Come realizzare una macchina CNC a tre assi (economica e facile)

L'idea alla base di questo Instructable era di soddisfare il mio desiderio di una macchina CNC di dimensioni desktop. Mentre sarebbe stato bello acquistare un'unità standard, la questione del prezzo e delle dimensioni si sono rivelate proibitive. Con questo in mente, ho cercato di progettare e costruire una macchina CNC a tre assi tenendo presenti i seguenti fattori:

-Utilizza strumenti semplici (richiede solo una trapano, una sega a nastro e utensili manuali)

-Basso costo (questo tipo di mi è sfuggito, tuttavia, con tutto ciò che è stato acquistato dallo scaffale, il costo per tutte le parti è inferiore a $ 600 (risparmi significativi potrebbero essere ottenuti acquistando abilmente alcuni pezzi))

-Impronta ridotta (ingombro 30 "x 25")

-Inviluppo di lavoro utilizzabile (asse X da 10 ", asse Y da 14", asse Z da 4 ")

-Tasso di taglio estremamente rapido (60 "al minuto)

-Piccolo conteggio delle parti (meno di 30 parti uniche)

-Facile da parti di origine (tutte le parti disponibili da 4 fonti (Home Depot + 3 fonti online)

-Possibilità di tagliare legno compensato (riuscito)

Iniziamo...

AGGIORNAMENTO: - Prossimamente la possibilità di ordinare pezzi di MDF pretagliati da oomlout

Step 1: Altri che hanno finito

Un saluto a coloro che hanno lavorato fino a questo punto (e per dimostrare che è riproducibile) Ecco alcune immagini di macchine di altri popoli.

Foto 1 - Chris e il suo amico hanno messo insieme questa unità; taglio laser delle parti in acrilico mezzo pollice. Non solo sembra super, ma deve pesare una tonnellata. Ma complimenti, chiunque abbia lavorato con l'acrilico sa che il taglio laser è fantastico, ma è un materiale molto ostile da perforare e ci sono molte perforazioni laterali in questo design. Bravo ragazzi, date un'occhiata a maggiori dettagli (e foto, inclusi alcuni test con i circuiti stampati) sul blog di Chris rainbowlazer.com. Mi piace in particolare il suo lavoro nel realizzare oggetti 3D con tagli 2D (qui).

Foto 2 - Sam McCaskill ha terminato la sua macchina CNC desktop e sembra davvero molto bello. In modo impressionante, ha anche resistito all'impulso di imbrogliare e tagliare tutti i suoi pezzi a mano. Sono davvero colpito.

Foto 3 - Angry Monk's - Con pezzi di MDF tagliati su un cutter laser e guida convertiti da cinghie dentate in barra filettata

Foto 4 - Bret Golab's - Bret ha completato il suo e ha fatto il passo in più per farlo funzionare con Linux CNC (un compito che ho tentato ed è stato sventato dalla complessità). Se sei interessato alle sue impostazioni, puoi inviargli un messaggio (ID istruibile: bretlyssii)). Ottimo lavoro Bret!

(Se ne hai costruito uno e desideri che sia descritto qui, ti prego di inviarmi un PM e possiamo organizzare l'invio di foto)

Passaggio 2: specifiche.

Temo di non avere lo spazio (o la competenza per quella materia) per approfondire qui i fondamenti del CNC, ma ci sono alcuni siti web in particolare che ho trovato abbastanza utili nella mia ricerca.

CNCZone.com - Un forum di discussione che ha una sezione macchine fai-da-te che è una ricchezza di conoscenza (collegamento diretto)

Dettagli macchina:

Testa di taglio: strumento tipo Dremel o Dremel

Dettagli dell'asse:

Asse X.
viaggio: 14 "
Azionamento: cinghia dentata dentata
Velocità: 60 "min
Accelerazione: 1 "al secondo2
Risoluzione: 1/2000 "
Impulsi per pollice: 2001

Asse Y
Viaggio: 10 "
Azionamento: cinghia dentata dentata
Velocità: 60 "min
Accelerazione: 1 "al secondo2
Risoluzione: 1/2000 "
Impulsi per pollice: 2001

Asse Z (su giù)
Viaggio: 4 "
Azionamento: barra filettata
Accelerazione: .2 "al secondo2
Velocità: 12 "min
Risoluzione: 1/8000 "
Impulsi per pollice: 8000

Passaggio 3: strumenti richiesti

L'obiettivo era quello di cercare di mantenere gli strumenti richiesti nel regno di un negozio medio di tuttofare.

