Hobby CNC gépek
(bevezető)

Módosítva: 2009. szeptember 01. kedd

Feltételezem, hogy aki erre a weblapra elvetődött, annak van valamilyen elképzelése arra, hogy egy otthoni (esetleg kisüzemi) CNC gépet mire is lehetne használni. Ezért ezzel nem kívánok külön foglalkozni, csak magával a Hobby CNC gépekkel.

A Hobbi CNC gépek nagyjából ugyanazokat tudják mint a nagy CNC gépek, csak hobbi szinten és hobbi árért. Kialakítástól függően alkalmasak lehetnek számítógép által programvezérelt fúrásokra, marásokra, gravírozásokra, habvágásokra, esetleg esztergálásokra. Az eredmény minősége szinte csak a gépépítőtől függ (mekkora és milyen gépet tud építeni).
A Hobbi CNC-kkel létrehozott termékek, alkatrészek, tervezése, gyártás előkészítése, és legyártása nagyban hasonlít a nagy CNC gépekéhez. A gépet általában részegységekből vagy teljes egészében saját alkatrészekből, házilag építik, saját, vagy mások által létrehozott tervek alapján. Sok munka, lelemény és kitartás kell hozzá (ez a technika a kreatív embereké :-)).

Ez a bevezető csak nagyvonalakban felvázolja, hogyan is néznek ki a hobbi CNC gépek és használatuk. Abszolút kezdőknek szól!

A Hobby CNC gépekhez három fő dolog kell (az igényeken kívül :-)):

• Hobby CNC gép :-) megmunkáló géppel és különböző szerszámokkal (maró, gravírozó hegyek, vágó fűtőszál, stb.)

• PC valamilyen op. rendszerrel (Windows XP ajánlott), szabad LPT (nyomtató) porttal.

• Hobby CNC működtető (pl. Mach3), valamint 2D-s, 3D-s tervező szoftverek.

(Hobby CNC műhely)

Alkalmazás általános menetei:

• Egy 3D-s test (alakzat) létrehozásánál először valamilyen 3D-s tervező programmal méretarányosan meg kell tervezni, figyelembe véve a megépített CNC gépünk adottságait (méretei, mozgásfokai, teherbírása, stb.). Ilyen program lehet pl. AutoCAD, Rhino 3D, stb. A tervezés és modellezés után valamilyen ismert 3D-s file formátumban le kell menteni a produktumot (pl: DXF).

• Mivel a CNC-nek meg kell mondani, hogy az adott anyagon milyen szerszámmal és hogyan maróztatunk (marópályaterv, mélység, sebesség, sorrend, stb.). A létrehozott file-t fel kell dolgoztatni egy marási pálya generáló programmal (pl. Deskproto). Itt számos paraméter megadása után generálható az un. Gerber file, amit a CNC vezérlő programok közvetlenül fel tudnak dolgozni.

• A létrehozott Gerber file-t betöltve a gépünk vezérlő programjába (pl. Mach2, KCam4, Master5, stb.), a marást (vagy bármi mást) elvégeztetjük vele (gyártás).

3D-s tervezés (DXF)	Marópálya generálása (Gerber)

Megmunkálás (CNC vezérlés)	Kész termék

Ez persze a legbonyolultabb feladat (3D test marás) amit így kell végig vinni, de egyszerűbb munkáknál (pl. 2D gravírozás, kontúrmarás, habvágás, 3D-s fénykép gravírozás, stb.) egyszerűsödik a dolog. A használt CNC vezérlő programtól függően sok részfeladatot maga a vezérlő program (pl: Mach3) is el tud végezni. Általában ilyen ha gravírozni kell, ekkor az ábrát egyszerű Corel Draw-val is megrajzolhatjuk, majd DXF-be lementve a Mach3 importálni képes.

(Mach3 CNC vezérlő program)

Ilyenkor a vezérlőprogram kérdez rá a marási, vágási adatokra (mélység, sebesség, stb.) és ő generálja a Gerber file-t (ami persze le is menthető és legközelebb már csak ezt kell betöltetni). Néhány extra szolgáltatása is van egyes programoknak, ilyen lehet a BMP (kép) file-ból generált 3D-s gravírozás (Mach2, Master5).

