家電気と照明プロファイルパイプからCNC用のフレームを作ります。自分の手で CNC マシンを組み立てるためのステップバイステップの説明

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プロファイルパイプからCNC用のフレームを作ります。自分の手で CNC マシンを組み立てるためのステップバイステップの説明

これが複雑な技術的および電子機器であることを知っている多くの職人は、自分の手でそれを作ることはまったく不可能であると考えています。しかし、この意見は間違っています。そのような装置を自分で作ることもできますが、これを行うには、次のものが必要です。詳細図、セットでもあります必要な道具および関連コンポーネント。

ジュラルミン素材を自家製卓上フライス盤で加工

独自の CNC マシンを作成する場合は、時間がかかる場合があることに留意してください。かなりの量時間。さらに、一定の金銭的コストが必要になります。ただし、そのような困難を恐れず、すべての問題に正しく取り組むことで、ワークピースを加工できる手頃な価格で効率的かつ生産的な装置の所有者になることができます。さまざまな素材高い精度で。

CNC システムを備えたフライス盤を作成するには、2 つのオプションを使用できます。特別に選択された要素からそのような機器が組み立てられる既製のキットを購入するか、すべてのコンポーネントを見つけて、完全に機能するデバイスを自分の手で組み立てます。すべての要件を満たします。

自家製CNCフライス盤の組み立て手順

写真の下に、作成したものが表示されます自分の手でに添付されている詳細な指示製造と組立に関して、使用される材料とコンポーネント、機械部品の正確な「パターン」、およびおおよそのコストを示します。唯一のマイナス点は、説明書です。英語, しかし、言語がわからなくても詳細な図面を理解することは十分に可能です。

マシンの作成手順を無料でダウンロード:

製粉機 CNC が組み立てられ、すぐに使用できるようになりました。以下は、この機械の組み立て説明書の一部の図です。

機械部品の「型紙」（縮小図）機械組立の開始中期最終段階アセンブリ

準備作業

既製のキットを使用せずに自分の手でCNCマシンを構築することに決めた場合、最初に行う必要があるのは、そのようなミニ機器が機能する回路図を選択することです。

基礎としてフライス加工装置 CNC を使用すると、ドリルを備えた作業ヘッドをフライスヘッドに置き換えた古いボール盤を使用できます。このような装置で設計する必要がある最も難しいことは、3 つの独立した平面内でのツールの動きを保証する機構です。この機構は、動作していないプリンタのキャリッジを使用して組み立てることができ、ツールの 2 つの平面での移動が保証されます。

このコンセプトに従って組み立てられたデバイスにソフトウェア制御を接続するのは簡単です。ただし、その主な欠点は、このような CNC 機械で加工できるのはプラスチック、木材、薄い材料で作られたワークピースのみであることです。板金。これは、古いプリンタのキャリッジが移動を提供するという事実によって説明されます。切削工具十分な剛性がありません。

自家製 CNC マシンがさまざまな材質のワークピースに対して本格的なフライス加工を実行できるようにするには、十分に強力なステッピングモーターが作業ツールを動かす役割を担う必要があります。ステッピングタイプのモーターを探す必要はまったくありません。従来の電気モーターに若干の変更を加えて作ることができます。

ステッピングモーターを使用すると、スクリュードライブの使用を避けることができます。機能性と特徴自家製の機器事態がこれ以上悪化することはありません。それでもミニマシンにプリンタのキャリッジを使用する場合は、印刷デバイスのより大きなモデルからキャリッジを選択することをお勧めします。フライス盤のシャフトに力を伝達するには、通常のベルトではなく、プーリー上で滑らない歯付きベルトを使用することをお勧めします。

このような機械の最も重要なコンポーネントの 1 つは、フライス機構です。与えられなければならないのはその生産物である特別な注意。このようなメカニズムを適切に作成するには、次のものが必要です。詳細な図面、これは厳密に従う必要があります。

CNCフライス盤の図面

装備の組み立てを始めましょう

自家製 CNC フライス盤の基礎となるのは長方形のビームであり、ガイドにしっかりと固定する必要があります。

機械の支持構造は高い剛性を持たなければなりません。設置時には溶接接合を使用せず、すべての要素をネジのみで接続することをお勧めします。

この要件は、溶接継ぎ目が必然的に受ける振動負荷に対する耐性が非常に低いという事実によって説明されます。基本構造装置。このような負荷により、最終的には時間の経過とともに機械フレームが劣化し始め、幾何学的寸法の変化が発生し、装置設定の精度とその性能に影響を及ぼします。

自家製フライス盤のフレームを取り付ける際の溶接により、構成部品に遊びが生じたり、重い負荷がかかるとガイドがたわんだりすることがよくあります。

自分の手で組み立てるフライス盤には、作業ツールの垂直方向の動きを保証する機構が必要です。これにはねじ歯車を使用するのが最善であり、その回転は歯付きベルトを使用して伝達されます。

フライス盤の重要な部分は垂直軸です。手作りの装置アルミ板から製作可能です。この軸の寸法が、組み立てられたデバイスの寸法に正確に調整されることが非常に重要です。マッフル炉を自由に使える場合は、完成図に示されている寸法に従ってアルミニウムから鋳造して機械の垂直軸を自分で作成できます。

