Comment faire une machine CNC à trois axes (à peu de frais et facilement)

L'idée derrière cet Instructable était de répondre à mon désir d'une machine CNC de taille bureau. Bien qu'il aurait été intéressant d'acheter une unité standard, la question du prix ainsi que de la taille s'est avérée prohibitive. Dans cet esprit, je me suis efforcé de concevoir et de construire une machine CNC à trois axes avec les facteurs suivants à l'esprit:

-Utiliser des outils simples (nécessite seulement une perceuse à colonne, une scie à ruban et des outils à main)

-Faibles coûts (ce genre de fuite, mais avec tout ce qui est acheté sur étagère, le coût de toutes les pièces est inférieur à 600 $ (des économies importantes pourraient être réalisées en achetant habilement certaines pièces))

-Petite empreinte (empreinte 30 "x 25")

-Enveloppe de travail utilisable (axe X 10 ", axe Y 14", axe Z 4 ")

-Taux de coupe rapide et rapide (60 "par minute)

-Petit nombre de pièces (moins de 30 pièces uniques)

-Facile à s'approvisionner en pièces (toutes les pièces sont disponibles à partir de 4 sources (Home Depot + 3 sources en ligne)

-Possibilité de couper du contreplaqué (Succès)

Commençons...

MISE À JOUR: - Bientôt la possibilité de commander des pièces prédécoupées en MDF de oomlout

Étape 1: les autres qui ont terminé

Un hommage à ceux qui ont travaillé jusqu'à ce point (et pour démontrer qu'il est reproductible) Voici quelques photos de machines d'autres peuples.

Photo 1 - Chris et son ami ont assemblé cette unité; découpe au laser des pièces en acrylique demi-pouce. Non seulement il a l'air super, il doit peser une tonne. Mais bravo, toute personne qui a travaillé avec l'acrylique sait que la découpe au laser est excellente, mais c'est un matériau très très hostile à percer et il y a beaucoup de perçage latéral dans cette conception. Bravo les gars, consultez plus de détails (et des photos, y compris des tests avec des cartes de circuits imprimés) sur le blog de Chris, rainbowlazer.com. J'aime particulièrement son travail avec la fabrication d'objets 3D à partir de coupes 2D (ici).

Photo 2 - Sam McCaskill a terminé sa machine CNC de bureau et c'est vraiment très joli. Super impressionnant, il a également résisté à l'envie de tricher et de couper tous ses morceaux à la main. Je suis vraiment impressionné.

Photo 3 - Angry Monk's - Avec des morceaux de MDF coupés sur un couteau laser et un entraînement converti de courroies dentées en tige filetée

Photo 4 - Bret Golab - Bret a terminé la sienne et a franchi l'étape supplémentaire de la configuration pour fonctionner avec Linux CNC (une tâche que j'ai tentée et qui a été déjouée par la complexité). Si vous êtes intéressé par ses paramètres, vous pouvez lui envoyer un message (ID instructable: bretlyssii)). Beau travail Bret!

(Si vous en avez construit un et que vous souhaitez qu'il apparaisse ici, veuillez m'envoyer un MP et nous pouvons organiser l'envoi de photos)

Étape 2: Spécifications.

Je crains de ne pas avoir l'espace (ou l'expertise d'ailleurs) pour entrer dans les principes fondamentaux du CNC ici, mais il y a un site Web en particulier que j'ai trouvé très utile dans mes recherches.

CNCZone.com - Un forum de discussion qui a une section de machine de bricolage qui est une richesse de connaissances (lien direct)

Détails de la machine:

Tête de coupe: Dremel ou Dremel Type Tool

Détails de l'axe:

Axe X
voyage: 14 "
Entraînement: courroie crantée dentée
Vitesse: 60 "min
Accélération: 1 "par seconde2
Résolution: 1/2000 "
Impulsions par pouce: 2001

Axe Y
Voyage: 10 "
Entraînement: courroie crantée dentée
Vitesse: 60 "min
Accélération: 1 "par seconde2
Résolution: 1/2000 "
Impulsions par pouce: 2001

Axe Z (haut en bas)
Voyage: 4 "
Entraînement: tige filetée
Accélération: .2 "par seconde2
Vitesse: 12 "min
Résolution: 1/8000 "
Impulsions par pouce: 8000

Étape 3: Outils requis

Le but était d'essayer de garder les outils nécessaires dans le domaine d'un atelier de bricoleur moyen.

