👨🏼‍🏭 🍕 ✊🏾 सीएनसी मशीन का एक और अनुप्रयोग 🧑🏿‍🤝‍🧑🏻 🎄 🐧

एक सीएनसी मशीन एक संख्यात्मक रूप से नियंत्रित मशीन है। आपको उच्च सटीकता, पुनरावृत्ति और गति के साथ पूर्व-तैयार कार्यक्रम के अनुसार भागों का उत्पादन करने की अनुमति देता है। यह लेख मेरे द्वारा बनाई गई घुमावदार मशीन पर चर्चा करेगा, जिसे मैंने ऑर्बिटर नाम दिया था।

3 डी प्रिंटिंग क्षेत्र के साथ सीएनसी क्षेत्र को अधिक कसता है। मेरी मशीन में सीएनसी मशीनों के लिए एक असामान्य रूप से डिजाइन है, क्योंकि सभी को सीएनसी मिलिंग मशीन, सीएनसी बर्नर, 3 डी प्रिंटर देखने के लिए उपयोग किया जाता है , और इस लेख में वर्णित मशीन एक घुमावदार मशीन है, या धागे और गोंद से बने लैंपशेड के लिए एक मशीन है। ऑपरेशन का सिद्धांत एक फुलाए हुए घूर्णन गेंद पर घुमावदार होता है, जो गोंद के सूखने के बाद उतरता है और हटा दिया जाता है।

पिछले दस वर्षों में, सीएनसी घटकों और इलेक्ट्रॉनिक्स की कीमत में काफी गिरावट आई है, इसलिए लगभग सभी लोग सीएनसी मशीन को इकट्ठा कर सकते हैं। मशीन को असेंबल करते समय, मुझे इंजीनियरिंग शिक्षा, बजट और सामान्य ज्ञान द्वारा निर्देशित किया गया था। इस कारण से, मैंने न्यूनतम बिक्री में मशीन के लिए भागों की खोज करने की कोशिश की, जिसमें न्यूनतम धातु का काम किया गया, चीन में कुछ ऑर्डर किया गया, ऑटो और कंस्ट्रक्शन स्टोर्स में कुछ खरीदा गया, दोस्तों के गैरेज में कुछ खत्म हो गया। कुछ विवरणों को अभी भी टर्नर द्वारा आदेश दिया जाना था।

उपकरण और सामग्री

उपकरण:

पेचकश (ड्रिल और बिट्स के एक सेट के साथ)
रिंच और पेचकश का सेट
सोल्डरिंग आयरन, फ्लक्स, सोल्डर
फाइलें, फाइलें
अर्ध-स्वचालित वेल्डिंग

सामग्री:

फर्नीचर चिपबोर्ड 16 मिमी
फास्टनरों का निर्माण
स्टील पाइप व्यास 12 मिमी, लंबाई 1 मी
मिश्रित नट, बोल्ट, शिकंजा, वाशर
, ,

:

Nema 23
TB6600
608
CPLD EPM570
12 6,5
5 3

मुझे लगता है कि उपकरण और सामग्री के साथ सब कुछ स्पष्ट है, मैं अधिक विस्तार से विवरण पर ध्यान केंद्रित करूंगा। कीमतें अप्रैल 2015 तक मौजूद हैं। मैंने 10 सीयू के लिए एक विज्ञापन के तहत दो स्टेपर मोटर्स खरीदे एक टुकड़ा। ड्राइवर और कपलिंग , साथ ही एक पल्स कनवर्टर , ~ 12, ~ 6 और ~ 2 c.u. क्रमशः चीन से आदेश दिए गए थे। 0.5 क्यू की कीमत पर कार की दुकान पर खरीदा गया बियरिंग्स एक टुकड़ा। उसी नाम की वेबसाइट पर शुल्क मंगल रोवर का आदेश दिया गया। बिजली की आपूर्ति घर के आसपास अनावश्यक रूप से पड़ी थी। सॉकेट और ऑप्टोकॉप्लर प्रिंटर को अलग करने के बाद छोड़े गए स्पेयर पार्ट्स में पाए गए।