自家製フライス盤のすべてのコンポーネントが準備できたら、組み立てを開始できます。このプロセスは、機器本体の垂直軸の後ろに取り付けられた 2 つのステッピングモーターの設置から始まります。これらの電気モーターの 1 つはミリングヘッドを水平面内で移動させる役割を果たし、もう 1 つはヘッドを垂直面内で移動させる役割を担います。この後、自家製機器の残りのコンポーネントとアセンブリが取り付けられます。

自家製 CNC 装置のすべてのコンポーネントへの回転は、ベルトドライブを通じてのみ伝達される必要があります。組み立てられた機械にプログラム制御システムを接続する前に、その機能を確認する必要があります。マニュアルモードそして、その作業において特定されたすべての欠陥を直ちに排除します。

組み立てプロセスはビデオで見ることができ、インターネットで簡単に見つけることができます。

ステッピングモーター

CNC を搭載したフライス盤の設計には、必ず 3 つの平面、つまり 3D での工具の動きを保証するステッピングモーターが含まれています。設計するとき手作りの機械この目的には、ドットマトリックスプリンターに取り付けられた電気モーターを使用できます。ドットマトリックス印刷装置の古いモデルのほとんどには、十分な出力を持つ電気モーターが装備されていました。ハイパワー。ステッピングモーターに加えて、古いプリンターから強力なスチールロッドを入手する価値があります。これは、自家製マシンの設計にも使用できます。

独自の CNC フライス盤を作成するには、3 つのステッピングモーターが必要です。ドットマトリックスプリンタには 2 台しかないため、別の古い印刷装置を見つけて分解する必要があります。

見つかったモーターに 5 本の制御線があれば、大きなプラスとなります。これにより、将来のミニマシンの機能が大幅に向上します。見つけたステッピングモーターの次のパラメータを見つけることも重要です。1 ステップで回転する角度、供給電圧、巻線抵抗の値などです。

自家製 CNC フライス盤のドライブ設計はナットとスタッドから組み立てられ、その寸法は装置の図面に従って事前に選択する必要があります。モーターシャフトを固定してスタッドに取り付けるには、厚手のゴム巻きを使用すると便利です電気ケーブル。クランプなどの CNC マシンの部品は、ネジが挿入されるナイロンスリーブの形で作成できます。こんなにシンプルにするために構造要素、通常のヤスリとドリルが必要です。

電子機器

DIY CNC マシンはソフトウェアによって制御されるため、ソフトウェアを正しく選択する必要があります。そのようなソフトウェアを選択するとき（自分で作成することもできます）、それが動作し、マシンがそのすべての機能を実現できるという事実に注意を払うことが重要です。このようなソフトウェアには、ミニフライス盤にインストールされるコントローラー用のドライバーが含まれている必要があります。

自作の CNC マシンでは、LPT ポートが必要です。電子システムを制御し、マシンに接続します。このような接続は、設置されたステッピングモーターを通じて行われることが非常に重要です。

自家製機械用の電子部品を選択するときは、精度がそれに依存するため、その品質に注意を払うことが重要です。技術的操作、それに対して実行されます。すべてをインストールして接続したら、電子部品 CNC システムは、必要なソフトウェアとドライバーをダウンロードする必要があります。この後初めて彼らは従うのですテスト走行ロードされたプログラムの制御下でマシンが正しく動作することをチェックし、欠陥を特定して即座にそれらを除去します。

インターネット上には同様の話がたくさんあり、驚かれる人はほとんどいないでしょうが、この記事が誰かの役に立つかもしれません。この話は、私と試験装置の開発・製造のパートナーである友人がある程度のお金を貯めた2016年末に始まりました。単にお金を無駄にしないために（これは若いビジネスです）、私たちはそれをビジネスに投資することに決めました。その後、CNC機械を製造するというアイデアが頭に浮かびました。私はすでにこの種の機器の構築と使用の経験があり、私たちの主な活動分野は設計と金属加工であり、CNC マシンを構築するというアイデアも伴いました。

それが今日まで続く運動の始まりです...

CNC トピックに特化したフォーラムを検討し、機械設計の基本コンセプトを選択するという作業が続きました。将来の機械で処理する材料とその作業領域を事前に決定した後、最初の紙のスケッチが表示され、後でコンピューターに転送されました。 3次元モデリングKOMPAS 3Dの環境では、マシンが視覚化され、より多くの情報を取得し始めました。細かい部分そしてニュアンスは、私たちが望んでいた以上のものであることが判明しましたが、その一部は現在も解決中です。

最初の決定事項の 1 つは、機械で処理される材料と機械の作業領域の寸法を決定することでした。材料に関しては、解決策は非常にシンプルでした - 木材、プラスチック、複合材料非鉄金属（主にジュラルミン）。当社は主に金属加工機械を使用して生産を行っているため、曲線状の経路に沿って加工しやすい材料を迅速に加工する機械が必要になる場合があります。これにより、注文された部品の生産コストが削減されます。厳選された素材をベースに、主にシート包装で供給。標準サイズ 2.44x1.22 メートル (合板については GOST 30427-96)。これらの寸法を四捨五入すると、次の値になりました: 2.5x1.5 メートル、作業スペース確かに、ツールの持ち上げ高さを除いて、この値はバイスを取り付ける可能性を考慮して選択されており、200 mm を超える厚さのワークピースは存在しないと想定されています。また、長さ 200 mm を超えるシート部品の端を加工する必要がある場合、工具は機械のベースおよび部品/ワークピース自体の寸法を超えて移動するという事実も考慮しました。ベースの端面に取り付けてあるため、部品の端面加工が可能です。

