Unit kontrol CNC DIY. Mesin penggilingan CNC dengan pengontrol otonom pada STM32. Kasing besi soldernya takut
Ini adalah mesin CNC pertama saya yang dirakit dengan tangan saya sendiri dari bahan yang tersedia. Harga mesinnya sekitar $170.
Saya sudah lama bermimpi untuk merakit mesin CNC. Saya terutama membutuhkannya untuk memotong kayu lapis dan plastik, memotong beberapa bagian untuk pemodelan, produk buatan sendiri, dan mesin lainnya. Tangan saya gatal untuk merakit mesin selama hampir dua tahun, selama itu saya mengumpulkan suku cadang, elektronik, dan pengetahuan.
Mesinnya murah, biayanya minimal. Berikut ini saya akan menggunakan kata itu kepada orang biasa mungkin tampak sangat menakutkan dan ini bisa membuat takut dibangun sendiri mesin, namun nyatanya semuanya sangat sederhana dan mudah dikuasai dalam beberapa hari.
Elektronik dirakit pada firmware Arduino + GRBL
Mekanismenya paling sederhana, rangka terbuat dari kayu lapis 10 mm + sekrup dan baut 8 mm, pemandu linier terbuat dari sudut logam 25*25*3 mm + bantalan 8*7*22 mm. Sumbu Z bergerak pada tiang M8, dan sumbu X dan Y pada sabuk T2.5.
Spindel untuk CNC adalah buatan sendiri, dirakit dari motor tanpa sikat dan penjepit collet + penggerak sabuk bergigi. Perlu diperhatikan bahwa motor spindel ditenagai oleh catu daya utama 24 volt. DI DALAM spesifikasi teknis Motornya dinyatakan 80 amp, namun kenyataannya mengkonsumsi 4 amp pada beban berat. Saya tidak dapat menjelaskan mengapa hal ini terjadi, tetapi motor bekerja dengan baik dan melakukan tugasnya.
Awalnya sumbu Z berada pada pemandu linier buatan sendiri yang terbuat dari sudut dan bantalan, kemudian saya buat ulang, foto dan deskripsi di bawah.
Ruang kerja kira-kira 45 cm di X dan 33 cm di Y, 4 cm di Z. Mengingat pengalaman pertama, mesin berikutnya Saya akan melakukannya dengan dimensi besar dan memasang dua motor pada sumbu X, satu di setiap sisi. Hal ini disebabkan karena lengan yang besar dan beban yang ada di atasnya, ketika pekerjaan dilakukan pada jarak maksimum sepanjang sumbu Y. Sekarang hanya ada satu motor dan ini menyebabkan distorsi pada bagian-bagiannya, lingkarannya menjadi sedikit berbentuk elips karena fleksi kereta di sepanjang X.
Bantalan asli pada motor dengan cepat menjadi longgar karena tidak dirancang untuk beban lateral, dan ini merupakan masalah serius. Maka dari itu saya pasang dua buah bantalan besar diameter 8 mm di bagian atas dan bawah poros, ini harus segera dilakukan, sekarang ada getaran gara-gara itu.
Di sini, di foto Anda dapat melihat bahwa sumbu Z sudah ada pada panduan linier lainnya, uraiannya ada di bawah.
Panduannya sendiri sangat banyak desain sederhana, entah kenapa saya tidak sengaja menemukannya di Youtube. Kemudian desain ini tampak ideal bagi saya dari semua sisi, sedikit usaha, detail minimal, perakitan mudah. Namun seperti yang ditunjukkan oleh praktik, panduan ini tidak akan bertahan lama. Foto menunjukkan alur yang terbentuk pada sumbu Z setelah seminggu saya menguji mesin CNC.
Saya mengganti panduan buatan sendiri pada sumbu Z dengan panduan furnitur; harganya kurang dari satu dolar untuk dua potong. Saya perpendek, sisakan guratan 8 cm. Masih ada pemandu lama pada sumbu X dan Y, saya tidak akan mengubahnya untuk saat ini, saya berencana untuk memotong bagian-bagian untuk mesin baru di mesin ini, nanti saya akan melakukannya. bongkar saja yang ini.
Beberapa kata tentang pemotong. Saya belum pernah bekerja dengan CNC dan saya juga memiliki sedikit pengalaman penggilingan. Saya membeli beberapa pemotong di China, semuanya memiliki alur 3 dan 4, kemudian saya menyadari bahwa pemotong ini bagus untuk logam, tetapi untuk menggiling kayu lapis Anda memerlukan pemotong lain. Sementara pemotong baru menempuh jarak dari Tiongkok ke Belarus, saya mencoba bekerja dengan apa yang saya miliki.
Foto menunjukkan bagaimana pemotong 4 mm membakar kayu lapis birch 10 mm, saya masih tidak mengerti kenapa, kayu lapis itu bersih, tetapi pada pemotong itu ada endapan karbon yang mirip dengan resin pinus.
