Domaći CNC stroj za tiskane ploče. CNC glodanje PCB-a

U naše vrijeme među zanatskim ljudima sve je više moguće pronaći nove strojeve koji se ne upravljaju rukama, kao što smo svi navikli, već računalnim softverom i kompjuteriziranom opremom. Ova inovacija se zove CNC (Computer Numerical Control).

Ova tehnologija se koristi u mnogim institucijama, u velikim industrijama, kao iu majstorskim radionicama. Automatizirani sustav upravljanja štedi puno vremena i poboljšava kvalitetu proizvoda.

Automatiziranim sustavom upravlja program s računala. Ovaj sustav uključuje asinkrone motore s vektorskom kontrolom, koji imaju tri osi kretanja električnog gravera: X, Z, Y. U nastavku ćemo razmotriti što su strojevi s automatskim upravljanjem i proračunima.

U pravilu svi CNC strojevi koriste električni graver ili glodalicu na kojoj možete mijenjati mlaznice. Numerički upravljani stroj koristi se za davanje ukrasnih elemenata raznim materijalima i ne samo. CNC strojevi, zbog napretka u svijetu računala, moraju imati mnogo funkcija. Te značajke uključuju:

Mljevenje

Mehanički proces obrade materijala, tijekom kojeg rezni element (mlaznica, u obliku rezača) proizvodi rotacijske pokrete na površini obratka.

Graviranje

Sastoji se od nanošenja ove ili one slike na površinu obratka. Da biste to učinili, koristite glodalice ili dlijeto (čelična šipka s jednim krajem usmjerenim pod kutom).

bušenje

Obrada materijala rezanjem, uz pomoć svrdla, zbog čega se dobivaju rupe različitih promjera i rupe s mnogo strana različitih presjeka i dubina.

lasersko rezanje

Način rezanja i rezanja materijala, u kojem nema mehaničkog djelovanja, održava se visoka točnost izratka, a deformacije izvedene ovom metodom imaju minimalne deformacije.

Ploter

Izvodi se visokoprecizno crtanje najsloženijih shema, crteža, zemljopisnih karata. Crtanje se vrši na račun bloka za pisanje, uz pomoć specijalizirane olovke.

Crtanje i bušenje PCB-a

Izrada ploča, kao i crtanje električno vodljivih krugova na površini dielektrične ploče. Također bušenje malih rupa za radio komponente.

Na vama je da odlučite koje će funkcije obavljati vaš budući CNC stroj. Zatim razmislite o dizajnu CNC stroja.

Raznolikost CNC strojeva

Tehnološke značajke i mogućnosti ovih strojeva izjednačavaju se s univerzalnim strojevima. Međutim, u suvremenom svijetu postoje tri vrste CNC strojeva:

Okretanje

Svrha takvih strojeva je stvaranje dijelova prema vrsti tijela okretanja, koja se sastoji u obradi površine obratka. Također proizvodnja unutarnjih i vanjskih navoja.

Mljevenje

Automatizirani rad ovih strojeva sastoji se u obradi ravnina i prostora različitih karoserija. Glodanje se izvodi ravno, konturno i stepenasto, pod različitim kutovima, kao i s više strana. Bušenje rupa, narezivanje navoja, razvrtanje i bušenje radnih komada.

Bušenje - dosadno

Izvode razvrtanje, bušenje rupa, bušenje i razvrtanje, upuštanje, glodanje, narezivanje navoja i još mnogo toga.

Kao što vidimo, CNC strojevi imaju širok raspon funkcija koje obavljaju. Stoga su izjednačeni s univerzalnim strojevima. Sve su one vrlo skupe i jednostavno je nemoguće kupiti bilo koju od navedenih instalacija, zbog financijske nedovoljnosti. I možda mislite da sve ove radnje morate raditi ručno, tijekom svog života.

Možda nećete biti uzrujani. Vješte ruke zemlje, još od prvog pojavljivanja tvorničkih CNC strojeva, počele su stvarati domaće prototipove koji rade ništa lošije od profesionalnih.

Svi sastavni materijali za CNC strojeve mogu se naručiti na Internetu, gdje su besplatno dostupni i prilično su jeftini. Usput, tijelo automatiziranog stroja može se izraditi ručno, a možete ići na Internet za točne dimenzije.

Savjet: Prije nego što odaberete CNC stroj, odlučite koji materijal ćete obrađivati. Ovaj će izbor biti od velike važnosti u konstrukciji stroja, jer izravno ovisi o veličini opreme, kao io njenoj cijeni.

Dizajn CNC stroja u potpunosti ovisi o vašem izboru. Možete kupiti gotov standardni set svih potrebnih dijelova i jednostavno ga sastaviti u svojoj garaži ili radionici. Ili naručite svu opremu zasebno.

Razmotrite standardni skup dijelova na slici:

Izravno radno područje, koje je izrađeno od šperploče, je stolna ploča i bočni okvir.
Elementi vodilice.
Držači vodiča.
Linearni ležajevi i obične čahure.
Potporni ležajevi.
Vodeći vijci.
Kontroler koračnog motora.
Napajanje kontrolera.
Električni graver ili glodalo.
Spojnica koja povezuje osovinu vodećeg vijka s osovinom koračnog motora.
Koračni motori.
Trkaća matica.

Koristeći ovaj popis dijelova, možete sigurno izraditi vlastiti CNC usmjerivač za drvo s automatiziranim radom. Kada sastavite cijelu strukturu, možete sigurno krenuti na posao.

Princip rada

Možda najvažniji element na ovom stroju je glodalo, graver ili vreteno. Ovisi o vašem izboru. Ako imate vreteno, tada će rep rezača, koji ima steznu steznu za pričvršćivanje, biti čvrsto pričvršćen za steznu steznu čahuru.

