ساخت فرز CNC یک دستگاه صنعتی واقعی را با کمترین هزینه بسازید

ساخت فرز CNC یک دستگاه صنعتی واقعی را با کمترین هزینه بسازید

ساخت فرز CNC یک دستگاه صنعتی واقعی را با کمترین هزینه بسازید

ساخت یک عمل اقتصادی است و برای کسانی که می‌خواهند کاری نو را شروع کنند ایده‌ی بسیار خوبی است. در این مطلب ساخت CNC ای آموزش داده‌شده است که کاملاً صنعتی است و برای ماشین‌کاری مواد سخت می‌توانید روی آن حساب کنید. در ادامه با انجینیک همراه باشید.

پیش‌ازاین نیز ساخت فرز CNC را در قسمت کاردستی‌های مهندسی داشته‌ایم اما دستگاهی که در این مطلب آموزش داده‌شده به‌راستی از یک کاردستی فراتر است و البته از نمونه پیشین کمی گران‌تر است و شاید برای ساخت قطعات دستگاهتان کمی نیاز به برون‌سپاری داشته باشید اما به جد می‌توان گفت که این دستگاهی است که می‌توانید روی آن حساب کنید.

یک : طراحی دستگاه

در این DIY یا همان کاردستی مهندسی به جهت ساخت فرز CNC ، طراحی‌ها انجام‌شده و کلیه قطعات با نرم‌افزار سالیدورک (SolidWork) مدل شده است و نقشه‌هایی که شما در طول کار لازم دارید برای شما قرار داده‌شده است اما به این نکته توجه داشته باشید که اول موتور و تجهیزات دیگر را کامل تهیه کنید و پیش از شروع به ساخت حتماً ساخت نقشه‌ها را برسی کنید که اگر در هنگام خرید موتور یا هر تجهیز دیگری مجبور شده‌اید از برند دیگری خرید را انجام دهید محل سوراخ‌ها و … با قطعات ساختنی تطابق داشته باشد. حتی پیشنهاد می‌شود بعد از انجام خریدها یک بار ماشین و تجهیزات را در نرم‌افزارهای CAD مدل‌سازی کنید تا خیالتان از هر بابت راحت باشد.

نقشه ها :

نقشه مونتاژ دستگاه

تصاویر :

دو : فریم و قطعات سازه‌ای دستگاه

فریم بندی سفت‌وسخت این مزایای زیادی دارد که مهم‌ترین آن‌ها دقت قطعات تولیدشده با آن است. در این دستگاه ریل‌های کشویی فریم بندی ابزار گیر دستگاه (پلی که ابزار گیر روی آن نصب می‌شود) و همچنین هوزینگ های استپر موتورها بر روی  فریم بندی کلی نصب می‌شود. فریم‌های این دستگاه از دو پروفیل ۴۰×۸۰ میلی‌متری آلومینیومی، دو ورق آلومینیومی با ضخامت ۱۰ میلی‌متر، چهار قطعه نبشی و یک قطعه مربعی سازه‌ای ساخته‌شده است. ازآنجاکه مهم است که ریل‌های دستگاه همیشه تمیز بماند قطعات گردگیر در سرتاسر ریل‌ها نصب می‌شود. قطعات نبشی باید با مهره‌های T شکل برنجی به پروفیل‌ها محکم شود. بر روی هر دو ورق‌های انتهایی فریم‌ها بلوک‌های بیرینگ ها برای قرارگیری جک اسکرو ها نصب می‌شود. نقشه‌های این قطعات را در زیر می‌توانید دانلود کنید.

نقشه ها :

۲-۱-Bearingblocks

۲-۱۰-T-nut(dustprofile)

۲-۹-Mountingblocks Internal frame

۲-۸-Maytec

۲-۷-Framebeam

۲-۶-Framebeam 320mm

۲-۵-Endplate-frame(motormount)

۲-۴-Endplate-frame

۲-۳-Dustplates

۲-۲-Dusprofile

تصاویر :

