie im Video verfolgen, das leicht im Internet zu finden ist.

Schrittmotoren

Das Design jeder CNC-Fräsmaschine enthält notwendigerweise Schrittmotoren, die die Bewegung des Werkzeugs in drei Ebenen gewährleisten: 3D. Wenn Sie für diesen Zweck eine selbstgebaute Maschine entwerfen, können Sie Elektromotoren verwenden, die in einem Nadeldrucker eingebaut sind. Die meisten älteren Modelle von Nadeldruckern waren mit Elektromotoren mit relativ hoher Leistung ausgestattet. Neben Schrittmotoren lohnt es sich, starke Stahlstangen aus einem alten Drucker zu nehmen, die auch bei der Konstruktion Ihrer selbstgebauten Maschine verwendet werden können.

Um Ihre eigene CNC-Fräsmaschine zu bauen, benötigen Sie drei Schrittmotoren. Da es im Nadeldrucker nur zwei davon gibt, muss ein weiteres altes Druckgerät gefunden und zerlegt werden.

Es ist ein großes Plus, wenn die Motoren, die Sie finden, über fünf Steuerleitungen verfügen: Dadurch wird die Funktionalität Ihrer zukünftigen Mini-Maschine erheblich erhöht. Es ist auch wichtig, die folgenden Parameter der von Ihnen gefundenen Schrittmotoren herauszufinden: Wie viele Grad werden in einem Schritt gedreht, wie hoch ist die Versorgungsspannung und wie hoch ist der Wicklungswiderstand?

Das Antriebsdesign einer selbstgebauten CNC-Fräsmaschine wird aus einer Mutter und einem Bolzen zusammengesetzt, deren Abmessungen entsprechend der Zeichnung Ihrer Ausrüstung vorab ausgewählt werden sollten. Um die Motorwelle zu fixieren und mit dem Bolzen zu verbinden, ist es praktisch, eine dicke Gummiwicklung eines Elektrokabels zu verwenden. Teile Ihrer CNC-Maschine, wie z. B. Klemmen, können in Form einer Nylonhülse hergestellt werden, in die eine Schraube eingeführt wird. Um solche einfachen Strukturelemente herzustellen, benötigen Sie eine normale Feile und einen Bohrer.

Elektronische Geräte

Ihre DIY-CNC-Maschine wird per Software gesteuert und muss richtig ausgewählt werden. Bei der Auswahl einer solchen Software (Sie können sie selbst schreiben) ist es wichtig, darauf zu achten, dass sie betriebsbereit ist und es der Maschine ermöglicht, alle ihre Funktionen zu realisieren. Diese Software muss Treiber für die Controller enthalten, die auf Ihrer Mini-Fräsmaschine installiert werden.

In einer selbstgebauten CNC-Maschine ist ein LPT-Anschluss erforderlich, über den elektronisches System Steuerung und verbindet sich mit der Maschine. Es ist sehr wichtig, dass eine solche Verbindung über installierte Schrittmotoren erfolgt.

Bei der Auswahl elektronischer Komponenten für Ihre selbstgebaute Maschine ist es wichtig, auf deren Qualität zu achten, da davon die Genauigkeit der technologischen Vorgänge abhängt, die darauf ausgeführt werden. Nachdem Sie alle elektronischen Komponenten des CNC-Systems installiert und angeschlossen haben, müssen Sie die erforderliche Software und Treiber herunterladen. Erst danach erfolgt ein Probelauf der Maschine, bei dem die korrekte Funktion unter Kontrolle geladener Programme überprüft, Mängel festgestellt und zeitnah behoben werden.

Es gibt viele ähnliche Geschichten im Internet, und ich werde wahrscheinlich nur wenige Leute überraschen, aber vielleicht ist dieser Artikel für jemanden nützlich. Diese Geschichte begann Ende 2016, als ich und mein Freund, ein Partner in der Entwicklung und Produktion von Prüfgeräten, einen bestimmten Geldbetrag anhäuften. Um nicht einfach Geld zu verschwenden (es ist ein junges Unternehmen), beschlossen wir, es in das Unternehmen zu investieren, woraufhin uns die Idee kam, eine CNC-Maschine zu bauen. Ich hatte bereits Erfahrung im Bau und der Arbeit mit dieser Art von Ausrüstung, und der Hauptbereich unserer Tätigkeit ist Design und Metallbearbeitung, was mit der Idee des Baus einer CNC-Maschine einherging.