Sama stezna glava je izravno montirana na osovinu vretena. Rezni dio rezača odabire se na temelju odabranog materijala. Električni motor, koji se nalazi na pokretnoj kočiji, rotira vreteno s rezačem, što vam omogućuje obradu površine materijala. Koračnim motorima upravlja kontroler, kojemu se naredbe daju iz računalnog programa.

Elektronika Stroj radi izravno na računalni softver koji se mora isporučiti s naručenom elektronikom. Program šalje kontroleru naredbe u obliku G kodova. Stoga su ti kodovi pohranjeni u RAM-u kontrolera.

Nakon odabira programa obrade na stroju (završna, gruba, trodimenzionalna), naredbe se distribuiraju na koračne motore, nakon čega se obrađuje površina materijala.

Savjet: Prije početka rada potrebno je testirati stroj specijaliziranim programom i preskočiti probni dio kako biste se uvjerili da CNC radi ispravno.

Skupština

Sastavljanje stroja Uradi sam neće vam trebati predugo. Štoviše, na Internetu sada možete preuzimanje datoteka puno različitih sheme i crteži. Ako ste kupili set dijelova za domaći stroj, tada će njegova montaža biti vrlo brza.

Pa pogledajmo jedan od crteži stvarni ručni stroj.

Crtež domaćeg CNC stroja.

U pravilu, prije svega, okvir je izrađen od šperploče, debljine 10-11 milimetara. Ploča stola, bočne stijenke i pomični portal za ugradnju glodala ili vretena izrađeni su samo od materijala šperploče. Ploča je napravljena pomično, koriste se vodilice za namještaj odgovarajućih veličina.

Kao rezultat toga, trebali biste dobiti takav okvir. Nakon što je konstrukcija okvira spremna, na scenu stupa svrdlo i posebne krunice s kojima možete napraviti rupe u šperploči.

Okvir budućeg CNC stroja.

U gotovom okviru potrebno je pripremiti sve rupe kako bi se u njih ugradili ležajevi i vodilice. Nakon ove montaže moguće je ugraditi sve pričvrsne elemente, električne instalacije itd.

Nakon što je montaža završena, važan korak je postavljanje softvera stroja i računalnog programa. Prilikom postavljanja programa provjerava se rad stroja na ispravnost navedenih dimenzija. Ako je sve spremno, možete započeti dugo očekivani posao.

Savjet: Prije početka rada potrebno je provjeriti ispravno pričvršćivanje materijala izratka i pouzdanost pričvršćivanja radne mlaznice. Također provjerite odgovara li odabrani materijal proizvedenom stroju.

Postavljanje opreme

Podešavanje CNC stroja vrši se izravno s radnog računala na kojem je instaliran program za rad sa strojem. U programu se učitavaju potrebni crteži, grafikoni, crteži. Koje redom program pretvara u G - kodove potrebne za upravljanje strojem.

Kada se sve učita, izvode se probne radnje s obzirom na odabrani materijal. Tijekom ovih radnji vrši se provjera svih potrebnih unaprijed postavljenih veličina.

Savjet: Tek nakon temeljite provjere performansi stroja, možete započeti punopravni rad.

Sigurnost

Pravila i sigurnosne mjere pri radu s ovim strojem ne razlikuju se od rada na svim drugim strojevima. Ispod su one najosnovnije:

Prije rada provjerite ispravan rad stroja.
Odjeća mora biti pravilno uvučena tako da ništa nigdje ne strši i ne može ući u radno područje stroja.
Morate nositi pokrivalo za glavu koje će držati kosu.
U blizini stroja treba biti gumena prostirka ili niski drveni sanduk koji će štititi od curenja struje.
Pristup djeci stroju mora biti strogo zabranjen.
Prije rada sa strojem provjerite čvrstoću svih učvršćivača.

Savjet: Radu na stroju potrebno je pristupiti s trijeznom glavom i razumijevanjem da ako radite pogrešno, možete sebi nanijeti nepopravljivu štetu.

Uz potpune sigurnosne zahtjeve za rad sa strojem, možete ga pronaći na World Wide Webu, t.j. na internetu i provjerite ih.

Video recenzije

Pregled montaže domaćeg CNC stroja

Video pregled jednostavnog cnc stroja

Pregled mogućnosti domaćeg CNC stroja

Pregled koračnih motora

Pregled video višekanalni pokretač koračnog motora

Ne volim jetkati tiskane ploče. Pa, ne sviđa mi se proces petljanja s željeznim kloridom. Ispiši tamo, glačaj ovdje, izloži fotorezist ovdje - cijela priča svaki put. I onda razmislite o tome gdje isušiti željezni klorid. Ne raspravljam, ovo je pristupačna i jednostavna metoda, ali osobno je pokušavam izbjeći. A onda mi se dogodila sreća: dovršio sam CNC ruter. Odmah se javila misao: treba li pokušati mljevenje tiskanih ploča. Tek što je rečeno nego učinjeno. Izvlačim jednostavan adapter iz esp-wroom-02 koji leži okolo i započinjem svoj izlet u glodanje tiskanih ploča. Gusjenice su bile posebno male - 0,5 mm. Jer ako ovi ne izađu, što će onda s ovom tehnologijom.

Budući da osobno svakih pet godina na velike praznike izrađujem tiskane ploče, za projektiranje mi je dovoljan KiCAD. Nisam pronašao specijalizirana prikladna rješenja za to, ali postoji univerzalniji način - korištenje gerber datoteka. U ovom slučaju, sve je relativno jednostavno: uzmite pcb, izvezite željeni sloj u gerber (bez zrcaljenja ili druge magije!), pokrenite pcb2gcode - i dobijete gotovu nc-datoteku koja se može dati ruteru. Kao i uvijek, stvarnost je zla zaraza i sve ispada nešto kompliciranije.