機械設計 80年代の組み立て式フレームベースです。プロファイルパイプ 4mmの壁付き。ベースの長さの両側には、25番目の標準サイズのプロファイルローリングガイドが固定されており、その上に、ベースと同じ標準サイズの3本のプロファイルパイプを溶接した形で作られたポータルが取り付けられています。

この機械は 4 軸であり、各軸はボールねじによって駆動されます。 2 つの軸が機械の長辺に沿って平行に配置され、ソフトウェアによってペアになって X 座標に関連付けられます。したがって、残りの 2 軸は Y 座標と Z 座標になります。

なぜプレハブフレームに落ち着いたのかというと、当初はフライス加工、ガイドやボールネジサポートの取り付け用に溶接シートが埋め込まれた純粋な溶接構造を作りたかったのですが、フライス加工に十分な大きさの座標フライス盤が見つかりませんでした。市販の金属加工機械を使用してすべての部品を自分で加工できるように、プレハブのフレームを描く必要がありました。露出したあらゆる部分電気アーク溶接、内部応力を緩和するために焼きなまされました。次に、すべての合わせ面をフライス加工し、その後、調整部分を所々削る必要がありました。

話は飛びますが、フレームの組み立てと製造は、機械の製造の中で最も労働集約的で経済的に高価な作業であることが判明したことをすぐに言いたいと思います。私たちの意見では、完全に溶接されたフレームを備えたオリジナルのアイデアは、プレハブ構造よりもあらゆる点で優れています。多くの人は私に同意しないかもしれませんが。

現時点では、ここではアルミニウム構造プロファイルで作られた機械については考慮しないことを保留しておきますが、これは別の記事で取り上げる予定です。

マシンの組み立てを続け、フォーラムで議論するうちに、剛性をさらに高めるためにフレームの内側と外側に斜めのスチール製ジブを作るよう多くの人がアドバイスし始めました。私たちはこのアドバイスを無視しませんでしたが、フレームが非常に巨大であることが判明したため（約 400 kg）、構造にジブも追加しました。そしてプロジェクトが完了すると、周囲は鋼板で覆われ、構造がさらに接続されます。

次に、このプロジェクトの機械的な問題に移りましょう。前述したように、機械軸の移動は直径 25 mm、ピッチ 10 mm のボールねじペアによって実行され、その回転は 86 フランジと 57 フランジを備えたステッピングモーターから伝達されました。当初は、不要なバックラッシュや追加のギアを取り除くためにプロペラ自体を直接回転させることを目的としていましたが、エンジンとプロペラが直接接続されているという事実により、それらなしでは実行できませんでした。特にポータルが極端な位置にある場合、高速で巻き戻り始めます。 X 軸に沿ったネジの長さがほぼ 3 メートルであるという事実を考慮して、たるみを少なくするために直径 25 mm のネジが取り付けられました。そうでない場合は、16 mm のネジで十分でした。

この微妙な違いは部品の製造中にすでに発見されており、ネジではなく回転ナットを製造することでこの問題を迅速に解決する必要があり、追加のベアリングアセンブリとベルトドライブを設計に追加する必要がありました。この解決策により、サポート間のネジをしっかりと締めることも可能になりました。

回転ナットの設計は非常にシンプルです。最初に、ボールねじナットにミラーリングされた 2 つのテーパーボールベアリングを選択し、ベアリングレースをナットに固定するために端から事前にねじ山を切り出しました。ベアリングはナットとともにハウジングに取り付けられ、構造全体が門柱の端に取り付けられます。ボールねじの前面では、ナットによってアダプタースリーブがねじに取り付けられ、その後回転してマンドレル上で組み立てられ、位置合わせが行われました。彼らはそれにプーリーを置き、2つのロックナットで締めました。

当然、「ラックを伝送機構として使用しないのはなぜですか?」という質問をする人もいるでしょう。答えは非常に簡単です。ボールねじを使用すると、位置決め精度が向上し、駆動力が大きくなり、それに応じてモーターシャフトにかかるトルクが軽減されます (これは私がすぐに思い出したことです)。しかし、欠点もあります - 動作速度が遅く、通常の品質のネジを使用すると、それに応じて価格がかかります。
ちなみにボールネジとナットはTBIから持ってきたので十分です予算のオプション、しかし、9メートル取られたネジのうち、3メートルは不一致のために捨てなければならなかったので、品質は適切です。幾何学的寸法、どのナットも単純にねじ込まれていません...

