در این مقاله تمام مراجل ساخت CNC Router از ابتدا شرح می شود. با ما همراه باشید تا اولین برش خود را  با این دستگاه CNC انجام دهید.

CNC Router

 روتر (CNC) ابزاری شگفت انگیز برای هر سازنده ای است، زیرا به شما امکان می دهد انواع مختلف مواد را به طور دقیق برش و حکاکی کنید.

این دستگاه شباهت زیادی به پرینتر سه بعدی FDMدارد اما درhot end با روتر جایگزین می شود.

روترهای CNC معمولاً ماشین های ۳ محوری هستند و در اشکال و اندازه های بسیار متنوعی عرضه می شوند.

قیمت یک روتر CNC ساده می تواند تا ۲۰۰ دلار باشد ، در واقع محدودیت بالایی در قیمت ندارد.

این دستگاه معمولاً از یک روتر تشکیل می شود که بیت کنده کاری را می چرخاند و از سه موتور پله ای استفاده می شود که به رایانه امکان کنترل هر محور را با دقت بسیار زیاد می دهد.

ماشین های قویتر می توانند آلومینیوم را برش دهند.

در حالی که ماشین های ضعیف تر ممکن است بیش از حکاکی چوب کار کنند.

ابزار مورد نیاز برای ساخت روتر CNC با توجه به نوع طراحی متفاوت است.

اگر وظیفه ساخت و طراحی روتر CNC را بر عهده دارید، باید یک کارگاه مجهز و پرینتر سه بعدی داشته باشید.

انتخاب طرح

در این مرحله باید با تصمیم گیری در مورد بودجه، اندازه دستگاه و موادی که می خواهید برش دهیدرا شروع کنید.

بودجه شما عامل اصلی محدود کننده انتخاب طرح خواهد بود.

قیمت یک دستگاه CNC کوچک (کمتر از ۳۰۰ ۳۰۰ ۳۰۰ میلی متر) حکاکی می تواند تا ۲۰۰ دلار هم داشته باشد.

ماشین های تراشکاری چوب و آلومینیوم بزرگتر (بیش از ۳۰۰ ۳۰۰ ۳۰۰ میلی متر) حدود ۶۰۰ دلار شروع می شوند.

ساخت ماشین آلات سطح بالا که بتوانند به راحتی آلومینیوم را با مناطق کاری بزرگ تراش دهند، بیش از ۱۰۰۰ دلار هزینه دارد.

استفاده از یک طرح موجود

هنگام ساخت دستگاه CNC ، گزینه های زیادی پیش رو دارید و لزوماً مجبور نیستید خودتان این طرح را ارائه دهید.

OpenBuilds یک منبع شگفت انگیز برای کمک به شما در یافتن طرح های  CNC منبع باز است.

 MPCNC منبع باز بسیار پرطرفدار با تعداد زیادی آموزش در YouTube است.

تمام قطعات مورد نیاز معمولاً می توانند بصورت سه بعدی چاپ شده یا بصورت آنلاین خریداری شوند.

طراحی دستگاه از ابتدا

ساخت و طراحی کل ماشین CNC از ابتدا کار بسیار دشواری است و فقط باید توسط سازندگان باتجربه امتحان شود.

اگر می خواهید مراحل طراحی را خودتان انجام دهید، موارد زیادی وجود دارد که باید در نظر بگیرید.

توصیه می کنیم قبل از شروع ساخت ، کل دستگاه را در Fusion 360 یا یک برنامه مشابه CAD ترسیم کنید.

این مسئله بسیار مهم است زیرا اطمینان حاصل خواهد کرد که طراحی شما کار می کند.

شما می توانید در صورت عدم کارکرد به راحتی آن را عیب یابی کنید.

سختی کل طراحی بسیار مهم است و توانایی برش و سطح ایجاد شده در روتر را تعیین می کند.

مواد

ماده ساختار روتر CNC شما یکی دیگر از موارد مهم در شروع بررسی است.

دو گزینه محبوب که برای اکثر طراحی ها کاربرد دارد اکستروژن آلومینیوم و لوله های فولادی MPCNC است.

اکستروژن آلومینیوم برای بسیاری از چاپگرهای محکم سه بعدی و روترهای CNC یک انتخاب محبوب است ، زیرا ساخت ریل ها ساخت آن را بسیار آسان می کند.

داشتن اندازه های استاندارد نیز آن را برای به اشتراک گذاری طرح ها عالی می کند.

از مهره های مخصوص T می توان برای پیچاندن قطعات روی قاب های اکستروژن آلومینیوم استفاده کرد.