Outils électroportatifs:

- Scie à ruban ou scie à chantourner
- Perceuse à colonne (forets 1/4 ", 5/16", 7/16 ", 5/8", 7/8 ", 8 mm également Q (5/16" foret impérial le plus proche)
-Imprimante (semblait être la bonne catégorie)
-Dremel ou outil similaire (à attacher à la machine finie)

Outils manuels:

- Maillet en caoutchouc (pour fournir de la "persuasion" si nécessaire)
-Clés hexagonales (5/64 ", 1/16")
-Tournevis
-Bâton de colle (UHU) ou adhésif en aérosol
-Clé à molette (ou douille 7/16 "et cliquet)

Étape 4: Pièces requises

Le PDF ci-joint (CNC-Part-Summary.pdf) fournit des informations détaillées sur les coûts et l'approvisionnement pour chaque pièce requise. Voici un résumé

Stock de feuilles --- 20 $
-un morceau de MDF de 48 "x 48" d'épaisseur (n'importe quel stock de feuilles de 1/2 "peut être utilisé J'ai l'intention de faire ma prochaine version en UHMW mais le coût était prohibitif cette fois-ci)
-un morceau de MDF de 5 "x5" de 3/4 "d'épaisseur (ceci est utilisé pour fabriquer des entretoises afin que n'importe quel morceau de stock de 3/4" trouvé autour de la boutique puisse être utilisé)

Moteurs et contrôleurs ---- 255 $
-Un instructable entier pourrait être écrit sur le choix d'un contrôleur et de moteurs. En bref, ce qui est requis est un contrôleur capable de trois axes de contrôle (avec des entrées d'impulsion et de direction pulsées) et des moteurs avec un couple de maintien d'environ 100 oz / in. J'ai acheté le mien sur //hobbycnc.com, ils ont bien fonctionné et le kit était assez facile à souder. ( lien direct )

Matériel --- 275 $
-Ces pièces peuvent être acquises à trois endroits. Les articles conventionnels peuvent être achetés chez Home Depot, les produits d'entraînement spécialisés sont faciles à trouver chez n'importe quel fournisseur industriel, j'ai utilisé McMaster Carr (//www.mcmaster.com) (je les ai choisis parce qu'ils ont une belle boutique en ligne), et enfin à cause du grand nombre de roulements nécessaires j'ai trouvé le meilleur prix chez un vendeur en ligne (//vxb.com) qui en vend 100 pour 40 $ (il en reste pas mal pour d'autres projets) (lien direct)

Logiciel --- (gratuit)
-Ce qui est requis est un programme pour dessiner vos designs (j'utilise CorelDraw), et un programme capable d'interpréter ces fichiers en impulsions à envoyer à votre contrôleur. J'utilise actuellement une version d'essai de Mach3 (//www.machsupport.com) mais j'ai l'intention de convertir en LinuxCNC (Un contrôleur de machine open source qui utilise linux) (//www.linuxcnc.org)

Tête de routeur --- (en sus)
-J'ai attaché un outil de coupe de type dremel à ma machine, mais si vous êtes plus intéressé par la construction additive (comme ou RepRap), vous souhaiterez peut-être examiner leurs outils de dépôt.

Détails

-les composants métriques et en particulier les contre-écrous ne sont pas très populaires et j'ai dû visiter plusieurs Home Depots dans ma région avant d'en avoir assez.
-Je n'ai pas trouvé de moyen de créer un lien vers des pièces directement sur le site MCMaster Carr. Pour les trouver, rendez-vous sur www.mcmaster.com et recherchez la référence #

Pièces jointes

  • C: \ Documents and Settings \ Aaron \ My Documents \ Plotter Stuff \ 00-Active \ Instructable Files \ CNC-Part-Summary.pdf Télécharger

Étape 5: Impression du motif

J'avais une certaine expérience des pièces de scie à chantourner, alors j'ai choisi d'utiliser une méthode de colle sur motif. Ce qui est nécessaire est d'imprimer les fichiers de modèle PDF sur des pages en mosaïque, puis de coller sur chaque modèle et de découper chaque pièce.

Nom et matériau du fichier:

Résumé: CNC-Cut-Summary.pdf
0, 5 "MDF (35 pages carrelées de 8, 5" x11 "): CNC-0.5MDF-CutLayout- (Rev3) .pdf
0.75 "MDF: CNC-0.75MDF-CutLayout- (Rev2) .pdf
Tube en aluminium de 0, 75 ": CNC-0.75Alum-CutLayout- (Rev3) .pdf
0, 5 "MDF (1 page 48" x48 "): CNC- (une page 48x48) 05-MDF-CutPattern.pdf


(remarque: j'ai ajouté une version DXF du motif MDF 0, 5 "à cette étape (DXF-05-MDF-SimpleDXF.dxf). J'ai supprimé les trous percés et écrit à partir de ce fichier pour en faire une taille gérable, si n'importe qui voudrait l'un des dessins dans un format différent ou incluant des informations différentes s'il vous plaît envoyez-moi une ligne et je ferai ce que je peux)

(Remarque: j'ai inclus les dessins au format CorelDraw d'origine dans un fichier zip (CNC-CorelDrawFormat-CutPatterns (Rev2) .zip) pour tous ceux qui souhaitent faire des modifications)

(MISE À JOUR: Il y a maintenant un choix de modèles pour la couche MDF 0, 5 ", vous pouvez télécharger un fichier (CNC-0.5MDF-CutLayout- (Rev3) .pdf) avec 35 pages 8.5" x11 "en mosaïque, ou vous pouvez en télécharger un fichier (CNC- (une page 48x48) 05-MDF-CutPattern.pdf) qui a toute la mise en page sur une page 48 "x48" pour imprimer sur une imprimante grand format ou carreler vous-même)