Foto berikutnya adalah pemotong empat seruling 2 mm setelah mencoba menggiling plastik. Potongan plastik yang meleleh ini kemudian sangat sulit untuk dihilangkan; saya harus menggigitnya sedikit dengan tang. Bahkan pada kecepatan rendah pemotong masih macet, 4 alur jelas untuk logam :)
Suatu hari paman saya berulang tahun, pada kesempatan kali ini saya memutuskan untuk memberikan hadiah pada mainan saya :)
Sebagai hadiah, saya membuat full house untuk rumah triplek. Pertama-tama, saya mencoba penggilingan pada plastik busa untuk menguji program dan tidak merusak kayu lapis.
Karena serangan balik dan tekukan, tapal kuda hanya dapat dipotong untuk ketujuh kalinya.
Secara total, full house ini (dalam bentuknya yang murni) membutuhkan waktu sekitar 5 jam untuk digiling + banyak waktu untuk menghancurkannya.
Saya pernah mempublikasikan artikel tentang gantungan kunci, di bawah foto adalah gantungan kunci yang sama, tetapi sudah dipotong pada mesin CNC. Upaya minimum, presisi maksimum. Karena adanya backlash, akurasinya tentu kurang maksimal, namun mesin kedua akan saya buat lebih kaku.
Saya juga menggunakan mesin CNC untuk memotong roda gigi dari kayu lapis, ini jauh lebih nyaman dan cepat daripada memotongnya sendiri dengan gergaji ukir.
Nanti saya potong roda gigi persegi dari kayu lapis, ternyata berputar :)
Hasilnya positif. Sekarang saya akan mulai mengembangkan mesin baru, saya akan memotong bagian-bagian pada mesin ini, pekerjaan manual praktis turun ke perakitan.
Anda harus ahli dalam memotong plastik, karena Anda sedang mengerjakan robot penyedot debu buatan sendiri. Sebenarnya robot juga mendorong saya untuk membuat CNC sendiri. Untuk robot saya akan memotong roda gigi dan bagian lainnya dari plastik.
Pembaruan: Sekarang saya membeli pemotong lurus dengan dua sisi (3,175 * 2,0 * 12 mm), mereka memotong tanpa gores yang parah di kedua sisi kayu lapis.
Karena saya sudah lama merakit mesin CNC untuk diri saya sendiri dan telah lama menggunakannya secara teratur untuk tujuan hobi, saya berharap pengalaman saya bermanfaat, begitu juga dengan kode sumber pengontrolnya.
Saya mencoba menulis hanya poin-poin yang menurut saya pribadi penting.
Tautan ke sumber pengontrol dan shell Eclipse+gcc yang dikonfigurasi, dll. terletak di tempat yang sama dengan video:
Sejarah penciptaan
Karena sering dihadapkan pada kebutuhan untuk membuat satu atau beberapa “benda” kecil dengan bentuk yang rumit, awalnya saya berpikir tentang printer 3D. Dan dia bahkan mulai melakukannya. Namun saya membaca forum dan menilai kecepatan printer 3D, kualitas dan keakuratan hasil, persentase cacat dan sifat struktural termoplastik, dan saya menyadari bahwa ini tidak lebih dari mainan.Pesanan komponen dari China tiba dalam waktu satu bulan. Dan setelah 2 minggu mesin itu bekerja dengan kontrol LinuxCNC. Saya merakitnya dari sampah apa pun yang saya miliki, karena saya ingin melakukannya dengan cepat (profil + stud). Saya akan mengulanginya nanti, tetapi ternyata mesinnya cukup kaku, dan mur pada stud tidak perlu dikencangkan sekali pun. Jadi desainnya tetap tidak berubah.
Pengoperasian awal mesin menunjukkan bahwa:
- Jangan gunakan bor 220V “china noname” sebagai porosnya ide terbaik. Ini terlalu panas dan sangat keras. Permainan lateral pemotong (bantalan?) dapat dirasakan dengan tangan.
- Latihan Proxon senyap. Permainannya tidak terlihat. Tapi itu terlalu panas dan mati setelah 5 menit.
- Komputer pinjaman dengan port LPT dua arah tidaklah nyaman. Dipinjam sebentar (menemukan PCI-LPT ternyata masalah). Memakan ruang. Dan secara umum..
Mengapa orang masih dengan keras kepala menyiksa ATMega 8-bit untuk tugas-tugas yang relatif kompleks, dan bahkan melalui Arduino, adalah sebuah misteri bagi saya. Mereka mungkin menyukai kesulitan.
Pengembangan pengontrol
Saya membuat program ini setelah meninjau sumber LinuxCNC dan gbrl dengan cermat. Namun, saya tidak mengambil salah satu sumber untuk menghitung lintasannya. Saya ingin mencoba menulis modul perhitungan tanpa menggunakan float. Khusus pada aritmatika 32-bit.Hasilnya cocok untuk saya untuk semua mode operasi dan saya sudah lama tidak menyentuh firmware.
Kecepatan maksimum, dipilih secara eksperimental: X: 2000 mm/mnt Y: 1600 Z: 700 (1600 langkah/mm. mode 1/8).
Tapi itu tidak dibatasi oleh sumber daya pengontrol. Hanya saja suara menjijikkan saat melompati langkah bahkan pada bagian lurus di udara lebih tinggi. Papan kontrol stepper anggaran Cina pada TB6560 bukanlah pilihan terbaik.
