مقاله

14 قدم برای ساخت دستگاه CNC رومیزی با قابلیت فرزکاری و حکاکی

14 قدم برای ساخت دستگاه CNC رومیزی با قابلیت فرزکاری و حکاکی

DIY 3D Printed Dremel CNC

در این بخش مراحل قدم به قدم جهت ساخت یک دستگاه CNC رومیزی با قابلیت انجام فرزکاری و حکاکی ارائه خواهد شد.

مراحل ساخت این دستگاه برای آن دسته از افرادی که علاقه زیادی به این صنعت دارند بسیار مفید خواهد بود و روش بسیار مقرون به صرفه ای را ارئه می دهد. با دنبال کردن و انجام مراحل مذکور در این مقاله یک دستگاه CNC خواهید ساخت!

مرحله اول:

تمامی ویدیو هایی که در زیر قرار داد شده اند را مشاهده نمایید( جهت مشاهده فیلم ها روی لینک های زیر کلیک نمایید)

مرحله دوم:

تهیه قطعات الکترونیکی و قطعات مکانیکی و همچنین ابزار مورد نیاز برای ساخته دستگاه CNC رومیزی DIY 3D Printed Dremel CNC.

قطعات مکانیکی:

  • پروفیل آلومینیوم 20*20 طول 600 میلیمتر: 2 عدد
  • پروفیل آلومینیوم 20*20، طول 300 میلیمتر: 5 عدد
  • شفت 12 میلیمتر، طول 310 میلیمتر: 2 عدد
  • شفت 12 میلیمتر، طول 530 میلیمتر: 2 عدد
  • شفت 12 میلیمتر، طول 140 میلیمتر: 2 عدد
  • لید اسکرو، طول 500 ملیمتر: 2 عدد
  • لید اسکرو، طول 280 ملیمتر: 1 عدد
  • لید اسکرو، طول 120 ملیمتر: 1 عدد
  • بلبرینک خطی 12 میلیمتر: 12 عدد
  • بلبرینگ 698zz: 4 عدد
  • مهره T، M5: 36 عدد
  • پیچ M6*25: 4 عدد
  • پیچ M5*10: 34 عدد
  • پیچ M5*16 : 10 عدد
  • پیچ M3*20: 8 عدد
  • پیچ M3*12: 32 عدد

قطعات الکترونیکی:

  • استپر موتور 42: 4 عدد
  • برد CNC shield
  • استپر درایور: 4 عدد
  • آردوینو: 1 عدد
  • آداپتور پاور: 1 عدد
  • DC connector: 1 عدد
  • Jumper: 14 عدد
  • دستگاه Dremel 3000: 1 عدد

مرحله سوم: پرینت سه بعدی

ساخت قطعات پرینت شده یکی از مراحل بسیار با اهمیت در این پروسه است. امکان پرینت این قطعات برخلاف تصور عموم که معتقدند باید با Infill 100% پرینت شود، با infill 40% نیز وجود دارد و کیفیت و استحکام نهایی قطعات در حد مطلوبی خواهد بود.

برای پرینت این قطعات هم می توان از ماده PLA و هم از PETG استفاده کرد. این دو ماده دارای قیمت و کیفیت بسیار نزدیک به هم هستند، البته PETG به دلیل خاصیت کشسانی بیشتر نسبت به PLA در اولویت استفاده قرار دارد. این ویژگی PETG باعث می شود مقاومت در برابر شکست در آن افزایش پیدا کند و عمر بیشتری داشته باشد.

لازم به ذکر است فایل های .f3d و .iges و .step برای انجام ویرایش دلخواه در اختیار شما قرار گرفته است.

پس از انجام پرینت، مراحل پرداخت کاری، بسیار با دقت عمل شود، زیرا قطعات باید با کیفیت نهایی مطلوبی باشند که بتوان بلبرینگ ها را در محل های مورد نظر به صورت بسیار محکم جاگذاری کرد.

فایل های آماده پرینت قطعات مکانیکی در زیر آورده شده است. لطفا توجه داشته باشید که علاوه بر قطعات، دو ابزار نیز در لیست زیر وجود دارند که جزء قطعات دستگاه CNC نیستند اما در ایجاد سوراخ روی پروفیل آلومینیومی و صفحه چوبی بسیار پرکاربرد خواهند بود.

