¿Cómo hacer una máquina CNC de bricolaje?

Además de madera, plástico y compuestos, las máquinas de control numérico por computadora (CNC) procesan perfectamente metales no ferrosos e incluso trabajan grados (técnicos) de acero. Dicho equipo se fabrica como una máquina de fresado y grabado, y se complementa con una pistola de grabado láser capaz de quemar madera y acero.

Antes de prepararse para el montaje de una fresadora o una máquina de grabado láser, decidir sobre los requisitos, que no son pasados ​​por alto por artesanos experimentados.

En primer lugar el cuerpo (marco, cama) debe tener suficiente rigidez, ya que la fuerza mecánica que se aplica a la pieza en el proceso de torneado, taladrado, corte de orificios tecnológicos en la pieza de trabajo es considerable.

El procesamiento de piezas debe tener la precisión y claridad declaradas en una especificación específica. Nada le impide pedir componentes chinos listos para usar, sin embargo, la base suele estar hecha de medios improvisados.

El tamaño de la pieza también importa... Es irracional montar una máquina que ocupará todo el banco de trabajo sobre un tablero de 2 m2 de superficie, cuando se prevé ranurar piezas pequeñas, repuestos para mecanismos y dispositivos.

Una vez resueltas estas tres tareas, preparan los materiales y herramientas necesarios.

• Para la fabricación del cuerpo de la máquina para madera, es adecuado un tablero de madera maciza, MDF o una hoja de perfil de aglomerado o madera contrachapada. Este último, junto con la madera maciza, tiene la mayor resistencia. Pero para una máquina de metal, no hay mejor diseño que el acero.

• El motor de husillo para madera no debe tener más de 2 kW de potencia. Para evitar pausas tecnológicas prolongadas cada 15 minutos, es aconsejable equipar el motor del husillo con un sistema de evacuación de calor por radiador-agua.

• El módulo eléctrico del inversor se adapta a la potencia del motor. Debido a la fiabilidad y ubicuidad de los motores paso a paso, se utiliza el sistema "motor-driver". La placa del controlador genera corrientes alternas o pulsadas que hacen que el eje del motor gire en un ángulo específico o complete varias revoluciones completas. Tres motores paso a paso proporcionan movimiento de piezas de trabajo a lo largo de los tres ejes de coordenadas.

• El conducto para cables se coloca para proteger el cableado de daños accidentales durante el funcionamiento; el variador y el escenario a menudo se mueven mucho.

Otros componentes incluyen una abrazadera de fresado (mandril de corte), una manguera de enfriamiento, kits de rodamientos de bolas, un acoplamiento (transfiere un movimiento suave desde un motor paso a paso y asegura su alineación con una caja de engranajes a lo largo del eje), fresas, hardware, una bomba de agua (bomba), espárragos. Como herramientas necesitas:

• unidad de soldadura de tipo inversor con varios electrodos;

• amoladora con un juego de discos de corte para metal y madera;

• destornillador universal con un juego de boquillas;

• martillo, alicates, llaves inglesas ajustables universales (al menos dos);

• soldador, colofonia, soldadura, fundente para soldar;

• Tijeras y tenazas.

Consumibles - cinta aislante, pegamento universal (carpintería, epoxi y / o "Momento-1"), sellador de caucho, cinta de humo.

Los artesanos fabrican fresas basadas en CD y unidades para ellos. Usando estos componentes, el usuario recibirá una máquina muy compacta.

Las instrucciones generales de montaje paso a paso incluyen las siguientes etapas.

1. Busque o cree un dibujo: instrucciones de montaje, donde se describen en detalle todas las etapas, incluido el diseño eléctrico y electrónico. Para crear un dibujo se utilizan herramientas de software como Autocad o Visio.

2. Después de comprar los componentes necesarios, el maestro forma la cama. No se recomienda ensamblarlo antes de comprar estas piezas de repuesto; sus dimensiones no coinciden con la configuración del futuro dispositivo.

