制作小型数控雕刻机 CNC_haoDIY_音响电子电脑科技DIY小制作发明

为更好说明进程，本帖有点长，同好者请耐烦浏览，谢谢！

我设计并山寨的全铝机身微型CNC：设计陈腐、外型共同、做工精良，轻巧灵敏......相当得力！

感谢同城坛友libingabc的指点、磁能源论坛以及大海作坊、模型论坛。还有神奇的淘宝！！！现将制造思绪和进程全程分享给青睐雕琢机的坛友。欢迎拍砖。
其实我也不想自己捣鼓，全程相当费工。可是看到的DIY和淘宝里卖的产品，均不能让人满意，许多论坛里的作品几乎是贴贴图片，并没有具体而系统的阐述，于是信念自己捣鼓......
   本人来自福建省漳州市，自2011年5月被雕琢机中毒以后，历时三月山寨了第一款雕琢机，用于学习精雕软件JDPaint5.20，成果还行。有一天，同城电子烧友看到此机，大喜并大诉PCB板制造苦衷，于是商量一下，从新设计一款行程合适、轻巧灵敏的迷你雕琢机，主要用途为PCB及刻字、面板等比较高级的配件。恰恰大海作坊引见有一款日鬼的迷你雕琢机，十分粗劣，就以这款为山寨蓝本，联合自己第一台机的缺陷加以改进。通过一个多月的设计模拟，最终定案。因此我才有“设计降职山寨”的倡议。当然，这也只是我山寨的第二台雕琢机，并不见得很欠缺，在此宿愿高人们提供贵重阅历，使之日趋简洁、适用。
一：该机特点：
1：具备共同的机身一体化的手提把，完整表现轻松、灵敏的微型桌面化设计理念
2：勾销步进电机垫块，间接固定于机身，有效防止扭力损失，强度好而且好看
3：精确定位的行程设计，在机身不加大的前提下，充分提高有效任务行程
4：三轴防撞设计，利用出名的欧姆龙点触行程开关,设置机械原点和软件限位，有效防止操作中不慎所致的不测破坏
5：固定龙门、全敞开式移动台面，有效提高加工精度，并齐全避免飞屑对丝杠、光轴的影响。
6: 外径45mm电位器旋钮间接做的微调，无需更改，只有将丝杠加工时车成Φ6mm即可，取材不便，旋转轻松。关于需求手动定位时不便操作，齐全不必依赖低廉的拨轮。
7：主轴下方装有LED照明。
8：四个橡胶地脚，顺应不平表面，有效防止颤抖。