Faktanya, saya tidak menyetel kecepatan untuk kayu (beech, kedalaman 5mm, pemotong d=1mm, langkah 0,15mm) lebih dari 1200mm. Kemungkinan kegagalan pemotong meningkat.
Hasilnya adalah pengontrol dengan fungsi berikut:
- Koneksi ke komputer eksternal sebagai perangkat penyimpanan massal usb standar (FAT16 pada kartu SD). Bekerja dengan file format kode G standar
- Menghapus file melalui antarmuka pengguna pengontrol.
- Lihat lintasan file yang dipilih (sejauh yang dimungkinkan oleh layar 640x320) dan hitung waktu eksekusi. Faktanya, emulasi eksekusi dengan penjumlahan waktu.
- Lihat isi file dalam bentuk tes.
- Mode kontrol manual dari keyboard (bergerak dan mengatur “0”).
- Mulai eksekusi tugas menggunakan file yang dipilih (kode-G).
- Jeda/lanjutkan eksekusi. (terkadang berguna).
- Perangkat lunak darurat berhenti.
Setelah eksperimen kreatif dalam memotong relief yang digambar tangan pada kayu, dan eksperimen dengan pengaturan akselerasi dalam program, saya juga menginginkan encoder tambahan pada sumbu. Di e-bay saya menemukan ecocoder optik yang relatif murah (1/512), jarak pembagian untuk sekrup bola saya adalah 5/512 = 0,0098 mm.
Omong-omong, penggunaan encoder optik resolusi tinggi, tanpa sirkuit perangkat keras untuk bekerja dengannya (STM32 memilikinya) tidak ada gunanya. Baik pemrosesan interupsi, maupun, khususnya, polling perangkat lunak tidak akan mampu mengatasi “pentalan” (saya mengatakan ini untuk penggemar ATMega).
Pertama-tama, saya menginginkan tugas-tugas berikut:
- Penempatan manual di atas meja dengan presisi tinggi.
- Kontrol langkah yang terlewat dengan kontrol penyimpangan lintasan dari yang dihitung.
Namun, saya menemukan kegunaan lain darinya, meskipun dalam tugas yang agak sempit.
Menggunakan encoder untuk mengoreksi lintasan mesin dengan motor stepper
Saya perhatikan bahwa ketika memotong relief, ketika akselerasi Z diatur lebih dari nilai tertentu, sumbu Z mulai perlahan tapi pasti merayap ke bawah. Namun, waktu untuk menghentikan bantuan dengan percepatan ini berkurang 20%. Setelah selesai memotong relief berukuran 17x20 cm dengan penambahan 0,1 mm, pemotong dapat turun 1-2 mm dari lintasan yang dihitung.
Analisis situasi dalam dinamika menggunakan encoder menunjukkan bahwa ketika pemotong diangkat, terkadang 1-2 langkah hilang.
Algoritme koreksi langkah sederhana menggunakan encoder memberikan deviasi tidak lebih dari 0,03 mm dan mengurangi waktu pemrosesan sebesar 20%. Dan bahkan tonjolan 0,1 mm pada kayu pun sulit untuk diperhatikan.
Desain
Saya menganggapnya sebagai pilihan ideal untuk tujuan hobi. versi desktop dengan bidang sedikit lebih besar dari A4. Dan ini masih cukup bagiku.
Meja bergerak
Bagi saya masih menjadi misteri mengapa semua orang memilih desain dengan portal bergerak untuk mesin meja. Satu-satunya keuntungannya adalah kemampuannya untuk memproses papan yang sangat panjang menjadi beberapa bagian atau, jika Anda harus secara teratur memproses material yang beratnya lebih dari berat portal.Selama masa pengoperasiannya, tidak perlu lagi memotong relief sepotong demi sepotong pada papan berukuran 3 meter atau membuat ukiran pada lempengan batu.
Meja bergerak memiliki keunggulan sebagai berikut untuk mesin meja:
- Desainnya lebih sederhana dan, secara umum, strukturnya lebih kaku.
- Semua bagian dalam (catu daya, papan, dll.) digantung pada portal tetap dan mesin menjadi lebih kompak dan nyaman untuk dibawa.
- Berat meja dan sepotong bahan khas untuk diproses jauh lebih rendah daripada berat portal dan spindel.
- Masalah dengan kabel dan selang pendingin air spindel praktis hilang.
Poros
Saya ingin mencatat hal itu mesin ini bukan untuk latihan kekuatan. Cara termudah untuk membuat mesin CNC untuk pemrosesan daya adalah berdasarkan mesin penggilingan konvensional.Menurut saya, mesin untuk pengolahan tenaga logam dan mesin dengan spindel berkecepatan tinggi untuk mengolah kayu/plastik mutlak jenis yang berbeda peralatan.
Ciptakan kondisi di rumah mesin universal setidaknya itu tidak masuk akal.
Memilih spindel untuk mesin dengan ini jenis sekrup bola dan panduan dengan bantalan linier jelas. Ini adalah spindel berkecepatan tinggi.
