Wie man eine dreiachsige CNC-Maschine herstellt (billig und einfach)

Die Idee hinter diesem Instructable war es, meinen Wunsch nach einer CNC-Maschine in Desktop-Größe zu erfüllen. Während es schön gewesen wäre, ein handelsübliches Gerät zu kaufen, erwies sich die Frage nach Preis und Größe als unerschwinglich. Vor diesem Hintergrund habe ich mich bemüht, eine dreiachsige CNC-Maschine unter Berücksichtigung der folgenden Faktoren zu entwerfen und zu bauen:

-Verwenden Sie einfache Werkzeuge (benötigt nur eine Bohrmaschine, Bandsäge und Handwerkzeuge)

-Niedrige Kosten (diese Art ist mir entgangen, aber mit allem, was von der Stange gekauft wurde, liegen die Kosten für alle Teile unter 600 US-Dollar (erhebliche Einsparungen könnten durch geschickte Beschaffung einiger Teile erzielt werden))

-Kleiner Fußabdruck (30 "x 25" Fußabdruck)

- Verwendbarer Arbeitsbereich (10 "X-Achse, 14" Y-Achse, 4 "Z-Achse)

-Relativ schnelle Schnittrate (60 "pro Minute)

- Kleine Teilezahl (weniger als 30 Einzelteile)

-Einfache Beschaffung von Teilen (alle Teile aus 4 Quellen erhältlich (Home Depot + 3 Online-Quellen)

-Fähigkeit zum Schneiden von Sperrholz (Erfolgreich)

Lass uns anfangen...

UPDATE: - In Kürze können Sie vorgeschnittene MDF-Teile bei oomlout bestellen

Schritt 1: Andere, die fertig sind

Ein Gruß an diejenigen, die sich bis zu diesem Punkt durchgearbeitet haben (und um zu demonstrieren, dass es reproduzierbar ist). Hier sind einige Bilder von Maschinen anderer Leute.

Foto 1 - Chris und sein Freund haben diese Einheit zusammengestellt; Laserschneiden der Teile aus einem halben Zoll Acryl. Es sieht nicht nur super aus, es muss auch eine Tonne wiegen. Aber ein großes Lob, jeder, der mit Acryl gearbeitet hat, weiß, dass das Laserschneiden großartig ist, aber es ist ein sehr, sehr unfreundliches Material zum Bohren und es gibt viele Seitenbohrungen in diesem Design. Gute Arbeit Jungs, schaut euch mehr Details (und Fotos einschließlich einiger Tests mit Leiterplatten) auf Chris 'Blog rainbowlazer.com an. Ich mag besonders seine Arbeit mit der Herstellung von 3D-Objekten aus 2D-Schnitten (hier).

Foto 2 - Sam McCaskill hat seine Desktop-CNC-Maschine fertiggestellt und sie sieht wirklich sehr, sehr gut aus. Super beeindruckend widerstand er auch dem Drang zu betrügen und alle seine Stücke von Hand zu schneiden. Ich bin wirklich beeindruckt.

Foto 3 - Angry Monk's - Mit MDF-Teilen, die auf einem Laserschneider geschnitten und von Zahnriemen auf Gewindestange umgerüstet wurden

Foto 4 - Bret Golab's - Bret hat seine abgeschlossen und den zusätzlichen Schritt durchlaufen, um es für die Arbeit mit Linux CNC einzurichten (eine Aufgabe, die ich versucht habe und die durch Komplexität vereitelt wurde). Wenn Sie an seinen Einstellungen interessiert sind, können Sie ihm eine Nachricht senden (Instructable ID: bretlyssii)). Großartige Arbeit, Bret!

(Wenn Sie eines gebaut haben und es hier vorstellen möchten, senden Sie mir bitte eine PM und wir können das Versenden von Fotos arrangieren.)

Schritt 2: Technische Daten.

Ich fürchte, ich habe nicht den Raum (oder das Fachwissen), um hier auf die Grundlagen der CNC einzugehen, aber es gibt insbesondere eine Website, die ich in meiner Forschung als sehr nützlich empfunden habe.