Dobivanje gcodea iz gerber datoteka

Dakle, ne planiram posebno opisivati kako doći do gerber datoteke, mislim da svi znaju kako se to radi. Zatim morate pokrenuti pcb2gcode. Ispostavilo se da je potrebno oko milijun opcija naredbenog retka da se proizvede nešto prihvatljivo. U principu, njegova dokumentacija nije loša, svladao sam je i smislio kako doći do nekakvog gcodea i tako, ali ipak sam htio biti ležeran. Zato je pronađen GUI pcb2gcode. Ovo je, kao što ime sugerira, GUI za postavljanje glavnih parametara pcb2gcode s potvrdnim okvirima, pa čak i s pregledom.

Zapravo, u ovoj fazi je dobivena neka vrsta gcodea i možete ga pokušati mljeti. No, dok sam čačkao po potvrdnim okvirima, pokazalo se da je zadana vrijednost dubine koju nudi ovaj softver 0,05 mm. U skladu s tim, ploča mora biti ugrađena u usmjerivač s barem većom preciznošću od ove. Ne znam kako je nikome, ali desktop mog rutera je osjetno iskrivljeniji. Najjednostavnije rješenje koje mi je palo na pamet bilo je staviti žrtvu šperploču na stol, izglodati u njoj džep da stane na daske - i idealno bi bilo u ravnini glodala.

Za one koji već dobro vladaju ruterom, ovaj dio nije zanimljiv. Nakon par pokusa ustanovio sam da je potrebno glodati džep u jednom smjeru (npr. hrana po zubu) i s preklapanjem od najmanje trideset posto. Fusion 360 mi je isprva ponudio premalo preklapanja i vozio se naprijed-natrag. U mom slučaju rezultat je bio nezadovoljavajući.

Obračun zakrivljenosti tekstolita

Poravnavši platformu, zalijepio sam dvostranu traku na nju, stavio tekstolit i počeo glodati. Evo rezultata:

Kao što vidite, s jednog ruba ploče rezač praktički ne dodiruje bakar, s drugog je otišao preduboko u ploču, dok je mljevenje tektolitnih mrvica išlo. Promatrajući samu ploču izbliza, primijetio sam da je u početku bila neravna: blago zakrivljena, i kako god se s njom mučili, bit će nekih odstupanja u visini. Tada sam, usput, pogledao i otkrio da se za tiskane ploče debljine veće od 0,8 mm tolerancija od ± 8% smatra normalnim.

Prva opcija koja vam pada na pamet je automatska kalibracija. Po logici stvari - što je još jednostavnije, ploča je bakrena, rezač je čelični, jednu žicu sam pričvrstio za bakar, drugu za rezač - evo vam gotove sonde. Uzmite i izgradite površinu.

Moj stroj kontrolira grbl na jeftinom kineskom štitu. Grbl ima podršku za sondu na pinu A5, ali iz nekog razloga na mojoj ploči nema posebnog konektora. Pažljivo sam ga pregledao, ipak sam otkrio da je pin A5 spojen na konektor SPI porta (potpisan kao SCL), uzemljenje je također u blizini. S ovim "senzorom" postoji jedan trik - žice se moraju uvijati zajedno. U glodalu je izuzetno izbirljiv, a bez toga senzor će stalno davati lažne pozitivne rezultate. Čak i nakon tkanja, nastavit će se, ali mnogo, puno rjeđe.

Naredba kaže: počnite se spuštati do -10 u Z (ovo je apsolutna ili relativna visina - ovisi o načinu u kojem je firmware sada). Spuštat će se vrlo sporo - brzinom od 5 mm / min. To je zbog činjenice da sami programeri ne jamče da će se spuštanje zaustaviti točno u trenutku kada se senzor aktivira, a ne malo kasnije. Stoga je bolje spuštati se polako kako bi sve na vrijeme stalo i nemalo vremena do daske, nemojte se najviše upuštati. Najbolje je prvi test provesti podizanjem glave na visinu veću od 10 mm i resetiranjem koordinatnog sustava. U tom slučaju, čak i ako sve ne radi i nemate vremena doći do gumba E-Stop, rezač se neće blokirati. Možete provesti dva testa: prvi je ne raditi ništa (a kada dosegne -10 grbl će izdati "Alarm: sonda neuspješna"), drugi - dok se spušta, zatvorite krug nečim i provjerite je li sve ispravno stao.

Zatim morate pronaći metodu kako, zapravo, izmjeriti matricu i iskriviti gcode prema potrebi. Na prvi pogled, pcb2gcode ima neku vrstu podrške za autoleveliranje, ali ne postoji podrška posebno za grbl. Tamo je moguće ručno postaviti naredbe za pokretanje uzorka, ali s tim se treba pozabaviti, i, iskreno, bio sam previše lijen. Radoznali um mogao bi primijetiti da LinuxCNC ima istu naredbu za pokretanje sonde kao naredba grbl. Ali onda postoji nepopravljiva razlika: svi "odrasli" gcode interpreteri spremaju rezultat provedenog testa u strojnu varijablu, a grbl jednostavno ispisuje vrijednost na port.

Malo guglanje sugeriralo je da još uvijek postoji dosta različitih opcija, ali projekt chillpeppr mi je zapeo za oko:

Ovo je dvokomponentni sustav dizajniran za igru s web-baziranim hardverom. Prva komponenta - Serial JSON Server, napisan u go, radi na stroju spojenom izravno na komad željeza, i može dati kontrolu nad serijskim portom putem web utičnica. Drugi - radi u vašem pregledniku. Imaju cijeli okvir za izradu widgeta s nekom vrstom funkcionalnosti, koji se zatim može staviti na stranicu. Konkretno, već imaju gotov radni prostor (set widgeta) za grbl i tinyg.