(Pas à pas)
1.Téléchargez les trois fichiers pdf de mise en page
2.Ouvrez chacun dans Adobe Reader
3.Aller à la boîte de dialogue d'impression
4. (IMPORTANT) dans la boîte de dialogue de mise à l'échelle de la page, sélectionnez "aucun"
5.Vérifiez que le fichier n'a pas été mis à l'échelle accidentellement pour faire cette mesure la règle imprimée sur la page un de chaque modèle (assurez-vous qu'il correspond à une règle en laquelle vous avez confiance) (je ne l'ai pas fait la première fois et accidentellement imprimé une copie à 90% de taille plus tard)

Pièces jointes

  • C: \ Documents and Settings \ Aaron \ My Documents \ Plotter Stuff \ 00-Active \ Instructable Files \ CNC-Cut-Summary.pdf Télécharger
  • CNC-05-MDF-CutPattern (Rev3) .pdf Télécharger
  • CNC-075-MDF- (Rev2) CutPatter ... pdf Télécharger
  • CNC-075-Aluminium-CutPattern (Rev3) .pdf Télécharger
  • DXF-05-MDF-SimpleDXF.dxf Télécharger
  • CNC-CorelDrawFormat-CutPatterns (Rev2) .zip Télécharger
  • CNC- (Une page 48x48) 05-MDF-CutPattern.pdf Télécharger

Étape 6: coller le motif

L'étape suivante consiste à coller le motif sur le stock MDF et les tubes en aluminium

1. Collez les pages carrelées sur votre support en feuilles (MDF) en vous assurant que les bords correspondent
2.Pour le tube en aluminium, le motif doit être collé sur deux côtés. Si le tube est posé à plat sur une table et que vous collez les motifs du côté A sur le côté supérieur B, vous pouvez les coller sur l'une des faces latérales.

Conseils:
-Utilisez beaucoup de colle
-Avoir quelque chose à proximité pour aider à abaisser chaque pièce
-La patience
(si quelqu'un a des conseils pour le faire, j'aimerais bien les entendre)

Étape 7: Pièces découpées

Pas trop à dire pour cette étape, découpez simplement chaque contour.

Étape 8: tricherie

Je dois m'excuser à ce stade je succombe à l'envie de tricher. Comme mentionné précédemment, j'ai accidentellement imprimé mon motif initial à 90%. Malheureusement, je ne m'en suis rendu compte qu'à ce stade. Je suis donc parti avec un ensemble de pièces à 90% et après avoir déménagé à travers le pays, j'étais maintenant à la portée d'une table de routeur CNC pleine grandeur. J'ai cédé et coupé mes morceaux à l'aide de cette machine. Cependant, il n'a pas été en mesure de percer des trous, donc revenons aux étapes réelles (c'est pourquoi toutes les pièces à partir de maintenant n'ont pas de motifs de papier collés)

Étape 9: Perçage de trous

Je n'ai pas compté mais ce projet nécessite beaucoup de trous. Les trous percés dans le bord du matériau sont particulièrement importants, alors prenez votre temps, vous l'apprécierez plus tard lorsque vous aurez besoin d'utiliser le maillet en caoutchouc avec parcimonie.

Les zones avec des trous percés qui se chevauchent sont une tentative de créer des rainures si vous avez un routeur de table qui fonctionnerait beaucoup mieux pour cela.

Étape 10: assemblage

Si vous êtes arrivé jusqu'ici, je dois vous féliciter et suggérer que cela ne fait que s'améliorer à partir d'ici. Regarder la pile de pièces illustrant comment elle parvient à devenir une machine peut être un peu abstrait, alors j'ai fait de mon mieux pour créer des instructions aussi proches de celles produites par LEGO. (téléchargeable dans le pdf ci-joint CNC-Assembly-Instructions.pdf). Mais dans l'intérêt de m'amuser en cours de route, voici un timelapse de moi qui assemble ma machine.


Pièces jointes

  • C: \ Documents and Settings \ Aaron \ My Documents \ Plotter Stuff \ 00-Active \ Instructable Files \ CNC-Assembly-Instructions.pdf Télécharger

Étape 11: Logiciel, câblage et configuration

Presque là. Tout ce qui est nécessaire est de câbler vos moteurs et votre contrôleur en suivant leurs instructions et de configurer votre logiciel de contrôle en utilisant les instructions incluses et les détails spécifiques à la machine inclus ici à l'étape 2.

Étape 12: terminé

Voilà, nous l'espérons, vous avez terminé et prêt à entrer en production. J'espère que je n'ai pas laissé de détails cruciaux, mais si vous pensez à quelque chose que vous aimeriez savoir que j'ai omis, veuillez simplement demander. Enfin pour démontrer que tout fonctionne une vidéo de ma machine découpant un motif en mousse rose.


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