CNCZone.com - Ein Diskussionsforum mit einem DIY-Maschinenbereich, der eine Fülle von Wissen bietet (direkter Link)

Maschinendetails:

Schneidkopf: Dremel oder Dremel-Werkzeug

Achsendetails:

X-Achse
Reise: 14 "
Antrieb: Zahnriemen
Geschwindigkeit: 60 "min
Beschleunigung: 1 "pro Sekunde2
Auflösung: 1/2000 "
Impulse pro Zoll: 2001

Y-Achse
Reise: 10 "
Antrieb: Zahnriemen
Geschwindigkeit: 60 "min
Beschleunigung: 1 "pro Sekunde2
Auflösung: 1/2000 "
Impulse pro Zoll: 2001

Z-Achse (hoch runter)
Reise: 4 "
Antrieb: Gewindestange
Beschleunigung: 0, 2 "pro Sekunde2
Geschwindigkeit: 12 "min
Auflösung: 1/8000 "
Impulse pro Zoll: 8000

Schritt 3: Erforderliche Werkzeuge

Ziel war es, die benötigten Werkzeuge im Bereich eines durchschnittlichen Handwerksbetriebs zu halten.

Elektrowerkzeuge:

-Bandsäge oder Dekupiersäge
-Bohrpresse (Bohrer 1/4 ", 5/16", 7/16 ", 5/8", 7/8 ", 8 mm auch Q (5/16" nächster imperialer Bohrer)
-Printer (schien die richtige Kategorie zu sein)
-Dremel oder ähnliches Werkzeug (zum Anbringen an der fertigen Maschine)

Handwerkzeuge:

-Rubber Mallet (um "Überzeugungsarbeit" zu leisten, wenn nötig)
-Hex-Tasten (5/64 ", 1/16")
-Schraubendreher
-Klebstift (UHU) oder Sprühkleber
-Verstellbarer Schraubenschlüssel (oder 7/16 "Buchse und Ratsche)

Schritt 4: Erforderliche Teile

Das beigefügte PDF (CNC-Part-Summary.pdf) enthält detaillierte Kosten- und Beschaffungsinformationen für jedes erforderliche Teil. Hier ist nur eine Zusammenfassung aufgeführt

Blattbestand --- $ 20
-a 48 "x 48" Stück 1/2 "dickes MDF (jedes 1/2" Blattmaterial kann verwendet werden Ich habe Pläne, meine nächste Version aus UHMW herzustellen, aber die Kosten waren diesmal unerschwinglich)
-a 5 "x5" Stück 3/4 "dickes MDF (dies wird verwendet, um Abstandshalter herzustellen, so dass jedes Stück 3/4" Material, das sich im Laden befindet, verwendet werden kann)

Motoren und Steuerungen ---- $ 255
-Eine ganze Anweisung könnte über die Auswahl einer Steuerung und Motoren geschrieben werden. Kurz gesagt, es ist eine Steuerung erforderlich, die drei Steuerachsen (mit gepulsten Schritt- und Richtungseingängen) und Motoren mit einem Haltemoment von etwa 100 Unzen / Zoll unterstützt. Ich habe meine von //hobbycnc.com bezogen, sie haben gut funktioniert und das Kit war ziemlich einfach zu löten. ( direkte Verbindung )

Hardware --- 275 $
-Diese Teile können an drei Stellen erworben werden. Die herkömmlichen Artikel können bei Home Depot erworben werden, die Spezialantriebsprodukte sind bei jedem Industrielieferanten leicht zu finden, ich habe McMaster Carr (//www.mcmaster.com) verwendet (ich habe sie ausgewählt, weil sie einen schönen Online-Shop haben) und Schließlich fand ich aufgrund der großen Anzahl der benötigten Lager den besten Preis bei einem Online-Verkäufer (//vxb.com), der 100 für 40 US-Dollar verkauft (für andere Projekte bleiben noch einige übrig) (direkter Link)

Software --- (kostenlos)
-Was erforderlich ist, ist ein Programm zum Zeichnen Ihrer Entwürfe (ich verwende CorelDraw) und ein Programm, das diese Dateien in Impulse interpretieren kann, die an Ihren Controller gesendet werden sollen. Ich verwende derzeit eine Testversion von Mach3 (//www.machsupport.com), habe aber Pläne, auf LinuxCNC (einen Open-Source-Maschinencontroller, der Linux verwendet) (//www.linuxcnc.org) zu konvertieren.