Damals begann die Bewegung, die bis heute andauert ...

Alles ging weiter mit dem Studium von Foren zu CNC-Themen und der Auswahl des Grundkonzepts des Maschinendesigns. Nachdem man sich zuvor über die zu verarbeitenden Materialien auf der künftigen Maschine und deren Arbeitsfeld entschieden hatte, entstanden die ersten Papierskizzen, die später auf den Computer übertragen wurden. In der Umgebung der dreidimensionalen Modellierung KOMPAS 3D wurde die Maschine visualisiert und begann, mehr zu erfassen kleine Details und Nuancen, die sich als mehr herausstellten, als uns lieb war, von denen wir einige bis heute noch lösen.

Eine der ersten Entscheidungen bestand darin, die auf der Maschine verarbeiteten Materialien und die Abmessungen des Arbeitsfelds der Maschine zu bestimmen. Was die Materialien angeht, war die Lösung recht einfach: Es handelte sich um Holz, Kunststoff, Verbundwerkstoffe und Nichteisenmetalle (hauptsächlich Duraluminium). Da wir in unserer Produktion hauptsächlich Metallbearbeitungsmaschinen einsetzen, benötigen wir manchmal eine Maschine, die Materialien, die sich recht einfach auf einer gekrümmten Bahn verarbeiten lassen, schnell verarbeiten kann und dadurch die Produktionskosten der bestellten Teile senken würde. Basierend auf den ausgewählten Materialien, hauptsächlich in Plattenverpackung geliefert, mit Standardabmessungen von 2,44 x 1,22 Metern (GOST 30427-96 für Sperrholz). Nachdem wir diese Maße gerundet hatten, kamen wir auf folgende Werte: 2,5 x 1,5 Meter, der Arbeitsraum ist definitiv, mit Ausnahme der Werkzeughubhöhe, dieser Wert wurde unter Berücksichtigung der Möglichkeit der Installation eines Schraubstocks ausgewählt und wir haben davon ausgegangen Wir würden keine Werkstücke haben, die dicker als 200 mm sind. Wir haben auch die Tatsache berücksichtigt, dass, wenn das Ende eines Blechteils mit einer Länge von mehr als 200 mm bearbeitet werden muss, das Werkzeug dabei über die Abmessungen der Maschinenbasis und des Teils/Werkstücks selbst hinausfährt wird an der Stirnseite des Sockels befestigt, dadurch kann die Bearbeitung des Teileendes erfolgen.

Maschinendesign ist ein vorgefertigter Rahmensockel aus den 80er Jahren Profilrohr mit 4mm Wandstärke. Auf beiden Seiten der Basislänge sind Profilrollführungen der 25. Standardgröße befestigt, auf denen ein Portal in Form von drei zusammengeschweißten Profilrohren der gleichen Standardgröße wie die Basis installiert ist.

Die Maschine ist vierachsig und jede Achse ist angetrieben Kugelumlaufspindel. Zwei Achsen sind parallel entlang der Längsseite der Maschine angeordnet, per Software gepaart und an die X-Koordinate gebunden. Dementsprechend sind die verbleibenden zwei Achsen Y- und Z-Koordinaten.

Warum genau haben wir uns für einen vorgefertigten Rahmen entschieden: Ursprünglich wollten wir eine reine Schweißkonstruktion mit eingebetteten Schweißblechen zum Fräsen, Einbau von Führungen und Kugelumlaufspindelstützen herstellen, fanden aber keine ausreichend große Koordinatenfräsmaschine zum Fräsen. Ich musste einen vorgefertigten Rahmen zeichnen, um alle Teile mit den in der Produktion vorhandenen Metallbearbeitungsmaschinen selbst bearbeiten zu können. Jedes Teil, das dem Lichtbogenschweißen ausgesetzt war, wurde geglüht, um innere Spannungen abzubauen. Anschließend wurden alle Passflächen gefräst und anschließend mussten die Anpassungen stellenweise abgekratzt werden.