انواع قاب

دو دسته از انواع طرح های قاب وجود دارد که با بسیاری از روترهای CNC آزمایش شده اند.

• طرح های “Table” یک بستر ثابت بزرگ دارند و هر سه محور در امتداد ریل ها از روی آن حرکت می کنند.

• طرح های “Mill” یک بستر کوچکتر دارند که در یک یا دو بعد حرکت می کنند و روتر بر روی محور باقی مانده حرکت می کند.

باز هم ، دسترسی به چاپگر سه بعدی بسیار توصیه می شود ، اما یک روتر CNC بدون آن ساخته می شود.

به همین منظور ، بیشتر طرح های OpenBuilds دارای قطعات چاپ شده سه بعدی  و پرونده های STL هستند که می توانید به صورت سه بعدی چاپ کنید.

طرح جدول

سبک جدول تقریباً برای همه دستگاه های CNC با مناطق کاری بزرگ – یعنی بیشتر از ۳۰۰ ۳۰۰ ۳۰۰ میلی متر – استفاده می شود.

این سبک طراحی اجازه می دهد تا یک ساختار سخت در یک منطقه بزرگ وجود داشته باشد.

هر سه محور به هم متصل شده و در کل منطقه کار با هم حرکت می کنند.

اگر بودجه بالاتری (بیش از ۴۰۰ دلار) دارید و می خواهید یک روتر CNC بزرگ و سفت و سخت ایجاد کنید ، این طرح خوب است.

Mill Style

طرح Mill ایده خوبی است وقتی فضای کاری کمتری داشته باشید.

این طرح دارای بستر دستگاه است که در یک یا دو بعد حرکت می کند.

اندازه آن کوچکتر است یعنی جابجایی تخت دستگاه آسان تر است.

این سبک ، با بستر کمتر از ۳۰۰ ۳۰۰ ۳۰۰ میلی متر ، معمولاً در روترهای CNC ارزان تر و کوچکتر که با قیمت ۴۰۰ دلار یا کمتر خرده فروشی استفاده می شود.

الکترونیک

صرف نظر از طراحی و سبک دستگاه ، به همان محدوده الکترونیکی برای روتر CNC خود به مواد زیر احتیاج دارید:

• کنترل کننده CNC
• استپ موتورها
•  درایورها
• روتر 
• منبع تغذیه

استپ موتورها

موتورهای پله ای باعث حرکت در روتر CNC می شوند.

آنها پیچ های سرب یا قرقره های تسمه تایم را با دقت می چرخانند تا هر محور را با دقت بسیار بالایی حرکت دهند.

موتورها در اندازه های مختلفی وجود دارند که معمولاً با NEMA و تعدادی نشان داده می شوند.

(این تعداد به اندازه پوشش موتور در دهم اینچ است.)

به عنوان مثال ، یک موتور NEMA 17 مربع ۱.۷ اینچ است و یک اندازه معمول برای پرینترهای سه بعدی است.

این اندازه در روترهای CNC کوچکتر نیز استفاده می شود.

کنترل کننده

کنترل کننده CNC نحوه اتصال روتر به رایانه شما و اجرای دستورات کد G است.

برخی از کنترل کننده های CNC دارای درایورهای استپ موتور هستند.

برخی دیگر از این ویژگی ها برخوردار نیستند.

Arduino CNC shield V3 یک کنترل کننده محبوب CNC منبع باز با درایورهای پله ای مدولار است که قابل تغییر است.

این محافظ به Arduino Uno متصل می شود و تنظیم آن با سیستم عامل GRBL منبع باز آسان است.

بیشتر کنترل کننده ها برای ارسال دستورات با استفاده از نرم افزار CNC به کامپیوتر نیاز دارند.

روتر

روتر دستگاه شما می تواند از موتورهای کوچک ۱۲ ولت DC گرفته تا روترهای نجاری چند اسب بخاری باشد.

این انتخاب بستگی به سختی و اندازه روتر CNC شما خواهد داشت.

یک ابزار دوار برای دستگاه های CNC کوچکتر که هنوز هم به یک روتر قوی احتیاج دارند ، یک گزینه عالی است.

منبع تغذیه

قطعه نهایی الکترونیکی که باید در نظر گرفت منبع تغذیه است.

این قطعه به انتخاب روتر و قدرت کشیدن موتورهای پله ای شما بستگی دارد.

روتر احتمالاً ولتاژ و وات دارد ، بنابراین انتخاب منبع تغذیه مناسب آسان خواهد بود.