A chillpeppr ima podršku za automatsko niveliranje. Štoviše, izgledom je mnogo prikladniji od UniversalGcodeSendera, koji sam prije koristio. Postavio sam poslužitelj, pokrenuo dio preglednika, proveo pola sata shvaćajući sučelje, učitao sam gcode svoje ploče tamo i vidio nešto smeća:

Gledajući sam gcode, koji pcb2gcode generira, vidim da koristi notaciju kada se naredba (G1) ne ponavlja u sljedećim redovima, već se daju samo nove koordinate:

F200.00000 X1.84843 Y34.97110 X2.64622 G00 X1.84843 Y34.97110 (brzo kretanje za početak.) F100.00000 G01 Z-0.12000 Y34.17342 X1.84843 Y34.97110 74876 Y31.85178 X3.01828 Y31.84988 X3.06946 Y31.82249 X3.09684 Y31.77131

Sudeći po tome što chilipeppr pokazuje samo okomite pokrete, on ovdje vidi liniju G01 Z-0.12, ali ne razumije sve što dolazi nakon F200. Potrebno je ponoviti notaciju za eksplicitnu. Naravno, možete raditi sa svojim rukama ili napraviti neku vrstu skripte za naknadnu obradu. No, još nitko nije otkazao G-Code Ripper, koji, između ostalog, može razbiti složene gcode naredbe (kao što su isti lukovi) u jednostavnije. Inače, on također zna savijati gcode pomoću matrice autoprobe, ali opet nema ugrađene podrške za grbl. Ali možete napraviti isti split. Standardne postavke su mi sasvim odgovarale (osim što sam u konfiguraciji morao unaprijed promijeniti mjerne jedinice u mm). Dobivena datoteka počela se normalno prikazivati u chilipeppr:

Zatim pokrećemo autosondu, ne zaboravljajući navesti udaljenost s koje treba spustiti uzorak i njegovu dubinu. U mom slučaju sam naznačio da je potrebno spustiti s 1 na -2 mm. Donja granica nije toliko važna, možete je postaviti najmanje -10, ali ne bih savjetovao: nekoliko puta sam bezuspješno postavio početnu točku s koje ću započeti test, a ekstremne točke su se pokazale izvan granica odbor. Ako je dubina veća - možete slomiti graver. I to je samo greška. Koliko dugo će mjeriti površinu izravno ovisi o razini gornje granice. U mom slučaju, u stvarnosti, ploča gotovo nikad nije prelazila 0,25 mm gore ili dolje, ali 1 mm je nekako pouzdaniji. Pritisnemo dragocjeno trčanje i trčimo do rutera da meditiramo:

A u sučelju chilipeppr polako se pojavljuje izmjerena površina:

Ovdje morate obratiti pažnju da se sve Z vrijednosti pomnože sa 50 kako bi se bolje vizualizirala rezultirajuća površina. Ovo je postavka koja se može konfigurirati, ali po mom mišljenju 10 i 50 dobro funkcioniraju. Često se susrećem s činjenicom da se bilo koja točka pokaže mnogo viša nego što možete očekivati od nje. Osobno to pripisujem činjenici da senzor hvata iste pikape i daje lažno pozitivan. Srećom, chilipeppr vam omogućuje da učitate kartu visine u obliku jsona, možete je nakon toga popraviti rukama, a zatim je preuzeti rukama. Zatim kliknite gumb "Send Auto-Leveled GCode to Workspace" - i ispravljeni gcode je već učitan u papar:

N40 G1 X 2.6948 Y 34.1118 Z0.1047 (al novi z) N41 G1 X 2.7396 Y 34.0036 Z0.1057 (al novi z) N42 G1 X 2.7488 Y 31.8518 Z0.107 (al novi z) N41 G1 X 2.7396 Y 34.0036 Z0.1057 (al novi z) N42 G1 X 2.7488 Y 31.8518 Z0.107 Z0.107 1.107. (sve novo z) N44 G1 X 3,0695 Y 31,8225 Z0,1137 (sve novo z) N45 G1 X 3,0968 Y 31,7713 Z0,1142 (sve novo z)

Kodu su dodani Z potezi koji bi trebali kompenzirati neravnine površine.

Izbor parametara glodanja

Počinjem glodati, dobivam sljedeći rezultat:

Ovdje se mogu vidjeti tri točke:

Problem s neravninama površine je nestao: sve je izrezano (točnije, izgrebano) gotovo do iste dubine, nigdje nema praznina, nigdje previše produbljeno.
Proboj je nedovoljan: 0,05 mm očito nije dovoljno za ovu foliju. Inače, ploče su neka nepoznata zvijer s AliExpressa, debljina bakra tamo nije naznačena. Bakreni sloj je drugačiji, najčešći - od 18 do 140 mikrona (0,018-0,14 mm).
Jasno je vidljivo udaranje gravera.

O produbljivanju. Nije teško odabrati koliko duboko spustiti graver. Ali postoji specifičnost. Konusni graver ima trokutasti oblik u projekciji. S jedne strane, kut konvergencije prema radnoj točki određuje koliko je teško slomiti alat i koliko će dugo živjeti, a s druge strane, što je veći kut, to će biti širi rez na zadanoj dubini .

Formula za izračun širine reza za zadanu dubinu izgleda ovako (neskromno preuzeta s reprap.org i ispravljena):

2 * dubina prodiranja * tangente (kut vrha alata) + širina vrha

Računamo na to: za graver s kutom od 10 stupnjeva i kontaktnom točkom od 0,1 mm s dubinom od 0,1 mm, dobivamo širinu reza od gotovo 0,15 mm. Na temelju toga, inače, možete procijeniti koliku će minimalnu udaljenost između staza napraviti odabrani graver na foliji odabrane debljine. Pa, ipak, čak i ako vam ne trebaju vrlo male udaljenosti između gusjenica, ipak ne biste trebali spuštati rezač preduboko, jer stakloplastike jako zatupljuju rezače čak i od tvrdih legura.