مرحله پنجم: مونتاژ  محور Z

برای راحتی کار از مونتاژ محور Z شروع کنید. ابتدا بلبرینگ های 608zz، مهره لید اسکرو را در محل مورد نظر خود نصب کرده و شفت های آن را روی نگهدارنده محور Z نصب کنید. حال می توان لید اسکرو را به پولی و استپر موتور متصل کرد. پس از اطمینان از محکم شدن اتصال لید اسکرو و استپر موتور، این مجموعه را مطابق شکل های زیر به مجموعه نگهدارنده محور Z متصل کرده و شفت ها را درون سوراخ های روی نگهدارنده ثابت کرده و در نهایت مجموعه متحرک محور Z آماده می باشد.

لازم به ذکر است که باید در سر هم کردن این مجموعه دقت کافی را به عمل آورید، زیرا دستگاه Dermel باید روی این مجموعه سوار شود و این مجموعه باید قادر به تحمل وزن آن باشد.

مرحله ششم: مونتاژ محور X

در انجام مونتاژ این محور نیز باید ابتدا بلبرینگ ها و مهره لید اسکرو را توسط پیچ های M3 روی قطعات پرینتی این محور نصب نمود. سپس استپر موتور را روی نگهدارنده محور X نصب کنید. حال پولی و لید اسکرو را به استپر موتور متصل نموده و شفت های محور X را روی آن نصب کنید. سپس قطعه پرینتی دیگر محور را به سر دیگر شفت ها متصل کنید.

در این مرحله محور X و محور Z را مطابق تصویر با هم مونتاژ کنید.

مرحله هفتم: مونتاژ محور Y و فریم آلومینیوم

محور Y مستقیماً به فریم اصلی متصل است.این فریم از پروفیل های 20*20 ساخته شده که از طریق براکت و مهره T به یکدیگر متصل شده و مجموعه یکپارچه و صلبی ایجاد می کنند. پروفیل 20*20 به دلیل مقرون به صرفه بودن، در دسترس بودن و سایز مناسب آن انتخاب شده است. از پروفیل های با سایز های بزرگتر نیز می توان استفاده کرد اما برای ماشین های کوچک تفاوت آنچنانی در کیفیت کار نهایی ندارد.

برای ساخت ماشین در ابعاد مختلف می توان پروفیل ها را متناسب با سایز دلخواه برش داد. در این دستگاه به طول 60 سانتیمتر(2عدد) و طول 30 سانتیمتر(4 عدد) مورد استفاده قرار می گیرد.

برای شروع، استپر موتور ها را با استفاده از پیج M3 به نگهدارنده های آن ها متصل کنید. حال می توان کوپلر ها را به شفت موتور ها وصل کرد. برای راحتی مونتاژ پیچ M5 و مهره T را به نگهدارنده متصل کنید. این مجموعه را مطابق تصویر روی پروفیل بلند تر سوار کرده و این پروفیل ها را با سه عدد از پروفیل های کوتاه مونتاژ کنید. حال نگهدارنده مجموعه لید اسکرو و شفت محور Y را روی آخرین پروفیل کوتاه سوار کنید. لید اسکرو و شفت را روی مجموعه سوار کنید. حال وقت آن رسیده که محور X و Y را مطابق تصویر با هم مونتاژ کنید.

مرحله هشتم: صفحه کار

برای ساخت  میز می توان از صفحات آلومینیومی و فولاد استفاده کرد اما برای برش دادن و سراخکاری آن ها با ابزار های کارگاهی به مشکل خواهید خورد. برای راحتی کار و همچنین مقاومت مطلوب صفحه کار، از تخته سه لایه(Plywood) استفاده خواهیم کرد. برای برش دادن آن از اره رو میزی استفاده کرده و برای برش گوشه های آن از اره دستی استفاده خواهد شد.

روی ابه های صفحه کار، سوارخکاری انجام داده و با استفاده از پیچ M5*10 و مهره T آن را روی پروفیل نصب کنید.

پروفیل انتهایی را مطابق تصویر به فریم متصل کنید. سپس دستگاه Dremel 3000 را روی نگهدارنده آن محکم کنید.

مطابق تصویر مونتاژ مکانیکی سیستم های حرکتی دستگاه مورد نظر به اتمام رسیده است.

مرحله نهم: نصب برنامه GRBL

برای نصب برنامه GRLB روی Arduino به Arduino و کابل USB و برنامه GRLB نیاز دارید که می توان از این لینک آن را دانلود کرد.