Untuk spindel berkecepatan tinggi pada umumnya (20.000 rpm), penggilingan logam non-besi (tidak mungkin baja) adalah mode ekstrim untuk spindel. Yah, kecuali itu benar-benar diperlukan dan kemudian saya akan makan 0,3 mm per lintasan dengan menyiram cairan pendingin.
Saya akan merekomendasikan spindel berpendingin air untuk mesin ini. Selama pengoperasian, Anda hanya dapat mendengar “nyanyian” motor stepper dan gemericik pompa akuarium di sirkuit pendingin.
Apa yang bisa dilakukan pada mesin seperti itu?
Pertama-tama, saya menyingkirkan masalah perumahan. Badan dalam bentuk apa pun digiling dari "kaca plexiglass" dan direkatkan dengan pelarut sepanjang potongan yang sangat halus.
Fiberglass telah menjadi bahan serbaguna. Ketepatan mesin memungkinkan Anda memotong dudukan untuk bantalan, yang akan dipasang dalam keadaan dingin, seperti yang diharapkan, dengan sedikit ketegangan, dan kemudian tidak dapat ditarik keluar. Roda gigi textolite dipotong sempurna dengan profil berbelit-belit yang jujur.
Pengolahan kayu (relief, dan lain-lain) mempunyai ruang lingkup yang luas bagi terwujudnya dorongan kreatif seseorang, atau minimal bagi terwujudnya dorongan orang lain (model yang sudah jadi).
Saya hanya belum mencoba perhiasannya. Tidak ada tempat untuk mengkalsinasi/melelehkan/melempar labu. Meskipun sebongkah lilin perhiasan menunggu di sayap.
Di antara variasi yang sangat banyak pengontrol, yang dicari pengguna perakitan mandiri skema-skema yang dapat diterima dan paling efektif. Perangkat saluran tunggal dan multisaluran digunakan: pengontrol 3 dan 4 sumbu.
Opsi perangkat
Pengontrol motor stepper multisaluran (motor stepper) dengan ukuran standar 42 atau 57 mm digunakan dalam kasus bidang kerja mesin yang kecil - hingga 1 m. Saat merakit mesin dengan bidang kerja yang lebih besar - lebih dari 1 m, a ukuran standar 86 mm diperlukan. Itu dapat dikontrol menggunakan driver saluran tunggal (arus kontrol melebihi 4,2 A).
Mesin dengan kontrol numerik, khususnya, dapat dikontrol oleh pengontrol yang dibuat berdasarkan chip driver khusus yang dimaksudkan untuk digunakan pada motor stepper hingga 3A. Pengontrol mesin CNC dikendalikan oleh program khusus. Itu diinstal pada PC dengan frekuensi prosesor lebih dari 1 GHz dan kapasitas memori 1 GB). Dengan volume yang lebih kecil, sistem dioptimalkan.
HARAP DICATAT! Jika dibandingkan dengan laptop, maka jika Anda menghubungkan komputer desktop - hasil terbaik, dan biayanya lebih murah.
Saat menyambungkan pengontrol ke komputer, gunakan konektor port paralel USB atau LPT. Jika port ini tidak tersedia, maka papan expander atau konverter pengontrol digunakan.
Tamasya ke dalam sejarah
Tonggak kemajuan teknologi secara skematis dapat diuraikan sebagai berikut:
- Pengontrol pertama pada chip tersebut secara konvensional disebut “papan biru”. Opsi ini memiliki kelemahan dan skemanya memerlukan perbaikan. Keuntungan utamanya adalah adanya konektor, dan panel kontrol terhubung dengannya.
- Mengikuti yang biru, sebuah pengontrol yang disebut “papan merah” muncul. Ini sudah menggunakan optocoupler cepat (frekuensi tinggi), relai spindel 10A, isolasi daya (galvanik) dan konektor tempat driver sumbu keempat akan dihubungkan.
- Perangkat serupa lainnya dengan tanda merah juga digunakan, tetapi lebih disederhanakan. Dengan bantuannya, dimungkinkan untuk mengendalikan mesin kecil tipe desktop– dari antara yang 3 sumbu.
- Kemajuan teknologi berikutnya adalah pengontrol dengan isolasi galvanik untuk catu daya, optocoupler cepat, dan kapasitor khusus, yang memiliki rumah aluminium yang memberikan perlindungan dari debu. Alih-alih relai kontrol yang akan menghidupkan spindel, desainnya memiliki dua output dan kemampuan untuk menghubungkan relai atau pengatur kecepatan PWM (modulasi lebar pulsa).
- Sekarang, untuk pembuatan mesin penggilingan dan pengukiran buatan sendiri dengan motor stepper, ada pilihan - pengontrol 4 sumbu, driver motor stepper dari Allegro, driver saluran tunggal untuk mesin dengan bidang kerja yang besar.
PENTING! Jangan membebani motor dengan menggunakan kecepatan yang semakin tinggi.
Pengendali terbuat dari bahan bekas
Kebanyakan pengrajin lebih memilih kontrol melalui port LPT untuk sebagian besar program kontrol tingkat amatir. Alih-alih menggunakan satu set sirkuit mikro khusus untuk tujuan ini, beberapa orang membuat pengontrol dari bahan bekas - transistor efek medan dari bahan bakar. motherboard(pada tegangan lebih dari 30 volt dan arus lebih dari 2 ampere).
