鋁型材雕刻機

ID:112317 · 發表于 2016-4-9 19:39

最近一直在折騰雕刻機，把小成果也發到這來吧
雕刻機要是做出來了，那以后做東西就太方便了，雕刻PCB就是小菜一碟~
本來是貼在磁動力的，轉過來吧，一張張圖重新弄太麻煩了

本人是學電子的，3個星期前我對雕刻機幾乎還一無所知，但是經一個星期的惡補終于弄清了雕刻機的機構和工作原理
花了兩個星期，我設計了一個用鋁型材作為框架的雕刻機，反反復復的修改，現在感覺應該是可行了
但我畢竟不是學機械的，不知道這樣的設計合不合理，所以把它放上來希望能得到大家的寶貴建議SolidWorks我只學了最基本的，很多模型我簡化了，高手不要笑！
整體圖，與我的15寸本本的對比：

框架，采用國標3060鋁型材：

Y軸：

X軸：

Z軸：

主軸小電機：

Z軸+主軸：

底座+Y軸：

底座+X軸：

電控箱，安裝在機機的背后：

總體尺寸466*436*485mm （包括露出的步進電機）
行程XYZ：221*187*95mm
Z軸至工作面板100mm（Z軸可降）
說說我的設計想法吧，在開始設計雕刻機前我看了很多大神的帖子，從什么不懂的菜鳥，變成了一只稍懂了點皮毛的菜鳥。。因為我不是學機械的，不太會設計機械結構，上面的這些結構都是我憑經驗還有借鑒了各位大神的結構，當然也加入了我的一些小創新。最初的版本是打算全部用鋁型材來做的，為什么采用鋁型材呢？因為用它加工量最少，幾乎不需要打孔，全部靠連接件和螺栓螺母連接，精度有保障，我手上有的唯一一個工具就是一把小電磨，很難用，而且宿舍的環境不適合買大家伙。用鋁型材來做雕刻機我搜集的比較不錯的帖子：

最開始我打算全部用鋁型材拼出一臺雕刻機，固定龍門，移動龍門都試過，譚利民的版本也試過，但我感覺他的做法需要打很多孔，而且有的還需要擴孔，所以他的版本我也放棄了。但是全部用鋁型材來做真的很難！因為型材就那么幾種，拼來拼去簡直是在考我排列組合，最頭痛的是鋁型材與滑塊的連接，因為要讓滑塊的安裝孔剛好處于鋁型材的槽縫之中，再通過螺栓與螺母將滑塊與鋁型材固定住，否則就需要在型材上打孔。在一個版本中我差不多全部搞定了，后來還是毀在了該死的15系列鋁型材上！
在設計的過程中我也發現了鋁型材的缺點，第一，繁瑣，這是他作為標準材料所付出的代價，也就是說實現相同的結構鋁型材一般要用更多的材料，第二，比較貴，不是鋁型材貴，而是連接件貴。。。T.T！國標3060鋁型材55元/米左右，但是一個6060連接件就要10塊，還沒算上螺栓螺母呢。。順便說一點，鋁型材其實種類很多的，按切面形狀分為國標和歐標，最大區別在于凹槽不同，一開始我混用國標和歐標，結果到了最后快設計完了才發現==！個人感覺國標更加好。。。
后來我就換了思路，打算綜合鋁型材和鋁板，鋼就不考慮了，第一太重，畢業了不好處理，第二不好下手，等以后工作了穩定了可以考慮上鋼的~整體的設計還是以鋁型材為主，作為框架，但是X軸、Z軸、步進電機座、工作面板的底板都打算采用鋁板，目前在猶豫是自己買鋁板打洞攻絲，還是直接淘寶加工，本地加工就算了，沒時間，也不好找。加工費很貴，自己打洞又得買家伙花時間精度還不一定好、、、糾結啊==
大家如果仔細看我的絲桿和光軸的安裝會發現絲桿要比光軸短一些，這也是我經歷過幾次設計總結出來的，一般為了提高底板的穩定度，都是采用較長的滑塊或拉長滑塊間的距離，這樣行程就取決于光軸滑塊的長度了，絲桿很貴1605的100多元/米，光軸一般30元/米，所以可以用犧牲光軸換取絲桿，既提高了光軸、絲桿的利用率，又省了大米。。。
關于主軸電機，這是我在淘寶上看到的比較牛b的電機，10-40v，330w，直徑才48mm。。。不知道怎么樣，但是電磨就不打算用了，主要是噪聲太大，聽說徑向跳動也挺大的，不想崩刀。。。
關于電源，計劃采用開關電源，雖然開關電源用來驅動電機有種種不適，但我還是選擇了他，就是看中了輕便，用環牛的話就和機機不協調了，主軸電機調速可以去掉了，貌似作用不大，一般用2、3個檔就夠了，分別對付亞克力、PCB、鋁板
步進電機驅動還沒決定，因為我是學電子的，這個其實可以自制，由于本本木有并口，那就只能USB驅動啦
這些就是我在設計中的一些想法和體會，本人是個新手，也希望本文能為新手提供些幫助，希望大家多提些建議~等這個雕刻機做出來后我將公布所有的圖紙