चूंकि मशीन को खरोंच से बनाया गया था, इसलिए कई हिस्सों को लंबे समय तक खोजा जाना था, जिसके बारे में केवल एक मोटा विचार था कि उन्हें कैसे दिखना चाहिए। मुझे अपने लिए निम्नलिखित विधि मिली: हम एक कार की दुकान या एक निर्माण सामग्री की दुकान पर जाते हैं और कुछ इसी तरह की तलाश करते हैं, यदि आवश्यक हो, तो हम एक फ़ाइल के साथ समाप्त करते हैं।

सृष्टि का इतिहास

2013 की सर्दियों में, नए साल की छुट्टियों की तैयारी में, मैं धागे और गोंद की गेंदों के निर्माण के बारे में जानकारी की तलाश कर रहा था, जिन्हें सजावट के रूप में उपयोग किया जाता है। मुझे गेंदों की एक तस्वीर आई जो स्पष्ट रूप से हस्तनिर्मित नहीं थी। विषय में जाने के बाद, मुझे पता चला कि ऐसी गेंदें अपने स्वयं के निर्माण की मशीन पर मॉस्को के एक निश्चित शौकिया द्वारा बनाई जाती हैं। मशीन मैकेनिकल थी। रूस और नेटवर्क के विदेशी क्षेत्र में एक के कई मंचों के संदर्भ में, मुझे कुछ और नहीं मिला। मुझे ऐसी गेंदों को घुमावदार करने के लिए एक सीएनसी मशीन बनाने का विचार आया।

वह इस विषय में और तल्लीन होने लगा। मैंने सीखा कि कंपोजिट से विभिन्न आकृतियों के उच्च दबाव वाले सिलेंडर बनाने के लिए एक समान प्रकार की वाइंडिंग का उपयोग किया जाता है। मैंने पवन के विषय पर पेटेंट को देखा। निष्कर्ष निम्नलिखित है, ऐसी मशीनों के डिजाइन पर सभी घटनाओं को 2 समूहों में विभाजित किया जा सकता है: दो इंजन वाली मशीनें और तीन इंजन वाली मशीनें। पूर्व का लाभ यांत्रिक भाग की सादगी में है, और इसलिए मशीन के द्रव्यमान और गतिशीलता में, साथ ही एक इंजन को बचाने में, जो स्पष्ट रूप से नियंत्रण की आसानी में उत्तरार्द्ध का लाभ है।

मशीन को दो इंजनों के साथ योजना के अनुसार विकसित करने का निर्णय लिया गया। चूंकि मैं पेशे से एक प्रोग्रामर हूं, इसलिए मैंने प्रबंधन में कोई समस्या नहीं देखी। मशीन की आवश्यकताएं इस प्रकार थीं: न्यूनतम बजट, छोटे आयाम और वजन, नीरवता और गतिशीलता। मशीन को स्वायत्त बनाने का फैसला भी किया गया था, अर्थात्, एक कंप्यूटर से बंधे बिना, ताकि इसे एक 220-वोल्ट आउटलेट के साथ ऑपरेशन में डालना संभव होगा। चूंकि मैं वर्तमान में एक FPGA डेवलपर हूं, इसलिए FPGA (या CPLD ) पर मशीन नियंत्रण बनाने का निर्णय लिया गया । चुनाव बोर्ड मंगल रोवर पर गिर गया। यहां चुनाव सरल है - इसे पहले ही खरीदा जा चुका है और प्रबंधन के लिए गणना के लिए इसके संसाधन पर्याप्त होने चाहिए। मैं थोड़ा आगे भागूंगा और कहूंगा कि फिलहाल एक पीसी से मशीन को नियंत्रित करने की क्षमता को जोड़ा गया है, साथ ही साथ Arduino के साथ एक स्वायत्त संस्करण भी है ।

यांत्रिकी

आजकल, जब लगभग सभी लोग सीएनसी मशीन और 3 डी प्रिंटर बनाते हैं, तो घटकों की पसंद पर कई लेख लिखे गए हैं, मैं इस पर विस्तार से ध्यान नहीं दूंगा।

कारखाने में एक डिजाइन मित्र के माध्यम से शाफ्ट और बियरिंग हाउसिंग का आदेश दिया गया था।

