Jadi, Anda memiliki pemotong laser CNC tetapi Anda ingin pabrik CNC? Masalah terpecahkan.

Proyek ini adalah pabrik CNC kecil yang dapat dirakit dari bagian yang dibeli di toko dan potong laser dengan harga sekitar $ 800 tanpa peralatan mesin. (Jika Anda memiliki akses ke toko dengan gergaji cincang dan mesin bor yang akan membantu, tetapi Anda dapat bertahan dengan gergaji besi dan beberapa kunci pas.) Seperti terlihat dalam gambar memiliki sekitar 4 "x 6" x 1,5 "bekerja volume, tetapi dapat dengan mudah diperluas dan dimodifikasi.

Aplikasi pembunuh untuk ini adalah membuat papan sirkuit cetak kustom. Tetapi juga dapat membuat bagian-bagian mesin plastik dan kayu (termasuk semua bagiannya sendiri), membuat panel instrumen aluminium kustom, membuat stensil, dan membuat etsa artistik untuk pembuatan cetakan.

Saya telah menyertakan file Adobe Illustrator dan Autocad DXF untuk bagian kustom, serta sketsa Arduino untuk mengendalikan motor brushless.

Langkah langkah:

(1) Menetapkan harapan, dan kata-kata kehati-hatian

(2) Beli suku cadang dan temukan alat

(3) Potong laser bagian kustom

(4) Pasang sumbu Z dan spindle

(5) Pasang carriage sumbu-X

(6) Pasang sumbu Y dan alas

(7) Pasang bingkai

(8) Sambungkan

(9) Tip tuning, tweaking, dan milling

(10) Perangkat lunak yang menurut Anda berguna

Persediaan:

Langkah 1: Menetapkan Harapan, dan Kata-Kata Perhatian

Seni sebelumnya:

openMill benar-benar keren, tapi itu bukan mill-top table pertama atau terbaik di luar sana. Kami penggemar besar proyek MTM di MIT (terutama karya Jonathan Ward, Ilan Moyer, dan Nadya Peek), dan Othermill, yang merupakan sumber inspirasi dan gagasan yang hebat, yang banyak di antaranya kami tiru tanpa malu-malu. Shapeoko adalah contoh hebat lainnya, dan ada banyak orang lain mengerjakan proyek CNC DIY yang rapi, masing-masing dengan kekuatan dan kelemahan mereka sendiri.

Harapan:

Kami fokus untuk membuat openMill mudah mendapatkan sumber untuk, membangun, dan memodifikasi - bahkan dengan mengorbankan keanggunan atau kinerja desain. Anda hampir pasti akan melihat bagian dari desain ini yang ingin Anda ubah - itulah intinya! Kami telah mencoba membuatnya mudah bagi Anda untuk melakukan perubahan yang Anda inginkan.

Seberapa baik kinerja openMill? Itu tergantung pada seberapa baik Anda membangunnya dan seberapa baik Anda menggunakannya. Jika itu dibangun dengan baik, dilumasi, dan disejajarkan dan Anda menjaga bahan feed rendah, Anda harus bisa mendapatkan presisi dalam kisaran 0,001 ". Tetapi jika Anda tidak memastikan bingkai dan rel persegi, dan mencoba untuk menggiling bahan keras terlalu cepat maka Anda akan mendapatkan reaksi dan obrolan.

Secara umum, walaupun Anda hanya perlu beberapa jam untuk merakit pabrik, proyek ini tidak benar-benar plug and play. Pemesinan itu sulit, jadi perkirakan kurva pembelajaran sebelum Anda beralih dari pabrik yang berfungsi menjadi bagian yang berguna dengan cepat. Anda mungkin akan memecahkan beberapa bit dengan mencoba menjalankan G-Code yang buruk. Anda mungkin tidak mendapatkan sumbu dengan benar pada percobaan pertama Anda. openMill tidak dapat menghentikan Anda dari melakukan kesalahan (termasuk hal-hal yang akan menghancurkan pabrik). Tetapi fakta bahwa semua bagiannya murah membuat ini cara yang menyenangkan untuk belajar dan bereksperimen.