二：仿造依据
领有一款小型数控机床（微型雕琢机）是许多DIY喜好者的幻想，它可能用来做PCB版、PVC、压克力、图章、木材的平面雕琢、加工以及3D浮雕等。尤其是电子喜好者，可能用双色板来加工仪器仪表的面盘，使其凑近工业成品。磁能源论坛、大海作坊、模型论坛里有许多DIY的雕琢机，不乏高质量作品。总体说来有三种模式：
1：移动台面式  X、Y轴移动，主轴只担任高低移动，这种合适大功率主轴，用于金属加工。#p#分页标题#e#
2：移动龙门式  长处是行程可能做的很大，缺陷为加工速度大的时分不巩固，门铃电路DIY制作，精度要求高。
3：固定龙门式  加工巩固，缺陷是行程小，然而就加工精度、小行程来说是一个不错的抉择。尤其在磁能源论坛、大海作坊里，许多人青睐这个模式，可是这个模式的另外缺陷是：丝杆与光轴外露，加工时的容易受灰尘影响。大海作坊里有引见一款日本迷你雕琢机，我觉得是个好的的模式，于是做了改进，将整个台面敞开起来，丝杆与光轴就可能免受加工时发生的飞屑影响。
三：设计
许多喜好者是一边做一边设计，所以他们没有最终定案的图纸，普通是“见招拆招”，这类DIY可谓“高人”。需求相当的“意境”。我则比较器重设计，这样可能避免走弯路。并且可能不便地确定精准的孔位。甚至可能模拟。最要害是确定准确的孔位。先看看设计的成果图。设计流动行程260×190×75mm。添加限位后实践为255×185×70mm。零件实现后尺寸为宽475×深435×高460mm（不含调整脚垫），任务台尺寸为360×360mm。
许多坛友青睐索要图纸，然而图纸往往不是最完美的，在制造的进程中会停止一些修正，在此我也把图纸转成图片档贴进去，供设计与参考之用。另外，为了表现原创，设计图打上了我的ID，能够对浏览有些影响，望坛友多多体谅。
（一）思绪
1：设计思绪之传动  3轴雕琢机最基本的运转模式为三轴联动，所以传动部分的设计很要害。早期用T型丝杆，消回差。起初被精度更好的滚珠丝杆替代，倡导利用滚珠丝杆，价钱高但精度好。
2：设计思绪之机身  机身要看行程和加工对象，由于主要针对轻雕,即雕琢非金属类，如双色板刻字、PCB、木材加工、雕琢等等，行程以X轴250mm、Y轴180mm、Z轴75mm为宜，大了就不是桌面型了，或许不叫迷你型了。通过这样的思索，我选用12mm6061的铝板来做机身。
3：光轴与滑块  光轴的直径依据1、2两项来思考，通常情况轻雕条件下X、Y轴的直径选用16mm就足够了，当然20mm也不为过。Z轴为垂直方向静止少，可能相应小一些直径，这台机器Z轴我用12mm光轴，主要缘由在于滑块小，Z轴衔接板可能小一些，添加X轴有效行程。为此确定光轴后，滑块就好确定了。我这里X、Y轴用SCS16UU，Z轴用SCS12LUU（加长型）。
4：轴承座在第一台铝雕中用FL000型，内径10mm，然而这台是迷你型的，为了减小体积，选用FL08型的，内径8mm。外观体积也小很多，关于“迷你”而言再合适不过了。
5：手轮（步进拨轮）假设步进电机带拨轮，则此项设计可能省略。若没有拨轮，最好设计手轮。我选用直径45mm的旋钮代用，内径为6mm。丝杠在设计的时分要联合步进电机思考出来。
6：联轴器  主要思考与丝杆的直径配合，有锁紧施与顶紧式，都好用。步进端为6.35直径，丝杆端我用8mm直径。由于“迷你”，所以驳回2520的联轴器，25是长度25mm，20是直径20mm。
绘图
（二）引见思绪以及选用材料的目标，就是为了更好的绘图设计打基础。滑块的孔位、直径。距离等最好依照图示的技术规格停止绘制，而后根据轴承座、联轴器、手轮来确定丝杆加工图样。最后由自己对机型的爱好停止设计。
（三）出加工图
加工图主体分为三部分：光轴、丝杠加工和机身加工。
1：光轴我驳回端头攻牙组立模式#p#分页标题#e#
2：丝杠两端的加工视手轮、联轴器孔径、机身厚度而定。
3：机身孔位泛滥，最好每个配件单独出图，即分件图。
四：用料清单
材料的利用因人而异，不一而同，从木头、PVC、铝、铁、钢、铸铁等等。之所以驳回铝，强度适中，加工容易为其首选，机器不啃金属，用铝就足够了。清单部分在此列进去（详细的清单附后），是给像我一样的菜鸟们参考的的，，所以我就整顿了一下，做个系统的引见，还望老鸟多多指教。
（一）电控
1：24v开光电源最好为3组24v直流。作用如下
   （1）用于主板（三轴联动）供电，
   （2）用于24V风扇散热
   （3）用于主轴照明
2：主轴电机电源  200瓦 220v/90v的隔离变压器，配直流整流和手动调压，管制主轴转速
3：主板  我驳回英非赛的6560三轴驱动板。仅供参考。对于主板，这里简略地说明如下：
   XYZ可以完成三轴联动，全靠主板，严厉来讲，这才真正是机器的最外围部分，影响着机器的运行。目前主板很多，有三合一、四合一、五合一的主板，也有接口板＋步出去到驱动的（其实也相当于合一）；专业条件用合一的驱动板就可能了，机器好，精度可能到达0.05mm以下，可能胜任普通情况下很多的DIY加工任务。