Pa, postoji još jedan smiješan trenutak. Recimo da imamo dvije staze koje su međusobno udaljene 0,5 mm. Kada pokrenemo pcb2gcode, pogledat će vrijednost parametra Toolpath offset (koliko se povući od staze prilikom glodanja) i zapravo napraviti dva prolaza između staza, odvojenih (0,5 - 2 * toolpath_offset) mm, između njih bit će (ali radije samo razbiti) neki komad bakra, i bit će ružan. Ako napravite toolpath_offset većom od udaljenosti između staza, tada će pcb2gcode izdati upozorenje, ali će generirati samo jedan redak između staza. Općenito, za moje aplikacije, ovo ponašanje je poželjnije, budući da su staze šire, rezač manje reže - ljepota. Istina, može postojati problem sa smd komponentama, ali je malo vjerojatno.

Postoji izražen slučaj ovakvog ponašanja: ako postavimo vrlo veliki toolpath_offset, tada ćemo dobiti tiskanu ploču u obliku Voronoijevog dijagrama. Barem - prekrasno je;) Efekt možete vidjeti na prvoj snimci zaslona iz pcb2gcodea koju sam dao. Pokazuje kako će izgledati.

Sada o taktovima gravera. Tako ih ja zovem uzalud. Čini se da je moje vreteno sasvim dobro i, naravno, ne udara tako jako. Ovdje se, radije, vrh gravera, kada se kreće, savija i skače između točaka, dajući onu čudnu sliku s točkama. Prva i glavna misao je da rezač nema vremena prorezati i stoga preskače. Malo guglanje pokazalo je da ljudi glodaju PCB s vretenom od 50k o/min pri oko 1000mm/min. Moje vreteno daje 10k bez opterećenja, a može se pretpostaviti da je potrebno rezati brzinom od 200 mm/min.

Rezultati i zaključak

Uzimajući sve to u obzir, izmjerim novi komad tekstolita, počnem glodati i dobijem sljedeći rezultat:

Gornji je točno onakav kakav je izašao iz glodala, donji - nakon što sam nekoliko puta prošao običnim brusnim kamenom. Kao što se može vidjeti, tragovi nisu urezani na tri mjesta. Općenito, širina staza pluta po cijeloj ploči. S tim se još treba pozabaviti, ali znam koji je razlog. Isprva sam pričvrstio ploču na dvostranu traku i često je odlazila. Zatim sam na par mjesta uhvatio i rubove glava samoreznih vijaka. Čini se da se bolje drži, ali ipak malo igra. Sumnjam da je u trenutku glodanja pritisnut uz mjesto i zbog toga, zapravo, ne presijeca.

Općenito, sve ovo ima izglede. Kada je proces razrađen, izrada DEM-a traje oko pet do sedam minuta, a zatim izravno glodanje - nekoliko minuta. Čini se da možete dalje eksperimentirati. Ali tada možete bušiti na istom stroju. Kupite još zakovica, i bit će sreće! Ako je tema zanimljiva, onda mogu napisati još jedan članak o bušenju, obostranim pločama itd.

Na pitanje kako napraviti CNC stroj može se ukratko odgovoriti. Znajući da je domaća CNC glodalica, općenito, složen uređaj sa složenom strukturom, dizajneru je poželjno:

dobiti crteže;
kupiti pouzdane komponente i pričvršćivače;
pripremite dobar alat;
imati pri ruci CNC tokarilicu i bušilicu za brzu proizvodnju.

Ne škodi pogledati video – svojevrsna instrukcija, poučavanje – odakle početi. I počet ću s pripremom, kupiti sve što mi treba, shvatiti crtež - ovo je prava odluka za dizajnera početnika. Stoga je pripremna faza koja prethodi montaži vrlo važna.

Radovi pripremne faze

Za izradu domaćeg CNC-a za glodanje postoje dvije mogućnosti:

Uzimate gotov pogonski set dijelova (posebno odabranih jedinica), od kojih sami sastavljamo opremu.
Pronađite (napravite) sve komponente i počnite sastavljati CNC stroj vlastitim rukama koji bi zadovoljio sve zahtjeve.

Važno je odlučiti se o namjeni, veličini i dizajnu (kako bez crteža domaćeg CNC stroja), pronaći sheme za njegovu proizvodnju, kupiti ili izraditi neke od dijelova koji su za to potrebni, nabaviti olovne vijke .

Ako se donese odluka o izradi CNC stroja vlastitim rukama i bez gotovih skupova komponenti i mehanizama, pričvršćivača, potrebna vam je shema sastavljena prema kojoj će stroj raditi.

Obično, nakon što pronađu shematski dijagram uređaja, prvo modeliraju sve detalje stroja, pripremaju tehničke crteže, a zatim ih koriste na strojevima za tokarenje i glodanje (ponekad trebate koristiti stroj za bušenje) za izradu komponenti od šperploče ili aluminij. Najčešće su radne površine (koje se nazivaju i radna površina) šperploča debljine 18 mm.