スライドガイドとして、HIWIN の 25mm プロファイルレールガイドを使用しました。取り付けの際、ガイド間の平行度を維持するために取り付け溝がフライス加工されています。

ボールねじサポートを作ることにしました私たち自身で, 回転ネジ用サポート（Y軸、Z軸）と回転しないネジ用サポート（X軸）の2種類があることが分かりました。回転ネジ用のサポートを購入できます。自作 4部では足りませんでした。もう1つは、回転しないネジ用のサポートです。そのようなサポートは市販されていません。

前に述べたように、X 軸は回転ナットとベルトギアドライブによって駆動されます。また、他の 2 軸 Y 軸と Z 軸をベルトギアドライブにすることも決定しました。これにより、伝達されるモーメントを変更する際の機動性が向上し、モーターをボールねじの軸に沿ってではなく、ボールねじの軸に取り付けるという観点から見た目の美しさが増します。機械の寸法を大きくすることなく、側面に配置できます。

さて、スムーズに次へ進みましょう 電気部品、そして、もちろん、ステッピングモーターがそれらとして選ばれたのは、以下のモーターと比較して低価格であるという理由からです。フィードバック。 X 軸には 86 番目のフランジを備えた 2 つのエンジンが設置され、Y 軸と Z 軸には 56 番目のフランジを備えたモーターが設置され、最大トルクが異なるだけでした。以下想像してみます完全なリスト購入した部品...

マシンの電気回路は非常に単純です。ステッピングモーターがドライバーに接続され、ドライバーがインターフェイスボードに接続され、インターフェイスボードはパラレル LPT ポートを介してパーソナルコンピューターにも接続されます。各エンジンに 1 つずつ、合計 4 つのドライバーを使用しました。インストールと接続を簡素化するために、すべて同じドライバーをインストールしました。最大電流 4A、電圧50V。 CNC マシン用のインターフェイスボードとして、私は比較的予算の高いオプションを使用しました。国内メーカーサイトに記載されているように、それが最良の選択肢です。しかし、これを肯定も否定もしません。このボードは使いやすく、最も重要なことはそれが機能することです。私の過去のプロジェクトでは中国メーカーのボードを使用しましたが、それらも動作し、周辺機器に関しては、このプロジェクトで使用したものとほとんど変わりません。これらすべてのボードで、1 つは重要ではないかもしれないことに気づきましたが、欠点は、リミットスイッチは最大 3 つまでしか取り付けられないのですが、そのようなスイッチは各軸に少なくとも 2 つ必要であるということです。それとも私が理解できなかっただけでしょうか？ 3 軸機械の場合、それに応じて、機械のゼロ座標 (これは「ホームポジション」とも呼ばれます) と最も外側の座標にリミットスイッチを設置する必要があります。作業フィールドでは、いずれかの軸が故障していないだけです (単に壊れていないだけです)。私の回路では、接点なしの 3 つの端子を使用しています。誘導センサーそして危険ボタン菌の形をした「E-STOP」。電源セクションには 2 つの 48V スイッチング電源から電力が供給されます。そして8A。 2.2 kW 水冷スピンドルは周波数変換器を介して接続されています。周波数変換器はインターフェースボードを介して接続されているため、速度はパソコンから設定します。速度は、対応する端子の電圧 (0 ～ 10 ボルト) を変更することで調整されます。周波数変換器.

モーター、スピンドル、リミットスイッチを除くすべての電気コンポーネントは、電気機器に取り付けられていました。金属キャビネット。マシンの制御はすべてパーソナルコンピューターから行われます。ATX フォームファクターのマザーボードを搭載した古い PC を見つけました。少し縮小して、プロセッサとビデオカードが内蔵された小型の mini-ITX を購入した方が良いでしょう。電気ボックスのサイズが大きいため、すべてのコンポーネントを内部に収めるのは難しく、互いにかなり近づけて配置する必要がありました。ボックス内の空気が非常に熱かったので、ボックスの底に強制冷却ファンを 3 つ配置しました。前面には金属板がネジ止めされており、電源ボタンと非常停止ボタン用の穴がありました。このパネルには、PCの電源を入れるためのソケットもありました。古いミニコンピュータのケースから取り外しましたが、機能しなかったのが残念です。ボックスの後端にもカバープレートが取り付けられ、220 V 電源、ステッピングモーター、スピンドル、VGA コネクタを接続するためのコネクタ用の穴が配置されました。

エンジン、スピンドル、および冷却用の水ホースからのすべてのワイヤーは、幅 50 mm のフレキシブルなケーブルトラックタイプのチャネルに敷設されました。

ソフトウェアに関しては、Windows XP が電気ボックス内の PC にインストールされ、最も一般的な Mach3 プログラムの 1 つがマシンの制御に使用されました。プログラムはインターフェイスボード上のドキュメントに従って構成されており、すべてが非常に明確に図で説明されています。なぜ正確にMach3なのか、そしてすべて私には仕事の経験があったため、他のプログラムについて聞いたことはありましたが、考慮しませんでした。

仕様:

作業スペース、mm: 2700x1670x200;
軸の移動速度、mm/min: 3000;
スピンドル出力、kW: 2.2;
寸法、mm: 2800x2070x1570;
体重、kg: 1430。

パーツリスト：

プロファイルパイプ80x80 mm。
金属ストリップ 10x80mm。
ボールねじ TBI 2510、9 メートル。
ボールねじナット TBI 2510、4 個
プロファイルガイド HIWIN キャリッジ HGH25-CA、12 個
レール HGH25、10 メートル。
ステッピングモーター:
NEMA34-8801：3個
NEMA 23_2430: 1 個
プーリー BLA-25-5M-15-A-N14：4個
プーリー BLA-40-T5-20-A-N 19：2個
プーリー BLA-30-T5-20-A-N14：2個

