Zastanawiasz się nad budową maszyny CNC? Zapraszamy do lektury w którym użytkownik „magicmarcus” naszego forum CNC – https://www.cnc.info.pl opisuje proces budowy frezarki CNC
Z założenia maszyna cnc(frezarka cnc) miała mi służyć do celów czysto hobbystycznych, tj. wytwarzania elementów wykorzystywanych przy budowie robotów (takie zajęcie do spędzania wspólnego czasu z dwoma synami). Do tej pory wszystkie elementy robotów drukowałem na własnoręcznie zaprojektowanej i zbudowanej drukarce 3d.
Amatorska drukarka 3d
Zdjęcie robotów
Skąd pomysł na budowę frezarki CNC?
Czasami jednak, brakowało mi elementów bardziej wytrzymałych, niż te wydrukowane z ABS. Stąd narodził się pomysł na wykonanie własnej amatorskiej maszyny CNC i wykonywanie tych elementów, np. z aluminium.
Projekt maszyny CNC
Wymarzyła mi się maszyna o dość dużym (jak na konstrukcję amatorską) polu roboczym w granicach 1m x 1m.
Stary projekt maszyny CNC
Niestety, jak się okazało, koszt wykonania elementów aluminiowych do projektu, który przygotowałem okazał się, że tak powiem, lekko zaporowy. Powoli zacząłem tracić nadzieję na posiadanie własnej maszyny cnc. Jednak jakiś czas temu miałem okazję zobaczyć na własne oczy maszynę zbudowaną w oparciu o profile aluminiowe v-slot (Openbuilds) z napędem opartym o paski zębate.
Jakość wykonania detali przez tą maszynę, powiem szczerze, dosyć mnie zaskoczyła. Pojawiło się światełko w tunelu, że jednak jest szansa na ploter cnc w moim warsztacie. Postanowiłem, że zbuduję maszynę w oparciu o v-sloty. Zrobiłem rozeznanie, znalazłem w sieci gotowe działające projekty, przeprojektowałem paski na śruby i wziąłem się do roboty.
Nowy projekt maszyny CNC
W tym samym czasie udało mi się nawiązać kontakt z firmą EBMiA. Okazało się, że są zainteresowani, za co im bardzo dziękuję, wspomóc mnie w moim przedsięwzięciu i użyczyli mi całą elektronikę, łącznie z silnikami i sprzęgłami. Bez ich pomocy pewnie użyłbym wątpliwej jakości elementów zza wschodniej granicy albo czekał na kolejne urodziny i gwiazdkę albo co najgorsze odłożył wykonanie maszyny CNC w bliżej nie określoną przyszłość .
Zakupiłem profile aluminiowe, śrubki, rolki v-slot i zleciłem wykonanie elementów z blachy aluminiowej.
Obawiając się troszkę o sztywność konstrukcji brałem pod uwagę wycięcie tych elementów z blachy aluminiowej o grubości 12mm ale finalnie zdecydowałem się jednak na grubość 6mm. Jak się okazało w praktyce, przy wynikającej z projektu wielkości tych blach, grubość jest wystarczająca. Zbudowany już ploter nie wpada w drgania ani też żadne wibracje .
Blachy aluminiowe
Blachy aluminiowe
Śruby i nakrętki
W związku z tym ,że posiadałem już wcześniej śruby i nakrętki trapezowe firmy Igus, przy projektowaniu były brane pod uwagę.
Zastosowałem śruby o średnicy 12mm i skoku 10mm w osi X i Y oraz śrubę i nakrętkę trapezową o średnicy 8mm i skoku 2mm w osi Z.
Osi Z
Obudowy nakrętek i inne elementy
Obudowy nakrętek zostały zaprojektowane i następnie wydrukowane na drukarce 3d.
Obudowa nakrętki
Zresztą jak też kilka innych elementów:
Wydrukowane elementy
Oś Y wyposażona została w dwa zestawy napędowe po jednym na każdą stronę. Jest to według mnie najbardziej wrażliwy element całej maszyny, ponieważ w przypadku kiedy jeden z silników zgubi kroki, to na prawie 100% maszyna ulegnie uszkodzeniu. Myślę o dodaniu osobnego układu z enkoderami dołączonymi do silników, który będzie zliczał kroki obu silników i przy „rozjechaniu” się kroków będzie zatrzymywał maszynę – taki dodatkowy eStop. To powinno rozwiązać ten problem.
Mocowanie silników osi Z i Y
mocowanie silnika osi Y
mocowanie silników osi Z i Y
Składanie maszyny CNC
Co my tu mamy?
elementy mechaniczne
Składanie maszyny CNC rozpocząłem od nagwintowania otworów w profilach aluminiowych. Trochę czasu na tym zeszło.
Nagwintowanie otworów w profilach aluminiowych
gwintowane profile
Następnie poskręcałem całą ramę.
rama
Ustawianie śrub
Kolejnym krokiem było ustawienie śrub, na których osadzone są kółka systemu v-slot. Śruba nie jest centryczna, co pozwala na podnoszenie i opuszczanie kółka w stosunku do profilu aluminiowego.
śruba i kółka
W związku z tym, że w osi Y na jedną stronę przypada 6 kółek z regulacją, czynność ta trwała najdłużej. Dodatkowo należało zadbać aby oś X była równoległa do podstawy.