سه : پل ابزار گیر

پل ابزار گیر، قطعه‌ای است که بر روی ریل‌های محور x دستگاه نصب می‌شود و ابزار دستگاه شما را در بالاسر قطعه شما محکم می‌گیرد. هر چه این قطعه را بلندتر بسازید قطعات ضخیم‌تری را می‌توانید با آن ماشین‌کاری کنید البته با بلندتر شدن آن طبیعتاً ضعیف‌تر خواهد شد. محور Y دستگاه با یک پروفیل U شکل بر روی قطعات پل ابزار گیر نصب می‌شود. ضخامت این پروفیل ۵ میلی‌متر است. در داخل پروفیل U شکل ریل‌های محور Y نصب می‌شود و قطعات نصب یاتاقان‌ها مانند محور X روی آن قرار می‌گیرد. نقشه‌های این قطعات را در زیر می‌توانید دانلود کنید.

نقشه ها :

۳-۱-Gantry Spindlenut-plate

۳-۶-Y-axis motormount

۳-۵-U-profile support

۳-۳-U-profile Gantry

۳-۲-Sideplate Gantry

تصاویر :

چهار : مونتاژ ماشین

در مرحله مونتاژ استپر موتور و هوزینگ ها و … محور z نصب می‌شوند. نقشه قطعات لازم برای مونتاژ محور z در زیر آورده شده است.

نقشه ها :

۴-۱-KRESS-mount

۴-۷-Z-plate (Kress)

۴-۶-Z-axis motorplate

۴-۵-Z-axis guiderailplate

۴-۴-Z-axis crossbeam

۴-۳-Z-axis backplate

۴-۲-Y-axis nutplate

تصاویر :

پنج : ریل‌های راهنما

ازآنجاکه فرز عمودی باید در سه جهت حرکت داشته باشد، دستگاه محورها را با ریل راهنما هدایت می‌کند. ریل‌های راهنما فقط در یک‌جهت حرکت می‌کند و در بقیه جهات مقید است و لقی آن بسیار کم است و دقت بالایی را برای دستگاه فراهم می‌کند. در این دستگاه گران‌ترین نوع این واگن‌ها پیشنهاد شده است و البته به‌قول‌معروف “هر چه قدر پول بدهید آش می‌خورید” پس باید برای رسیدن به‌دقت بالا هزینه بکنید. نصب ریل و واگن‌ها کار حساسی است. همان‌طور که در شکل‌های زیر هم مشاهده می‌کنید باید این قطعات با دقت ۰٫۰۱ میلی‌متر تلورانس‌های توازی داشته باشد.

تصاویر :

شش : جک اسکرو ها و پولی‌ها

جک اسکرو ها حرکت دورانی استپر موتور را به حرکت خطی تبدیل می‌کنند. به‌جای جک اسکرو می‌توانید از بال اسکرو هم استفاده کنید. جم اسکرو، قیمت و البته دقت کمتری دارد و اصطکاک بیشتری بین مهره و میله جک ایجاد می‌کند که باعث می‌شود مقداری از قدرت موتور کاسته شود.

در این دستگاه از جک اسکرو و به جهت کاهش اصطکاک مهره پلاستیکی استفاده شده است. در انتهای هر دو محور X و Y محل نصب بیرینگ ها، پولی‌ها و مهره‌ها ماشین‌کاری می‌شود. مرکز پولی‌ها متناسب با جک اسکرو ها سوراخ شده است (در این مورد ۸ میلی‌متر) و در جهت عمود بر آن یک سوراخ M4 زده شده تا پولی را به جک اسکرو محکم کند. نقشه جک اسکرو ها در زیر آورده شده است.

نقشه ها :

۶-۱-LeadscrewX

۶-۳-LeadscrewZ

۶-۲-LeadscrewY

تصاویر :

هفت : سطح کار

سطح کار محل قرارگیری قطعات شما است. در بسیاری از دستگاه‌های حرفه‌ای از شیارهای T شکل استفاده می‌شود، اما در این دستگاه برای مقرون‌به‌صرفه تر شدن دستگاه از یک قطعه مربعی ۱۸ میلی‌متری چوب توس سه لایه استفاده‌شده است که برای گرفتن قطعه از پیچ استفاده می‌شود. شما همچنین می‌توانید از ام دی اف با پیچ و مهره استفاده کنید.

