【参赛】一步一步学做雕刻机

zhengsheng

首先声明，本制作不是首发，所以是否可以参赛也无所谓了，只是想发在这里给大家做个评定。

一、        综述

数控雕刻机在人们的生活中有着广泛的应用，上到航空航天下到衣食住行，处处显示着其身影。
对于机械和电子爱好者而言，拥有它的好处更是不言而喻。 从图纸到实物，雕刻机在这一过程中扮演着重要的角色。面板开孔、样件加工以及PCB板单件的加工制作，拥有它你会发现自己的想法很容易实现。
如何才能拥有自己的雕刻机，当然最简单的就是买一台，但这明显不符合我们DIYer的一贯行事风格。 Do it your self 既能增长知识面拓宽视野，又可以化少的钱办多的事，何乐而不为呢？
结合自己的制作经验，谨以此文向大家展示如何制作一台符合自己要求的雕刻（铣）机。
雕刻机与数控铣床的区别在于二者处于不同的工作状态， 铣床要求低转速大力矩的大刀阔斧进行，而雕刻机则是高转速小力矩的精雕细琢的工作。 前者适合机械零件的加工，尤其是金属零件，而后者则适合一些非金属零件的加工以及面板开孔、雕花等轻载工作。对于电子爱好者雕刻机无疑是比较好的选择。而对于机械爱好者，也许数控铣床才是应手的机器。当然也有些机器可以兼顾二者，我们姑且称之为雕铣机，当然其制作成本也明显高于前两者。

二、简介

雕刻机依据工作方式可以分为固定龙门式、移动龙门式和单立柱式。此次介绍的是一款全铝合金材料制作的单立柱四轴雕刻机，其具体参数如下：
行程： X轴250mm
       Y轴200mm
       Z轴230mm
       A轴360°无阻碍旋转
材料：6061T6铝合金
导轨：上银HGL15
丝杆：上银1605T4
丝杆支撑座：BK15/BF15
主轴： ER20 无动力主轴
主轴电机：400W 无刷电机
主轴转速：0-6000RPM
A轴：100mm旋转盘配80mm三抓卡盘
三轴精度：0.03mm/200mm
整机尺寸：450*450*600mm
整机重量：55Kg

三、物料与工具

要想制作出一台合格的雕刻机，要求制作者必须具备一定的机械加工和电子制作经验。同时还要有一些必要的工具与设备。
以下是本人在制作过程中用到的一些设备
1、 游标卡尺0-150mm
2、 高度尺 0-300mm
3、公制内六角扳手一套
4、 台钻
5、 手持式电钻
7、 铣床（可租借或朋友帮忙）
8、 框式水平仪200mm
9、 百分表（含磁力底座）
本机原材料清单如下：
1、        6061T6 铝合金 455*205*60mm 一块
2、        6061T6铝合金505*200*100mm一块
3、        6061T6铝合金 455*160*30mm一块
4、        上银HGL15双滑块导轨450mm 两条
5、        上银HGL15双滑块导轨320mm 两条
6、        上银HGL15双滑块导轨380mm 两条
7、        上银1605T4滚珠丝杆450mm 一条
8、        上银1605T4滚珠丝杆320 mm一条
9、        上银1605T4滚珠丝杆380mm 一条
10、57步进电机驱动器三套
11、42步进电机驱动器一套
12、80三抓卡盘一个。
13、100旋转台一个。
14、36V16A开关电源一个
15、MACH3 六轴驱动板一块
16、400W无刷电机、驱动器一套
17、ER20-C20-150延长杆一根
其他一些开关、接线等杂件本处不再赘述。

四、制作过程
   本机的制作比较繁琐复杂，毕竟是一台综合了机械与电子电气的自动化设备，涉及的知识面比较广泛。
总体来说，整个制作过程分为三大部分，分别是机械设计与加工、电气控制设计与安装、软件安装与调试，下面将一一表述。
1、        机械设计与加工
由于本机加工目标定位为非金属材料，所有对钢性与强度上的要求并不是很高， 故而在设计时尽可能的在有限尺寸内实现大的加工行程。
设计软件使用的SolidWorks, 有兴趣的朋友可以参阅相关书籍或网上学习视频。
设计后的图纸如图1、图2、图3等所示。由于篇幅所限，图纸将不会一一展示在本文中，大家可以通过邮件索取。







部分配件和原材料



由于设计中采用的是整块的铝合金材料加工成型，所以机械加工的工作量很大。这也是整个制作过程中最为繁琐与耗时的一步，当然也是很关键的环节。机械加工的精度决定了整机的精度。有条件的朋友建议使用大型加工中心制作，当然本人属于没有条件的，不得不使用一台炮塔铣床（见图4）来完成整个机械加工过程。


图4 炮塔铣床

zhengsheng

论坛限制上传图片，真的很不舒服，让人无法一次完成整个过程。

QWE_radio

呵呵，期待下文。关心成本。

XU19930225

扎实的做工不错

土家族

这些东西没条件（机床）是做不了的。支持。

zhengsheng

ok,继续，部分原料与配件






加工好的配件











开始初步组装

zhengsheng

每天只能传十张图片，俺这50张图片估计得一个星期才能传完。

ebomb

zhengsheng 发表于 2013-11-9 08:57
每天只能传十张图片，俺这50张图片估计得一个星期才能传完。

赞 这机机接近专业制作啦，业余DIY难度不小啊。不过还是非常关注楼主的好文章！另外淘宝个人相册的可以链接过来吧 暂时用外链，过后再倒腾。不知可否？急于看个痛快啊。

天空之城

赶上直播了，做等下文。

jnwb1982

一套成品多少钱呢

zhengsheng

继续贴图，

组装过程中。。。。。。。。。。。。。













电控系统开始组装。。。。。。。。。。。

zhengsheng

jnwb1982 发表于 2013-11-10 11:24
一套成品多少钱呢

成本在8000左右，不算加工费用，因为所有配件都是我自己加工的。

欢欢生活馆

好专业。。。。。

还是西门

这个帖子一定要顶啊！！

第一千个夏天

8000多·············期待楼主 上传 整机工作视频