如何在家自制数控雕刻机套件? - 搭建指南

最后更新:2023-08-31 作者 阅读时间:5分钟

如何在家制作数控雕刻机套件? - DIY 指南

在本文中,我们将指导您如何在家中制作数控雕刻机套件,包括机器零件组装、Mach3 软件安装和数控控制器设置。

本着自己的兴趣爱好,以及金钱买不到的DIY精神,一路跌跌撞撞,历时15天,终于完成了 数控雕刻机 在家 DIY 项目。

其实在做之前我想了很久,每个部分能不能自己做,需要什么样的结构,配件,设置,操作等等。在这个过程中也参考了各大技术论坛的资料,在此感谢这些高手的无私奉献。

在开始操作之前,您必须首先了解数控雕刻机的工作原理。市面上流行的自制数控雕刻机套件实际上是一种基于计算机并行端口的数控系统。计算机上的软件将G代码转换成各轴(通常为X、Y、Z三轴)步进电机的控制脉冲,然后通过并行端口直接输出。

注意:此时并口不用于并行输出数据,仅输出脉冲。因此,DIY 数控雕刻机计划包括以下4个步骤:

第一步、数控雕刻机设计图

为了更高效的DIY和调整,首先要设计图纸,确定台面各部分的尺寸和规格。 数控机床主要包括光轴尺寸图、滚珠丝杠尺寸图、左右支撑臂尺寸图、Y轴移动底座板尺寸图、底座电机端尺寸图(后部)、底座前端尺寸图、X轴移动底座尺寸图、Z轴移动底座尺寸、Z轴顶板、底板尺寸图、Z轴轴承座尺寸图。

数控雕刻机图纸

数控雕刻机图纸

数控雕刻机图纸

画画

设计图纸的时候,我总是会反复修改,设计了3套图纸,一开始图纸尺寸比较大,后来就定下了这10张图纸作为我的DIY计划。

第二步、电路部件设计和测试

设计完图纸我们就开始准备电路部分。

1、3个2A 60步进电机,电机是6芯的,中间抽头不接,改成4芯的。

2.MACH3控制板。

3. 24V6.5开关电源。

电路部分测试

电路部分测试

接上电脑测试了一下,一切正常。当然测试之前需要先了解一下MACH3的安装和使用方法。

如何为数控雕刻机安装 MACH3 软件?

1.打开随机光盘“MACH3 3”目录中的MACH2.63文件夹

2、运行“MACH3 V2.63.EXE”开始安装,默认点击“NEXT”直至安装完成。

3、将“覆盖安装目录”中的所有文件覆盖至软件安装路径(默认为C:\MACH3),确认覆盖。

4。 重启你的电脑。

5、正确安装软件后,在Windows系统的设备管理器中应该可以看到相应的标识,右键点击桌面图标“我的电脑”,依次点击属性、硬件、设备管理器,在列表中可以看到所有的设备,如果可以看到“MACH3 Driver”,则说明是正确的。如果没有,则应该重新安装软件,重新安装前应该先卸载原来的,并手动删除其目录,清理注册表。

MACH3数控控制器

MACH3数控控制器

如何设置和使用MACH3控制器进行数控雕刻?

重启电脑后,桌面上会出现几个新图标,我们只能使用“MACH3MILL”这个图标,双击鼠标即可进入CNC控制系统界面。关于如何设置和使用MACH3控制器的详细步骤,请自行查阅资料,这里我就不赘述了。

第三步、机械零件设计和组装

机械部分的搭建耗时最多,我买原材料的顺序是这样的,先买滑块、轴承、光轴(因为怕实物和图纸尺寸不一样,所以就拿实物重新测量了一下,后来发现是多余的,因为滑块都是标准的),然后买加工用的铝片,最后买丝杠。

这里简单介绍一下机械结构:

铝板由 12mm 厚6061合金铝板。除左右臂为切割外,其他均为标准铝排购买,切割即可使用。光轴为直径:Y轴为 20mm,X 轴为 16mm,Z轴为12mm,全部采用硬化光轴,X/Y轴采用直线轴承加滑块,Z轴直接采用加长直线轴承固定在铝板上,丝杆采用1605滚珠丝杆。

铝板加工我也想了很久,因为龙门架的左右臂都是弧形的,我没有合适的工具,加工起来也不方便,只能拿到附近的店里去激光切割、钻孔、攻丝,如果有金属加工设备也可以自己做,这样可以节省成本。

将光轴与铝件切割好之后,用砂纸打磨一下,再用清水洗净油污,准备开始组装。

先将Z轴组件、丝杠、滑块组装在Z轴背面。

主机架

主机架

由于各个单元已经准备好,因此整体机架也很容易组装,以下是X/Y轴组装的效果图。

Z 轴组件

Z 轴组件

Z 轴步进电机带同步轮和皮带

Z 轴步进电机带同步轮和皮带

这是Z轴步进电机的装配结构,个人总觉得步进电机直接放在上面太高了,整个机器有点不协调,所以就改成了用同步轮加皮带的方式。

E240数控雕刻机主轴到达,开始组装。

数控雕刻机主轴

主轴

调换步进电机的方向,用黄铜管固定,再装上主轴,是不是好看多了?

步进电机固定

步进电机固定

我当时非常兴奋,赶紧找到螺丝临时组装了X/Y轴电机,然后用MACH3控制器进行了测试。螺距参数设置得很好,切割比非常精确。目前为止,数控机床运行正常。

接下来,开始制作自己的踢脚板

铝板买的时候是锯好的,自己标记、打孔的。

钻孔后,打磨、清洁并组装。

至此,数控机床套件的初步DIY完成。

数控雕刻机图

完整图

第四步、 数控雕刻机改进

需要改进的是制作压板、整理电缆、制作电控箱。

让我们开始制作压力板,锯 8mmX300mm 铝板成 100mm 长度,然后打孔,这个最简单。

压板钻孔

压板钻孔

现在开始做一个电控箱,直接从市场买了一个成品铝箱。

铝盒

铝盒

在 CAD/CAM 软件中设计控制面板,生成刀具路径,并开始铣削。

我使用了0.3锋利的铣刀,30度,估计用10度来铣削会更好。

控制面板铣削

控制面板铣削

接上连接器看看效果。

控制面板外观

控制面板外观

开始组装电路。

电控箱内部图

电控箱内部图

最终效果图

最终效果图

至此,我的数控雕刻机DIY项目圆满完成。在制作过程中,我学到了很多知识,也收获了很多乐趣。如果你感兴趣,不妨亲自尝试一下。你会发现,整个制作过程都需要坚持不懈。掌握和操作相关的软件、硬件以及CNC知识,就相当于上了一堂CNC课程,为将来挑战更复杂的DIY项目打下了坚实的基础。感谢大家的关注和宝贵意见! STYLECNC我愿意和大家交流,讨论大家感兴趣的事情,共同进步。

DIY数控雕刻机套件常见问题解答

自己动手制作数控雕刻机值得吗?

如果您有空闲时间、专业的数控知识、足够的耐心和可承受的预算,那么 DIY 一台数控雕刻机是值得的。如果您没有能力自己动手,但仍然对此感兴趣,您可以从亚马逊购买一台供业余爱好者和家庭使用的迷你台式数控雕刻机,或者以低成本在海外购买最实惠的中国数控雕刻机。

自己制作一台数控雕刻机要花多少钱?

自制一台数控雕刻机的平均成本约为800美元起,而有些雕刻机的成本可能高达5,160美元,具体取决于您所需的功能。不同的数控雕刻机工作台尺寸(2x2, 2x3, 2x4, 4x4, 4x6,4x8, 5x10, 6x12会导致不同的硬件成本。不同的数控系统也会影响软件成本。

延伸阅读

数控雕刻机多少钱? - 购买指南

2022-06-28上一篇

如何从头开始构建数控机床? - DIY 指南

2022-07-06下一篇

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