En skumkutter er et flott verktøy for å lage deler til fly. Denne maskinen lar deg kutte nøyaktig hvilken som helst form på den aerodynamiske profilen i henhold til CAD.
Maskinen har en nikrom ledning strukket mellom to føringer. Strøm føres gjennom ledningen, ledningen varmes opp, og føringene beveger seg, og kutter ut kompliserte konturer, for eksempel koniske vinger. Hver akse blir drevet av en trinnmotor gjennom spindelen, GT2-beltet og remskiven. Skjærkraften skal være minimal, og strukturen må være stiv nok til å motstå spenningen på ledningen som er strukket mellom støttene.
Dette er en ekte 4-akset maskin som kan kutte forskjellige former på begge sider samtidig, så problemet oppstår hvordan man kontrollerer fire uavhengige akser samtidig. Mange opplæringsprogrammer fokuserer på 3-aksede maskiner, for eksempel 3D-skrivere, men det ser ut til å være utilstrekkelig dokumentasjon om å lage en 4-akset maskin ved å bruke lett tilgjengelige deler og open source programvare. Mesteren fant flere personer som gjorde lignende prosjekter ved å bruke Arduino og Grbl, og bestemte seg for å lage sin egen maskin.
Verktøy og materialer:
- Kryssfiner (12mm);
-Metal stenger;
- Blyskrue (M8 x 600 mm);
- Motorkobling M8-M5 (M8 for ledeskruen og M5 for motorakselen);
-Arduino Mega 2560;
-RAMPS 1.4;
-Trinn motorer (en for hver akse);
-A4988 Trinnfører (en for hver trinnmotor);
- 12V strømforsyning for Arduino + ramper;
-Variabel strømforsyning (Lipo-ladere med varm trådmodus);
-Nkrom ledning;
Trinn en: Programvare
Den vanskelige delen av å lage en 4-akset CNC er å finne programvare for å generere G-koden og kontrollere maskinen. Et programvaresøk førte til skaperen av https://www.marginallyclever.com/2013/09/how-to-build-a-4-axis-cnc-gcode-interpreter-for-arduino/, utviklet av Marginally smart, som bruker Arduino Mega 2560 og CNC Ramps 1.4 skjerm.
Noe informasjon har blitt brukt av følgende forfattere: RcKeith og rcgroups.com
Grbl Hotwire Controller.zip
GRBL8c2mega2560RAMPS.zip
FoamXL 7.0.zip
Trinn to: Maskinmontering
Utformingen er laget av 12 mm kryssfiner, den lineære enheten er laget av stålrør med en diameter på 1/2 tommer med kryssfiner skyveblokker. Utformingen av glideblokkene kan forbedres ved å installere et lineært lager eller hylse.Siden mesteren bruker en blyskrue, har han nok dreiemoment til å overvinne friksjon uten peiling. To stålrør støtter og holder føringsblokken på samme akse.
Vertikale søyler er plassert på toppen av den horisontale føringsblokken. Den har fire rør.
Drivskruen er festet til trinnmotoren ved hjelp av en fleksibel kobling. Dette hjelper med lett justering av skaft og skrue. Den stående har en trinnmotor med en innebygd blyskrue, som kan kjøpes eller erstattes med en konvensjonell trinnmotor og clutch.
De to maskinstativene er identiske. På basen er det et sted for å feste maskinen på skrivebordet.
Note. Når du bruker glidelager, avhengig av materialet, kan det oppstå et fenomen som kalles "klistring og glidning". Dette kan føre til at bevegelsen blir ujevn og forårsaker vibrasjoner. Det kan også føre til blokkering, noe som kan føre til store belastninger og hopp over trinn når du bruker en stepper motor.
Foamcutter_base.dxf
Trinn tre: Koble til elektronikk
Neste trinn er å koble elektronikken, flytte motorene og sette opp maskinen. Det er 4 trinnmotorer som må kobles til Ramps-plattformen. Ledninger må legges helt for å sikre tilstrekkelig akselbevegelse.
All ledning er koblet til Ramps-brettet, som er en CNC-skjerm for Arduino Mega2560. Ramp kan støtte opptil 5 trinnmotordrivere som A4988. Mesteren bruker Nema 17-motorer.
Forsikre deg om at A4988-brikken er riktig orientert før du installerer på et Ramps-brett. Hver trinnmotor kan trekke opp til 2 A, trinnmotordriverne er utstyrt med radiatorer for varmespredning. Tavlen har også en MOSFET 11A for å kontrollere temperaturen på ledningen koblet til pinnen D8. Alle komponentene på tavlen varmes opp, sørg for at riktig kjøling er sikret.
Når systemet er slått på, fortsetter trinnmotorene å trekke strøm for å opprettholde en holdeposisjon. Komponenter som Stepper og MOSFET-drivere kan bli veldig varme under drift. Ikke bruk ramper uten aktiv kjøling.
Master laserkuttet basen til Arduino og Ramps og koblet til en 12V vifte for å gi aktiv kjøling for brettet.
Trinn fire: Oppsett
Hver CNC må være riktig konfigurert før du starter arbeidet. Siden trinnmotorer brukes i et åpen sløyfesystem (uten tilbakemelding), må du vite hvor langt vognen vil gå med hver omdreining av trinnmotoren. Det avhenger av antall trinn per omdreining av motoren, stigningen på spindelen og nivået av mikroovergang som brukes.
step_per_mm = (motor_steps_per_rev * driver_microstep) / thread_pitchDen bruker en trinnmotor med en stigning på 200 o / min. drevet av A4988-driveren i 1/16 mikroskop, med en blyskrue i trinn på 2 mm.