हम आकार में फर्नीचर चिपबोर्ड से मशीन के मामले के विवरण का आदेश देते हैं। सस्ते और आनंददायक। फिर हम बढ़ते आवास और असर के लिए छेदों को चिह्नित करते हैं। हम यूरोपीय मामलों पर मामला इकट्ठा करते हैं । बीयरिंगों को आवास में दबाया जाता है और यह सब विधानसभा आवास पर लगाया जाता है। असेंबल करते समय, मैंने "आंतरिक षट्भुज" शिकंजा का उपयोग किया, उनमें कुछ सौन्दर्यपूर्ण सुंदरता है, साथ ही साथ स्व-लॉकिंग नट्स भी हैं।
शाफ्ट एक ढीले फिट के साथ बनाए गए थे, क्योंकि उन पर भार छोटा है। हमने थोड़े प्रयास से उन्हें हाथ लगाया।

असर आवास के लिए स्टेपर मोटर्स की बढ़ती इकाई को कई बार फिर से बनाया गया था। कारण नीरवता की आवश्यकता है। स्टेपर मोटर्स बहुत कंपन करती हैं।

इसे कई तरीकों से लड़ें:

क्रशिंग स्टेप (इलेक्ट्रॉनिक्स में कार्यान्वित) +
उच्च गुणवत्ता वाले महंगे स्टेपर मोटर ड्राइवर (हमारे पास बजट है, इसलिए ड्राइवर सस्ते हैं) -
पॉलीयुरेथेन डालने + के साथ उच्च गुणवत्ता वाले कपलिंग
डम्पर माउंट +
मशीन के द्रव्यमान में वृद्धि (नींव में डालने के लिए, हमारी मशीन मोबाइल होनी चाहिए) -

नतीजतन, मैं माउंट के अगले डिजाइन में आया, जो अनिवार्य रूप से एक स्पंज है। कार निकायों के लिए कैप्स खरीदे गए, लैंडिंग व्यास 10 मिमी। हम टाइल के लिए 5 मिमी ट्यूबलर ड्रिल के साथ उनमें छेद ड्रिल करते हैं। अगला, हम ब्रैकेट लेते हैं, अक्षर "पी" के आकार में झुकते हैं, छेद को आराम से ड्रिल करते हैं और वहां प्लग ड्राइव करते हैं। पॉलिउरेथेन के साथ रबर प्लग युग्मन में पूरी तरह से कंपन को सम्मिलित करते हैं।

फिर मुझे अब भी मदद के लिए दोस्त की ओर मुड़ना पड़ा। मशीन के चार हिस्सों को वेल्डिंग करके बनाया जाना था। दो - न्यूमोफोर्म (बॉल) धारक, न्यूमोफोर्म स्टेकर और ब्रैकेट। हम गैरेज में एक दोस्त के पास जाते हैं और एक वेल्डिंग अर्धचालक यंत्र का उपयोग करने के लिए कहते हैं। हम सीम को नहीं देखते हैं, मेरे से वेल्डर कोई भी नहीं की तुलना में थोड़ा बेहतर है। अगला, हम स्टेकर को गोंद टैंक संलग्न करने के लिए ब्रैकेट स्थापित करते हैं। ब्रैकेट को एक नलसाजी क्लैंप और एक धातु प्लेट से वेल्डेड किया जाता है, फिर स्टेकर के साथ एक साथ ड्रिल किया जाता है। न्यूमॉफोर्म धारकों को ऑटो भागों के साथ डोरी के हिस्सों से वेल्डेड किया जाता है । बड़ा वॉशर VAZ से स्पेयर व्हील के बढ़ते से है, छोटा वाला रैक वॉशर है। हमने सब कुछ अपनी जगह पर रखा, यांत्रिकी तैयार हैं।

हम एल्यूमीनियम ट्यूब के एक टुकड़े से धागे के साथ एक स्पूल धारक बनाते हैं, जिसे हम एक चाप के साथ मोड़ते हैं, उस पर यू-आकार का ब्रैकेट स्थापित करते हैं। हम गोंद धागे और गर्मी हटना का उपयोग करके ट्यूब पर मछली पकड़ने की छड़ से छल्ले स्थापित करते हैं ।