Vorweg möchte ich gleich sagen, dass sich die Montage und Herstellung des Rahmens als der arbeitsintensivste und finanziell teuerste Vorgang beim Bau der Maschine herausstellte. Die ursprüngliche Idee mit einem vollverschweißten Rahmen ist unserer Meinung nach einer Fertigkonstruktion in allen Belangen überlegen. Auch wenn viele vielleicht nicht meiner Meinung sind.

Ich möchte gleich vorbehalten, dass wir hier zunächst nicht auf Maschinen aus Aluminium-Strukturprofilen eingehen; dies ist eher eine Angelegenheit für einen anderen Artikel.

Während sie die Maschine weiter zusammenbauten und in Foren darüber diskutierten, begannen viele, diagonale Stahlausleger innerhalb und außerhalb des Rahmens anzufertigen, um noch mehr Steifigkeit zu verleihen. Wir haben diesen Rat nicht vernachlässigt, sondern der Struktur auch Ausleger hinzugefügt, da sich herausstellte, dass der Rahmen recht massiv war (ca. 400 kg). Und nach Abschluss des Projekts wird der Perimeter geräumt Stahlblech, was die Struktur weiter verbinden wird.

Kommen wir nun zum mechanischen Thema dieses Projekts. Wie bereits erwähnt, erfolgte die Bewegung der Maschinenachsen über ein Kugelumlaufspindelpaar mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Steigung von 10 mm, dessen Drehung von Schrittmotoren mit 86 und 57 Flanschen übertragen wurde. Ursprünglich war geplant, die Schraube selbst direkt zu drehen, um unnötiges Spiel und zusätzliche Zahnräder zu vermeiden, aber ohne sie wäre es aufgrund der Tatsache, dass wann direkte Verbindung Motor und Propeller würden bei hohen Geschwindigkeiten beginnen, sich abzuwickeln, insbesondere wenn sich das Portal in seinen Extrempositionen befindet. Da die Schraubenlänge entlang der

Diese Nuance wurde bereits bei der Herstellung von Teilen entdeckt und es war notwendig, dieses Problem schnell zu lösen, indem eine rotierende Mutter anstelle einer Schraube hergestellt wurde, was der Konstruktion eine zusätzliche Lagerbaugruppe und einen Riemenantrieb hinzufügte. Diese Lösung ermöglichte es auch, die Schraube zwischen den Stützen gut festzuziehen.

Der Aufbau der Drehmutter ist recht einfach. Zunächst haben wir zwei Kegelkugellager ausgewählt, die gespiegelt auf der Kugelumlaufspindelmutter angebracht sind, nachdem wir zuvor an ihrem Ende ein Gewinde geschnitten haben, um den Lagerlaufring auf der Mutter zu befestigen. Die Lager passen zusammen mit der Mutter in das Gehäuse, die gesamte Struktur wiederum wird am Ende des Portalpfostens befestigt. An der Vorderseite der Kugelumlaufspindel befestigten die Muttern eine Adapterhülse an den Schrauben, die anschließend zur Ausrichtung auf einen Dorn montiert wurde. Sie legten eine Riemenscheibe darauf und zogen sie mit zwei Kontermuttern fest.

Natürlich werden einige von Ihnen die Frage stellen: „Warum nicht eine Zahnstange als Übertragungsmechanismus verwenden?“ Die Antwort ist ganz einfach: Eine Kugelumlaufspindel sorgt für Positioniergenauigkeit, mehr Antriebskraft und dementsprechend für weniger Drehmoment auf der Motorwelle (das ist mir sofort eingefallen). Aber es gibt auch Nachteile – mehr langsame Geschwindigkeit Bewegung und wenn man Schrauben von normaler Qualität nimmt, dann wird sich der Preis entsprechend erhöhen.
Kugelumlaufspindeln und Muttern haben wir übrigens genug von TBI mitgenommen eine Budgetoption, aber auch die Qualität ist angemessen, da wir von den 9 entnommenen Metern Schrauben 3 Meter wegwerfen mussten, aufgrund der Diskrepanz der geometrischen Maße wurde keine der Muttern einfach aufgeschraubt...

Als Gleitführungen wurden 25mm Profilschienenführungen von HIWIN verwendet. Für ihre Montage wurden Montagenuten gefräst, um die Parallelität zwischen den Führungen aufrechtzuerhalten.

Wir haben uns für die Herstellung von Kugelumlaufspindelhalterungen entschieden auf eigene Faust Es stellte sich heraus, dass es sich um zwei Typen handelte: Halterungen für rotierende Schrauben (Y- und Z-Achse) und Halterungen für nicht rotierende Schrauben (X-Achse). Halterungen für rotierende Schrauben könnten angeschafft werden, da dadurch Einsparungen möglich sind selbstgemacht 4 Teile waren nicht genug. Eine andere Sache ist mit Halterungen für nicht rotierende Schrauben – solche Halterungen sind nicht im Handel zu finden.

Wie bereits erwähnt, wird die X-Achse durch rotierende Muttern und einen Riementrieb angetrieben. Sie haben sich auch dafür entschieden, die beiden anderen Y- und Z-Achsen über ein Riemengetriebe anzutreiben. Dies erhöht die Mobilität bei der Änderung des übertragenen Moments und erhöht die Ästhetik im Hinblick auf die Installation des Motors nicht entlang der Achse der Kugelumlaufspindel, sondern auf der Seite davon, ohne die Abmessungen der Maschine zu vergrößern.

Kommen wir nun reibungslos zu elektrischer Teil, und wir beginnen mit den Antrieben; Schrittmotoren wurden natürlich aus Gründen des niedrigeren Preises im Vergleich zu Motoren mit gewählt Rückmeldung. Auf der Ich werde versuchen, es mir unten vorzustellen volle Liste gekaufte Teile...

Der elektrische Schaltkreis der Maschine ist recht einfach: Schrittmotoren werden an Treiber angeschlossen, die wiederum mit der Schnittstellenplatine verbunden sind, die über einen parallelen LPT-Anschluss auch mit einem Personalcomputer verbunden ist. Ich habe 4 Treiber verwendet, einen für jeden Motor. Ich habe alle gleichen Treiber installiert, um die Installation und den Anschluss zu vereinfachen, mit einem maximalen Strom von 4 A und einer Spannung von 50 V. Als Schnittstellenkarte für CNC-Maschinen habe ich eine relativ preisgünstige Variante eines heimischen Herstellers genutzt, wie auf der Website angegeben Die beste Option. Aber ich möchte das weder bestätigen noch dementieren, das Board ist einfach zu bedienen und das Wichtigste ist, dass es funktioniert. In meinen vergangenen Projekten habe ich Boards von chinesischen Herstellern verwendet, die funktionieren auch, und in ihrer Peripherie unterscheiden sie sich kaum von denen, die ich in diesem Projekt verwendet habe. Mir ist bei all diesen Platinen aufgefallen, dass einer vielleicht nicht von Bedeutung ist, aber der Nachteil ist, dass man darauf nur bis zu 3 Endschalter installieren kann, aber für jede Achse mindestens zwei solcher Schalter erforderlich sind. Oder habe ich es einfach nicht verstanden? Wenn wir eine 3-Achsen-Maschine haben, müssen wir dementsprechend Endschalter in den Nullkoordinaten der Maschine (dies wird auch „Home-Position“ genannt) und in den äußersten Koordinaten installieren, um im Falle eines Ausfalls oder Mangels an Arbeitsfeld, die eine oder andere Achse ist einfach nicht ausgefallen (einfach nicht kaputt gegangen). Meine Schaltung verwendet: 3 Klemmen ohne Kontakte induktiver Sensor und eine Not-Aus-Taste „E-STOP“ in Form eines Pilzes. Der Leistungsteil wird von zwei 48-V-Schaltnetzteilen versorgt. und 8A. Die 2,2 kW starke wassergekühlte Spindel wird über einen Frequenzumrichter angeschlossen. Die Geschwindigkeitseinstellung erfolgt über einen Personalcomputer, da der Frequenzumrichter über eine Schnittstellenplatine angeschlossen ist. Die Drehzahlregelung erfolgt durch Änderung der Spannung (0-10 Volt) am entsprechenden Ausgang des Frequenzumrichters.