Dan sejak mesin pemotong plastik busa diciptakan, penemunya menggunakan lampu pijar mobil sebagai pembatas arus, dan SD dikeluarkan dari printer atau pemindai lama. Pengontrol ini dipasang tanpa perubahan pada sirkuit.
Untuk melakukan mesin paling sederhana CNC do-it-yourself, saat membongkar pemindai, selain SD, chip ULN2003 dan dua batang baja dilepas, mereka akan menuju ke portal pengujian. Selain itu Anda memerlukan:
- Kotak karton (tempat badan perangkat akan dipasang). Opsi yang memungkinkan dengan textolite atau lembaran kayu lapis, tetapi karton lebih mudah dipotong; potongan kayu;
- perkakas - berupa pemotong kawat, gunting, obeng; lem tembak dan aksesoris solder;
- opsi papan yang cocok untuk mesin CNC buatan sendiri;
- konektor untuk port LPT;
- soket berbentuk silinder untuk mengatur catu daya;
- elemen sambungan - batang berulir, mur, ring dan sekrup;
- program untuk TurboCNC.
Merakit perangkat buatan sendiri
Setelah mulai mengerjakan pengontrol CNC buatan sendiri, langkah pertama adalah menyolder chip dengan hati-hati papan tempat memotong roti dengan dua bus listrik. Selanjutnya adalah sambungan output ULN2003 dan konektor LPT. Selanjutnya, kita sambungkan sisa pin sesuai diagram. Pin nol (port paralel ke-25) dihubungkan ke pin negatif pada bus daya papan.
Kemudian motor dihubungkan ke perangkat kontrol, dan soket catu daya dihubungkan ke bus yang sesuai. Untuk memastikan keandalan sambungan kawat, sambungan tersebut diperbaiki dengan lem panas.
Menghubungkan Turbo CNC tidak akan sulit. Program ini efektif dengan MS-DOS dan juga kompatibel dengan Windows, namun dalam kasus ini beberapa kesalahan dan kegagalan mungkin terjadi.
Setelah mengonfigurasi program agar berfungsi dengan pengontrol, Anda dapat membuat sumbu uji. Urutan tindakan untuk menghubungkan mesin adalah sebagai berikut:
- Batang baja dimasukkan ke dalam lubang yang dibor pada tingkat yang sama di tiga balok kayu dan diamankan dengan sekrup kecil.
- SD dihubungkan ke batang kedua dengan meletakkannya di ujung bebas batang dan mengencangkannya menggunakan sekrup.
- Sekrup utama dimasukkan melalui lubang ketiga dan mur dipasang. Sekrup yang dimasukkan ke dalam lubang batang kedua disekrup hingga berhenti sehingga melewati lubang tersebut dan keluar ke poros motor.
- Selanjutnya, Anda perlu menghubungkan batang ke poros mesin dengan sepotong selang karet dan penjepit kawat.
- Sekrup tambahan diperlukan untuk mengencangkan mur yang sedang berjalan.
- Dudukan yang dibuat juga dipasang pada blok kedua menggunakan sekrup. Ketinggian horizontal disesuaikan dengan sekrup dan mur tambahan.
- Biasanya, motor dihubungkan bersama dengan pengontrol dan diuji untuk memastikan koneksi yang benar. Ini diikuti dengan memeriksa penskalaan CNC dan menjalankan program pengujian.
- Tinggal membuat badan perangkat dan ini akan menjadi tahap akhir pekerjaan mereka yang membuat mesin buatan sendiri.
Saat memprogram pengoperasian mesin 3 sumbu, tidak ada perubahan pada pengaturan dua sumbu pertama. Namun saat memprogram 4 fase pertama dari fase ketiga, perubahan dilakukan.
Perhatian! Menggunakan diagram sederhana dari pengontrol ATMega32 (Lampiran 1), di dalam beberapa kasus Anda mungkin mengalami pemrosesan sumbu Z yang salah - mode setengah langkah. Tapi di versi lengkap papannya (Lampiran 2), arus sumbu diatur oleh PWM perangkat keras eksternal.
Kesimpulan
Dalam pengontrol, mesin CNC rakitan - berbagai kegunaan: dalam plotter, pemotong penggilingan kecil, bekerja dengan kayu dan bagian plastik, pengukir baja, mesin bor mini.
Perangkat dengan fungsi aksial juga digunakan dalam plotter; mereka dapat digunakan untuk menggambar dan membuat papan sirkuit tercetak. Jadi upaya yang dilakukan untuk perakitan oleh pengrajin yang terampil pasti akan membuahkan hasil di pengontrol masa depan.
Artikel tersebut menjelaskan mesin buatan sendiri dengan CNC. Keuntungan utama mesin versi ini adalah metode sederhana menghubungkan motor stepper ke komputer melalui port LPT.
Bagian mekanis
tempat tidur
Alas mesin kami terbuat dari plastik dengan ketebalan 11-12mm. Bahannya tidak penting; Anda dapat menggunakan aluminium, kaca organik, kayu lapis, dan bahan lain yang tersedia. Bagian utama bingkai dipasang menggunakan sekrup sadap sendiri, jika diinginkan, Anda juga dapat menghias titik pengikatnya dengan lem; jika Anda menggunakan kayu, Anda dapat menggunakan lem PVA.
Kaliper dan pemandu
Batang baja dengan diameter 12mm, panjang 200mm (sumbu Z 90mm), dua potong per sumbu, digunakan sebagai pemandu. Kaliper terbuat dari textolite dengan dimensi 25X100X45. Textolite memiliki tiga lubang tembus, dua di antaranya untuk pemandu dan satu untuk mur. Bagian pemandu diikat dengan sekrup M6. Mendukung X dan Y di bagian atas memiliki 4 lubang berulir untuk memasang meja dan rakitan sumbu Z.
Kaliper Z
Pemandu sumbu Z dipasang pada penyangga X melalui pelat baja yang merupakan pelat transisi, dimensi pelat 45x100x4.
Motor stepper dipasang pada pengencang, yang dapat dibuat dari baja lembaran dengan ketebalan 2-3 mm. Sekrup harus disambungkan ke poros motor stepper menggunakan poros fleksibel, bisa berupa selang karet. Jika Anda menggunakan poros yang kaku, sistem tidak akan bekerja secara akurat. Murnya terbuat dari kuningan, yang direkatkan pada jangka sorong.
Perakitan
Perakitan CNC buatan sendiri mesin, dilakukan dengan urutan sebagai berikut:
- Pertama, Anda perlu memasang semua komponen pemandu ke dalam kaliper dan mengencangkannya ke dinding samping, yang tidak dipasang terlebih dahulu di alasnya.
- Kami menggerakkan kaliper di sepanjang pemandu sampai kami mencapai gerakan yang mulus.
- Kencangkan baut, kencangkan bagian pemandu.
- Kami memasang kaliper, rakitan pemandu, dan rangka samping ke alasnya; kami menggunakan sekrup sadap sendiri untuk mengencangkannya.
- Kami merakit rakitan Z dan, bersama dengan pelat adaptor, memasangnya untuk menopang X.
- Selanjutnya, pasang sekrup utama bersama dengan koplingnya.
- Kami memasang motor stepper dengan menghubungkan rotor motor dan sekrup dengan kopling. Kami sangat memperhatikan untuk memastikan sekrup utama berputar dengan lancar.
Rekomendasi untuk merakit mesin:
Mur juga bisa dibuat dari besi cor; tidak perlu menggunakan bahan lain; sekrup bisa dibeli kapan saja toko perangkat keras dan rapikan sesuai kebutuhan Anda. Saat menggunakan sekrup dengan ulir M6x1, panjang mur adalah 10 mm.
Gambar mesin.rar
Mari kita lanjutkan ke bagian kedua dari perakitan mesin CNC dengan tangan kita sendiri, yaitu bagian elektronika.
Elektronik
satuan daya
Unit 12Volt 3A digunakan sebagai sumber listrik. Blok ini dirancang untuk menggerakkan motor stepper. Sumber tegangan lain sebesar 5 Volt dan arus 0,3 A digunakan untuk memberi daya pada sirkuit mikro pengontrol. Catu daya tergantung pada kekuatan motor stepper.
Berikut adalah perhitungan catu daya. Perhitungannya sederhana - 3x2x1=6A, dimana 3 adalah jumlah motor stepper yang digunakan, 2 adalah jumlah belitan yang diberi daya, 1 adalah arus dalam Ampere.
Pengendali
Pengontrol kontrol dirakit hanya menggunakan 3 sirkuit mikro seri 555TM7. Pengontrolnya tidak memerlukan firmware dan memiliki cara kerja yang cukup sederhana diagram skematik, berkat itu, mesin CNC ini dapat dibuat oleh orang yang tidak terlalu ahli di bidang elektronika.
Deskripsi dan tujuan pin konektor port LPT.
| Vvyv. | Nama | Arah | Keterangan |
| 1 | STROBE | masukan dan keluaran | Mengatur PC setelah setiap transfer data selesai |
| 2..9 | LAKUKAN-D7 | kesimpulan | Kesimpulan |
| 10 | BERTANYA | masukan | Setel ke "0" perangkat eksternal setelah menerima byte |
| 11 | SIBUK | masukan | Perangkat menunjukkan bahwa ia sedang sibuk dengan mengatur baris ini ke "1" |
| 12 | Kertas habis | masukan | Untuk printer |
| 13 | Memilih | masukan | Perangkat menunjukkan bahwa ia siap dengan menyetel baris ini ke "1" |
| 14 | Umpan otomatis | ||
| 15 | Kesalahan | masukan | Menunjukkan kesalahan |
| 16 | Inisialisasi | masukan dan keluaran | |
| 17 | Pilih Masuk | masukan dan keluaran | |
| 18..25 | GND Tanah | GND | Kawat biasa |
Untuk percobaan digunakan motor stepper dari model lama berukuran 5,25 inci. Di sirkuit, 7 bit tidak digunakan karena 3 mesin digunakan. Anda dapat menggantungkan kunci untuk menghidupkan mesin utama (gilingan atau bor) di atasnya.