Anggaran:

Kami juga telah bekerja keras untuk menjaga biaya rendah dan desain tetap kuat, sehingga Anda dapat membuat openMill sekitar $ 800. Tetapi Anda harus menganggarkan sejumlah uang tambahan untuk bagian duplikat jika Anda melakukan kesalahan atau merusak sesuatu. Dan begitu itu bekerja Anda akan menemukan bahwa Anda ingin membeli beberapa endmill lagi dan beberapa bahan baku untuk bereksperimen. Kami telah mencoba membuatnya mudah untuk ditingkatkan. Sebagai contoh, jika Anda ingin menambahkan mur sekrup-timah dan kompensasi aus yang bagus (dan meningkatkan biaya proyek sekitar $ 200), bagian-bagiannya sudah termasuk lubang pemasangan untuk mereka.

Keamanan:

openMill adalah alat pemotong rotari super tajam berkecepatan tinggi yang bergerak secara robotik tanpa memperhatikan keberadaan benda berharga (baca: jari) di jalurnya. Itu dapat dengan mudah menempatkan lubang di iPhone Anda dan tangan memegangnya, melempar pisau cukur (atau pecahan logam) yang bening ke mata Anda, atau membakar material dengan gesekan. Ini juga tidak memiliki perisai atau kunci pengaman. Jadi, hormati potensi cedera dan bahaya, jangan biarkan itu bekerja tanpa pengawasan, kenakan kacamata keselamatan, dan jauhkan tangan Anda darinya saat spindel menyala. Cari pengawasan orang dewasa jika Anda di bawah, katakanlah, 40.

Langkah 2: Beli Komponen dan Temukan Alat

Saya mengambil bagian-bagian dari:

McMaster-Carr (framing slot, akrilik, poros linier, bantalan, pengencang)

SDP-SI (Poros putar, katrol sabuk timing, coupler kaku)

Inventables (skrup heliks, motor stepper, Arduino, pelindung GRBL)

Hobby king (motor dan pengontrol Brushless)

Digikey (Catu daya)

MSC Direct (Endmills dan bor bit)

Daftar bagian lengkap dilampirkan sebagai file CSV.

Anda dapat memotong sendiri potongan laser, atau mengirimnya ke layanan online. Saya sudah memiliki pengalaman yang baik dengan

Alat yang Anda butuhkan:

Chop saw untuk framing aluminium (atau gergaji hack dan minyak siku)

Bor pers atau gilingan vertikal untuk membosankan poros putar (opsional, tetapi membantu)

Bench vise untuk bushing press-fitting (Tapi Anda bisa bertahan dengan baut 1 / 4-20 dan beberapa kunci pas)

Set kunci pas hex hexagon dan kekaisaran

Driver sekrup Philips

7/32 kunci pas sabit

Besi solder, gunting kawat

Penguasa metrik

Langkah 3: Potong Laser Bagian Kustom

Sekarang Anda harus membuat bagian-bagian khusus dari akrilik 1/4 "(6 mm). Akrilik adalah bahan yang fantastis karena harganya murah, potongan lasernya bagus, dan sangat kaku. Sebagian besar lubang di bagian-bagian khusus adalah izin. lubang, jadi tidak masalah jika keluar sedikit besar atau sedikit kecil. Tapi banyak busing yang pas, jadi lubang ini harus ukuran yang tepat. Ini rumit, karena jika tempat laser Anda lebih besar, tidak fokus, atau hanya sangat panas Anda akan mendapatkan lubang yang sedikit lebih besar. Saya meletakkan lubang pers pada lapisan yang terpisah di setiap file sehingga Anda dapat menyesuaikan ukurannya (setelah memotong lubang uji) sampai Anda mendapatkan tekan-pas perusahaan yang bagus. (Pastikan lubang berada di tempat yang sama!) Jika Anda mengirim file, kesalahan ukuran lubang yang terlalu kecil. Jauh lebih mudah untuk membukanya dengan amplas daripada membuat mereka lebih kecil. (Namun, melapisi mereka dengan epoksi akan berhasil untuk ini dalam keadaan darurat.) Anda akan melihat bahwa sisi atas lubang pemotongan biasanya sedikit lebih besar dari sisi bawah. Ini dapat bertindak sebagai ganjalan untuk membantu Anda duduk bagian fit pers Anda.