Alle elektrischen Komponenten außer Motoren, Spindeln und Endschaltern wurden in einer elektrischen Anlage montiert Metallschrank. Die gesamte Steuerung der Maschine erfolgt über einen Personalcomputer; wir haben einen alten PC auf einem Motherboard im ATX-Formfaktor gefunden. Lieber etwas schrumpfen und einen kleinen Mini-ITX mit eingebautem Prozessor und Grafikkarte kaufen. Aufgrund der Größe des Schaltkastens war es schwierig, alle Komponenten darin unterzubringen; sie mussten ziemlich nahe beieinander platziert werden. Am Boden der Box habe ich drei Zwangskühlventilatoren angebracht, da die Luft im Inneren der Box sehr heiß war. An der Vorderseite wurde eine Metallplatte angeschraubt, mit Löchern für die Power-Taster und Not-Aus-Taster. Auch auf diesem Panel befand sich eine Buchse zum Einschalten des PCs, ich habe sie aus dem Gehäuse eines alten Mini-Computers entfernt, schade, dass sie nicht funktioniert hat. Am hinteren Ende der Box wurde außerdem eine Abdeckplatte angebracht, in der Löcher für Anschlüsse für 220-V-Stromversorgung, Schrittmotoren, Spindel und VGA-Anschluss angebracht waren.

Sämtliche Leitungen der Motoren, der Spindel sowie die Wasserschläuche für deren Kühlung wurden in flexiblen, 50 mm breiten Kabelkettenkanälen verlegt.

Hinsichtlich Software Dann wurde Windows XP auf einem PC installiert, der sich in einem Schaltkasten befand, und eines der gängigsten Mach3-Programme wurde zur Steuerung der Maschine verwendet. Die Konfiguration des Programms erfolgt entsprechend der Dokumentation auf der Schnittstellenplatine, dort ist alles recht anschaulich und in Bildern beschrieben. Warum genau Mach3, und das alles, weil ich Berufserfahrung hatte, ich habe von anderen Programmen gehört, sie aber nicht in Betracht gezogen.

Technische Eigenschaften:

Arbeitsraum, mm: 2700x1670x200;
Bewegungsgeschwindigkeit der Achsen, mm/min: 3000;
Spindelleistung, kW: 2,2;
Abmessungen, mm: 2800x2070x1570;
Gewicht, kg: 1430.

Liste der Einzelteile:

Profilrohr 80x80 mm.
Metallstreifen 10x80mm.
Kugelumlaufspindel TBI 2510, 9 Meter.
Kugelgewindemuttern TBI 2510, 4 Stk.
Profilführungen HIWIN Schlitten HGH25-CA, 12 Stk.
Schiene HGH25, 10 Meter.
Schrittmotoren:
NEMA34-8801: 3 Stk.
NEMA 23_2430: 1 Stk.
Riemenscheibe BLA-25-5M-15-A-N14: 4 Stk.
Riemenscheibe BLA-40-T5-20-A-N 19: 2 Stk.
Riemenscheibe BLA-30-T5-20-A-N14: 2 Stk.

Schnittstellenkarte StepMaster v2.5: 1 Stk.
Schrittmotortreiber DM542: 4 Stück. (China)
Schaltnetzteil 48V, 8A: 2 Stk. (China)
Frequenzumrichter 2,2 kW. (China)
Spindel 2,2 kW. (China)

Anscheinend habe ich die wichtigsten Teile und Komponenten aufgelistet. Wenn ich etwas nicht hinzugefügt habe, schreibe es in die Kommentare und ich füge es hinzu.