3. Instalación y ajuste de la unidad de husillo con el motor principal. Un sistema de enfriamiento está instalado en el motor. Para eliminar las fugas, se usa un sellador; después del endurecimiento, se convierte en una especie de goma.

4. Instalación de cableado y cableado eléctrico, panel de control, botón de parada de emergencia de la máquina.

5. Colocación y conexión de la placa electrónica (microcontrolador). Puede utilizar, por ejemplo, un módulo electrónico como KY-2012: un controlador CNC de cinco ejes para un controlador de motor paso a paso con un cable DB-25. La mayoría de los usuarios prefieren los microcontroladores de la marca Arduino.

6. Probar el trabajo de la máquina ensamblada, descargando versiones electrónicas de dibujos de futuras piezas de trabajo, que se realizarán en esta máquina.

Si la técnica funciona bien, entonces puede desarrollar un plan de producción, comprar materiales y consumibles para ello y comenzar a trabajar para lanzar el primer lote (de prueba) de piezas.

Una máquina CNC autoensamblada requiere un mínimo de errores y errores de cálculo no deseados. Una unidad de fabricación propia, incluso cuando se creó para trabajar exclusivamente en madera y plástico, requiere un enfoque minucioso de diseño y montaje. Entonces, el proyecto está listo, solo queda ponerlo en práctica.

La cama, el circuito de suministro de energía, la unidad con el motor principal, la mesa de objetos con motores paso a paso en funcionamiento no deben interferir entre sí. Componentes no menos importantes son el botón de parada de emergencia y el control remoto con botones que cambian la velocidad de accionamiento del husillo.

Instale las piezas que le permitan ajustar el desplazamiento del escenario a lo largo de los ejes de abscisas y ordenadas.

Monte el eje. Se coloca solo después de completar el trabajo en el cuerpo (sin ensamblar las paredes laterales y la pared trasera). Al instalar el motor, deje la oportunidad de mover este variador en altura y estrictamente verticalmente.

Otros componentes incluyen un engranaje helicoidal que usa engranajes en las poleas y la correa.... Esta conexión evita que la correa se deslice sobre las poleas. La transmisión uniforme del par está prácticamente garantizada.

Cuando se utiliza un motor paso a paso para una máquina en miniatura, se utilizan componentes de carro de una impresora grande. Cuanto más antiguo es el modelo en el año de producción, más potente se utiliza en ellos el motor paso a paso. Una impresora matricial se considera un gran éxito: es más que modelos láser y de inyección de tinta, adecuado para la modificación de una máquina de este tipo. Una máquina de tres ejes requerirá, respectivamente, tres de estos motores. Si no puede encontrarlos por su cuenta (utilizando equipos de impresión antiguos), utilice motores paso a paso de la marca china Nema; solo debe esperar a que se entregue el pedido de 10 a 100 días, y dichos motores están diseñados para un voltaje de 12 voltios y una corriente de hasta varios amperios.

Mediante el uso de engranajes giratorios (ruedas de acero para herramientas), puede convertir el par en par lineal. Se pueden utilizar piezas emparejadas de husillos de bolas (husillos de bolas) para obtener la máxima precisión, pero estas piezas no son una solución barata. Utilizando tuercas y pernos de montaje para instalar los bloques, proporcione espaciadores de plástico para reducir la fricción y el juego.

Se puede utilizar cualquier motor con escobillas o sin escobillas para el eje.

El eje vertical, que permite que la herramienta se mueva en tres coordenadas, opera dentro de la tabla de coordenadas. El eje está realizado en forma de varilla de aluminio. Las dimensiones de esta pieza deben corresponder a las dimensiones de la máquina.