इलेक्ट्रानिक्स

तो, चलो पोषण के साथ शुरू करते हैं। स्टेपर मोटर्स 3 एम्पीयर अधिकतम, स्टेपर मोटर चालकों और मार्स रोवर बोर्ड का उपयोग नगण्य मात्रा में करते हैं, इसलिए उन्हें गणना में अनदेखा किया जा सकता है। एक 6.5 amp बिजली की आपूर्ति पर्याप्त होनी चाहिए। मार्स रोवर बोर्ड को 5 या 3.3 वोल्ट के वोल्टेज द्वारा संचालित किया जा सकता है, शगोविक चालक 8-40 वोल्ट है। हम 5-वोल्ट डीसी-डीसी कनवर्टर के माध्यम से ड्राइवरों को सीधे बिजली की आपूर्ति, और मंगल रोवर बोर्ड से खिलाते हैं। सिग्नल के अनुसार ड्राइवरों में ऑप्टो-आइसोलेशन होता है।

कदमों के बारे में थोड़ा सा। मेरा एक कदम का कोण 1.8 डिग्री है, अर्थात, एक पूर्ण क्रांति करने के लिए, उसे दो सौ पूर्ण कदम उठाने की आवश्यकता है। मेरे डिजाइन में, स्टेकर 180 डिग्री से थोड़ा कम जाना चाहिए। थोड़ा कम क्यों? डंडे पर छेद बनाने के लिए। 38 सेमी के व्यास वाली एक गेंद के लिए, हमें लगभग 158 डिग्री मिलते हैं, यह लगभग 88 पूर्ण चरण हैं। स्टेपर मोटर्स को ड्राइवरों द्वारा नियंत्रित किया जाता है। हमारा ड्राइवर हार्नेस के साथ एक विशेष टीबी 6600 माइक्रोक्रेसीट है, जो एक स्टेपर मोटर को नियंत्रित करने के लिए एक सरल इंटरफ़ेस भी प्रदान करता है, तथाकथित स्टेप / डेयर । इंटरफ़ेस डिजिटल और बहुत सरल है, दालों को चरण इनपुट के लिए भेजा जाता है, एक पूर्ण-चरण मोड में एक पल्स एक कदम है, दिशा के लिए डीआर इनपुट जिम्मेदार है। हम इसे शून्य पर उजागर करते हैं, चरण एक दिशा में घूम रहा है, एक इकाई में - दूसरे में।

शून्य (प्रारंभिक स्थिति) पर सेट करने के लिए, आपको एक सेंसर की आवश्यकता होती है, हम प्रिंटर से ऑप्टोकॉपलर लेते हैं, मुझे इस पर डेटाशीट नहीं मिली, लेकिन विभिन्न निर्माताओं के प्रिंटर में ऑप्टोकॉपर्स की विशेषताएं समान हैं। हम थोड़ा अंतिम रूप दे रहे हैं, क्योंकि बोर्ड पर वर्तमान-सीमित और पुल-अप प्रतिरोध नहीं हैं। हम पटरियों को काटते हैं, सतह बढ़ते के साथ प्रतिरोधों को मिलाप करते हैं, यह एक सस्ता सेंसर निकलता है। इसकी कार्रवाई का सिद्धांत यह है, स्टैकर पर हम प्लास्टिक (किसी भी अपारदर्शी सामग्री) से बना झंडा स्थापित करते हैं। खुले राज्य में, सेंसर एक इकाई देता है, और जब झंडा अपने अंतर में गिर जाता है, शून्य।

हम सिस्टम यूनिट से सीडी-रोम के तहत स्टब से कंट्रोल पैनल बनाते हैं, हम इसे इम्प्रूव्ड ब्रैकेट्स पर मशीन केस से जोड़ते हैं। हम इसे 3 बटन पर फिक्सिंग और 3 स्विच के बिना रखते हैं। बटन असाइनमेंट: प्रारंभिक स्थिति सेट करना, प्रारंभ करना, रोकना, स्विच असाइनमेंट - स्टेकर की गति बदलना (पैटर्न इस पर निर्भर करता है)। हमारे पास 2 ^ 3 स्विच राज्य हैं, अर्थात 8 गति।