インターフェースボード StepMaster v2.5: 1 個
ステッピングモータードライバーDM542：4個（中国）
スイッチング電源 48V、8A：2個（中国）
周波数変換器 2.2kW。（中国）
スピンドル2.2kW。（中国）

主要な部品とコンポーネントをリストアップしたようです。何か記載していない場合は、コメントに書いていただければ追加します。

機械操作経験：結局、約1年半を経て、ようやくマシンを発売することができました。まず、軸の位置決め精度と最大速度を調整しました。経験豊富な同僚によると最大速度 3m/分は高くなく、その 3 倍の速度が必要です (木材、合板などの加工の場合)。私たちが到達した速度では、ポータルやその他の軸は、手を (体全体で) 上に置いてもほとんど止めることができません。戦車のように突進します。合板の加工からテストを開始しました。カッターは時計仕掛けのように動き、機械の振動はありませんでしたが、1 回のパスで最大 10 mm 深く進むこともできました。その後、彼らはさらに深くなり始めましたが。

木とプラスチックで遊んだ後、ジュラルミンをかじることにしました。最初は切断モードを選択しているときに直径 2 mm のカッターをいくつか壊してしまいましたが、私は喜びました。ジュラルミンは非常に自信を持って切断でき、その結果、機械加工されたエッジに沿ってかなりきれいな切断が得られます。

鋼の加工はまだ試していませんが、少なくとも彫刻はできると思いますが、フライス加工するにはスピンドルが弱すぎるので、殺すのは残念です。

それ以外の場合、マシンは割り当てられたタスクにうまく対処します。

行われた作業についての結論と意見:たくさんの作業が行われましたが、メインの作業をキャンセルする人がいなかったため、最終的にはかなり疲れました。そして多額の資金が投資され、正確な量言いませんが、約40万ルーブルです。設備のコストに加えて、コストの大部分と労力のほとんどがベースの製造に費やされました。うわー、私たちは彼ととても苦労しました。それ以外の場合は、組み立てを続行するために資金、時間、完成した部品が利用可能になったときにすべてが完了しました。

この機械は非常に機能的で、非常に剛性が高く、巨大で高品質であることが判明しました。良好な位置決め精度を維持します。ジュラルミン製の40×40の正方形を測定したところ、精度は±0.05mmでした。大型部品の加工精度は測定しておりません。

次は何ですか…：機械にはまだ十分な作業が残っており、ガイドとボールネジを防塵で覆い、機械の周囲を覆い、ベースの中央に天井を設置して、冷却用の4つの大きな棚を形成します。スピンドル、工具や機器の保管場所。彼らは、基地の 4 分の 1 に 4 番目の軸を装備したいと考えていました。また、特に木材やテキソライトを加工している場合は、粉塵があちこちに飛び散り、どこにでも堆積するため、粉塵を除去して収集するためにスピンドルにサイクロンを取り付ける必要があります。

機械の将来の運命については、領土問題があり（別の都市に引っ越した）、現在では機械で作業する人がほとんどいないため、すべてが明らかではありません。また、上記の計画は必ず実現するという保証はありません。 2年前には誰もこんなことは想像できなかったでしょう。タグを追加する

次に、メインアセンブリについてもう少し詳しく説明します。

したがって、フレームを組み立てるには、次のコンポーネントが必要になります。

プロファイルセクション 2020 (縦方向 2 つ、横方向 5 つ、垂直方向 2 つのパーツ)
プロファイル用コーナー 16個
溝用 T ナット M3 または M4 - 6mm
T ナットによる取り付け用のネジ (それぞれ M3 または M4、8 ～ 10 mm、さらにモーター取り付け用の M3x12)
スペーサー（角度45°）
工具（ドライバー）

プロファイルについて話し始めたので、念のため、Soberizavod からのプロファイルの購入と切断について繰り返します。

これは構造的なものです。
早速、サイズに合わせてカットした2418用のプロファイルキットを購入しました。
コーティングなしのプロファイル (安価) とコーティングされたプロファイル (陽極酸化) の 2 つのオプションがあります。コストの差は小さいので、特にローラーのガイドとして使用する場合はコーティングをお勧めします。

選ぶ希望のタイププロフィール 2020 を選択し、「サイズに合わせてカット」と入力します。それ以外の場合は、4メートルごとに1個（ホイップ）を購入できます。計算する際は、プロファイルによって1カットあたりのコストが異なることに注意してください。そして、その4 mmはカットのために許可されています。

セグメントのサイズを入力します。 2418 マシンを少し大きくして、260 mm のセクションが 7 つと 300 mm の垂直セクションが 2 つあります。縦型のものは小さくすることができます。より長い機械が必要な場合は、2 つの縦方向セクションがたとえば 350 mm と大きくなり、横方向セクションも 260 mm (5 個) になります。

確認しました（切断マップに追加する必要があります）

カートを確認する

プロファイルは、切断サービスと合わせて667ルーブルで入手できます。

配送はTKによって行われます。プロファイルの寸法がわかっているため、重量は切断チャートで非常に正確に計算されているため、電卓を使用してコストを計算できます。計算にはオプション「業者からの集荷」が必要です。配達事業内容費用は安くなり、約1000ルーブルです。