Semua bagian tebal 1/4 "dapat dipotong dari dua lembar akrilik 12" x24 ". Akrilik putih mudah didapat dan tampak hebat, tetapi Anda bisa menggunakan warna bening atau warna lain untuk tampilan khusus. Ada juga sejumlah kecil 1/8 "bagian tebal (Ini adalah pemegang kacang teflon tawanan, di lapisan" Tipis "). Ini semua akan cocok dengan mudah pada lembar 6 "x6".

Jika Anda ingin mencoba membuat bagian-bagian Anda dari bahan yang berbeda (MDF, aluminium, delrin) maka lakukanlah. Tapi akrilik bekerja dengan sangat baik …

Langkah 4: Pasang sumbu Z dan Spindle

Sekarang Anda akan benar-benar mulai berkumpul! Kami akan mulai dengan sumbu Z.

(1) Gunakan 4 busing flens dan 2 lengan kuningan 1 inci untuk bergabung dengan pelat atas dan bawah sumbu Z. Gunakan catok bangku untuk menekan bushing flens ke lengan untuk menjepit akrilik di tempatnya. (Ini adalah mesin cetak yang sangat kuat, tetapi perlu untuk menjaga agar sambungan tidak berderak karena getaran penggilingan.) Jika Anda tidak memiliki catok, Anda dapat membuatnya menggunakan pencuci, baut 1 / 4-20, baut 1 / 4-20 kacang, dan beberapa kunci pas. Jangan terlalu menekan atau Anda akan memecahkan akrilik. Setelah busing dan selongsong dipasang ke pelat, pastikan bahwa poros 3/8 "akan meluncur dengan lancar melalui setiap rakitan. Jika tidak, busing Anda mungkin tidak selaras. Sedikit lebih banyak penekanan akan meluruskannya. Jika Anda tidak mendapatkan gerakan geser halus sumbu Z Anda tidak akan berjalan dengan baik, jadi biasakan hal ini sampai Anda melakukannya dengan benar.

Kiat Pro: Jika Anda memiliki pers yang tidak cukup masuk, dinginkan bagian dalam es untuk mengecilkannya.

(2) Sekarang tambahkan selongsong gelendong. Ini dijepit dengan bushing flens di pelat atas, tetapi meluas melalui pelat bawah. Sekali lagi, gunakan catok bangku untuk menempatkan bushing ke dalam selongsong.

(3) Pasang rakitan kacang teflon tawanan.

(4) Tambahkan stand-off 1 "(dan sekrup 4-40 yang menahannya).

(5) Bor keluar poros putar. Ini opsional tetapi membantu - jika Anda mengebor poros Anda akan dapat tersedak lebih jauh pada endmill dan bor, yang akan mengurangi kelenturan dan getaran. Tetapi untuk melakukannya Anda akan memerlukan bor pers dan catok untuk memegang poros. Gunakan bit # 29 dan banyak cairan pemotong. Memulai lubang dengan bor tengah juga cukup membantu.

(6) Tambahkan bantalan bola, poros putar 1/4 ", pencuci dorong, coupler poros kaku, dan katrol timing belt. Ketika Anda mengencangkan katrol timing belt ke poros, tekan ke bawah pada katrol untuk membuat preload pada poros. Anda harus memiliki cukup preload sehingga poros tidak dapat meluncur ke atas dan ke bawah melalui bantalan, tetapi harus tetap berputar bebas.