4：电控箱外箱淘宝购置
5：预备的其余材料如4芯电线、急停开关、航空接头、电源插座、保险丝座、开关按钮、组立螺丝等等。
（二）电气
1：主轴电机 200瓦二手110v直流电机配ER11夹头，对非金属基本可能胜任，假设要求高的话，可能选用变频水冷主轴，当然费用也要大大添加。
2：主轴电机固定座铝制，我是淘宝里买的，理想上可能自己DIY
   3：步进电机三洋57型2.4A（二手）
步进电机有带出轴的，这种比较好，可能省略手动拨轮，而且可能延长丝杆长度。不管怎么，Z轴的步进电机最好要用这种款式，由于Z轴方向位置小，手动拨轮不不便。
4：联轴器 2520的，比较秀气，基本无碍，一端6.35接步进电机，另一端8mm接丝杠
5：轴承座，FL08型，内径8mm，这种规格较小，可能有效放大装置空间。
#p#分页标题#e#（三）传动
传动部分由光轴、丝杠和滑块三种材料组成
1:X、Y用16mm的光轴。Z轴用12mm的光轴这是个很纠结的部分。这个重点就是思考行程的设计，尤其是Z轴部分，相当吃力。Z轴衔接板宽度要尽能够的小，这样能力添加有效行程。Z轴用12mm光轴的目标就是如此。
2：滑块箱式单元SCS16UU和SCS12UU，其中SCS16UU要多买两个不带直线滚珠的，要切开用，套在丝杠的T螺母上，作为传动衔接配件。
3：丝杠为保障良好的精度，驳回1605滚珠丝杠，无回差的困扰（理想上回差相当小，可能忽略）。在配SCS16UU时要留意丝杠T螺母核心距为20mm，而滑块为19mm，所以T螺母要用角磨机磨去1mm。或许与其固定的衔接板铣一个凹槽避开。
   X/Y/Z每一组丝杆配两只光轴，四个滑块（有加长型的滑块可能用两个）
（四）机身
机身 12mm6061铝板，台面20120铝合金型材，壁厚4mm，强度相当好，原思考用1590的型材，因壁厚无余，所以未驳回。机身的加工是DIY中最艰巨的地方，孔位泛滥，精度要求极高，是影响精度的要害地方。有幸同城有CNC加工核心，于是其委托帮助加工。费时两周实现机身。费用最大的一笔，假设能自己实现，可能大大升高费用，能够也是令很多同好者望而却步的主因......
   1：X轴    左、右侧板 340×270×12mm  各1片
               上支板 370×160×12mm    1片
               下支板 370×140×12mm    1片
2：Y轴    前、后立板 360×60×12mm 各1片
            侧衔接板 330×45×12mm    2片
3：Z轴    中流动板 227×110×12mm    1片
            上衔接板 110×60×12mm    1片
            下衔接板 110×46×12mm    1片
4：主轴    固定板  138×110×12mm    1片
5：台面 20120铝型材 360×120×20    3片
6：标牌、拖链......等收尾的配件。
（五）辅佐工具#p#分页标题#e#
1：刀具利用中两种刀具必不可少，因为此机主轴功率不大，所以刀具轴径为3.175mm，因此3.175mm的螺旋铣刀和3.175轴径20°0.2mm尖刀是不可少的，尖刀用于精雕、刻字，铣刀用于切割、加工形态。
2：工具装、下刀具以及固定任务物之用
（1）：流动扳手  1支
（2）：启齿扳手  2支  10－12mm1支，14－17mm一支
（3）：老虎钳  1把
（4）：压板至少4个以及螺栓若干。
五：装配与调试
M4、5、6螺丝若干，紧固用。诸如扳手、起子、角尺等等....进程有些简单，此处略去......可能参考图片。
六：材料老本
材料几乎全副是淘宝里买的。（见清单内淘宝参考价约3800元），自己所花的组立工时未计。从设计到成品又历时4个多月.....
七：留意效果
  1：丝杆T螺母与滑块的落差1mm，必需用角磨机磨掉，很费工。这个和淘宝卖家沟通修正，但由于没有必定的数量，无奈修正，想仿造的坛友就要辛劳了
  2：组立时螺丝不可能上紧，传动部分固定时让滑块靠边再组立，这样可能减小误差。先固定光轴，再固定丝杆，要按程序操作。
  3：假设是自己制造机身，工程量不是效果，精度才是效果，然而我还是很懒，所以才想到加工核心来做。省事。我以为传动部分的孔位（X/Y/Z光轴12个孔、丝杆6个孔，共18个孔不可掉以轻心）。而相对其余只是触及组装的孔位，精度就可能宽放一些，还便于组立。必定要有主次之分，减小加工难度。
  4：三轴垂直  机身加工的直角度需严厉保障，组装时要依据角度尺随时验证。
  5:对刀块的选用  原先淘宝里买的对刀块，结果发现利用并不不便，先要在加工物上确定核心点，把刀具降到约3－4mm，找准核心点，然后要降低刀具，再用对刀块被动对刀，费工。起初改用单面覆铜板挖一个直径35mm圆再焊一根导线即可，经济实惠又好用！