Montaža nekih važnih komponenti stroja

U stroju koji ste počeli sastavljati vlastitim rukama potrebno je predvidjeti niz kritičnih čvorova koji osiguravaju okomito kretanje radnog alata. Na ovom popisu:

vijčani prijenos - rotacija se prenosi pomoću zupčastog remena. Dobar je jer ne klizi na remenicama, ravnomjerno prenoseći sile na osovinu opreme za glodanje;
ako se koračni motor (SM) koristi za mini-stroj, preporučljivo je uzeti kočiju od većeg modela pisača - snažnijeg; stari matrični pisači imali su prilično snažne električne motore;

za trokoordinatni uređaj potrebna su vam tri koraka motora. Pa, ako u svakoj ima 5 kontrolnih žica, funkcionalnost mini-stroja će se povećati. Vrijedno je procijeniti veličinu parametara: napon napajanja, otpor namota i kut rotacije koračnog motora u jednom koraku. Za spajanje svakog koračnog motora potreban je zasebni kontroler;
uz pomoć vijaka rotacijsko kretanje iz koračnog motora pretvara se u linearno. Za postizanje visoke točnosti, mnogi smatraju potrebnim imati kuglične vijke (kuglaste vijke), ali ova komponenta nije jeftina. Prilikom odabira seta matica i montažnih vijaka za montažne blokove, biraju se s plastičnim umetcima, što smanjuje trenje i eliminira zazor;

umjesto koračnog motora, možete uzeti konvencionalni električni motor, nakon malog usavršavanja;
okomita os koja pomiče alat u 3D, pokrivajući cijelu XY tablicu. Izrađen je od aluminijske ploče. Važno je da se dimenzije osi prilagode dimenzijama uređaja. U prisutnosti muflne peći, os se može izliti prema dimenzijama crteža.

Ispod je crtež izrađen u tri projekcije: bočna, stražnja i gornja strana.

Maksimalna pažnja - krevet

Neophodnu krutost stroju osigurava okvir. Na njemu su ugrađeni pomični portal, sustav vodilica za tračnice, koračni motor, radna površina, Z os i vreteno.

Primjerice, jedan od kreatora CNC stroja koji je samostalno izradio izradio je noseći okvir od Maytec aluminijskog profila - dva dijela (presjek 40x80 mm) i dvije završne ploče debljine 10 mm od istog materijala, povezujući elemente aluminijskim uglovima. Dizajn je ojačan, unutar okvira izrađen je okvir od manjih profila u obliku kvadrata.

Krevet je montiran bez upotrebe zavarenih spojeva (zavari slabo podnose opterećenja vibracijama). Bolje je koristiti T-matice kao pričvrsne elemente. Na krajnjim pločama predviđen je ležajni blok za ugradnju vodećeg vijka. Trebat će vam klizni ležaj i ležaj vretena.

Obrtnik je kao glavnu zadaću ručno izrađenog CNC stroja odredio izradu aluminijskih dijelova. Budući da su za njega bili prikladni obradaci maksimalne debljine 60 mm, napravio je razmak portala od 125 mm (to je udaljenost od gornje poprečne grede do radne površine).

Ovaj težak proces instalacije

Bolje je sastaviti domaće CNC strojeve, nakon pripreme komponenti, strogo prema crtežu, tako da rade. Postupak montaže, korištenjem olovnih vijaka, treba izvesti sljedećim redoslijedom:

iskusan majstor počinje pričvršćivanjem prva dva koračna motora na tijelo - iza okomite osi opreme. Jedan je odgovoran za horizontalno pomicanje glave za glodanje (vodilice), a drugi za kretanje u okomitoj ravnini;
pokretni portal koji se kreće duž x-osi nosi vreteno za glodanje i nosač (z-os). Što je portal viši, veći obradak se može obraditi. Ali na visokom portalu, u procesu obrade, smanjuje se otpornost na nova opterećenja;

prednje, stražnje, gornje, srednje i donje ploče služe za pričvršćivanje koračnih motora osi Z, linearnih vodilica. Na istom mjestu napravite uložak za vreteno za glodanje;
pogon je sastavljen od pažljivo odabranih matica i klinova. Da biste pričvrstili osovinu motora i pričvrstili je na klin, upotrijebite gumeni namot debelog električnog kabela. Vijci umetnuti u najlonsku čahuru mogu se koristiti kao držač.

Zatim počinje montaža preostalih komponenti i sklopova domaće izrade.

Montiramo elektronsko punjenje stroja

Da biste izradili CNC stroj vlastitim rukama i njime upravljali, morate raditi s pravilno odabranim numeričkim upravljanjem, visokokvalitetnim tiskanim pločama i elektroničkim komponentama (osobito ako su kineski), što će vam omogućiti implementaciju svih funkcionalnosti na CNC stroj za obradu dijela složene konfiguracije.

Kako bi izbjegli probleme u upravljanju, domaći CNC strojevi među čvorovima imaju sljedeće obavezno:

koračni motori, neki su stali kao Nema;
LPT priključak preko kojeg se CNC upravljačka jedinica može spojiti na stroj;
upravljački programi za kontrolere, instalirani su na mini glodalici, spojeni u skladu s dijagramom;

sklopne ploče (kontroleri);
jedinica za napajanje od 36 V s transformatorom za smanjenje snage koji se pretvara u 5 V za napajanje upravljačkog kruga;
laptop ili PC;
tipka za zaustavljanje u nuždi.

Tek nakon toga se testiraju CNC strojevi (istovremeno će majstor napraviti probni rad preuzimanjem svih programa), identificiraju se i otklanjaju postojeći nedostaci.

Umjesto zaključka

Kao što vidite, izrada CNC-a koji nije inferioran kineskim modelima je stvarna. Nakon što smo napravili set rezervnih dijelova odgovarajuće veličine, koji imaju visokokvalitetne ležajeve i dovoljno pričvrsnih elemenata za montažu, ovaj zadatak je u moći onih koji su zainteresirani za softversko inženjerstvo. Neće trebati dugo da se pronađe primjer.

Na fotografiji ispod - neki uzorci alatnih strojeva s numeričkom kontrolom, koje izrađuju isti majstori, a ne profesionalci. Niti jedan dio nije napravljen na brzinu, proizvoljne veličine, već je nalijegao na blok s velikom točnošću, uz pažljivo poravnavanje osi, korištenjem visokokvalitetnih olovnih vijaka i s pouzdanim ležajevima. Točna je tvrdnja: kako skupiš, tako ćeš i raditi.