Router Head --- (extra)
-Ich habe ein Schneidwerkzeug vom Typ Dremel an meine Maschine angeschlossen. Wenn Sie jedoch mehr an einer additiven Konstruktion interessiert sind (wie oder RepRap), möchten Sie möglicherweise deren Abscheidungswerkzeuge untersuchen.

Einzelheiten

-die metrischen Komponenten und insbesondere die Kreuzmuttern sind nicht sehr beliebt und ich musste mehrere Home Depots in meiner Nähe besuchen, bevor ich genug hatte.
-Ich konnte keine Möglichkeit finden, direkt auf der MCMaster Carr-Site auf Teile zu verlinken. Um sie zu finden, gehen Sie zu www.mcmaster.com und suchen Sie nach der Teilenummer

Anhänge

  • C: \ Dokumente und Einstellungen \ Aaron \ Eigene Dateien \ Plotter Stuff \ 00-Active \ Instructable Files \ CNC-Part-Summary.pdf Download

Schritt 5: Druckmuster

Ich hatte einige Erfahrung mit Scroll Sawing-Stücken, daher habe ich mich für eine Klebemuster-Methode entschieden. Sie müssen die PDF-Musterdateien auf gekachelte Seiten ausdrucken, dann jedes Muster aufkleben und jedes Stück ausschneiden.

Dateiname und Material:

Zusammenfassung: CNC-Cut-Summary.pdf
0, 5 "MDF (35 8, 5" x 11 "gekachelte Seiten): CNC-0, 5MDF-CutLayout- (Rev3) .pdf
0, 75 "MDF: CNC-0, 75MDF-CutLayout- (Rev2) .pdf
0, 75 "Aluminiumrohr: CNC-0, 75Alum-CutLayout- (Rev3) .pdf
0, 5 "MDF (1 48" x 48 "Seite): CNC- (eine 48 x 48 Seite) 05-MDF-CutPattern.pdf


(Hinweis: Ich habe diesem Schritt eine DXF-Version des 0, 5-Zoll-MDF-Musters hinzugefügt (DXF-05-MDF-SimpleDXF.dxf). Ich habe die gekreuzten Löcher entfernt und aus dieser Datei geschrieben, um eine überschaubare Größe zu erhalten Jeder möchte eine der Zeichnungen in einem anderen Format oder mit anderen Informationen. Bitte schreiben Sie mir einfach eine Zeile und ich werde tun, was ich kann.

(Hinweis: Ich habe die Originalzeichnungen im CorelDraw-Format in eine Zip-Datei (CNC-CorelDrawFormat-CutPatterns (Rev2) .zip) für alle aufgenommen, die etwas bearbeiten möchten.)

(UPDATE: Es gibt jetzt eine Auswahl an Mustern für die 0, 5-Zoll-MDF-Schicht. Sie können eine Datei (CNC-0, 5MDF-CutLayout- (Rev3) .pdf) mit 35 gekachelten 8, 5-Zoll-x11-Seiten herunterladen oder eine herunterladen Datei (CNC- (eine 48x48-Seite) 05-MDF-CutPattern.pdf), die das gesamte Layout auf einer 48 "x48" -Seite enthält, um auf einem Großformatdrucker zu drucken oder selbst zu kacheln)

(Schritt für Schritt)
1.Download der drei Layout-PDF-Dateien
2.Öffnen Sie jeweils in Adobe Reader
3.Gehen Sie zum Druckdialog
4. (WICHTIG) Wählen Sie im Dialogfeld "Seitenskalierung" die Option "Keine".
5.Überprüfen Sie, ob die Datei nicht versehentlich skaliert wurde, um dies zu tun. Messen Sie das gedruckte Lineal auf Seite 1 jedes Musters (stellen Sie sicher, dass es mit einem Lineal übereinstimmt, dem Sie vertrauen) (ich habe dies nicht beim ersten Mal getan und versehentlich eine Kopie mit einer Größe von 90% ausgedruckt, dazu später mehr)

Anhänge

  • C: \ Dokumente und Einstellungen \ Aaron \ Eigene Dateien \ Plotter Stuff \ 00-Active \ Instructable Files \ CNC-Cut-Summary.pdf Download
  • CNC-05-MDF-CutPattern (Rev3) .pdf herunterladen
  • CNC-075-MDF- (Rev2) CutPatter ... pdf herunterladen
  • CNC-075-Aluminium-CutPattern (Rev3) .pdf herunterladen
  • DXF-05-MDF-SimpleDXF.dxf herunterladen
  • CNC-CorelDrawFormat-CutPatterns (Rev2) .zip herunterladen
  • CNC- (One 48x48 Page) 05-MDF-CutPattern.pdf herunterladen

