Como fazer uma máquina CNC DIY?

Além de madeira, plástico e compósitos, as máquinas de controle numérico computadorizado (CNC) processam perfeitamente metais não ferrosos e até mesmo trabalham graus (técnicos) de aço. Esse equipamento é feito como uma fresadora e gravadora - e é complementado com uma pistola de gravação a laser capaz de queimar madeira e aço.

Antes de preparar para a montagem de uma fresadora ou máquina de gravação a laser, decidir sobre os requisitos, que não são esquecidos por artesãos experientes.

Em primeiro lugar o corpo (moldura, base) deve ter rigidez suficiente, pois a força mecânica que é aplicada à peça no processo de torneamento, furação, corte de furos tecnológicos na peça é considerável.

O processamento das peças deve ter a precisão e clareza declaradas em especificação específica. Nada impede que você peça componentes chineses prontos, no entanto, a base na maioria das vezes é feita de meios improvisados.

O tamanho da peça também é importante... É irracional montar uma máquina que ocupará toda a bancada em cima de uma mesa com área de 2 m2, quando se pretende ranhurar pequenas peças, peças sobressalentes para mecanismos e dispositivos.

Tendo resolvido essas três tarefas, eles preparam os materiais e ferramentas necessários.

• Para a fabricação do corpo da máquina para madeira, uma placa de madeira maciça, MDF ou folha de perfil de aglomerado ou madeira compensada é adequada. Esta última, junto com a madeira maciça, tem a maior resistência. Mas, para uma máquina de metal, não há design melhor do que o aço.

• O motor do fuso para madeira não deve ter mais de 2 kW de potência. Para evitar interrupções tecnológicas prolongadas a cada 15 minutos, é aconselhável equipar o motor do fuso com um sistema de dissipação de calor água-radiador.

• O módulo elétrico do inversor é compatível com a potência do motor. Devido à confiabilidade e onipresença dos motores de passo, o sistema "motor-driver" é usado. A placa do driver gera correntes pulsadas ou alternadas que fazem com que o eixo do motor gire em um ângulo específico ou complete várias revoluções completas. Três motores de passo fornecem movimento de peças de trabalho ao longo de todos os três eixos coordenados.

• O duto do cabo é colocado para proteger a fiação de danos acidentais durante a operação - o inversor e o estágio são freqüentemente movidos.

Outros componentes incluem uma braçadeira de fresagem (mandril de corte), uma mangueira de resfriamento, kits de rolamentos de esferas, um acoplamento (transfere um passeio suave de um motor de passo e garante seu alinhamento com uma caixa de engrenagens ao longo do eixo), fresas, ferragens, uma bomba de água (bomba), pinos. Como ferramentas de que você precisa:

• unidade de soldagem do tipo inversor com vários eletrodos;

• moedor com conjunto de discos de corte para metal e madeira;

• chave de fenda universal com conjunto de bocais;

• martelo, alicate, chaves ajustáveis ​​universais (pelo menos duas);

• ferro de solda, breu, solda, fluxo de solda;

• Tesouras e pinças.

Consumíveis - fita isolante, cola universal (carpintaria, epóxi e / ou "Moment-1"), selante de borracha, fita adesiva.

Os artesãos fazem fresas baseadas em CDs e drives para eles. Usando esses componentes, o usuário receberá uma máquina muito compacta.

As instruções gerais de montagem passo a passo incluem os seguintes estágios.

1. Pesquise ou crie um desenho - instruções de montagem, onde todas as etapas, incluindo o layout elétrico e eletrônico, são descritas em detalhes. Para criar um desenho, ferramentas de software como Autocad ou Visio são usadas.

2. Depois de adquirir os componentes necessários, o mestre forma a cama. Não é recomendável montá-lo antes de comprar essas peças sobressalentes - suas dimensões não correspondem à configuração do futuro dispositivo.

3. Instalação e ajuste da unidade do fuso com o motor principal. Um sistema de refrigeração está instalado no motor. Para eliminar vazamentos, é utilizado um selante - após o endurecimento, ele se transforma em uma espécie de borracha.

4. Instalação de fiação e cabos elétricos, painel de controle, botão de desligamento de emergência da máquina.

5. Colocação e conexão da placa eletrônica (microcontrolador). Você pode usar, por exemplo, um módulo eletrônico como KY-2012 - um controlador CNC de cinco eixos para um driver de motor de passo com um cabo DB-25. A maioria dos usuários prefere microcontroladores da marca Arduino.

6. Testar o trabalho da máquina montada, baixando versões eletrônicas dos desenhos das futuras peças, que serão feitas nesta máquina.

Se a técnica funcionar bem, você pode desenvolver um plano de produção, comprar materiais e consumíveis para ele e entrar em operação - para liberar o primeiro lote (de teste) de peças.

Uma máquina CNC automontada requer um mínimo de erros e erros de cálculo indesejados. Uma unidade caseira, mesmo quando criada para trabalhar exclusivamente em madeira e plástico, requer uma abordagem criteriosa de projeto e montagem. Então, o projeto está pronto - só falta colocá-lo em prática.

A cama, o circuito de alimentação, o acionamento com o motor principal, a mesa de objetos com motores de passo em operação não devem interferir uns nos outros. Componentes não menos importantes são o botão de parada de emergência e o controle remoto com botões que mudam a velocidade de acionamento do fuso.

Instale as peças que permitem ajustar o deslocamento da platina ao longo dos eixos de abscissa e ordenada.

Monte o eixo. Ele é instalado somente após a conclusão dos trabalhos na carroceria (sem a montagem das paredes laterais e traseira). Ao instalar o motor, deixe a oportunidade de mover este inversor em altura e estritamente na vertical.