هشت : سیستم‌های الکتریکی

اجزای اصلی سیستم الکتریکی عبارت‌اند از:

  • موتور استپر – Stepper motors
  • درایو استپر – Stepper drivers
  • منبع برق – Powersupply
  • تخته عایق – Breakoutboard
  • کامپیوتر – Computer
  • شاسی امرجنسی – emergency stop

ازآنجاکه ما مکانیکی‌ها خیلی با الکترونیک میانه خوبی نداریم مجموعه کامل قطعات الکتریکی لازم جهت ساخت یک دستگاه CNC سه محور در فروشگاه‌ها پیدا می‌شود پس پیشنهاد می‌شود به‌جای خرید تک‌تک قطعات و مونتاژ کردن آن‌ها یک پکیج کامل بخرید. در زیر نیز نقشه الکتریکی آن به‌روشنی آورده شده است.

نقشه ها :

۸-۱-Electric system

تصاویر :

نه : ابزار

برای ماشین‌کاری قطعات به ابزاری نیاز است که بتواند هم با سرعت‌پایین و هم با سرعت‌بالا ماشین‌کاری کند. فرزهای انگشتی در برندهای مختلف در بازار موجود است که شما می‌توانید یکی از آن‌ها را که فرکانس چرخش بالایی دارد انتخاب کنید و در دستگاه خود از آن بهره ببرید. فقط توجه داشته باشید که ابزاری که خرید می‌کنید قابلیت نصب ابزارهای مختلف را داشته باشد.

تصاویر :

ده : نرم‌افزار CNC

نرم‌افزارهای ماشین‌های CNC دو نوع‌اند. نوعی از آن‌ها فقط کدها را می‌گیرند و حرکات ماشین را کنترل می‌کنند و نوع دیگری از آن‌ها هستند که با گرفتن شکل خود کدها را نیز می‌سازند.

هنگامی‌که یک قطعه خواه دوبعدی یا سه‌بعدی باشد را در کامپیوتر مدل می‌کنیم نیاز است که آن را برای فهم کنترلر دستگاه به کدهای قابل‌فهم برای ماشین بکنیم. کنترلر دستگاه درواقع یک مترجم است که کدهای خارج‌شده از نرم‌افزار را به حرکات موتورها تبدیل می‌کند. این فرایند را به‌اختصار CAM میگویند. نرم‌افزارهای مناسب و مشهوری در جهان برای این کار وجود دارد (PowerMill , MasterCAM, ShopMill, …) که می‌تواند به‌خوبی این کار را انجام دهد اما قبل از آن باید کمی برای این کار آموزش ببینید.

تصاویر :

یازده : کار ساخت فرز CNC تمام است

کار ساخت این دستگاه حدود ۶ ماه طول کشیده و علت آن‌هم نداشتن تجربه و اطلاعات بوده است. حال شما با داشتن این اطلاعات احتمالاً می‌توانید در عرض یک ماه یکی از آن‌ها را بسازید. امیدوارم این کاردستی مهندسی DIY برای شما مفید بوده باشد و یکی از آن‌ها را برای خود بسازید و یا با الگو گرفتن از آن به‌جای انواع دیگری از ماشین‌های CNC را برای خود تولید کنید.

تصاویر :

منبع : INSTRUCTABLES

حمید هاشمی
حمید هاشمی

با مدرک کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک گرایش ساخت و تولید از دانشگاه آزاد اسلامی نجف آباد در زمینه کامپوزیت های پلیمری فعال هستم و در کنار همکاران خوبم در انجینیک به انتشار محتوای مفید در حوزه‌ی مهندسی مکانیک و شاخه‌های وابسته آن مشغول هستم.

4 دیدگاه ها

  1. حسن دیوان زاده گفت:

    سلام
    هزین هساخت این دستگاه چقدر شد؟
    خودتون ندارید ما خرید کنیم؟

    • حمید هاشمی گفت:

      سلام. لطفا اگر تمایل به خرید دستگاه دارید، از طریق تلفن های تماس وبسایت اطلاعات دقیق دستگاهی که نیاز دارید رو بفرمایید تا قیمت دستگاه رو خدمتتون اعلام کنیم. با تشکر.

  2. حسن دیوان زاده گفت:

    خب ما فریم هاشو از کجا تهیه کنیم؟موتور ها و اسپیندل

پاسخ دهید

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