Schritt 6: Kleben Sie das Muster fest

Der nächste Schritt besteht darin, das Muster auf das MDF-Material und die Aluminiumrohre zu kleben

1.Kleben Sie die gekachelten Seiten auf Ihr Blattmaterial (MDF), um sicherzustellen, dass die Kanten übereinstimmen
2.Für das Aluminiumrohr muss das Muster an zwei Seiten geklebt werden. Wenn die Röhre flach auf einem Tisch liegt und Sie die Muster der Seite A auf die Oberseite kleben, kann B auf eine der Seitenflächen geklebt werden.

Tipps:
-Verwenden Sie viel Kleber
-Haben Sie etwas in der Nähe, um jedes Stück nach unten zu drücken
-Die Geduld
(Wenn jemand andere Tipps dazu hat, würde ich sie gerne hören)

Schritt 7: Ausschnitte

Nicht zu viel für diesen Schritt zu sagen, schneiden Sie einfach um jeden Umriss.

Schritt 8: Betrug

Ich muss mich in diesem Stadium entschuldigen, ich erliege dem Wunsch zu betrügen. Wie bereits erwähnt, habe ich versehentlich mein ursprüngliches Muster in einer Größe von 90% ausgedruckt. Leider habe ich das bis zu diesem Zeitpunkt nicht bemerkt. Nachdem ich einen Satz von 90% -Stücken übrig hatte und quer durch das Land gezogen war, war ich jetzt in Reichweite eines CNC-Frästisches in voller Größe. Ich gab nach und schnitt meine Stücke mit dieser Maschine. Es war jedoch nicht möglich, Löcher zu bohren, um zu den eigentlichen Schritten zurückzukehren (aus diesem Grund sind auf allen Teilen von hier an keine Papiermuster mehr aufgeklebt).

Schritt 9: Lochbohren

Ich habe nicht gezählt, aber dieses Projekt erfordert viele Löcher. Die Löcher, die in den Rand des Materials gebohrt werden, sind besonders wichtig. Nehmen Sie sich also Zeit, Sie werden es später zu schätzen wissen, wenn Sie den Gummihammer nur sparsam verwenden müssen.

Die Bereiche mit überlappenden Bohrungen sind ein Versuch, Rillen zu erzeugen, wenn Sie einen Tischfräser haben, der dafür viel besser geeignet ist.

Schritt 10: Zusammenbau

Wenn Sie es bis hierher geschafft haben, muss ich Ihnen gratulieren und vorschlagen, dass es von hier aus nur noch besser wird. Ein Blick auf den Stapel von Stücken, der zeigt, wie es gelingt, eine Maschine zu werden, mag ein bisschen abstrakt sein, also habe ich mein Bestes versucht, Anweisungen zu erstellen, die denen von LEGO so nahe kommen. (Download im beigefügten PDF CNC-Assembly-Instructions.pdf). Aber im Interesse der Unterhaltung auf dem Weg hierher ist ein Zeitraffer, in dem ich meine Maschine zusammenbaue.


Anhänge

  • C: \ Dokumente und Einstellungen \ Aaron \ Eigene Dateien \ Plotter Stuff \ 00-Active \ Instructable Files \ CNC-Assembly-Instructions.pdf Download

Schritt 11: Software, Verkabelung und Konfiguration

Fast dort. Sie müssen lediglich Ihre Motoren und Steuerungen gemäß den Anweisungen verkabeln und Ihre Steuerungssoftware anhand der enthaltenen Anweisungen und der hier in Schritt 2 enthaltenen maschinenspezifischen Details einrichten.

Schritt 12: Fertig

Dort haben Sie es hoffentlich sind Sie fertig und bereit, in die Produktion zu gehen. Ich hoffe, ich habe keine entscheidenden Details ausgelassen, aber wenn Sie an etwas denken, das Sie gerne wissen möchten und das ich ausgelassen habe, fragen Sie einfach. Zum Schluss, um zu demonstrieren, dass alles funktioniert, zeigt ein Video meiner Maschine ein Muster aus rosa Schaumstoff.


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