モスクワで受け取れます。

ある場所には、オフィス、倉庫、プロファイルを所定のサイズに切断する作業場があります。サンプルを備えたショーケースがあり、その場でプロファイルを選択できます。

それでは、フレームの組み立てを始めましょうデスクトップマシン 2418.
こちらがカット済みのプロファイルです。

この設計では、マシンを CNC ドリルとして使用するために、Z 軸を (他の設計よりも数 cm だけ大きく) 大きくしました。
オリジナルでは、Z 軸が最も短くなります。あなたはすでに目標に応じてこれを決定しています。作業フィールドを拡張するには、必要な長さ（たとえば、+10 cm）だけ大きいプロファイルの 2 つのセクション（縦方向のペア）を購入する必要があります。それに応じてガイドも長くなります（8 mm シャフトのペアの場合は +10 cm）。ネジ (T8 ネジの場合は +10 cm)。金額の面では、記載されている +10 cm は非常に安くなります。10 + 10 cm のプロファイルのコストは約 40 ルーブルで、ガイドとネジのコストはプラス 6 ドルになります (小切手)。

こちらが組み立て用に準備されたコーナーです

これは、T ナットをスロットに取り付ける方法です。端からねじ込むことはできませんが、プロファイルの溝に横から直接取り付けることができますが、ナットの回転と取り付けを制御します。これは常に起こるわけではないため、ある程度のスキルが必要です。

プロファイルカットはきれいで、バリはありません

プロファイルは20、つまり2020シリーズのもので、対応する寸法は20 mm x 20 mm、溝は6 mmです。

したがって、最初にフレームの U 字型部分を組み立て、プロファイルの 2 つの縦方向の部分と 1 つの外側クロスメンバーを取り付けます。すごい価値どちら側に組み立てるかは問題ありませんが、中央のクロスバーが後方に寄せられていることに留意してください。これは垂直面の一部であり、オフセットのサイズは Z 軸とスピンドルのオフセットによって異なります。主軸回転軸が機械の中心（Y軸）になるように設置してください。
次にミドルクロスメンバーを組み立てます。最初にプロファイルのセクションに両方の角を取り付けて固定し、それからフレームに取り付ける方が便利です。
プロファイルの一部を適用し、定規で同じ距離を測定し、ネジを締めます。 T ナットが回転して溝の位置に収まるまで時間をかけて、ネジをゆっくり締める必要があります。一度でうまくいかない場合は、もう一度ナットを緩めて繰り返してください。

水平フレームの最後の部分を取り付けます。長いドライバーを使用するとアクセスしやすくなります。怠惰にならずに、結果として得られる構造の直角を正方形で確認し、対角線を定規で確認してください。

構造の角は互いに向かい合っているため、どの順序で組み立てても問題ありません。基本的な CNC2418 設計と同じことを行いました。しかし、直感的には、特にポータルの高さが高い場合には、プロファイル間の距離を増やすことが合理的であることがわかります。わかりました、それは後でできます。

次に、垂直ポータルマウントの組み立てを開始します

組み立てられたポータルを水平部分に取り付け、6つの角で固定します（垂直プロファイルから3方向に取り付けられます）。

セグメントの垂直性 (正方形に沿った) を確立し、維持します。次に、すべてのネジを 1 つずつ締めました。

オリジナルでは、垂直方向を強化するために 45° の特殊な押し出し角度が使用されています。似たようなものが売っていなかったので、3Dプリントしたものに置き換えました。モデルへのリンクはトピックの最後にあります。
アップデート：オリジナルも3Dプリントされたことが判明しました。
どちらかといえば、店舗の穴あきファスナーに置き換えることができます。家具のコーナー。これは品質にはまったく影響しません。

一見すると、その構造はグラグラではなく、しっかりしていることがわかりました。 KP08+SK8キャリパーセットよりもエンジン側のプレートが短いのが分かります。広めに広げていきます。

実際、このフレームは CNC2418 マシンの同様のデザインをコピーしたものですが、寸法を直接コピーしたわけではなく、ガイドやネジのスクラップを少なくするために少し大きくしました。

フレームの組み立てが完了したので、エンジンの取り付けを開始します。モーターの取り付けには 3D プリントされたフランジを使用します。 Y軸の幅を広くする必要があるため、上部はガイドホルダーを使用して組み立て、下部はホルダーなしで組み立てることをお勧めします。元のマシンと同様に、Y 軸をサポート SK8 および KP08 に取り付けることをお勧めします。キャリパー自体はプリンターで印刷することも、購入することもできます (リンクはトピックの最後にあり、最初の投稿にもありました)。

軸の 1 つ (X 軸と Y 軸は同じ長さ) については、「照準」軸を採用しました。マシンのサイズに対する自分の「要望」がまだ分かりませんでした。その結果、ネジからのスクラップは Z 軸に移動します。T8 真鍮ナットを購入するだけで済みます。

段ボール箱に梱包されていて、中にはパーツごとに袋に入っていました。

キットは次のようになります: 短いワイヤーを備えたモーター、T8 親ネジ、2 つの KP08 キャリパー、および 2 つの 5x8 カップリング。

同様のものがありますが、エンジンなし（キャリパーとナット付き）もあります。
大きなマージンを持たずに撮影する場合は、400 mm オプションが機械の「拡大バージョン」に適しています。