(7) Pasang motor ke pelat bawah menggunakan sekrup M3, tetapi jangan kencangkan semuanya. Kemudian tambahkan puli dan sabuk timing ke-2. Sekarang Anda dapat meregangkan sabuk dengan menarik motor menjauh dari poros poros dan mengencangkan sekrup M3. Ikat pinggang tidak perlu kencang - cukup pas. Anda sekarang harus dapat memutar poros poros dengan memutar motor. Jika Anda merasakan hambatan, kendalikan preload poros atau ketegangan sabuk.

Langkah 5: Pasang Kereta X-axis

X carraige ini memegang rakitan sumbu Z dan memungkinkannya bergerak ke atas dan ke bawah, dan juga meluncur di sepanjang rel sumbu X.

(1) Mulailah dengan press fitting bushing flens ke lubang rel, dan penjepit mereka dengan press fitting mereka ke 1/2 "kuningan bushing. Sekali lagi, baut 1 / 4-20 dapat berfungsi sebagai catok untuk menekan paskan ini dalam keadaan darurat..

(2) Pasang braket sudut kanan 20 mm ke pelat samping (dengan sekrup M5 dan mur pengunci), dan satu motor stepper NEMA17 (dengan coupler heliks) ke pelat atas (dengan sekrup M3). Juga, tambahkan rakitan kacang teflon ke pelat sisi (4-40 sekrup dan mur). Anda hanya benar-benar membutuhkan satu kacang teflon tawanan. Tetapi jika Anda pintar, Anda mungkin bisa mencari cara untuk memuat keduanya untuk mengurangi serangan balik.

(3) Pasang rel 4 "dan bagian sumbu Z yang terpasang di atasnya. Jangan lupa bantalan dorong dan kerah poros!

(4) Gunakan sekrup dan baut M5 untuk menyatukan sisi dan pelat atas. Tetapi sebelum Anda mengencangkannya, geser poros 3/8 "melalui bantalan sumbu X. Ini akan memastikan bahwa Anda tidak mengencangkan perakitan dengan cara yang tidak sejajar. Jika bantalan di setiap sisi tidak berbaris, carriage tidak akan meluncur dengan lancar. Anda mungkin perlu mengencangkan dan mengencangkan kembali sekrup yang menahan carriage bersama-sama sampai Anda mendapatkan sliding yang mulus dari kedua rel. Juga pastikan bahwa unit Z akan meluncur dengan lancar di sepanjang rel vertikal. sangat penting untuk mendapatkan gerakan yang halus - motor akan dapat mendorong kereta yang tidak lurus di sepanjang rel, tetapi akan menempel dan tergelincir dan menyebabkan serangan balik, bukannya meluncur dengan lancar.

Langkah 6: Pasang sumbu-Y dan Ranjang

Bagian ini mudah, tapi sekali lagi, jangan kencangkan semuanya sampai rel ditempatkan di bushing untuk memastikan keselarasan.

(1) Tekan pas busing flens ke dalam selongsong 1/2 "pada pelat muka tempat tidur.

(2) Pasang teflon kacang ke pelat muka tempat tidur.

(3) Kencangkan setiap pelat muka dengan bed cover 3 "menggunakan 4-40 sekrup.

(4) Masukkan batang 3/8 "melalui pelat muka dan kencangkan semuanya.

(5) Kasur pabrik terbuat dari dua lapis akrilik 1/4 ". Lapisan bawah memiliki lubang kecil yang dirancang untuk diketuk untuk 8-32 benang. Ini sangat berguna untuk menjepit ke ranjang, jadi ketuk ini lubang. (Ini adalah sedikit proyek dengan ketukan tangan - Anda akan sakit setelah itu.) Setelah lubang diketuk, paskan tempat tidur di atas pasak di bagian atas pelat muka, dan kencangkan dengan semen akrilik atau epoxy. Lapisan atas adalah papan limbah, dan memiliki 8-32 lubang izin sehingga 8-32 sekrup dapat mencapai lubang yang disadap di tempat tidur.