Pengemudi untuk motor stepper
Untuk mengendalikan motor stepper digunakan driver yaitu amplifier dengan 4 saluran. Perancangan diimplementasikan hanya dengan menggunakan 4 transistor tipe KT917.
Anda juga dapat menggunakan sirkuit mikro serial, misalnya - ULN 2004 (9 tombol) dengan arus 0,5-0,6A.
Program vri-cnc digunakan untuk kontrol. Deskripsi Rinci dan petunjuk penggunaan program terdapat di.
Dengan merakit mesin CNC ini dengan tangan Anda sendiri, Anda akan menjadi pemilik mesin yang mampu melakukan pengolahan mekanis (pengeboran, penggilingan) plastik. Ukiran pada baja. Selain itu, mesin CNC buatan sendiri dapat digunakan sebagai plotter; Anda dapat menggambar dan mengebor papan sirkuit tercetak di atasnya.
Berdasarkan bahan dari situs: vri-cnc.ru
Pengontrol untuk mesin dapat dengan mudah dirakit dan tukang rumah. Mengatur parameter yang diperlukan tidaklah sulit; cukup dengan mempertimbangkan beberapa nuansa.
Tanpa pilihan yang tepat pengontrol untuk mesin, tidak mungkin merakit pengontrol itu sendiri untuk CNC pada Atmega8 16au dengan tangan Anda sendiri. Perangkat ini dibagi menjadi dua jenis:
- Multisaluran. Ini termasuk pengontrol 3 dan 4 sumbu untuk motor stepper.
- Saluran tunggal.
Motor bola kecil paling efektif dikendalikan oleh pengontrol multi-saluran. Ukuran standar dalam hal ini adalah 42 atau 57 milimeter. Ini adalah pilihan yang sangat baik untuk perakitan mandiri mesin CNC yang bidang kerjanya berukuran hingga 1 meter.
Jika Anda merakit sendiri mesin pada mikrokontroler dengan medan lebih dari 1 meter, Anda harus menggunakan motor yang tersedia dalam ukuran standar hingga 86 milimeter. Dalam hal ini, disarankan untuk mengatur kontrol driver saluran tunggal yang kuat, dengan arus kontrol 4,2 A dan lebih tinggi.
Pengontrol dengan chip driver khusus diterima tersebar luas jika perlu, atur kontrol pengoperasian mesin dengan mesin penggilingan tipe meja. Pilihan terbaik akan ada chip yang diberi nama TB6560 atau A3977. Produk ini memiliki pengontrol di dalamnya yang membantu menghasilkan gelombang sinus yang benar untuk mode yang mendukung setengah langkah berbeda. Arus belitan dapat diatur secara terprogram. Dengan mikrokontroler, mencapai hasilnya menjadi mudah.
Kontrol
Pengontrolnya mudah dikendalikan menggunakan perangkat lunak khusus yang diinstal pada PC. Yang utama adalah komputer itu sendiri memiliki memori minimal 1 GB, dan prosesor minimal 1 GHz.
Anda dapat menggunakan laptop, tetapi komputer desktop memberikan hasil yang lebih baik dalam hal ini. Dan biayanya jauh lebih murah. Komputer dapat digunakan untuk memecahkan masalah lain ketika mesin tidak memerlukan kendali. Ada baiknya jika memungkinkan untuk mengoptimalkan sistem sebelum mulai bekerja.
Port LPT paralel adalah detail yang membantu mengatur koneksi. Jika pengontrol memiliki port USB, maka konektor dengan bentuk yang sesuai digunakan. Pada saat yang sama, semakin banyak komputer yang diproduksi yang tidak memiliki port paralel.
Membuat versi pemindai yang paling sederhana
Salah satu yang paling banyak solusi sederhana Untuk kreasi buatan sendiri Mesin CNC - penggunaan suku cadang dari peralatan lain yang dilengkapi dengan motor bola. Printer lama menjalankan fungsi ini dengan sempurna.
Kami mengambil bagian berikut yang diekstrak dari perangkat sebelumnya:
- Chip itu sendiri.
- motor stepper.
- Sepasang batang baja.
Saat membuat casing pengontrol, Anda harus mengambil yang lama kotak kardus. Penggunaan kotak yang terbuat dari kayu lapis atau PCB dapat diterima, bahan sumbernya tidak masalah. Namun cara mengolah karton yang paling mudah adalah dengan menggunakan gunting biasa.
Daftar alatnya akan terlihat seperti ini:
- Besi solder jadi satu, lengkap dengan aksesorisnya.
- lem tembak.
- Alat gunting.
- Pemotong kawat.
Terakhir, pembuatan pengontrol akan memerlukan komponen tambahan berikut:
- Konektor dengan kawat untuk koneksi yang nyaman.
- Soket silinder. Struktur seperti itu bertanggung jawab untuk memberi daya pada perangkat.
- Sekrup timah adalah batang dengan ulir tertentu.
- Mur dengan dimensi yang sesuai untuk sekrup utama.
- Sekrup, ring, kayu berbentuk potongan.
