CNC na svalovou trakci (3D pantograf) / Habr

V moderním světě, v komunitě lidí, kteří rádi dělají věci vlastníma rukama a kteří se nevyhýbají technologiím, je něco jako stolní CNC stroj extrémně populární. Přestože se tato zařízení stala docela dostupnou, stále zůstávají drahá. Nejlevnější čínská varianta vás dnes bude stát 700–800 amerických peněz a pravděpodobně nebude fungovat hned po vybalení, ale bude vyžadovat určité úsilí, aby se uskutečnila. Výroba CNC stroje svépomocí může být levnější, ale obvykle vyžaduje přístup k různým typům dřevoobráběcích a kovoobráběcích zařízení a možnost používat je k výrobě dílů s vysokou přesností.

Lidé však vždy hledají způsoby, jak dosáhnout svých cílů pomocí dostupných prostředků.
V některých úlohách pro CNC stroje, zejména když potřebujete opakovat stejnou část mnohokrát, může pomoci pantograf, vynalezený již v roce 1603 Christophem Scheinerem – zařízení pro kopírování map, plánů a jiných vektorových kreseb.

Klasický pantograf se skládá ze dvou vrcholů, z nichž jeden má rukojeť ukazatele, která se používá ke sledování kopírovaného vzoru. Druhá obsahuje psací nástroj, který pomocí systému pák a pantů opakuje pohyby prvního vrcholu a kreslí kopii na druhý list. Často mají pantografy funkci změny měřítka původního obrazu.

Jednoduchý a geniální nápad. Nyní, jak zkopírovat určitý objemový objekt? K tomu je potřeba přidat k pantografu připojení Z-souřadnice a vyměnit tužku za vrtačku, nebo ještě lépe, vysokootáčkové vřeteno, a získáme 3D pantograf.

Stroje na kopírování dřevěných výrobků na tomto principu vyrábí např. americká firma Gemini, ale jejich ceny jsou takové, že za tyto peníze koupíte dobrý CNC stroj z Číny. Proto je zajímavější, čeho se v této oblasti DIY komunitě podařilo.

Frank Ford vyrábí akustické kytary. Přitom musí vyrobit mnoho stejných kytarových dílů, jako jsou držáky strun. Unavilo ho to dělat ručně, ale nechtěl se obtěžovat nákupem a nastavováním CNC, vyrobil si pro sebe duplikátor. Protože Důležitá pro něj byla vysoká přesnost kopírování; Sonda sloužící k vyjmutí formy a vřeteno jsou upevněny na společném rámu, který se pohybuje pouze po ose Z Pohyb po osách X a Y se provádí pomocí stolu, na kterém jsou obrobky upevněny. Další originální věcí na jeho konstrukci je, že jako vřeteno používá pneumatický pohon pracující při 40 000 ot./min.

Přestože se jedná o domácí výrobu, stále se jedná o drahou verzi 3D pantografu. Existují i ​​levnější.

Například Adran, snící o vlastním CNC stroji, ale nemá na to finance. Postavil jsem si duplikátor z vrtačky Dremel, tří kovových vodítek a dřevěných lišt standardní velikosti z obchodu. Jako sonda se používá běžný šroubovák. Jeho design lze snadno opakovat, protože zveřejnil výkresy a všechny výrobní fáze na webu Instructables.

Ruční vrtačka však není nejúspěšnějším nástrojem pro takovou práci, její rychlost úběru materiálu je spíše nízká. Zde Matthias Wandel z Kanady použil ruční frézu ve svém 3D pantografu. Což mu dalo dostatek síly k rychlému kopírování objektů ve stromu. Jako příklad práce s takovým duplikátorem je zde jeho video, kde vytváří kopii tvaru starého rotačního telefonu (anglicky).

Jeho provedení lze také opakovat, protože zveřejnil plány a výrobní pokyny na svých webových stránkách Woodgears.ca. I když nemluvíte plynně anglicky, celý proces snadno pochopíte z četných fotografií.

Pokud vás téma 3D pantografů zajímá, pak na anglických zdrojích najdete příklady takových zařízení pod štítky: carving duplikátor, duplicarver, pantorouter.

V dnešní době je často potřeba vytvořit kopii objektu. Pro tyto účely moderní podniky používají speciální kopírovací stroje, jejichž tvar nejvíce odpovídá požadovanému vzorku. Takové frézovací kopírky umožňují vyrábět díly různé složitosti a tvaru. V tomto případě musí zařízení zpracovat a vyrobit požadovaný prvek v krátké době.

Tovární nebo domácí stroj?