Na CNC-u se izvodi obrada duraluminijske praznine. Takav stroj, koji je sastavljen od strane majstora, može obaviti mnogo poslova glodanja.

Još jedan primjer montiranog stroja, gdje se ploča od vlakana koristi kao radni stol, na kojem je moguća izrada tiskane ploče.

Svi koji počnu izrađivati prvi uređaj uskoro će prijeći na druge strojeve. Možda se želi iskušati kao montažer bušaće jedinice i neprimjetno se pridružiti vojsci majstora koji su sastavili mnoštvo uređaja domaće izrade. Tehnička kreativnost učinit će život ljudi zanimljivim, raznolikim i bogatim.

Stepper driver, frajer je elegantno napravio sve bez upotrebe mikrokontrolera. Pročitao sam ovo, pogledao svoju dasku bušilicu s čvrstim ručnim uvlačenjem i odlučio na nju staviti kontrolu pomaka gore-dolje. Kupljen je drajver za steper, iz kante je izvučen odgovarajući steper iz printera, kupljen je skupi koji sam od nekakvog printera nasadio na osovinu motora, onda je došao vozač i krenulo kretanje.

Evo prve verzije moje platformske vježbe:

Osobe s inženjerskim razmišljanjem odmah će primijetiti zarazni položaj poluge u odnosu na vodilice (šiš sto rubalja za mjedenu cijev, a isto toliko za mjedenu šipku! Da, bilo bi bolje da kupim linearne ležajeve i dvije vodilice u Kina), zbog ove odluke, vreteno se pomiče neravnomjerno, trzavo, a možete slomiti niz svrdla ako su od tvrdog metala. A za njih je zapravo sve počelo.

Dok sam čekao željezo, zamutio sam snažno pozadinsko osvjetljenje za ovaj stroj

Uređaj kaže da je VRLO SVIJETAO. Ali ugodno je za rad, odlučio sam ne podešavati pozadinsko osvjetljenje

evo fotke na poslu

Počeo sam piliti pogon osi Y. Odlučio sam samo dodati nekoliko komada drva postojećoj strukturi

Obratite pozornost na nanotehnološki spoj osovine s vodećim vijkom

Za to je kupljen senzor kočionog signala iz neke vrste vaze i nemilosrdno iskopan tako da je ostala samo mjedena cijev

Vrijeme je za elektroniku.
Igrao sam se s proteusom i na matičnoj ploči sa sklopom i kodom, te urezao ploču za budući kontroler

Arduino nano će djelovati kao mozak stroja, jer ne mogu kodirati nešto ozbiljnije. Upravlja se potenciometrom i enkoderom s tipkom.
Sam upravljački program na Internetu se naziva EASY DRIVER, što, takoreći, govori o jednostavnosti rada s njim. To je u redu. Potrebna su mu dva signala - STEP i DIR. Prvo se krećemo motorom, drugi kažemo u kojem smjeru koračati. Nakon što sam isprobao nespretnu knjižnicu za to, odlučio sam sve sam napisati, što je na kraju ispalo prilično dobro.
Sve se to napaja 19 voltnim napajanjem za prijenosno računalo. Vozač može kroz sebe proći do 30 volti, a motor s patronom je dizajniran za 24, ako se ne varam, još uvijek nema dovoljno okretaja.

Video prvog testa:

Davač može pomicati vreteno gore i dolje duž Y osi, promjenjivi otpornik postavlja udaljenost na kojoj će se vreteno pomicati jednim klikom enkodera, a također postavlja brzinu pomaka kada se pritisne tipka “BUŠI!”. Pokazalo se vrlo zgodnim koristiti unaprijed pripremljeni algoritam za izradu rupe. Priložio sam i smotani zaslon za pokazivanje. Jeste li to povezali s nečim ovakvim? za spremanje arduino nogu

Zašrafio sam sve daske i ručke na svoje mjesto i dogodilo se ovo:

izgled

Mučeći se s kodom, učinio sam da sve radi kako treba, a evo i gotovog uređaja.

Sada ostaje smisliti novi ludi projekt kako biste isprobali svoj proizvod u borbenim uvjetima, kao i pričvrstiti pedalu kako biste oslobodili ruke.
Ako nekoga zanima nesto u recenziji, pitajte, PM, komentare, sta god

Planiram kupiti +25 Dodaj u favorite Svidjela mi se recenzija +63 +109

CNC stroj je vrlo prikladan za korištenje u kućnoj radioamaterskoj radionici za proizvodnju tiskanih ploča, kako izgleda proizvoda, tako i malih serija proizvoda. Prisutnost CNC graviranja i glodanja u kućnoj radionici ili maloj tvrtki omogućuje i smanjenje vremena potrebnog za proizvodnju tiskane ploče u proizvodnji izgleda, prototipova malih serija proizvoda i poboljšanje kvalitete proizvedenog tiskanog kruga. ploče u usporedbi s drugim načinima proizvodnje. Korištenje numerički upravljanog stroja omogućuje vam izvođenje cijelog niza operacija za izradu tiskane ploče - glodanje vodljivog uzorka (tračnica), bušenje rupa kako za ugradnju komponenti tako i za prolaze, obrezivanje i konturu ploče.

Prvo morate izraditi dizajn PCB-a. Da biste to učinili, vrlo je prikladno koristiti program Sprint Layout 6, koji je vrlo popularan među radioamaterima. Prilikom razvoja potrebno je uzeti u obzir tehnološke značajke obrade folijskog tekstolita na CNC stroju, odnosno trag s dovoljno širokim tragovima, ostavljajući potrebne praznine za prolaz gravera / rezača itd. Za početnu točku koordinata potrebno je odabrati DONJI LIJEVI KUT, slika 1.