Utensili elettrici:

-Band Saw o Scroll Saw
-Drill Press (punte da trapano 1/4 ", 5/16", 7/16 ", 5/8", 7/8 ", 8mm anche Q (punta da trapano imperiale più vicina 5/16")
-Printer (sembrava la categoria giusta)
-Dremel o strumento simile (da collegare alla macchina finita)

Utensili a mano:

-Rubber Mallet (per fornire "persuasione" quando necessario)
-Hex Keys (5/64 ", 1/16")
-Cacciavite
-Glue Stick (UHU) o adesivo spray
Chiave inglese regolabile (o presa 7/16 "e cricchetto)

Passaggio 4: parti necessarie

Il PDF allegato (CNC-Part-Summary.pdf) fornisce informazioni dettagliate sui costi e l'approvvigionamento per ciascuna parte richiesta. Elencato qui è solo un riepilogo

Foglio disponibile --- $ 20
-un pezzo da 48 "x 48" di MDF spesso 1/2 "(è possibile utilizzare qualsiasi foglio 1/2". Ho in programma di realizzare la mia prossima versione con UHMW ma questa volta il costo era proibitivo)
-un pezzo da 5 "x5" di MDF spesso 3/4 "(questo è usato per fare distanziatori in modo da poter usare qualsiasi pezzo di 3/4" trovato nel negozio)

Motori e controller ---- $ 255
-Un intero istruttore potrebbe essere scritto sulla scelta di un controller e motori. In breve, è necessario un controller in grado di controllare tre assi (con ingressi a impulsi e direzione) e motori con una coppia di mantenimento di circa 100 once /. Ho acquistato il mio da //hobbycnc.com, hanno funzionato bene e il kit è stato abbastanza facile da saldare. ( collegamento diretto )

Hardware --- $ 275
-Queste parti possono essere acquisite da tre punti. Gli articoli convenzionali possono essere acquistati presso Home Depot, i prodotti per azionamenti speciali sono facili da trovare presso qualsiasi fornitore industriale, ho usato McMaster Carr (//www.mcmaster.com) (li ho scelti perché hanno un bel negozio online), e infine, a causa dell'elevato numero di cuscinetti necessari, ho trovato il prezzo migliore da un venditore online (//vxb.com) che vende 100 a $ 40 (ne rimangono alcuni rimasti per altri progetti) (collegamento diretto)

Software --- (gratuito)
-Che cosa è richiesto è un programma per disegnare i tuoi progetti (io uso CorelDraw) e un programma in grado di interpretare questi file in impulsi da inviare al tuo controller. Attualmente sto usando una versione di prova di Mach3 (//www.machsupport.com) ma ho in programma di convertirlo in LinuxCNC (un controller di macchina open source che utilizza Linux) (//www.linuxcnc.org)

Testa del router --- (extra)
-Ho attaccato uno strumento di taglio di tipo dremel alla mia macchina, tuttavia se sei più interessato alla costruzione di additivi (come o RepRap) potresti voler esaminare i loro strumenti di deposizione.

Dettagli

-i componenti metrici e soprattutto i dadi non sono molto popolari e ho dovuto visitare diversi depositi domestici nella mia zona prima di averne abbastanza.
-Non sono riuscito a trovare un modo per collegarmi alle parti direttamente sul sito MCMaster Carr. Per trovarli vai su www.mcmaster.com e cerca la parte #

allegati

  • C: \ Documents and Settings \ Aaron \ My Documents \ Plotter Stuff \ 00-Active \ Instructable Files \ CNC-Part-Summary.pdf Download

Passaggio 5: Stampa modello

Ho avuto un po 'di esperienza con i pezzi di Saw Scroll, quindi ho scelto di utilizzare un metodo di colla sul modello. È necessario stampare i file dei motivi PDF su pagine affiancate, quindi incollarli su ogni motivo e ritagliare ogni pezzo.

Nome e materiale del file:

Riepilogo: CNC-Cut-Summary.pdf
0, 5 "MDF (35 8, 5" x11 "pagine piastrellate): CNC-0.5MDF-CutLayout- (Rev3) .pdf
0.75 "MDF: CNC-0.75MDF-CutLayout- (Rev2) .pdf
Tubo in alluminio da 0, 75 ": CNC-0, 75 Alum-CutLayout- (Rev3) .pdf
0, 5 "MDF (pagina 1 48" x48 "): CNC- (una pagina 48x48) 05-MDF-CutPattern.pdf


(nota: ho aggiunto una versione DXF del modello MDF da 0, 5 "a questo passaggio (DXF-05-MDF-SimpleDXF.dxf) Ho rimosso i fori incrociati e la scrittura da questo file per renderlo di dimensioni gestibili, se qualcuno vorrebbe uno qualsiasi dei disegni in un formato diverso o includendo informazioni diverse per favore mandami una riga e farò quello che posso)

(nota: ho incluso i disegni originali in formato CorelDraw in un file zip (CNC-CorelDrawFormat-CutPatterns (Rev2) .zip) per chiunque desideri fare qualche modifica)

