Ebay-es mini CNC átalakítás NYÁK készítéshez

Az iskolai vizsgamunkához ami egy programozható LED mátrixos kijelző kellett kitalálni valami olyan módszert, amihez könnyen gyárthatunk paneleket. Mivel 1 méter x 32 centiméteres darabról van szó, így igen sokat kellett volna vasalni, ami a kísérletezések során nem is vált be, a nagy felület miatt. Így hát jött az ötlet Martin és Dániel barátommal, hogy vegyünk egy CNC-t. 1 hét alatt meg is jött Németországból, kb. 60 ezer forintért ez a 3018 típusszámú GRBL1.1 szoftveres kütyü. Munkaasztalnak egy monitorból kiszerelt plexi lapot alkalmaztam. A próbálkozások során rájöttünk, hogy a motor 7000-es fordulatszáma kevés lesz a V-alakú gravírtűhöz.

Eredeti konstrukció

Így hát egy RC modellező boltból beszereztem hozzá egy BLDC motort, amihez 3D nyomtatóval gyártottam a többi alkatrészt. Kezdetben jónak tűnt, de sorra jöttek elő a hibák. A motornak nem volt a kialakításból adódó hűtés elég, ami érthető ugyanis ezt repülőgépbe tervezték ahol a menetszél és a propeller végzi ezt a feladatot. Közben a tengelyek kínai csapágyai szépen elkezdtek kotyogni, ami tovább erősítette a rezgéseket.

http://jakomodell.hu/webaruhaz/elektromotorok-szabalyzok/brushless-elektromotorok/turnigy-d3548-4-1100kv-brushless-motor-detail

Új BLDC motorral

Az alábbi oldalról bevásároltam lineáris síneket és kocsikat, amihet AutoCAD-ben terveztem meg a tartó konzolokat amik szintén 3D nyomtatóval készültek el.

https://caxtool.hu/mechanikai_alkatreszek/linearis_vezetekek

Lineáris sínek felszerelve
Z tengely tartó
Z tengely tartó felszerelve

Terveztem hozzá egy hűtő propellert, ami egész jól működött. Mint kiderült, a helikális tengelykapcsoló nem erre lett kitalálva, a léptetőmotorokhoz tökéletesen alkalmazható, javítja a mozgást, mivel nem engedi megfeszülni a tengelyt, de motorokhoz főleg ilyen fordulatszámhoz nem alkalmazható.

Új motor tartó, helikális tengelykapcsolóval

Ez cserélve lett merev tengelykapcsolóra, viszont a tengelyhossz miatt, és a centírozatlanság miatt ez is generálta a nem kívánt rezgéseket.

Merev tengelykapcsolóval

Mivel a gyári tengelyhossz nem volt elég, így kapott egy egyedi méretre vágott ezüstacél tengelyt, de így sem volt megfelelő. Teljesen nem bírtam kiegyensúlyozni, így a helyzet nem változott. Nem hogy a gravírozást nem lehetett elvégezni, az asztal síkba marását sem bírta, rossz volt hallgatni. Töprengtem, hogyan lehetne kíváltani a zajos, poros megmunkálást…

Új tengellyel

Édesapám sok módszert kipróbált, hogyan lehetne könnyedén NYÁK-ot készíteni. Próbálta a saját CNC-jével gravírtűvel, lakkfilccel és lézerrel is. Az utóbbi nagyon ígéretes volt, ugyanakkor az ő lézerének teljesítménye nem volt elég hozzá. Megkockáztattuk és ismét az eBay-hez fordultunk. Sikerült rendelni egy papíron 5.5W-os lézermodult. Kezdeti nehézségek során sikerült életet lehelni belé, ugyanis a rajta lévő kapcsoló megnyomása után folyamatosan kiadja a maximális teljesítményt, viszont a CNC vezérlőpaneljére csatlakoztatva egy igen halvány fény látszódott csak. Két potenciométer található a lézer vezérlőáramkörén, amiből az egyik el volt állítva ami a teljesítményt szabályozza. Ennek korrigálásával már működött, de pont az ellenkezőjén, mint ahogy kellett volna a PWM vezérlés szerint. Ezért egy mezei 74-es sorozatú negáló IC-be kellett belekötni, így már mehetett a GRBL kontrollerre.

https://www.ebay.com/itm/15W-Blue-Laser-Head-Module-for-CNC-Laser-Engraving-Machine-Cutter-PWM-12V-DE/283523448486?hash=item4203507ea6:g:oPgAAOSwA2hduUA0

Az “5.5W”-os lézer modul

Mivel igencsak erős lézer fényről beszélünk, a személybiztonság miatt be kellett dobozolni, egy régi kis szekrény erre a célra tökéletesen megfelelt, szórt fény sem távozik belőle.

Jelenlegi állapot…

További nehézségek(voltak)

  • Megtalálni a megfelelő CNC vezérlő programot. Sokfélét kipróbáltam, GRBL Gru, GRBL Controller, LaserGRBL és még sorolhatnám. Végül az Universal G-code Sender(UGS) vált be. Modern és ebben a legkevesebb a hiba tapasztalataim szerint, könnyen kezelhető és sok funkcióval rendelkezik. https://winder.github.io/ugs_website/
  • A kommunikáció folyamatosan megszakadt, véletlen időközönként így a program is megállt. A gép váza valahogy összeszedi a zavarokat, így ezt földelni kell. Én a konnektor földelésére csatlakoztattam, így megszűnt ez a hiba.
  • Az áramköröket EAGLE-ben tervezem és annak segítségével is generálom a G-kódot a PCB GCODE ulp-vel. Na most, mivel ezt maróhoz tervezték, így a kódba bele kell nyúlni. Amikor a Z tengely lesüllyedne marás mélységbe, a lézert be kell kapcsolni illetve amikor megy fel a lézert ki kell kapcsolni a Z-tengely mozgatása helyett. Tehát G01 Z-0.1 helyett M03 S1000 parancsot kell használni és G00 Z0.0 helyett M05-öt. ezt szövegszerkesztő program segítségével ki lehet cserélgetni, viszont most jön a DE… A pontozást is csak a Z tengely le- fel mozgatásával végzi, de ez nem elegendő. Írtam Pythonban egy programot, aminek segítségével az EAGLE-ből létrehozott kódot beolvassa, és átszerkeszti. A fentebb említett ki-be kapcsolgatást és a pontozáshoz pedig készít két kört.

Na és hogyan készül így egy NYÁK?

  • A NYÁK lemezt fel kell csiszolni, letisztítani és zsírtalanítani. Ezt csiszolószivaccsal/vászonnal és izopropil alkohollal végzehető.
  • Akril festékkel finoman vékonyan le kell fújni, hogy mindenhol egyenletesen fedje majd állni száradni. Festéknek egyszerű spray-t használok a festékboltból matt feketét, ez vállt be a legjobban.
  • Kétoldalú ragasztóval az asztalhoz rögzítem a panelt
  • Kinullázom, majd ezután mehet is a program. 900mm/perces előtolással is szépen leégeti a festéket. Egy 160x80mm-es panellal kb ez 1,5-2 óra. 10x megy végig át rajta, folyamatosan vastagítva a szigetelőréteget.
  • Miután végzett, csap alatt mosogatószivacsnak a durvább felével eltávolítom az égett festéket.
  • Még egyszer zsírtalanítom, ezután mehet is a savba. Jelenleg vas-kloridot használok, de kísérletezem új módszerekkel.

Köszönöm, hogy elolvastad!

Ha esetleg volna valami kérdésed, a vikitori4@gmail.com e-mail címen megtalálsz.