Langkah 7: Pasang Bingkai

Rangka T-slot aluminium agak mahal, tetapi sangat mudah dimodifikasi dan digunakan kembali, dan juga cukup kaku ketika dipasang dengan benar.

(1) Pertama, potong framing sepanjang 4 kaki sesuai ukuran. Anda akan menginginkan potongan-potongan yang: panjang potong. Gergaji potong sangat bagus untuk ini, tetapi Anda dapat melakukan pekerjaan yang sama dengan gergaji hack.

(2) Sekarang gunakan spacer 20 mm (dengan sekrup M3) untuk memasang dudukan rel, dan pasang ke pembingkaian slot T-slot (dengan sekrup M5). (Ini ternyata jauh lebih mudah dilakukan sebelum bingkai dipasang daripada setelahnya.) Anda tidak perlu mengencangkan sekrup ke bawah - Anda harus dapat menggeser dudukan ke sekitar untuk meluruskannya. Juga pasang pelat kaki dan kaki karet.

(3) Sekarang rangkai pembingkaian menggunakan pengencang end-feed dan kurung sudut.Namun, saat Anda membangunnya, Anda harus memasang rel, kerah poros, dan rakitan kereta.

(4) Setelah semuanya pada dasarnya disatukan Anda akan ingin memastikan bahwa rakitan X- dan Y- meluncur dengan lancar di rel, dan saling tegak lurus satu sama lain. Jika tidak, longgarkan dudukan rel dan dorong sedikit sebelum memasang kembali. Ini adalah tahap kritis - gilingan Anda hanya akan sebagus kelancaran perjalanan dan tegak lurus rel. Juga pastikan bahwa Z-rails mengarah ke atas, daripada miring ke depan atau ke belakang.

(5) Setelah semuanya meluncur mulus dan lurus, tambahkan rel berulir dan pasangkan ke motor menggunakan skrup heliks.

(6) Gunakan penyangga untuk memasang Arduino Anda ke papan pemasangan, dan pengencang end-feed untuk memasangnya ke rel.

Langkah 8: Sambungkan

Sekarang saatnya untuk membereskan semuanya! Masukkan perisai GRBL ke dalam Arduino, lalu:

(1) Kawat motor ke perisai GRBL. Jika motor Anda tidak memiliki konektor pada mereka, Anda bisa langsung membawanya ke header sekrup. Jika mereka sudah memiliki konektor Mate-N-Lok (atau serupa) pada mereka, ada baiknya untuk membuat adaptor. (Mate-N-Lok untuk telanjang kawat.) Periksa dokumentasi perisai GRBL untuk memastikan Anda memasang kawat timah dengan benar.

(2) Sambungkan adaptor daya ke pelindung GRBL. Sekali lagi, ada baiknya membuat adaptor sehingga Anda dapat dengan mudah mencabut daya dari perisai. Saya menggunakan konektor barel 2,1 mm.

(3) Hubungkan motor tanpa sikat ke Electronic Speed ​​Controller (ESC) menggunakan 3 colokan pers. (Jangan khawatir tentang mendapatkan pemetaan timah yang benar - jika motor berputar ke arah yang salah ketika kita akhirnya menyalakannya, Anda hanya perlu menukar dua colokan ini.)

(4) Programkan Arduino ke-2 untuk mengontrol ESC menggunakan sketsa autoSpindleDriver.ino yang disediakan. Sketsa ini mengirimkan sinyal PWM untuk menginisialisasi ESC (yang akan berbunyi bip), dan kemudian perlahan-lahan meningkatkan throttle untuk mempercepat motor. Anda dapat mengatur laju dan kecepatan tertinggi dengan mengubah variabel dalam sketsa. Jangan sambungkan Arduino ke komputer Anda (mis. Untuk pemrograman) dan ESC secara bersamaan. ESC dapat menarik arus berlebih dari port USB Anda dan merusak komputer Anda atau Arduino. Setelah Arduino diprogram, lepaskan sambungannya dari komputer Anda, dan sambungkan ke ESC. Pada ESC saya, kabel hitam masuk ke "Ground", kabel merah ke "Vin," Arduino, dan kabel putih ke pin PWM, pin 10. Arduino akan menarik daya dari ESC setelah ESC diaktifkan.