已知的問題還有我的疑惑：
1、鋁板加工問題，不知道是自己加工好呢還是淘寶加工好，要綜合考慮精度、經濟成本、時間成本等投入【已解決】
2、不管自己加工還是淘寶加工，我想知道螺紋孔該怎么設計？如果自己打洞攻絲一個5mm的孔，該打多大的孔，選用哪種型號的絲錐？如果拿去外面加工該怎么表示這個空呢？SolidWorks中的螺紋孔我都是用通孔代替的【已解決】
3、沉孔問題，也是不懂沉孔該怎么設計，如10mm的鋁板，一個5mm的孔，該怎么設計沉孔呢?【已解決】
（待更新）

其實很久前就改造好了，只是我太懶了，一直懶得更新了。。
嘿嘿玩新機機幾個月了，加工的pcb、零件也有上百次了
更新幾張圖

另一臺新機機，under heavy development。。
這兩個月內也要出爐了

螺釘底孔的一些尺寸，可以參考一下

ID:112317 · 發表于 2016-4-9 19:39

1、鋁板加工問題，不知道是自己加工好呢還是淘寶加工好，要綜合考慮精度、經濟成本、時間成本等投入
建議淘寶加工價格不貴，本地加工的話價格昂貴，精度不搞，毛刺多。處理不好2、不管自己加工還是淘寶加工，我想知道螺紋孔該怎么設計？如果自己打洞攻絲一個5mm的孔，該打多大的孔，選用哪種型號的絲錐？如果拿去外面加工該怎么表示這個空呢？SolidWorks中的螺紋孔我都是用通孔代替的
孔的加工很簡單一般m6的孔用直接5.5mm的轉頭打洞。不超過M10的算法減去0.5mm就行。3、沉孔問題，也是不懂沉孔該怎么設計，如10mm的鋁板，一個5mm的孔，該怎么設計沉孔呢?
（待更新）去下載一個螺絲尺寸庫。平頭，沉頭各種頭的尺寸都有，按照上面做就行。

ID:112317 · 發表于 2016-4-9 19:40

51黑dd 發表于 2016-4-9 19:39
1、鋁板加工問題，不知道是自己加工好呢還是淘寶加工好，要綜合考慮精度、經濟成本、時間成本等投入
建議 ...