追加情報 - セットの写真は個別に掲載

エンジンマーキング RB ステップモーター 42SHDC3025-24B-500、シート Nema17

付属短いワイヤー接続する。コネクターに触れずに簡単に長さを伸ばすことができるので便利です。

T8ネジ、ナット

KR08キャリパー。

プロフィールに添付すると便利です。取り付けにワイドフランジを使用する場合は、ネジをプロファイルではなくフランジに取り付けることができる KFL08 バージョンのキャリパーを使用することをお勧めします。

5x8カップリングは、モーターシャフトとプロペラを接続する分割カップリングです。

このようにして、エンジンは小さなアルミニウムのプレートに X 軸に取り付けられます。

印刷版だけを使って同じことをしました。同時にガイドのサポートにもなります。

Z 軸のネジの余分な長さはすでに切り取っています (Z 軸はまだ作成中です。情報は別途作成され、おそらく 3D プリントされるでしょう)。

モーターワイヤーをプロファイルに沿って慎重に配線するには、モーターワイヤーを長くする必要がある可能性があります。上部電子基板に接続します (おそらく CNC シールドがあるでしょう)。また、極端な位置にリミットスイッチを取り付けても問題ありません。
アセンブリに関する基本情報はすでに存在するため、コストの見積もりを開始できます))))

原価計算
さて、最初の部分のコメントでリクエストがあったように、原価計算について議論することを提案します。当然のことながら、エンジンとほとんどのコンポーネントは在庫にあったので、出費は表示よりも少なくて済みました。強く安いプロファイル、キャリパー、フランジなどに自家製の印刷されたコーナーを使用すると、それが可能になります。プリント基板の穴あけやフライス加工の機械の操作用柔らかい素材これは何の効果もありません。もっと良い選択肢- 建築/金物店の穴あきプレートの使用。中央部にシャフト用の穴あけ加工が施されている場合は、垂直を含むコーナーの強化やエンジンの設置に適しています。穴あきファスナーの代わりに、アルミシートや合板で作られた自家製のファスナーを使用することもできます。
間違いなく買わなければなりません プロフィール 2020、そうでない場合は、まったく異なるタイプのマシンになります。アルミニウムのコーナーでも同じことができます。角パイプ、ただしアートへの愛のみ))) コーナー/パイプからの組み立ての剛性の点で、より最適な設計があります。
プロフィールには必ず必要です Tナット。 T ボルトを購入することもできますが、T ナットの方がより汎用的です (任意の長さのネジを使用できるため)。
ただし、残りの部分は自由に変更でき、シャーシを交換することもできます。 T8ネジ使用 ヘアピンステンレス鋼製。ただし、1 mm あたりのステップ数をファームウェアで再計算する必要がある場合は除きます。
エンジン古いデバイス/オフィス機器から取り外して計画することができます。席すでに特定のタイプ用です。
エレクトロニクスほぼすべてのドライバー (Anduino UNO/Anduino Nano、CNCShield、Mega R3+Ramps、A4988/DRV8825 ドライバー) では、Mach3 および TB6600 ドライバー用のアダプターボードを使用できます。ただし、電子機器の選択は、使用するソフトウェアによって制限されます。
穴あけには、任意のものを使用できます エンジン DC、設定が可能コレットそしてまともな回転数があります。基本バージョンには高速 775 モーターが搭載されており、フライス加工には ER11 コレットを備えた 300 ワットの非反応性スピンドルを使用できますが、これにより機械全体のコストが大幅に増加します。

おおよそのコストの計算:
プロファイル 2020 (2.5 メートル) = 667r
デスクトップ上のプロファイル 2080 (0.5 メートル) = 485 RUR
300 mm 2本 2х$25
。 20個で送料込みで5.5ドルになります
大きな荷物の場合、約4r/個。少なくとも50個の部品（エンジン、キャリパーの取り付け）が必要です。ネジの数は数えていませんが、品質にもよりますが、通常は 1 本あたり数コペイカです。合計約400...500こすります。
エンジン 3 個各 $8.25
電子機器 $2
$3.5
A4988 3 個で 1 ドル

このマシンの価格は約 111 ドルです。スピンドルを追加する場合:
$9
$7.78,
それ 総費用は約128ドル

3D 印刷パーツ評価はしません。クレープ市場などの穴あきプレート・コーナーと交換可能です。また、配線、絶縁テープ、または費やした時間も見積もっていません。
すべての CNC2418 構成オプションにこれほど優れた 775 エンジン、特に ER11 コレットが搭載されているわけではないことを思い出してください。

オプション安い.