(5) Nyalakan ESC dengan mencolokkan catu daya. Anda harus mendengar beberapa bunyi bip dari motor, dan kemudian akan mulai berputar. Jika motor Anda hidup, maka tiba-tiba berhenti itu mungkin karena Anda berlari terlalu cepat dan menarik arus terlalu banyak untuk ESC atau catu daya. Program ulang Arduino untuk mengendarainya dengan kecepatan lebih lambat dan coba lagi. Untuk menghentikan spindel, cabut ESC dari catu daya. Jika Anda melihat spindel berputar ke arah yang salah, matikan semuanya, tukar dua lead dari ESC ke motor, lalu coba lagi.

(6) Nyalakan perisai GRBL. Instruksi terperinci untuk mengatur arus motor dan mengkonfigurasi GRBL untuk desain Anda ada di: http://www.synthetos.com/project/grblshield/ Anda harus memberi perisai beberapa informasi tentang pabrik Anda, seperti jumlah perjalanan masing-masing langkah menghasilkan. Dengan 200 langkah / putaran. motor, 20 putaran / inch leadscrews, dan 8x microstepping perisai harus menghasilkan 1259,8 langkah untuk bergerak 1 mm.

Langkah 9: Tip Tuning, Tweaking, dan Milling

Mempelajari cara menambang adalah pekerjaan besar, tetapi beberapa petunjuk khusus untuk openMill akan membantu Anda memulai.

(1) Benar-benar memastikan sumbu bergerak dengan lancar dan sejajar. Gunakan kotak masinis (atau sudut kanan lainnya yang dapat diandalkan) untuk memastikan.

(2) Jika Anda memiliki terlalu banyak getaran dan kebisingan dari spindle dengan motor aktif, coba ubah kecepatan motor (naik atau turun), dan periksa juga preload pada poros spindle. Jika poros dijepit oleh katrol terlalu erat itu tidak akan berputar dengan lancar - terlalu longgar dan tidak akan berdetak.

(3) Adalah umum bahwa permukaan alas tidak sepenuhnya rata relatif terhadap pergerakan pahat. Tapi Anda bisa memperbaikinya dengan menggunakan endmill besar untuk menggiling tempat tidur (atau sebagian dari itu) datar. Ini sangat berguna untuk melakukan etsa halus, seperti pada PCB.

Langkah 10: Perangkat Lunak Anda Dapat Menemukan Berguna

Semua alat ini sangat keren, tetapi terkadang mereka membuat kesalahan. Saya selalu memeriksa kode-G yang mereka hasilkan di simulator untuk memastikan mereka tidak melakukan sesuatu yang gila. Ingatlah bahwa GRBL tidak selalu dapat menafsirkan semua kode-G yang dihasilkan program CAM, dan ini juga dapat menyebabkan masalah. Gunakan dengan risiko Anda sendiri, dan sadarilah bahwa Anda mungkin merusak beberapa alat.

Pengirim Kode-G Universal - Perangkat lunak yang kompatibel dengan platform GRBL untuk mengirim kode-G ke pabrik.

github.com/winder/Universal-G-Code-Sender

PCBgCode - ULP Eagle ini menghasilkan G-code untuk isolasi routing PCB dari EagleCAD.

pcbgcode.org/read.php?12,803

Inkscape - Gambar grafik vektor open-source.

www.inkscape.org/

MakerCAM - Pembuatan kode-G sumber terbuka gratis dari file SVG yang diunggah.

www.makercam.com/

OtherPlan - Perangkat lunak CAM gratis untuk pembuatan kode-G.

othermachine.co/products/otherplan/