كيفية بناء آلة CNC من الصفر
إن بناء آلة CNC (التحكم العددي بالحاسوب) من الصفر هو مشروع مجزٍ للغاية لأي متحمس مهتم بالتصنيع أو النجارة أو حتى تصنيع المعادن. باستخدام آلة CNC، يمكنك إنشاء أجزاء دقيقة وقابلة للتكرار ورفع مشاريعك التي تقوم بها بنفسك إلى المستوى التالي. سواء كنت هاويًا أو محترفًا، فإن بناء آلة CNC الخاصة بك يفتح لك فرصًا للتصنيع الدقيق والتخصيص وتوفير كبير. سيرشدك هذا الدليل خلال العملية بأكملها، ويوضح المكونات المطلوبة والخطوات التي يجب اتباعها، ويقدم بعض النصائح المفيدة للتنفيذ السلس.
فهم أساسيات آلة CNC
آلة CNC هي أداة قطع آلية يمكنها نحت أو طحن أنواع مختلفة من المواد - مثل الخشب والبلاستيك والمعادن - بناءً على تصميمات تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر. يتكون جوهر نظام CNC من محرك المغزل ووحدة التحكم والقضبان الخطية ومحركات السائر للتعامل مع الحركات على محاور متعددة. في الأساس، تقوم آلة CNC بأتمتة العمليات التي تتم يدويًا تقليديًا، مما يوفر تحكمًا دقيقًا في كل حركة.
المكونات الأساسية لآلة CNC
قبل البدء في البناء، من الضروري فهم المكونات الأساسية لآلة CNC. وتشمل هذه:
- محرك المغزل:يقوم محرك المغزل بالقطع الفعلي. 2.2 كيلو وات ER16 مغزل مبرد بالهواء يعد خيارًا شائعًا للأجهزة متوسطة المدى نظرًا لتعدد استخداماته.
- محركات السائر:تتحكم هذه المحركات في الحركة الدقيقة للمحور عبر محاور متعددة. تتوفر محركات السائر بتصنيفات عزم دوران مختلفة لتلبية متطلبات الآلات المختلفة.
- القضبان الخطية والمحامل:تعمل هذه القضبان على توجيه حركة المحاور، مما يضمن بقاء كل جزء في محاذاة مثالية. تعد القضبان الخطية ضرورية لتوفير الاستقرار وتقليل الاهتزاز.
- وحدة التحكم ومصدر الطاقة:يقوم متحكم CNC بترجمة الكود G الذي تم إنشاؤه بواسطة الكمبيوتر إلى إشارات كهربائية للتحكم في محركات السائر. بالإضافة إلى ذلك، فإن مصدر الطاقة مسؤول عن تشغيل جميع الأجهزة الإلكترونية.
- الإطار والسرير:يثبت الإطار كل شيء معًا. ويضمن استخدام مواد قوية مثل الفولاذ أو الألومنيوم أن تحافظ الماكينة على صلابتها ودقتها أثناء القطع.
ما الذي ستحتاجه لبدء البناء
لبناء آلة CNC من الصفر، ستحتاج إلى بعض الأدوات والمواد الأساسية:
- الألمنيوم المبثوق:مثالي لإنشاء إطار صلب لآلة CNC الخاصة بك. إن استخدام قوالب الألمنيوم بسمك 15 مم يضيف القوة مع الحفاظ على الوزن قابلاً للإدارة.
- محرك المغزل:يعتمد المحرك الذي تختاره على احتياجاتك. ضع في اعتبارك المغزل المبرد بالهواء ER11 بقوة 800 واط للمشاريع الصغيرة الحجم.
- محركات السائر:ثلاثة محركات متدرجة على الأقل (محرك واحد لكل محور - X وY وZ).
- براغي كروية ومحامل خطية:لتسهيل حركة المحاور بسلاسة وكفاءة.
- برنامج توليد G-code:برنامج CAD/CAM لتصميم أجزائك وتحويلها إلى G-code.
لبدء مشروعك، تأكد من أن لديك فكرة واضحة عن الغرض المقصود من ماكينة CNC الخاصة بك. هل تعمل في المقام الأول بالخشب، أم تريد قطع المعادن مثل الألومنيوم؟ سيؤثر اختيارك على المكونات والتصميم العام للماكينة.
بناء الإطار وتجميع الأجزاء
الإطار هو الهيكل العظمي لآلة CNC الخاصة بك ويدعم جميع المكونات الأخرى. كلما كان الإطار أكثر متانة، كلما كانت دقة الآلة أفضل.
الخطوة 1: إنشاء الإطار
ابدأ بتجميع الإطار باستخدام البثق الألومنيوممن الأفضل استخدام مواد مثل صفائح الألمنيوم المبثوقة بسمك 15 مم من أجل المتانة والصلابة. تأكد من قطع كل قطعة بدقة، حيث أن الإطار المصنوع بشكل سيئ سيؤدي إلى عدم دقة في عملية التصنيع. سيحدد حجم الماكينة أبعاد الإطار، ولكن بشكل عام، تعد مساحة العمل التي تبلغ حوالي 500 مم × 500 مم مناسبة لمشاريع الهواة.