CNC マシンをどのように作るかという質問には簡単に答えることができます。一般に、自家製 CNC フライス盤は複雑な構造を備えた複雑なデバイスであることを知っているため、設計者は次のことを行うことをお勧めします。

図面を入手する。
信頼できるコンポーネントと留め具を購入します。
良いツールを準備します。
手元に旋盤があり、ボール盤 CNC 加工により迅速に生産されます。

どこから始めればよいかについての説明ガイドのようなビデオを見て損はありません。準備から始めて、必要なものをすべて購入し、図面を考えます - ここで正しい解決策新米デザイナー。それが理由です準備段階組み立てに先立って、非常に重要です。

準備段階の作業

自家製 CNC フライス盤を作成するには、2 つのオプションがあります。

既製のランニングセットの部品（特別に選択されたコンポーネント）をご用意いただき、そこから当社がお客様自身で装置を組み立てます。
すべてのコンポーネントを見つけて（作成し）、すべての要件を満たす CNC マシンを自分の手で組み立て始めます。

目的、サイズ、デザイン（自家製CNCマシンの図面なしで行う方法）を決定し、その製造のための図を見つけ、これに必要な部品を購入または製造し、親ネジを入手することが重要です。

CNC マシンを自分で作成し、既製のコンポーネントと機構のセットを使用しない場合は、ファスナー、マシンが動作するように回路を組み立てる必要があります。

通常、見つけた後、回路図デバイスを使用する場合、最初にすべての機械部品をモデル化し、技術図面を作成し、それを使用して旋盤やフライス盤 (場合によってはボール盤の使用が必要になる場合もあります) で合板またはアルミニウムからコンポーネントを製造します。ほとんどの場合、作業台 (作業テーブルとも呼ばれます) は厚さ 18 mm の合板です。

いくつかの重要な機械部品の組み立て

自分の手で組み立て始めた機械には、確実な動作を保証する多数の重要なコンポーネントを用意する必要があります。垂直方向の動き作業ツール。このリストでは次のようになります。

はすば歯車 – 回転は歯付きベルトを使用して伝達されます。 プーリーが滑らず、フライス装置のシャフトに力を均等に伝達できるため、優れています。
ミニマシンにステッピングモーター (SM) を使用する場合は、より強力な、より大型のプリンターモデルのキャリッジを使用することをお勧めします。古いドットマトリックスプリンターにはかなり強力な電気モーターが搭載されていました。

3 座標デバイスの場合は、3 つの SD が必要になります。制御線が5本ずつあるとミニマシンの機能が増えるので良いですね。電源電圧、巻線抵抗、モーター回転角度などのパラメータの大きさを一度に評価する価値があります。各ステッピングモーターを接続するには、個別のコントローラーが必要です。
ネジの助けを借りて、モーターからの回転運動が直線運動に変換されます。達成のために高精度、ボールネジ（ボールネジ）が必要だと考える人も多いですが、この部品は安くありません。ブロックを取り付けるためのナットと取り付けネジのセットを選択するときは、プラスチックインサートを備えたものを選択してください。これにより、摩擦が軽減され、バックラッシュがなくなります。

ステッピングモーターの代わりに、少し改造すれば通常の電気モーターを使用することもできます。
垂直軸はツールを 3D で移動させ、X 線テーブル全体をカバーします。アルミ板から作られています。軸の寸法がデバイスの寸法に合わせて調整されることが重要です。マッフル炉をお持ちの場合は、図面の寸法に従って車軸を鋳造することができます。

以下は、側面図、背面図、上面図の 3 つの投影法で作成された図面です。

ベッドへの最大限の配慮

機械に必要な剛性はベッドによって提供されます。可動ポータル、レールガイドシステム、ステッピングモーター、作業面、Z 軸とスピンドル。

たとえば、自家製 CNC マシンの作成者の 1 人は、支持フレームを次の材料で作りました。アルミニウムプロファイル Maytec - 2 つの部品 (セクション 40x80 mm) と同じ素材で厚さ 10 mm の 2 つのエンドプレート、要素を接続アルミコーナー。構造はフレームの内側に強化されており、正方形の小さなプロファイルで作られたフレームがあります。

フレームは溶接接合部を使用せずに取り付けられています（溶接継ぎ目は振動負荷に十分耐えることができません）。締め付けにはTナットを使用することをお勧めします。エンドプレートには、親ねじを取り付けるためのベアリングブロックが取り付けられています。プレーンベアリングとスピンドルベアリングが必要になります。

職人は、自作の CNC マシンの主なタスクはアルミニウム部品の製造であると判断しました。空白なので最大厚さ 60 mm、彼はポータルのクリアランスを 125 mm にしました（これは上部クロスビームから作業面までの距離です）。

この難しいインストールプロセス

部品を準備した後、図面に従って厳密に動作するように自家製CNCマシンを組み立てる方が良いです。親ネジを使用した組み立てプロセスは、次の順序で実行する必要があります。

知識豊富な職人は、最初の 2 つのモーターを装置の垂直軸の後ろの本体に取り付けることから始めます。 1人が責任を負うのは、水平移動 1 つはフライスヘッド (レールガイド)、もう 1 つは垂直面内の移動用です。
X 軸に沿って移動する可動ポータルには、フライススピンドルとサポート (Z 軸) が搭載されています。ポータルが高いほど、より大きなワークピースを処理できます。しかし、高いポータルでは、処理中に新たな負荷に対する抵抗が減少します。

Z軸モーターとリニアガイドの固定には、前・後・上・中・下プレートを使用します。そこにフライススピンドルの受け台を作ります。
ドライブは厳選されたナットとスタッドで組み立てられています。モーターシャフトを固定してスタッドに取り付けるには、太い電気ケーブルのゴム巻きを使用します。固定は、ナイロンスリーブに挿入されたネジであってもよい。

次に、残りのコンポーネントと自家製製品のアセンブリの組み立てが始まります。