کنترل کننده CNC و موتورهای پله ای معمولاً با منبع تغذیه ۱۲-۲۴ ولت DC کار می کنند.

Axes

روتر CNC معمولی دارای سه درجه حرکت است ، به این معنی که می تواند در سه محور حرکت کند.

برای محکم کردن این حرکت ، از محرک های خطی (تصویر بالا) استفاده می شود و توسط یاتاقان های خطی پشتیبانی می شود.

هر محور باید در یک بعد با بازی یا واکنش بسیار کم حرکت کند.

قوی ترین و کارآمدترین محرک خطی یک پیچ توپی است که به یک موتور پله ای متصل است.

یاتاقان توپ ، می تواند در یک بعد دقیق حرکت کند.

یک گزینه ارزان تر ، پیچ های سربی است که پیچ های پیچشی ذوزنقه ای هستند و یک مهره تخصصی را در یک بعد حرکت می دهند.

پیچ های سربی در چاپگرهای سه بعدی بسیار معمول استفاده می شوند.

گزینه محبوب دیگر استفاده از تسمه تایم و موتورهای استپ دار با قرقره است.

از یاتاقانهای خطی برای پشتیبانی محورها استفاده می شود .

حداقل یک یاتاقان خطی موازی با محرک است.

یاتاقانهای خطی معمولاً امکان حرکت اصطکاک کم روی ریل دایره ای را فراهم می کنند.

نسبتاً ارزان هستند.

در اکثر ماشین های سطح پایین مورد استفاده قرار می گیرند.

ریل های خطی یک گزینه برتر است که از بلبرینگ های تخصصی روی ریل های راهنمای تخت استفاده می کند.

با نصب سه عدد از این محورها به صورت عمود بر یکدیگر ، یک دستگاه CNC می تواند در ۳ بعد حرکت کند.

همانطور که قبلاً ذکر شد ، دستگاههای CNC به سبک جدول دارای هر سه محور متصل شده و با هم حرکت می کنند.

برای ماشین آلات به سبک آسیاب ، یکی یا دو محور جدول را جابجا می کند و دیگری روتر را حرکت می دهد.

بسترچاپ

بستر دستگاه سطحی است که روتر روی آن کار می کند.

بستر دستگاه باید اجازه دهد مواد به راحتی و ایمن جمع شوند.

بسیاری از افراد استفاده از MDF (تخته فیبر با تراکم متوسط) را انتخاب می کنند زیرا در صورت برش دستگاه در تخت ، بیت های روتر شما نمی شکند و به راحتی قابل تعویض است.

ماشین های معروف از سوراخ ها یا شکاف هایی در تختخواب استفاده می کنند تا امکان قرار دادن گیره ها و استفاده در کل تخت فراهم شود.

روتر

بسته به نیاز برش خود می توانید از موتور DC اضافی ، روتر نجاری یا ابزار چرخشی استفاده کنید.

برای ماشین های قوی تر که می توانند مواد سخت تری مانند آلومینیوم را برش دهند ، یک DeWalt DP611 یک روتر عالی است.

برای ماشین های کمی ضعیف تر ، یک DeWalt DW660 هنوز هم یک ابزار چرخشی به اندازه کافی قدرتمند است (با تقریبا نیمی از قیمت DP611) که می تواند به راحتی از پس آلومینیوم برآید.

روتر مورد نظر خود را انتخاب کنید ، باید روتر سوار شود.

پایه باید تا حد ممکن سفت و سخت باشد تا حرکت اضافی در دستگاه ، که می تواند پایان برش ها را خراب کند ، از بین برود.

همچنین مطابقت بیت های برش با ماده و RPM روتر بسیار مهم است.

توجه داشته باشید که همیشه باید در اولین باری که استفاده می کنید مراقب باشید.

برای تست دستگاه و بیت کردن ، با کاهش سرعت کم شروع کنید.

اگر دستگاه به نظر دشوار است ، سرعت و عمق برش را کاهش دهید.

نتیجه خروجی

بر اساس گزینه های طراحی دستگاه ، باید بتوانید مواد را برش دهید.

اکنون می توانید از مزایای داشتن دستگاه CNC خود بهره مند شوید!

اگر یاد بگیرید چگونه از دستگاه خود به طور موثر  استفاده کنید، این دستگاه CNC یک ابزار عالی خواهد بود.

حکاکی های سفارشی ، چرخ دنده ها ، صفحات سازه ای و موارد دیگر را می توان با استفاده از این دستگاه CNC برش داد.