Domácí kopírovací stroj Moderní trh nabízí nákup frézovacích a kopírovacích strojů různé úrovně složitosti a provedení. Ale není vždy možné provést takový nákup a náklady na takové dřevoobráběcí zařízení jsou poměrně významné. Proto řemeslníci často kladou otázku po domácí frézce a kopírce, jejíž výroba je levnější než vlastní montáž. Nyní, pokud máte příslušné výkresy, materiály a dovednosti, lze takové zařízení vyrobit vlastníma rukama. Je jasné, že tento typ podomácku vyrobeného zařízení svými parametry a jednoduchostí použití nemůže konkurovat továrně vyráběným zařízením. Ale pokud se to spolehlivě provádí na domácím stroji, je možné vyrobit poměrně kvalitní kopie určitých dřevěných předmětů.

Okamžitě je třeba poznamenat, že je téměř nemožné nainstalovat kopírovací zařízení na tovární frézku, protože to znamená radikální převybavení celého stroje.

Proto si můžete vyrobit kopírovací stroj na dřevo vlastníma rukama pouze „od nuly“ pomocí systémů tyčí, elektromotoru a speciálního sklíčidla, ve kterém bude držena fréza, která zpracovává obrobek.

Z čeho se skládá kopírovací frézka?

Jednoduchá domácí kopírka dřeva V dnešní době existuje poměrně mnoho návrhů domácích zařízení pro tento účel v závislosti na použité kresbě a úkolech, které budou na tomto zařízení prováděny. Typická kopírka na dřevo se skládá z následujících základních prvků:

• pracovní plocha vhodné velikosti;
• nosný rám;
• zařízení pro instalaci routeru.

Frézovací hlava musí být vybavena převodovým mechanismem s elektromotorem, který dokáže zajistit několik pracovních rychlostí pro domácí frézku a kopírku na dřevo.

Velký počet řemeslníků, kteří si takový stroj vyrobili vlastníma rukama podle výkresů, poznamenává, že v důsledku kopírování má hotový díl dostatečný počet nedostatků. Objevují se při změně směru chodu frézy, chvění a chvění celé konstrukce. Kromě toho vznikají nesrovnalosti také v důsledku zakřivení obrobku, ke kterému dochází při zvýšení vnitřního napětí v důsledku opracování dřevěného obrobku.

Je téměř nemožné vyloučit možnost výskytu určitých vad v procesu výroby domácího stroje. Pro jejich snížení na minimum se doporučuje vyrábět vlastníma rukama ne univerzální, ale úzkoprofilové stroje, na kterých bude možné vyrábět a kopírovat díly jednoho konkrétního typu.

Funkce vytváření vlastní kopírky

Frézka a kopírka na výrobu dřevěné části zbraně

Při výrobě kopírovacích frézek vlastníma rukama je tedy nutné je optimalizovat pro zpracování konkrétních dílů, které se na nich budou vyrábět. V opačném případě se mohou vyskytnout různé vedlejší účinky, které je často velmi obtížné napravit.

Poměrně důležitým faktorem, který je třeba vzít v úvahu při vlastní výrobě kopírky, je její velikost a celková hmotnost. Čím větší budou výrobky na něm zpracovány, tím masivnější by měla být celá konstrukce. To umožní zařízení absorbovat vibrace, které vznikají při provozu řezačky. Vodicí nápravy musí být vyrobeny tak, aby měly značnou rezervu pevnosti, aniž by se při zvýšeném zatížení ohýbaly.

Optimální vlastnosti kopírovací frézky na dřevo při vlastní výrobě lze vybrat experimentálně, protože to závisí na konstrukci zařízení a účelech, pro které bude použit.

Co je třeba vzít v úvahu při navrhování stroje?

Při vytváření výkresu kopírovacího stroje na dřevo a jeho navrhování je třeba udělat vše v závislosti na dílech, které se na něm budou vyrábět. Aby bylo možné frézovat dlouhé obrobky nebo provádět gravírovací práce, je zapotřebí zcela odlišný způsob zajištění obrobků a typ pracovního stolu.

Také výkon elektromotoru potřebný pro kvalitní práci, který zajišťuje rotaci frézy, závisí na dílech vyráběných a kopírovaných na stroji. Ale ve většině případů je pro zpracování dřevěných dílů dostačující 150-220 W DC motor.

Pro zajištění maximální přesnosti kopírování dílů musí být zařízení držící router a kopírovací sonda k sobě co nejpevněji zajištěny. Přitom se jejich roviny spolu s výškou nad pracovní plochou musí zcela shodovat.

Vytvořená tuhá konstrukce musí být instalována na povrch stolu tak, aby se mohla pohybovat v horizontální i vertikální rovině.

Vyrobit si kopírovací stroj na výrobu různých dílů ze dřeva sami tedy není příliš složité, takže si s takovou prací poradí mnoho lidí. Musíte si však pamatovat, že pokud si takové zařízení vyrobíte sami, bude vhodné pouze pro výrobu produktů určitého typu. Jinak postačí pouze moderní univerzální tovární zařízení.