(AGGIORNAMENTO: ora è possibile scegliere tra i motivi per lo strato MDF da 0, 5 ", è possibile scaricare un file (CNC-0.5MDF-CutLayout- (Rev3) .pdf) con 35 pagine da 8, 5" x11 "affiancate, oppure è possibile scaricare uno file (CNC- (una pagina 48x48) 05-MDF-CutPattern.pdf) che ha l'intero layout su una pagina 48 "x48" per stampare su una stampante di grande formato o tessere te stesso)

(Passo dopo passo)
1. Scarica i tre file pdf di layout
2.Aprire ciascuno in Adobe Reader
3.Vai alla finestra di dialogo Stampa
4. (IMPORTANTE) nella finestra di dialogo ridimensionamento pagina selezionare "nessuno"
5.Controlla per assicurarti che il file non sia stato ridimensionato accidentalmente per fare questo misurare il righello stampato a pagina uno di ogni modello (assicurati che corrisponda a un righello di cui ti fidi) (Non l'ho fatto la prima volta e in seguito verrà stampata accidentalmente una copia con dimensioni del 90% in più)

allegati

  • C: \ Documents and Settings \ Aaron \ My Documents \ Plotter Stuff \ 00-Active \ Instructable Files \ CNC-Cut-Summary.pdf Download
  • Download di CNC-05-MDF-CutPattern (Rev3) .pdf
  • CNC-075-MDF- (Rev2) CutPatter ... pdf Scarica
  • Download CNC-075-Aluminium-CutPattern (Rev3) .pdf
  • Scarica DXF-05-MDF-SimpleDXF.dxf
  • Download di CNC-CorelDrawFormat-CutPatterns (Rev2) .zip
  • Download CNC- (una pagina 48x48) 05-MDF-CutPattern.pdf

Passaggio 6: incollare il modello

Il prossimo passo è incollare il modello sul supporto MDF e sui tubi in alluminio

1. Incollare le pagine piastrellate sul foglio (MDF) assicurando che i bordi corrispondano
2.Per il tubo di alluminio il motivo deve essere incollato su due lati. Se il tubo è disteso su un tavolo e si incolla il lato A, i motivi sul lato superiore B possono essere incollati su una delle facce laterali.

Suggerimenti:
-Usa molta colla
-Avere qualcosa nelle vicinanze per aiutare a spingere verso il basso ogni pezzo
-Pazienza
(se qualcun altro ha suggerimenti su come farlo mi piacerebbe ascoltarli)

Step 7: Pezzi ritagliati

Non c'è molto da dire per questo passaggio semplicemente tagliare attorno a ogni contorno.

Passaggio 8: barare

Devo scusarmi a questo punto, mi arrendo al desiderio di imbrogliare. Come accennato in precedenza, ho accidentalmente stampato il mio motivo iniziale con una dimensione del 90%. Purtroppo non me ne sono reso conto fino a questo punto. Così lasciato con un set di pezzi in scala del 90% e dopo essermi spostato attraverso il paese, ero ora alla portata di una tabella di router CNC full size. Ho ceduto e ho tagliato i miei pezzi usando questa macchina. Tuttavia non è stato in grado di eseguire i fori, quindi di nuovo ai passi reali (ecco perché tutti i pezzi da qui in poi non hanno motivi di carta incollati su di essi)

Passaggio 9: perforazione

Non ho contato ma questo progetto richiede molti buchi. I fori praticati nel bordo del materiale sono particolarmente importanti, quindi prenditi il ​​tuo tempo, lo apprezzerai in seguito quando dovrai usare il martello di gomma solo con parsimonia.

Le aree con fori praticati in sovrapposizione sono un tentativo di creare scanalature se si dispone di un router da tavolo che funzionerebbe molto meglio per questo.

Passaggio 10: assemblaggio

Se sei arrivato fin qui, devo fare i miei complimenti e suggerire che da qui migliora solo. Guardare la pila di pezzi che immagina come riesce a diventare una macchina può essere un po 'astratto, quindi ho fatto del mio meglio per creare istruzioni simili a quelle prodotte da LEGO. (scaricabile nel pdf allegato CNC-Assembly-Instructions.pdf). Ma nell'interesse di divertirmi lungo la strada ecco un timelapse di me che metto insieme la mia macchina.


allegati

  • C: \ Documents and Settings \ Aaron \ My Documents \ Plotter Stuff \ 00-Active \ Instructable Files \ CNC-Assembly-Instructions.pdf Download

Passaggio 11: software, cablaggio e configurazione

Quasi lì. Tutto ciò che serve è collegare i motori e il controller seguendo le loro istruzioni e configurare il software di controllo usando le istruzioni incluse e i dettagli specifici della macchina inclusi qui al passaggio 2.

Passaggio 12: finito

Spero che tu abbia finito e pronto per andare in produzione. Spero di non aver tralasciato nessun dettaglio cruciale, ma se pensi a qualcosa che vorresti sapere quale ho omesso, per favore, chiedi. Finalmente per dimostrare che funziona tutto un video della mia macchina che ritaglia un motivo in schiuma rosa.


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