Zabudowa silników, śrub trapezowych, nakrętek to już czysta przyjemność, tylko sporo spędzonego przy tym czasu.
A, że rozmiar plotera uniemożliwiał składanie go na stole więc kilka godzin trzeba było przeleżeć na podłodze 🙂
Złożony ploter
Elektronika
Następnym krokiem było podłączenie elektroniki. Tutaj obyło się bez żadnych problemów. Instrukcje w dłoń i po paru chwilach elektronika była gotowa.
Płyta główna
Docelowo płyta główna zabudowana będzie w aluminiowej obudowie wyciętej już na tym ploterze.
Konfiguracja programowa
Ostatni krok to konfiguracja programowa. Konfigurowałem wcześniej drukarkę 3d, dlatego też bez najmniejszych problemów poustawiałem kroki silników na sterownikach silników krokowych i poprzeliczałem wartości potrzebne do wpisania do aplikacji sterującej maszyną. Pierwsze testy przeprowadzałem na darmowej, ograniczonej do 500 linii gcode, wersji Mach3.
I znowu, instrukcje w dłoń i po paru minutach maszyna ruszyła .
Mach3
Niestety ograniczenie, do wspomnianych 500 linii kodu, zmusiło mnie na przesiadkę na inne oprogramowanie. Wybór padł na LinuxCNC.
Sama instalacja i konfiguracja tego narzędzia przebiegła bez problemów. Niestety okazało się, że ze względu na dość duże opóźnienia przesyłania sygnałów sterujących z komputera do płyty sterującej, musiałem zmodyfikować komputer, który nie był wcale najgorszy: procesor Core2Duo z wysokim zegarem, 8GB pamięci operacyjnej, dysk SATA i karta graficzna GTX9600.
Dodałem 8GB pamięci operacyjnej ale to przyniosło tylko niewielką poprawę. Dopiero po wymianie karty graficznej na GTX970 problem opóźnień praktycznie zniknął.
Konfiguracja w LinuxCNC
Okna konfiguracyjne LinuxCNC
Po tych wszystkich czynnościach przyszedł czas na wykonanie pierwszego projektu – na ścianę do sypialni ;-).
Przygotowanie napisu, ustawienie w aplikacji wykorzystanych do cięcia frezów, wrzucenie gcodu do LinuxCNC i START Ale to już temat na kolejny artykuł 😉
Jak działa maszyna cnc?
Kilka filmików poniżej z działania maszyny.
Części użyte do budowy frezarki CNC
– 3x profil aluminiowy systemu v-slot długości 1000mm (profil w kształcie litery C – 80×40),
– 3x profil aluminiowy systemu v-slot długości 1080mm (profil 40×20),
– elementy z blachy aluminiowej grubości 6mm (ścianki boczne, przednie i tylne),
– elementy systemu v-slot:
– kółka małe: 20 szt,
– kółka duże: 16 szt,
– śruby niecentryczne, dystanse, śruby z łbem o niskim profilu,
– dziesiątki śrub i nakrętek – większość fi 5mm,
– narożniki do profili 2020:
– 3x silniki krokowe (osie X i Y) –
– 1x https://www.ebmia.pl/sprzegla-klowe-seria-piasty-c-196_189_9030_4856_4857.html
– 6x łożysko: ,
– prowadniki przewodów – około 4m,
– wrzeciono: frezarka górnowrzecionowa Bavaria …
– 1x płyta sterująca: SKK MB2 – https://www.ebmia.pl/plyty-glowne-sterownikow-cnc/1476-plyta-glowna-sterowania-cnc-ssk-mb2.html
– 1x transformator toroidalny: – https://www.ebmia.pl/39-transformatory-toroidalne
– 1x zasilacz: MZ-01 – https://www.ebmia.pl/zasilacze-niestabilizowane/750-modul-zasilacza-mz-01.html
– 1x Soft Start – https://www.ebmia.pl/135-softstart
– 3x sterownik silników krokowych: M542 – https://www.ebmia.pl/sterowniki-silnikow-krokowych/625-sterownik-silnika-krokowego-ssk-b03-m542-42a.html
– 1x sterownik silników krokowych:
Kilka słów od EBMiA.pl
Można też wspomnieć, że wszystkie elementy mechaniczne użyte przy budowie tego plotera można znaleźć w naszej ofercie – począwszy od śrubek i nakrętek, profile aluminiowe i formatki, przez łożyska, prowadnice i śruby kulowe, czy trapezowe wraz z nakrętkami, a skończywszy na prowadnikach kabli. Nieodpłatnie dla naszych klientów udostępniamy schematy do budowy maszyn – materiały można pobrać po zalogowaniu się do naszego sklepu na stronie https://www.ebmia.pl/111-projekty-maszyn-cnc
Nasz zespół służy pomocą na każdym etapie budowy takiej maszyny – przy projektowaniu i doborze poszczególnych komponentów, podczas budowy i składania urządzenia w całość oraz na końcowym etapie uruchamiania ( np. konfiguracja programu sterującego).
Dużo przydatnej wiedzy podczas budowy maszyn cnc dostępna jest na forum CNC.info.pl pod adresem – https://www.cnc.info.pl/amatorskie-maszyny-cnc-f172.html
W innym naszym artykule opisujemy budowę amatorskiej frezarki CNC – https://www.ebmia.pl/wiedza/porady/budowa-i-sterowanie-maszyn-cnc/frezarka-cnc/