در این نرم افزار Arduino IDE را به library اضافه کنید. شما یک خط کد خواهید دید و همین کافی خواهد بود. َArduino را به کامپیوتر متصل کرده و برنامه را روی آن آپلود کنید.

در Arduino IDE فقط تغییرات زیر را انجام دهید و آن را به صورت جداگانه روی برد ارسال نمایید.

حال برای تنظیم درست استپ های حرکتی متناسب با استپر موتور مورد استفاده باید مقدار 400 را تغییر داد تا به اندازه حرکتی درست در جهت محور های حرکتی دست یابید.

مرحله دهم: الکترونیک

حال برای مونتاژ کردن قسمت الکترونیک دستگاه بر اساس تصاویر موجود مراحل زیر را انجام دهید:

  • سیم های استپر موتور را تنظیم نمایید.
  • Jumper ها را روی بردنصب کنید.
  • استپر موتور ها را روی برد قرار دهید.
  • سیم پاور را به برد متصل کنید.
  • طرف دیگر سیم پاور را به رابط موجود وصل کنید.
  • برد را داخل case پرینت شده قرار دهید و با استفاده از پیچ و مهره آن را ثابت نگه دارید. همچنین باید این case را با استفاده از پیچ و مهره T روی پروفیل آلومینیومی نصب می کنیم.
  • اتصال پاور 12 ولت 30 آمپر. در نظر داشته باشید اگر سیستم الکترونیک دستگاه شما از همین قطعات تشکیل شده است برای صرفه جویی در هزینه می توانید از پاور 12 ولت 3 آمپر نیز استفاده کنید.

مرحله یازدهم: مرتب سازی سیم ها

در این مرحله سیم های اتصالات الکترونیکی را با استفاده از پوشش دهنده سیم می پوشانیم تا به صورت مرتب شده در آید.

مرحله دوازدهم: CNCjs

CNCjs یک نرم افزار رابط است که وظیفه کنترل ماشین و انتقال  G-code به دستگاه را بر عهده دارد.

این نرم افزار را می توانید از این لینک دانلود کنید.

توجه داشته باشید که در صورت عدم اتصال به ماشین، Baudrate  را در این نرم افزار روی عدد 11520 تنظیم کنید.

مرحله سیزدهم: نرم افزار Fusion 360

این نرم افزار، نرم افزاری شناخته شده برای CAD/CAM، انیمیشن کردن و رندر گرفتن از فایل طراحی شده است. برای استخراج G-code و انجام پروسه فرزکاری می توان از این نرم افزار استفاده کرد.

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره نحوه کاربرد های این نرم افزار می توانید از این لینک استفاده کنید.

مرحله چهاردهم: ایمنی

در هنگام استفاده از این دستگاه به دلیل انتشار براده های فلزی یا چوبی باید از عینک های محافظ چشم استفاده کنید. همچنین به دلیل سر و صدای زیاد کار با این دستگاه در طولانی مدت می تواند به گوش شما آسیب وارد کند. می توان برای جلوگیری از این آسیب از گوشی هایی استفاده نمود.

در هنگام برداشتن قطعه از روی میز کار باید از اتمام کار دستگاه اطمینان حاصل کنید تا به انگشتان شما آسیبی وارد نشود.

مرحله پانزدهم: چگونگی کار با دستگاه

برای شروع به کار با این دستگاه باید از سرعت پایین و عمق برش کم شروع کنید. کاربری دستگاه گزینه بسیار مهمی است و پس از کار با دستگاه پارامترهای ایده آل و مورد نظر خود را خواهید یافت.

پیشنهاداتی برای پارامترهای دستگاه در زیر اورده شده است:

چوب  و MDF:

  • Feed: 800mm/min
  • Depth of cut: 3mm
  • use adaptive clearing for everything and 2d contour for contour cut
  • Dremel switch 8/10

اکریلیک:

  • Feed: 500mm/min
  • Depth of cut: 1mm
  • Dremel switch 6/10

آلومینیوم:

  • Feedrate: 800mm/min
  • Depth of cut: 0.2mm
  • Dremel at full speed

برای اطلاعات بیشتر برای فرزکاری چوب ای این لینک و برای آلومینیوم و اکریلیک از این لینک استفاده کنید.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *