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制作小型数控雕刻机 CNC

时间:2013-03-21 16:18来源:www.crystalradio.cn 作者:1971sam 点击:
2011-12-19 15:55:55 上传 下载附件 (134.39 KB) 大终局:用料明细及费用 这是给坛友做的机器面板,尺寸为146116mm
 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 


山寨的LOGO
山寨的LOGO.jpg 


任务电气接线图。
#p#分页标题#e#
任务电气接线图.jpg 
2011-12-19 11:44:10 上传
下载附件 (63.73 KB)
 


主板接线图示说明。
四轴主板接线说明.jpg


这是早先时分第一次设计的图纸,觉得比较单薄。
pcb.jpg 

这些是第二次设计的图纸,用CAD画的,在做的进程中又陆陆续续做了修正。
成果图1.jpg 
成果图2.jpg 
成果图3.jpg 
成果图4.jpg 
成果图5.jpg 
成果图6.jpg 
成果图(底部).jpg 
成果图(任务台移到最后面).jpg 
成果图(任务台移到最前面).jpg


机器装配进程,比较辛劳,也没有停止每个步骤拍照,迁就着看........

三轴组立基本实现,可能看到内部结构
组立进程1.jpg  #p#分页标题#e#
2011-12-19 13:30:32 上传
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基本装配实现,前后面。
全体外观2.jpg 
全体外观3.jpg 
全体外观4.jpg


机器的静止方式和仿造起源(借用其余论坛的图纸,如有版权冲突,请提出,谢谢)
移动台面式.jpg 

移动龙门式.jpg 

固定龙门式.jpg


机身配件加工图
加工说明.jpg 
1605丝杆的T螺母高出滑块1mm,需磨去.jpg 
CNC(移动台面)丝杆.jpg 
CNC(移动台面)光轴.jpg 
CNC前视图.jpg 
CNC侧视图.jpg 
CNC仰视图.jpg 
[attachimg]1261109[/attachimg

X轴左侧版.jpg  #p#分页标题#e#
2011-12-19 13:46:15 上传
下载附件 (182.34 KB)
 

X轴右侧版.jpg 
X轴上支板.jpg 
X轴下支板.jpg 
Y轴前后版.jpg


CNC主轴Z轴三视.jpg (178.52 KB, 下载次数: 101)

 

CNC主轴Z轴三视.jpg

 

Y、Z轴衔接版.jpg (177.75 KB, 下载次数: 95)

 

Y、Z轴衔接版.jpg

 

Y轴侧版.jpg (133.03 KB, 下载次数: 81)

 

Y轴侧版.jpg



用料清单之传动部分
DSC03779.JPG 
DSC03781.JPG #p#分页标题#e#
DSC03782.JPG 

2011-12-19 14:03:12 上传
下载附件 (152.69 KB)
 

滚珠丝杠1605的技术规格.jpg 
滑块的选用.jpg 
加长型滑块的选用.jpg



用料清单之电气部分
57型步进电机.jpg 
2520联轴器副本.jpg 
DSC03550.JPG 
DSC03773.JPG 
DSC03774.JPG 
DSC03777.JPG 
DSC03778.JPG 
步进电机接头1.jpg 
步进电机轴径.jpg 
主轴电机.jpg #p#分页标题#e#
主轴电机固定夹-1.jpg 
2011-12-19 14:11:32 上传
下载附件 (88.42 KB)
 

对刀板.jpg 
覆铜板对刀块.jpg



用料清单之机身配件部分
左右侧片.jpg 
下支板.jpg 
2011-12-19 14:24:45 上传
下载附件 (193.78 KB)
 

上支板.jpg 
Y轴前后、侧板.jpg 
Z轴配件.jpg 
丝杆轴承垫片
轴承座垫片.jpg



用料清单之电控箱
电控箱外观1.jpg 
电控箱外观2.jpg 
电控箱外观3.jpg 
#p#分页标题#e#电控箱外观4.jpg 
DSC04360.JPG 
DSC04359.JPG 
DSC04361.JPG 
主轴电机电源.jpg 
主轴电机调速模块.jpg 
DSC04372.JPG 
DSC04373.JPG 
电控.jpg 
2011-12-19 15:55:55 上传
下载附件 (134.39 KB)
 

大终局:用料明细及费用
用料明细.jpg



这是给坛友做的机器面板,尺寸为146×116mm

 

 

DSC04349-1.jpg
 

(责任编辑:admin)
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