(3D gravírozás)

(Foto->gravírozás fába)

(2D gravírozás)

(lefujt plexibe)

A habvágó gép alkalmazása esetén is hasonló az eljárás mintha 2D-ben gravíroznánk, csak itt az Y tengelyt függőlegesbe beforgatjuk (Z helyére). A habvágások tervezésénél figyelembe kell venni, hogy itt nem lehet felemelni a szerszámot és másút letéve tovább vágni! A vágási útvonalak körültekintő tervezésével lehet elérni, hogy a már kivágott alakzaton ne gyalogoljon keresztül a fűtőszál (egyik alakzatból áttérve a másikra, illetve vissza a 0 pontba).

(2D-s habvágás)

(Speciális habvágási útvonaltervezés)

A Hobby CNC gép

(Bútorlap vázú Hobby CNC)

Egy 3D-s hobbi CNC gépnek a tér három irányába (X, Y, Z) kell tudnia mozgatni valamilyen megmunkáló gépet (pl. marómotort). Ez a térben való mozgatás valamilyen sin vagy csúszkarendszerrel van megoldva, amit minél precízebben és minél könnyedébben kell mechanikailag megoldani. Különösen ügyelni kell a derékszögekre és a párhuzamosságokra, hisz ezek a pontosságok (vagy hibák) alapjaiban minősítik majd a gépünk használhatóságát!

(Fém X és Y csúszkarendszer)

A csúszkák (szánok) mozgatását valamilyen meghajtással, pl, menetes orsó vagy fogazott ékszíjjal esetleg bovdennel lehet megoldani. A meghajtás megoldásoknál az irányváltáskor fellépő kottyanások kiszűrését (vagy minimalizálását) kell szemelőt tartani. A kottyanás fellépése esetén (és ha nem tudjuk kompenzáltatni), gépünk pontatlan lesz (pl. egy kör kezdő és végpontja nem fognak találkozni)! A meghajtás megvalósításánál nem alkalmazhatunk szoruló, akadozó nehezen mozgó megoldásokat, mert a működtető léptetőmotorok nyomatéka a magasabb fordulatszámokon rohamosan esik.
A mechanika mozgatására léptető vagy szervo motorokat használhatunk. Hobby CNC területen általánosabb a léptetőmotoros megoldások egyszerűbb és olcsóbb kialakíthatóságuk miatt.
A léptetőmotorok villamos impulzusokra pontos (fix), előre jól beállítható lépésszöget fordulnak. Ez a lépésszög és a mechanikai meghajtás áttétele, valamint a vezérlő elektronika együttese határozza meg a legkisebb programozható elmozdulás mértékét. Ez az elmozdulás általában néhány század mm, esetleg tized mm szokott lenni. Minél kisebb ez a lépés, annál finomabb megmunkálásokra képes a gép, viszont annál lassabb is lesz a gép maximális sebessége.

(léptető motor)

PC-n futó CNC vezérlő program működteti a hobbi CNC-ket, LPT (nyomtató) porton keresztül. A motor vezérlő elektronikája dolgozza fel a PC utasításait a gépen lévő motoroknak megfelelően (lépésvezérlés, áram korlátozás, végállások figyelése, stb.).

(Motor vezérlő elektronika)

A láncban szereplő minden komponenst az utána lévő komponensre rá kell tudni hangolni. A mechanikának illeszkedni kell a megmunkálandó feladatokhoz (méret, teherbírás, minőség, stb.) a motoroknak illeszkedni kell a mechanikához (teljesítmény, felbontás, kialakítás, stb.), a vezérlő elektronikának a motorokhoz (gerjesztési fajta, áram és feszültség szintek, lépésmód, stb.), a CNC vezérlő szoftvernek a vezérlő elektronikához (kommunikáció módja és helye, mechanikai lépések beállíthatósága, sebessége, stb.).

(CNC vezérlő szoftver)

Ajánlott CNC feldolgozó program:

(marópálya tervező program Deskproto)

(felület szimulációs eredmény, ilyen lesz ha kész lesz kép)

Példa két szélsőséges Hobby CNC gép megvalósításra!

:-)

A hobbi CNC fogalmába sok minden belefér, íme két példa:

Meglévő esztergagépre egy brutális CNC feltét :-)

A másik véglet egy PAPÍR CNC :-))

Ezeket a példákat azért nem javaslom követni....

További információk kezdőknek!

Aki komolyan gondolkodik egy Hobby CNC gép megépítésén, annak javaslom, hogy a tervezése előtt a lehető legtöbb információt gyűjtse össze e témáról! Weblapomon bőség információkat talál magyar nyelven! Lehetőség van komplett és részegységek megrendelésére is! Kérem olvassa végig alaposan az összes leírásomat, mert kérdések esetén nem szeretem ismételgetni önmagamat :-)!

Kitartást és sok sikert kívánok mindenkinek!!!