Na sloju O nacrtajte obris (rubove) tiskane ploče po kojoj će se rezati gotova ploča. Debljina linija je naznačena ovisno o promjeru rezača koji se koristi za rezanje ploče. Kontroliramo razmak između ruba ploče i staza tako da se kontura ne siječe sa stazama. Kako daska nakon rezanja ne bi bila izbačena iz izratka i ne bi se oštetila rezačem, ostavljamo skakače na kojima će se ploča držati u izratku. Zatim se lako mogu jesti bočnim rezačima prilikom skidanja gotove ploče. Isključite dodatne slojeve i prethodno pregledajte ploču, slika 2.

slika 2

Otvorite prozor postavki "strategija" glodanja, slike 3 i 4.

slika 3

slika 4

U prozoru "širina staze" (slika 4) označavamo debljinu našeg alata za rezanje. Na primjer, graver s reznim vrhom od 0,6 mm. Za praktičnost daljnje obrade, označite okvir "označiti rupe". Pritisnemo "OK". Sliku 5 spremamo na prikladno mjesto za nas.

slika 5

Nakon izračunavanja putanje obrade, ploča će izgledati ovako, slika 6:

slika 6

Možete jasno pratiti putanju rezača i količinu bakra koju će ukloniti. Za praktičnost prikaza putanje rezača tankom linijom, možete pritisnuti označeni gumb, slika 7:

slika 7

U ovoj fazi potrebno je pažljivo pratiti putanju rezača - provjeriti odsutnost kratkog spoja između vodljivih staza koje ne pripadaju istom krugu. Ako se pronađe pogreška, ispravite i ponovno spremite datoteku.
Zatim morate pripremiti upravljački program za stroj. Koristeći uslužni program Step Cam 1.79 (možete ga preuzeti na Internetu), otvorite našu datoteku za glodanje, postavite radni pomak i dubinu rezanja (ovisno o korištenom stroju, alatu i materijalu) i pretvorite ga u G-kod pritiskom na Make Ključ G koda. Program će generirati G-kod za obradu na temelju datoteke za glodanje. Rezultat generiranja G-koda možete vidjeti pomoću kartice Akcija -> Nacrtaj G-kod. Ako se ništa ne prikaže, morate kliknuti mišem u prozoru, slika 8.
Empirijski odabiremo dubinu glodanja, nastojeći podesiti stroj tako da rezač/graver uklanja samo sloj bakra, uz lagani prerez. Ovaj parametar ovisi o debljini bakrene folije korištene tekstolitne folije.

slika 8

Kliknite Spremi G-kod. Datoteka je spremna.
Učitavamo datoteku u Mach3, vršimo vizualnu kontrolu učitane datoteke. Postavljamo nule na stroju, počinjemo s obradom.
Za bušenje rupa u ploči i rezanje po konturi, postavljanje i priprema turpija je slična. Približne postavke prikazane su na slikama 9 i 10.
Uzorak bušenja 9:

slika 9

Glodanje ploče duž konture, slika 10:

slika 10

Zasebno spremamo postavke za bušenje i glodanje konture. Prijenos na Step Cam. Dubinu obrade, ovisno o debljini upotrijebljenog tekstolita, označavamo s blagim prerezom. Na primjer, s debljinom tekstolita od 1,5 mm, postavljamo 1,6-1,7 mm za bušenje. Poželjno je konturno glodanje izvesti u 2 - 4 prolaza, ovisno o karakteristikama reznog alata. Da biste to učinili, postavite dubinu uranjanja u Step Cam tijekom glodanja na 0,5 mm, a zatim nakon svakog prolaza na stroju, ručno spustite alat duž osi "Z" i resetirajte ga.

Neke nijanse rada na stroju u proizvodnji tiskane ploče:
1. Površina radne površine treba biti što ravna i ravna. Jedan od načina da se to postigne je da se od šperploče napravi "stol za žrtve" i obrubi ga. Da biste to učinili, list šperploče pričvršćen je na glavnu radnu površinu stroja, a zatim se pomoću velikog rezača "krevet" gloda ispod ploče na plitku dubinu (1-2 mm).
2. Stakloplastika nije uvijek savršeno ravnomjeran materijal, a njegova debljina također može varirati. Stoga je potrebno rezati malim prerezom. Neki iskusni ljudi posebno izrađuju visinske karte za precizniju obradu. Stupanj rezanja utvrđuje se empirijski.
3. Za glodanje možete koristiti graver piramidalnog tipa s vrhom od 0,4 do 1 mm. Za bušenje postoje svrdla od 0,8-1,5 mm s drškom za standardnu čahuru od 3,175 mm. Najbolje je rezati po konturi rezačem za "kukuruz" od 2-3 mm.
4. Alat se svaki put mijenja ručno. Da bismo to učinili, nakon izvođenja, na primjer, glodanja staza, zaustavljamo vreteno, ostavljamo stroj u načinu čekanja. Alat za rezanje podižemo na visinu prikladnu za zamjenu, promjenu. Nakon toga postavljamo nulu na os Z. I tako sa svakom promjenom instrumenta. Koordinate X i Y ne mogu se poništiti.
5. Ne zaboravite da stakloplastike nisu najkorisniji materijal za tijelo. Tekstolitna prašina posebno je štetna za dišne puteve. Stoga je poželjno organizirati ispuh ili na drugi način ukloniti višak prašine iz područja rezanja. Moguće je, primjerice, povremeno navlažiti tiskanu ploču vodom ili drugom prikladnom tekućinom, koristeći medicinsku špricu. Mokri zavoj preko nosa/usta ili respirator dobro će zaštititi dišne putove.

Članak je informativnog karaktera, temelji se na osobnom iskustvu autora i nije jedino ispravno i moguće rješenje.