Kami mulai mengerjakan pembuatan mesin buatan sendiri
Motor stepper beserta papannya harus dilepas dari perangkat lama. Pemindai hanya perlu melepas kaca lalu melepas beberapa baut. Anda juga perlu melepas batang baja yang nantinya akan digunakan untuk membuat portal pengujian.
Chip kontrol ULN2003 akan menjadi salah satu elemen utama. Dimungkinkan untuk membeli suku cadang secara terpisah jika pemindai menggunakan jenis chip lain. Jika tersedia perangkat yang diinginkan Kami dengan hati-hati menyoldernya di papan. Prosedur merakit pengontrol CNC pada Atmega8 16au dengan tangan Anda sendiri adalah sebagai berikut:
- Pertama, panaskan timah menggunakan besi solder.
- Menghapus lapisan atas akan memerlukan penggunaan penyedot.
- Tempatkan salah satu ujung obeng di bawah sirkuit mikro.
- Ujung besi solder harus menyentuh setiap pin sirkuit mikro. Jika kondisi ini terpenuhi maka alat dapat ditekan.
Selanjutnya, sirkuit mikro disolder ke papan, juga dengan sangat hati-hati. Untuk langkah uji coba pertama, Anda bisa menggunakan mock-up. Kami menggunakan opsi dengan dua bus listrik. Salah satunya terhubung ke terminal positif, dan yang lainnya terhubung ke terminal negatif.
Pada tahap selanjutnya, output dari konektor port paralel kedua dihubungkan ke output di chip itu sendiri. Terminal konektor dan sirkuit mikro harus dihubungkan dengan benar.
Pin nol terhubung ke bus negatif.
Salah satu tahap terakhir– menyolder motor stepper ke perangkat kontrol.
Ada baiknya jika Anda berkesempatan mempelajari dokumentasi dari produsen perangkat. Jika tidak, Anda harus mencari sendiri solusi yang sesuai.
Kabel terhubung ke terminal. Terakhir, salah satunya dihubungkan ke bus positif.
Busbar dan soket listrik harus tersambung.
Lem panas dari pistol akan membantu mengamankan bagian-bagiannya agar tidak putus.
Kami menggunakan Turbo CNC - program kontrol
Software Turbo CNC pasti akan bekerja dengan mikrokontroler yang menggunakan chip ULN2003.
- Kami menggunakan situs web khusus tempat Anda dapat mengunduh perangkat lunak.
- Setiap pengguna akan memahami cara menginstal.
- Tepat program ini bekerja paling baik di bawah MS-DOS. Beberapa kesalahan mungkin muncul dalam mode kompatibilitas di Windows.
- Namun, di sisi lain, ini memungkinkan Anda membuat komputer dengan karakteristik tertentu yang kompatibel dengan perangkat lunak khusus tersebut.
- Setelah peluncuran pertama program, layar khusus akan muncul.
- Anda harus menekan spasi. Ini adalah bagaimana pengguna berakhir di menu utama.
- Tekan F1, lalu pilih Konfigurasi.
- Selanjutnya, Anda perlu mengklik item “jumlah Sumbu”. Gunakan tombol Enter.
- Yang tersisa hanyalah memasukkan jumlah kedelai yang akan Anda gunakan. Dalam hal ini kita mempunyai satu motor, jadi kita klik nomor 1.
- Untuk melanjutkan, gunakan Enter. Kita akan membutuhkan tombol F1 lagi, setelah menggunakannya di menu Configure pilih Configure Axis. Kemudian tekan spasi dua kali.
Jenis Drive - ini adalah tab yang kami perlukan, kami mencapainya dengan banyak penekanan Tab. Panah bawah membantu Anda sampai ke item Type. Kita membutuhkan sel bernama Scale. Selanjutnya kita tentukan berapa langkah yang dilakukan mesin dalam satu putaran saja. Untuk melakukan ini, cukup ketahui nomor bagiannya. Maka akan mudah untuk memahami berapa derajat putarannya hanya dalam satu langkah. Selanjutnya jumlah derajat dibagi menjadi satu langkah. Beginilah cara kami menghitung jumlah langkah.
Pengaturan lainnya dapat dibiarkan apa adanya. Nomor yang diperoleh di sel Skala hanya disalin ke sel yang sama, tetapi ke komputer lain. Nilai 20 harus ditetapkan ke sel Akselerasi. Nilai default pada area ini adalah 2000, namun terlalu tinggi untuk sistem yang sedang dibangun. Level awal adalah 20, dan maksimum adalah 175. Selanjutnya tinggal menekan TAB hingga pengguna mencapai item Fase Terakhir. Di sini Anda perlu memasukkan nomor 4. Selanjutnya, tekan Tab hingga kita mencapai baris X, yang pertama dalam daftar. Empat baris pertama harus berisi item berikut:
1000XXXXXXXX
0100XXXXXXXX
0010XXXXXXXX
0001XXXXXXXX
Tidak ada perubahan yang perlu dilakukan pada sel yang tersisa. Pilih saja oke. Itu saja, program dikonfigurasi untuk bekerja dengan komputer dan aktuator itu sendiri.