अब प्रबंधन कार्यक्रम के बारे में अधिक। याद रखें, जब हमने दो इंजनों के साथ मशीन की निर्माण योजना को चुना, तो मैंने इलेक्ट्रॉनिक भाग की जटिलता का उल्लेख किया। लेकिन बात यह है कि स्टैकर को एक बार रैखिक नहीं चलना चाहिए, लेकिन किसी प्रकार के अति-असंगत कानून के अनुसार, यह ध्रुवों पर धीमा होना चाहिए और भूमध्य रेखा पर तेजी से बढ़ना चाहिए। प्रक्षेपवक्र उपग्रहों की परिक्रमा से मिलता जुलता है, इसलिए मशीन का नाम - ऑर्बिटर है। हमें त्रिकोणमिति पर संदर्भ पुस्तकें मिलती हैं, जिन्होंने 3 डी विश्वविद्यालय से पाठ्यक्रम नहीं खोला और ध्यान से पढ़ा। हम इसे पढ़ते हैं, पढ़ते हैं, बंद करते हैं और इसे वापस शेल्फ पर रख देते हैं। किसी सूत्र को प्राप्त करना आसान नहीं है। हम इंजीनियरिंग से गुजर रहे हैं। हम गेंद लेते हैं, उस पर एक धागा डालते हैं, कैसे घुमावदार होने पर लेटना चाहिए, एक मार्कर के साथ सर्कल, इसे चिह्नित करें। अगला, अंक लें, प्रक्षेप करें, वसीयत में, हम ग्राफ बनाते हैं, हमें सूत्र मिलता है। पहेली विकसित हो गई है, गति स्पर्शरेखा कानून के अनुसार बदल जाती है। एक FPGA पर त्रिकोणमितीय कार्यों की गणना एक गैर-तुच्छ कार्य है और संसाधनों के मामले में काफी महंगा है, इसलिए हम इस कार्यान्वयन के विचार को अस्वीकार करते हैं। हम इसे पहले से गणना किए गए फ़ंक्शन मानों की श्रेणी में रखना आसान बनाते हैं।

मैं FPGA के लिए कार्यक्रम के निर्माण का विस्तार से वर्णन नहीं करूंगा, सबसे अधिक संभावना है कि मैं इस बारे में एक लेख बाद में करूंगा। मैं केवल यह कह सकता हूं कि कार्यक्रम वेरिलॉग भाषा में एल्टर क्वार्टस वातावरण में लिखा गया है और इसे राज्य मशीन के रूप में लागू किया गया है, जिसमें शून्य, प्रारंभ, ठहराव और परिवर्तन की गति के लिए फ़ंक्शन हैं। स्टेप ड्राइवर्स के पास स्टेप स्प्लिट सपोर्ट होता है1/2, 1/4, 1/8 और 1/16। परीक्षण से पता चला कि स्टैक इंजन पर चरण 1/16 को कुचलने पर मशीन सबसे अधिक चुपचाप काम करती है। वायवीय मोल्ड इंजन पर पिच क्रशिंग में परिवर्तन का शोर स्तर पर लगभग कोई प्रभाव नहीं था।

मशीन को उनके खाली समय में एक शौक के रूप में विकसित किया गया था, और इसलिए इसके निर्माण में लगभग एक साल की देरी हुई। 200 - 400 मिलीमीटर घुमावदार के लिए गेंदों का व्यास, लेकिन आप इसे बढ़ा सकते हैं यदि वांछित है, तो विशेष परिवर्तन की आवश्यकता नहीं होगी। उपयोग किए गए धागे साधारण सिलाई, एक्रिलिक गोंद, पीवीसी गेंद हैं, क्योंकि इस गोंद में पीवीसी के लिए कम आसंजन है। गेंद को दो तरफा टेप और एक छोटे प्रीलोड पर धारकों में रखा गया है। अंत में, मशीन की प्रक्रिया का एक छोटा वीडियो और तैयार काम की कुछ तस्वीरें।

जैसा कि मैंने ऊपर लिखा था, Arduino के माध्यम से नियंत्रण कार्यक्रम का एक संस्करण विकसित किया जा रहा है, साथ ही USB के माध्यम से नियंत्रण के लिए एक पीसी कार्यक्रम भी। मार्स रोवर बोर्ड के संसाधन सीमित हैं, इसलिए आपको कई घुमावदार पैटर्न नहीं मिलेंगे, पीसी प्रोग्राम इस समस्या को हल करेगा।

आशा है कि किसी को कुछ नया बनाने के लिए प्रेरित किया। आधुनिक क्षमताओं के साथ बनाएं, बनाएं - यह आसान है।

सीएनसी मशीन का एक और अनुप्रयोग