Trinn_per_mm = (200 * 16) / 2 = 1600Skruen som mesteren brukte var dobbeltsidig, så verdien vil være halvparten av det som er angitt ovenfor, dvs. "800". Hvis skruen er firetrinns, vil verdien være en fjerdedel av det ovennevnte.
Etter å ha blinket Mega 2560 med Grbl8c2MegaRamps-filen, åpner du seriellportmonitoren og skriver inn “$$” for å få tilgang til Grbl-innstillingspanelet. For å endre hvilken som helst verdi, tast inn $ number = value. For eksempel $ 0 = 100 Etter at du har satt opp maskinen, må du forsikre deg om at maskinen beveger den nøyaktige verdien som vist i kontrolleren.
Trinn fem: Nichrome
For å kutte skummet, trenger du en ledning laget av et passende materiale som tåler oppvarming og vil ha samme temperatur på hele lengden.
Nichrome er et passende materiale. Det er best å bruke en så tynn tråd som mulig for å redusere sporene under skjæring og for å sikre rene kuttelinjer. Som regel, jo lengre ledning, jo større er spenningen som må påføres, og jo tykkere ledning.
Neste trinn er å feste nikrometråden til maskinen. Siden vi har 4 uavhengige akser, kan vi ikke bare slå begge endene av ledningen til støttene.Ledningen skal ha en viss forlengelse, enten ved hjelp av en fjær, eller ved hjelp av en vekt festet til endene.
Konstant spenning kan påføres ledningen ved hjelp av en fjær med konstant kraft eller hengende vekt ved enden. En billig måte å få en fjær med konstant kraft på er å bruke ID-kortspoler.
Trinn seks: Programvare og G-kodegenerering
Grbl Hotwire-kontroller
Veiviseren bruker Grbl kontrollpanel, utviklet av Garret Visser, som ble tilpasset for skjæring av Hotwire av Daniel Rassio. Panelet har uavhengig moduskontroll for alle akser. Det er også et visualiseringsverktøy, en "Gcode" graf, og muligheten til å lagre dine egne makroer. Hotwire-temperaturen kan styres ved å bruke M3 / M5 for å slå av / på og S-kommandoen “xxx” for å stille inn utgangsspenningen, enten manuelt eller ved å bruke rullefeltet i programvaren. Den varme ledningen skal kobles til “D8” -utgangen og drives av en strømkilde tilkoblet “11A” -inngangen på linjekryssene.
Vinge g-kode generator
Vinge g-kode generator er et program for å generere XYUV GY-koden for varmskjæring av flyvemodellvinger. Den kjører på Python 2.7 og kan også integreres med LinuxCNC Axis-grensesnittet. Det er også en online versjon. Dette lar deg legge inn forskjellige parametre på vingen. Det er en database med aerodynamiske profiler i .dat-format. Nye profiler kan importeres på samme måte.
Denne programvaren er enkel å bruke og støtter lagdeling av vingene på samme skumbit for å spare materiale. Utgangs-G-koden kan sendes til maskinen via Grbl-kontrolleren.
2.4 Jedicut
Jedicut - Dette er et kult program som kan utføre både CAD / CAM og utføre funksjonene til en maskinkontroller. Det er også en plugin for generering av G-kode. Dette er ikke det enkleste programmet å konfigurere. Noen av alternativene og feilmeldingene er på fransk, men hvis du jobber med det en stund, kan du få det til å fungere.
Vingens G-kode genererer G-koder i absolutt modus, som kjører på Grbl uten problemer, men Jedicut genererer G-kode i trinnvis modus. Skipsføreren hadde vanskeligheter ved første start, da bilen bare beveget seg frem og tilbake. Hvis dette skjer, rediger G-koden for å fjerne unødvendige linjer i overskriften.
Både Wing G-koden og Jedicut genererer G-kode med noen ikke-støttede Grbl-koder i overskriften. Kontrolleren vil vises på skjermen når slike feil oppstår. Rediger G-koden og slett unødvendige kodelinjer.
Arbeidende G-koder med begge programmene er inkludert, bruk dem til å sjekke kontrolleren.
Jedicut.rar
winggcode.rar
Syvende trinn: innstilling av matningshastighet og temperatur
I motsetning til konvensjonell fresing, kuttes ledningen ved å smelte skum. Når ledningen forblir i en stilling i noen tid, fortsetter det omgivende materialet å smelte. Dette øker snittets spor og forårsaker unøyaktigheter i størrelse. Det er to variabler som påvirker bredden på kuttet.
Kutt fôrhastighet.
Ledningstemperatur.
Klippetilførselshastigheten er hastigheten som tråden skjærer gjennom materialet, fortrinnsvis i mm / min. Jo høyere hastighet, desto mindre er sporet, men jo høyere ønsket temperatur, så vel som spenningen i ledningen skal være tilstrekkelig. Gode starthastigheter er fra 350 til 500 mm / min.
Temperaturen på ledningen skal være litt høyere enn skumets smeltetemperatur. Temperaturen styres av strømmen som strømmer gjennom ledningen.
Det er programvare som gjør det mulig for PWM-kontroll av ledningen å varme den opp i de rette øyeblikkene for å optimalisere skjærefôringshastigheten. Temperaturen på ledningen bestemmes av kvadratet av strømmen ganger motstanden.
Det er en spesiell kalkulatorhvor du kan gjøre alle nødvendige beregninger.
Trinn åtte: Maskindrift
Prosessen begynner med et design som blir eksportert som en DXF-fil. Denne filen importeres deretter til CAM-programvaren og sendes ut som en G-kode. Maskinen er slått på og kalibrert. Materialet legges på en arbeidsbenk og startposisjonen settes. Kjør G-kodefilen og se hvordan enheten gjør alt arbeidet for deg.
I følge masteren er maskinen enkel å produsere og letter arbeidet med flymodeller.
I videoen nedenfor kan du se et eksempel på maskinen.