Erfahrung in der Maschinenbedienung: Letztendlich haben wir die Maschine nach fast anderthalb Jahren endlich auf den Markt gebracht. Zunächst haben wir die Positionierungsgenauigkeit der Achsen und deren maximale Geschwindigkeit angepasst. Laut erfahreneren Kollegen maximale Geschwindigkeit 3 m/min sind nicht hoch und sollten dreimal höher sein (für die Bearbeitung von Holz, Sperrholz usw.). Bei der Geschwindigkeit, die wir erreicht haben, sind das Portal und andere Achsen fast nicht mehr aufzuhalten, wenn man die Hände (mit dem ganzen Körper) darauf legt – es rast wie ein Panzer. Wir haben mit der Verarbeitung von Sperrholz begonnen, der Fräser läuft wie am Schnürchen, es gibt keine Vibrationen der Maschine, aber wir sind auch in einem Durchgang maximal 10 mm tiefer gegangen. Obwohl sie danach begannen, tiefer zu gehen.

Nachdem wir mit Holz und Kunststoff gespielt hatten, entschieden wir uns, an Duraluminium zu nagen; ich war begeistert, obwohl mir bei der Auswahl der Schneidmodi zunächst mehrere Messer mit einem Durchmesser von 2 mm kaputt gingen. Das Duraluminium schneidet sehr sicher und das Ergebnis ist ein ziemlich sauberer Schnitt entlang der bearbeiteten Kante.

Wir haben noch nicht versucht, Stahl zu bearbeiten, aber ich denke, dass die Maschine zumindest gravieren kann, aber zum Fräsen ist die Spindel zu schwach, es wäre schade, sie zu töten.

Ansonsten meistert die Maschine die ihr übertragenen Aufgaben gut.

Fazit, Meinung zur geleisteten Arbeit: Es wurde viel Arbeit geleistet, aber am Ende waren wir ziemlich müde, da niemand die Hauptarbeit abgesagt hat. Und es wurde viel Geld investiert, den genauen Betrag verrate ich nicht, aber es sind etwa 400.000 Rubel. Neben den Kosten für die Ausrüstung floss der größte Teil der Kosten und der größte Aufwand in die Herstellung der Basis. Wow, wir hatten so viel Ärger mit ihm. Ansonsten wurde alles erledigt, da Geld, Zeit und fertige Teile zur Verfügung standen, um die Montage fortzusetzen.

Die Maschine erwies sich als recht funktionell, recht steif, massiv und hochwertig. Behält eine gute Positionierungsgenauigkeit bei. Bei der Messung eines Quadrats aus Duraluminium mit den Maßen 40 x 40 betrug die Genauigkeit +- 0,05 mm. Die Bearbeitungsgenauigkeit größerer Teile wurde nicht gemessen.

Was weiter…: Es gibt noch genügend Arbeit an der Maschine, in Form der Abdeckung der Führungen und Kugelumlaufspindeln mit Staubschutz, der Abdeckung der Maschine um den Umfang und der Installation von Decken in der Mitte des Sockels, die 4 große Regale für die Kühlung der Maschine bilden Spindel, Lagerung von Werkzeugen und Geräten. Sie wollten eines der Viertel der Basis mit einer vierten Achse ausstatten. Es ist auch notwendig, einen Zyklon an der Spindel zu installieren, um Staubspäne zu entfernen und zu sammeln, insbesondere wenn Sie Holz oder Textolith verarbeiten, von denen überall Staub fliegt und sich überall absetzt.

Was das zukünftige Schicksal der Maschine angeht, ist nicht alles klar, da ich ein Gebietsproblem hatte (ich bin in eine andere Stadt gezogen) und jetzt fast niemand mehr da ist, der an der Maschine arbeitet. Und es gibt keine Garantie dafür, dass die oben genannten Pläne wahr werden. Das hätte sich vor zwei Jahren noch niemand vorstellen können. Tags hinzufügen