八:机器利用
机器利用分为两个部分：CAD/CAM生成刀路，MACH3管制机器加工。
数控机床的利用通常配有完备CAD/CAM系统，CAD绘图，CAM生成加工刀路。工业化机床自带强大性能的控件，所以CAM生成的加工刀路输入机床就可能加工了，然而专业条件下的控件普通用MACH3来完成对机器的管制运转。MACH3如今有汉化版了，大海作坊可能免费下载。CAD/CAM软件则相当多，个体倡导青睐雕琢机的DIYer们利用北京精雕的国产软件JDPaint5.19带狗版，免狗版无奈输出刀路。淘宝买一只狗大略70元左右。JDPaint5.19可能完成平面、浮雕、四轴的加工刀路生成，满足当前多数加工名目。这款软件的CAD部分与autocad几乎相反，操作界面也相同，相信有CAD基础的冤家很容易上手，软件还自带有协助教程，便于学习坚固。不过我自己目前只会平面、浮雕部分，宿愿雕友多多交换指教。假设会artcam或许Kcam或是其余可以生成刀路的软件也都可能。#p#分页标题#e#
MACH3控件管制机器的步进电机、三轴限位。机械归零、急停、被动对刀等等。MACH3设置好后机器能力平安运行。对于mach3的设置和利用，可能参考大海作坊http://www.xyzdiy.com/thread-3433-1-1.html的具体说明。
九：感想
做机器难。用机器也难.......
   我差不多在1996年的时分就接触到数控机床，那时在广东一家工厂打工，厂里有一台德国出口的木工数控铣床，只能走2.5D，那时分几乎没有欠缺的CAD/CAM系统（或者不是没有，能够我没有接触到），加工顺序需求手工编程录入，那时分最牛B的AUTOCAD是R12版的，学习得花千把元，那时的千元几乎是叫兽的2倍......因为任务的需求，起初缓缓接触到CAD/CAM，缓缓地对机器有些了解，但不时没有实践操作......
   有一个效果不时困扰我，那就是如何完成三轴联动？其实这才是机床的“外围”，只管如今已经有便宜三合一、四合一、五合一接口板，但其中外围部分仍然是IC，日鬼的IC.......
   做机器只需精度OK就行了，要求不太高的地方，0.05～0.1mm就可能。至于利用部分，首先得强化CAD/CAM软件学习，毕竟机器做好了，mach3设置好了。机器就可能用了，可是忽然间发现机器如何利用？？？由于设置好参数以后就无需再设置，而加工物却在始终的变动。所以学会CAD/CAM以后能力很好的利用机器，假设有青睐雕琢机的冤家想领有一台微雕，首先得先问问自己：会不会CAD/CAM，不会的话，机器就成了陈设。我曾经去过一个木门厂，里面有一台意大利比雅斯的五轴加工核心，可能装18支刀，由于低廉的操作薪资而请不起工人，机器没有产能，就是废铁.......
   十：展望
往常手笨，D个货色，外观不好，心里不爽，有了“得力”的协助，今后可能D出更好的作品。心目中的电子管超外差收音机、以及美丽木制机箱、面板，相信在不久的未来就会完成的......


我也是只菜鸟，有青睐微雕的坛友可能坛内短信互相学习交换，谢谢

机器的全体外观。
全体外观1.jpg