Outros componentes incluem uma engrenagem helicoidal usando engrenagens nas polias e na correia... Esta conexão evita que a correia deslize nas polias. A transmissão uniforme de torque é virtualmente garantida.

Ao usar um motor de passo para uma máquina em miniatura, os componentes do carro de uma impressora grande são usados. Quanto mais antigo o modelo for no ano de fabricação, mais motor de passo de alta potência foi usado neles. Uma impressora matricial é considerada um grande sucesso: são mais do que modelos a laser e jato de tinta, adequados para alteração em tal máquina. Uma máquina de três eixos exigirá, respectivamente, três desses motores. Se você não conseguiu encontrá-los sozinho (usando equipamento de impressão antigo), use motores de passo da marca chinesa Nema - você só precisa aguardar o pedido de 10 a 100 dias, e esses motores são projetados para uma tensão de 12 volts e uma corrente de até vários amperes.

Usando engrenagens giratórias (rodas de aço ferramenta), você pode converter o torque em torque linear. As peças emparelhadas dos fusos de esferas (fusos de esferas) podem ser usadas para obter a máxima precisão, mas essas peças não são uma solução barata. Usando porcas e parafusos de montagem para instalar os blocos, forneça espaçadores de plástico para reduzir o atrito e reduzir a folga.

Qualquer motor com ou sem escova pode ser usado para o fuso.

O cubo vertical, que permite que a ferramenta se mova em três coordenadas, opera dentro da tabela de coordenadas. O eixo é feito em forma de barra de alumínio. As dimensões desta peça devem corresponder às dimensões da máquina.

A montagem da parte mecânica de trabalho começa com a fixação dos primeiros motores de passo à carcaça.... Eles estão localizados atrás do eixo vertical. Esses motores são responsáveis ​​pelo movimento horizontal e vertical. O portal móvel, movendo-se ao longo do eixo das abscissas, carrega o acionamento do fuso e o suporte (eixo que especifica a altura do ponto de trabalho). Quanto mais alto o portal for colocado, mais partes grossas o mestre considera ao girar. A desvantagem de um portal elevado é a instabilidade ao aumento da força aplicada.

Para a fixação do motor de passo, responsável pelas cotas de altura, assim como dos trilhos retos, utilize todas as placas, exceto as laterais. Instale a base do eixo no mesmo lugar.

Para fixar o rotor do motor do eixo com um grampo de cabelo, use um enrolamento de borracha de um cabo elétrico com uma seção transversal bastante larga. Os parafusos inseridos na bucha de náilon também têm propriedades de travamento.

Os metais e a madeira na fabricação da caixa podem ser combinados entre si. Assim, a estrutura principal (de suporte) é montada com tubos profissionais com espessura de parede de 3 mm, e as paredes laterais (tampas, painéis) podem ser feitas de compensado. Mas a estrutura de suporte não pode ser montada sem tecnologia de soldagem - conexões puramente aparafusadas podem não ser suficientes.

A máquina adquire a resistência máxima declarada no desenho apenas graças à estrutura... Uma mesa de objeto móvel, uma unidade de fuso, motores de coordenadas de passo, guias semelhantes a trilhos e um eixo de coordenadas vertical estão instalados nela.

Uma estrutura de aço é muitas vezes melhor, mas também pode ser danificada prematuramente. Use porcas em T para evitar que as peças da estrutura se separem. No entanto, as conexões aparafusadas funcionam bem com conexões soldadas. As placas finais permitem a instalação de rolamentos que permitem que o parafuso de chumbo gire livremente ao longo de sua rosca. Aqui são usados ​​corrediça e rolamento no fuso.

Para o bom funcionamento da unidade de programa, materiais de rádio de alta qualidade e componentes de rádio são usados. Placas de circuito impresso chinesas de qualidade duvidosa devem ser evitadas. O objetivo da montagem é obter um funcionamento preciso, sem congelamento e reinicialização do software durante a operação.

Além dos motores de passo controlados por módulos de drivers eletrônicos, também é utilizada uma porta USB, cuja conversão de sinais, por exemplo, é realizada por meio de um módulo adaptador baseado na tecnologia RS-485, que também converte os dados de volta para o formato USB.

Selecione o que você precisa - todo o equipamento funciona nele. Por exemplo, módulos de microprocessador modernos operam a 3,3 V e motores de passo - a partir de 12.

Um PC ou laptop é usado para carregar / sobrescrever o programa na unidade CNC. Recentemente, foram feitas tentativas de usar um microcomputador adicional do tamanho de um ou mais pen drives para controlar a máquina, interagindo com smartphones e tablets via Wi-Fi ou Bluetooth, mas essa tecnologia ainda está em fase de desenvolvimento a longo prazo e em vez disso, refere-se a “coisas inteligentes”.

• Nenhum artesão são capazes de montar até mesmo uma máquina extremamente simples sem um projeto com um desenho.
• Faça a correspondência correta entre o acionamento do fuso e o conversor de frequência.
• Não use motores de passo com uma fonte de alimentação não padrão, caso contrário, você precisará instalar uma fonte não padrão ou modificar uma das existentes. Isso vai deixar a configuração final de lado, complicá-la.
• Não use apenas juntas soldadas - com vibração extrema, elas simplesmente quebrarão.
• Não use um acionamento por correia deslizante: a força apreciável pode levar a deslizamentos frequentes das correias.
• Compre rolamentos e parafusos com fator de segurança triplo.

Como fazer uma máquina CNC com as próprias mãos, veja abaixo.