El montaje de la parte mecánica de trabajo comienza con la fijación de los primeros motores paso a paso al bastidor.... Están ubicados detrás del eje vertical. Estos motores son responsables del movimiento horizontal y vertical. El portal móvil, que se mueve a lo largo del eje de abscisas, lleva el accionamiento del husillo y el soporte (el eje que establece la altura del punto de trabajo). Cuanto más alto se coloca el portal, más gruesas son las partes que el maestro considera al girar. La desventaja de un portal elevado es la inestabilidad ante el aumento de la fuerza aplicada.

Para asegurar el motor paso a paso, que es responsable de las coordenadas de altura, así como los rieles rectos, use todas las placas excepto las placas laterales. Instale la base del eje en el mismo lugar.

Para fijar el rotor del motor del husillo con una horquilla, use un devanado de goma de un cable eléctrico con una sección transversal bastante ancha. Los tornillos insertados en la funda de nailon también tienen propiedades de bloqueo.

Los metales y la madera en la fabricación del estuche se pueden combinar entre sí. Por lo tanto, la estructura principal (de soporte) se ensambla a partir de tuberías profesionales con un grosor de pared de 3 mm, y las paredes laterales (cubiertas, paneles) pueden estar hechas de madera contrachapada. Pero el marco de soporte no se puede ensamblar sin tecnología de soldadura; las conexiones puramente atornilladas pueden no ser suficientes.

La máquina adquiere la máxima resistencia declarada en el dibujo solo gracias al marco... En ella se instalan una mesa de objetos móviles, un accionamiento de husillo, motores de coordenadas paso a paso, guías en forma de riel y un eje de coordenadas verticales.

Un marco de acero es mucho mejor, pero también puede dañarse prematuramente. Utilice tuercas en T para evitar que las piezas del marco se separen. Sin embargo, las conexiones atornilladas van bien con las uniones soldadas. Las placas de extremo permiten la instalación de cojinetes que permiten que el perno de avance gire libremente a lo largo de su rosca. Aquí se utilizan correderas y cojinetes en el eje.

Para el buen funcionamiento de la unidad de programa, se utilizan materiales de radio y componentes de radio de alta calidad. Deben evitarse las placas de circuito impreso chinas de dudosa calidad. El propósito del ensamblaje es lograr un funcionamiento preciso, sin que el software se congele y reinicie durante el funcionamiento.

Además de los motores paso a paso controlados por módulos controladores electrónicos, también se utiliza un puerto USB, cuya conversión de señales, por ejemplo, se realiza mediante un módulo adaptador basado en tecnología RS-485, que también convierte los datos de nuevo a formato USB.

Seleccione el que necesita: todo el equipo funciona en él. Por ejemplo, los módulos de microprocesador modernos funcionan a 3,3 V y los motores paso a paso, desde 12.

Se utiliza una PC o computadora portátil para cargar / sobrescribir el programa en la unidad CNC. Recientemente, se ha intentado utilizar una microcomputadora adicional del tamaño de una o más unidades flash para controlar la máquina, interactuando con teléfonos inteligentes y tabletas a través de Wi-Fi o Bluetooth, pero esta tecnología aún se encuentra en la etapa de desarrollo a largo plazo y , más bien, se refiere a "cosas inteligentes".

• Ni un solo artesano en su sano juicio puede montar ni siquiera una máquina extremadamente simple sin un proyecto con un dibujo.
• Haga coincidir correctamente el accionamiento del husillo y el convertidor de frecuencia.
• No utilice motores paso a paso con una fuente de alimentación no estándar, de lo contrario deberá instalar una fuente de alimentación no estándar o modificar una de las existentes. Esto hará a un lado la separación final, la complicará.
• No use solo uniones soldadas; con vibraciones extremas, simplemente se romperán.
• No utilice una transmisión por correa deslizante: la fuerza apreciable puede provocar deslizamientos frecuentes de las correas.
• Compre rodamientos y tornillos con un factor de seguridad triple.

Cómo hacer una máquina CNC con sus propias manos, vea a continuación.