很暈倒的一個問題。
螺紋底孔的加工是這樣的。
機械加工里面螺紋底孔（就是攻絲前打得那個孔）的經驗計算公式為（螺紋底孔=螺紋大小-螺距大小）
拿M5 的螺紋孔舉例，螺紋底孔=5-0.8=4.2。
你加工M5的螺紋孔就先用直徑4.2mm的鉆頭打螺紋底孔，然后使用M5的絲錐攻絲就可以了。
如果嫌麻煩可以看看這篇文章。
直接查就可以了。
http://wenku.baidu.com/view/8cbf4b0f844769eae009ed75.html

選擇的絲錐就說是M5的右旋粗牙機用絲錐就可以，一般螺紋都是右旋的，粗牙指的是螺距的大小，我們通常都是使用粗牙。
采用機用絲錐主要是因為簡單些，因為普通手工絲錐分為頭錐和二錐，使用很麻煩。。

圖紙上螺紋孔的表示是采用一個粗線圓和一個3/4的細線圓來表示的，soildworks對這樣的東西可以自動生成，自動標注。

ID:112317 · 發表于 2016-4-9 19:40

我也想搞一雕刻機，先從控制板方面來，我的電腦沒有并口，所以控制板想用usb口的，看了你的方案是選擇的arduino方案，我也很想用這個方案，但有以幾個問題：
1、arduino是否可以穩定的同步驅動4個軸（x,y,x,a）。如果可以。
2、arduino有步進電機驅動庫，這個庫如何與g代碼通訊來控制四個軸。
3、其它的軟件如（文泰）是否還可以使用。
先謝了!

ID:112317 · 發表于 2016-4-9 19:40

51黑dd 發表于 2016-4-9 19:40
我也想搞一雕刻機，先從控制板方面來，我的電腦沒有并口，所以控制板想用usb口的，看了你的方案是選擇的ard ...

建議你先搞定機械部分，因為一個好的、穩定的結構非常重要
目前我的雕刻機用的是usbcnc，200塊的控制板+軟件，功能強大，很方便
不過最近我又開始研究arduino的方案了，電路正在設計中，制作和測試都還要一定的時間。。這個方案是基于grbl的，grbl雖說是用在arduino上的，但是它是用純avr語言寫的，非常高效，atmega328的資源差不多被用完了，所以為了提高性能，目前設計的方案也正打算用純avr寫，要是用arduino語言寫，效率會低很多
grbl就是個3軸插補器，目前不支持a軸，以后會不會有，要看作者更不更新了
據我所知目前的步進電機庫都不能用來做雕刻機，要么不能聯動，要么沒加減速
文泰、artcam之類的軟件是cam軟件，用來把模型轉換成g代碼，一般的控制器都支持標準g代碼的

ID:134543 · 發表于 2016-9-15 00:45

51黑dd 發表于 2016-4-9 19:39
1、鋁板加工問題，不知道是自己加工好呢還是淘寶加工好，要綜合考慮精度、經濟成本、時間成本等投入
建議 ...

樓主不錯！雖然不是學機械的，解決這些東西弄的還挺專業

ID:134543 · 發表于 2016-9-15 00:49

想請教一下樓主，這樣一臺機器，花了多少錢來弄？
我最近也準備弄一臺CNC，所以想知道一下價格，心里有點底！
不過我用的51單片機

ID:144037 · 發表于 2016-11-5 08:56

立此存照 DIY的樂趣也就在于此了

制作一個雕刻機，你知道了鋁型材、攻絲、電機、螺絲、編程。。。。。。。。。

這些知識不是你直接買一個現成的雕刻機能得到的

ID:144037 · 發表于 2016-11-5 08:58

樓主能共享一下全套資料就更好了

ID:62397 · 發表于 2017-5-20 15:12

有下位機程序嗎

ID:207287 · 發表于 2017-6-22 14:29

51黑dd 發表于 2016-4-9 19:40
我也想搞一雕刻機，先從控制板方面來，我的電腦沒有并口，所以控制板想用usb口的，看了你的方案是選擇的ard ...

有12C接口，方便多塊板，同時運行。當然是我們這些技術差的才用這些方法。技術好的通常只用一塊板就可以做很多事

ID:213970 · 發表于 2017-7-14 17:50

很不錯，以后也試試看！！

ID:185687 · 發表于 2017-10-2 23:33

有沒有機加工圖紙之類的，謝謝

ID:228524 · 發表于 2017-12-10 00:08

要是上傳資料就更好了

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鋁型材雕刻機

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