نصيحة احترافية:للحصول على إطار محاذي تمامًا، استخدم مشبكًا بزاوية قائمة وسطح عمل مسطحًا. اربط الإطار معًا باستخدام مسامير M5 لتأمين المفاصل بشكل صحيح. تأكد من إعادة فحص كل مفصل لمنع أي سوء محاذاة قد يؤثر على النتيجة النهائية.
الخطوة 2: تركيب القضبان الخطية والمحامل
بمجرد اكتمال الإطار، قم بتركيبه قضبان خطية للمحاور X وY وZ. تعتبر القضبان الخطية ضرورية للحركة السلسة والدقيقة. عربة المحور Y يجب تأمينها بإحكام على القضبان، حيث أن أي حركة هنا سوف تؤثر على دقة الماكينة بأكملها.
التركيب المحامل الخطية على الإطار يضمن أن جسر الرافعة تنزلق بسلاسة على طول المحور، مما يقلل الاحتكاك ويحافظ على الدقة. ستحتاج إلى كتل تحمل لكل محور لتوصيل البوابة بالقضبان الخطية.
تثبيت نظام القيادة
يتكون نظام القيادة من براغي كروية, محركات متدرجة، و قيادة المكسراتوهذا ما يمكّن الآلة من التحرك على محاورها.
الخطوة 3: قم بتركيب براغي الكرة
أ كرة لولبية يحول الحركة الدورانية إلى حركة خطية وهو أحد الأجزاء الأساسية للدقة. ابدأ بتركيب محرك الكرة اللولبية للإطار، وتأكد من محاذاته مع المحور المقابل. يمكن أن تؤدي البراغي غير المحاذية إلى الالتصاق، مما يؤدي إلى ضعف الأداء أو التلف.
ال حامل صامولة القيادة يجب بعد ذلك ربطها بالجزء المتحرك من المحور. صامولة القيادة سيتم نقل حركة الكرة اللولبية إلى عربة الجسر أو المغزل.
بالنسبة لآلة CNC محلية الصنع النموذجية، 3.2 كيلو وات ER20 مغزل مبرد بالماء قد يكون مثاليًا لتوفير القوة والدقة المطلوبتين. 
الخطوة 4: تثبيت محركات السائر
المحركات المتدرجة مسؤولة عن تحريك المغزل عبر المحاور X وY وZيجب تثبيت هذه المحركات على كل محور باستخدام حامل المحركمن الضروري التأكد من أن الوصلات التي تربط محركات السائر بمسامير الكرة محكمة لتجنب أي رد فعل عنيف أثناء التشغيل.
تأتي محركات السائر بتصنيفات مختلفة لعزم الدوران، وتحتاج إلى اختيار محرك قادر على تحريك وزن الرافعة الخاصة بك والمغزل. بالنسبة للإعدادات الأخف وزناً، نيما 17 قد يكون كافيًا، بينما بالنسبة للإعدادات الأكبر والأثقل، نيما 23 او حتى نيما 34 قد يكون ضروريا.
تركيب المغزل والإلكترونيات
المغزل هو أداة القطع، وبدونه لن تتمكن آلة CNC الخاصة بك من قطع أي شيء. غالبًا ما يكون المغزل أحد المكونات الأكثر تكلفة، ولكن اختيار المغزل المناسب أمر بالغ الأهمية لتحقيق الأداء الأمثل.
الخطوة 5: تثبيت محرك المغزل
قم بتركيب المغزل على عربة المحور Zقد يكون الخيار الجيد لهذا الإعداد هو 5.5 كيلو وات ER32 مغزل مبرد بالهواء. 
تأكد من تثبيت المغزل بـ حامل المغزل أو المشبك، ويجب تثبيته بشكل آمن لمنع أي اهتزازات. استخدم مراوح التبريد أو أ نظام تبريد مائي إذا كنت تنوي استخدام CNC لعمليات تشغيل أطول، وخاصة مع المواد الأكثر صلابة. المغازل المبردة بالماء يمكن الحفاظ على درجات حرارة منخفضة أثناء التشغيل المستمر.
الخطوة 6: تثبيت الإلكترونيات ونظام التحكم
تتطلب آلة CNC الخاصة بك إلكترونيات لترجمة تصميماتك إلى حركات. لهذا، ستحتاج إلى لوحة تحكم CNC، أ مصدر طاقة تيار مستمر، و محركات متدرجة فردية. كل محرك متدرج يحتاج إلى شخص مخصص سائق المحرك للعمل بشكل صحيح.
- وحدة تحكم CNC:يعمل هذا بمثابة عقل جهاز التحكم الرقمي بالكمبيوتر الخاص بك. تتضمن الخيارات الشائعة ماخ 3 وحدة تحكم سهلة الاستخدام ومتوافقة مع العديد من عمليات البناء CNC للهواة.
- سائقي السيارات:تستقبل محركات المحرك إشارات من وحدة التحكم وتوفر طاقة كافية لتحريك المحركات. من المهم اختيار محركات تتوافق مع تصنيفات الطاقة الخاصة بمحركاتك.
إعداد البرنامج والمعايرة
الآن بعد أن تم تثبيت الأجهزة، حان الوقت للتركيز على البرامج والمعايرة.
الخطوة 7: إعداد برنامج التحكم CNC الخاص بك
هناك مجموعة متنوعة من برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD/CAM) خيارات لتصميم الأجزاء وتوليدها كود G. تشمل الخيارات الشائعة ما يلي فيوجن 360 للCAD و ماخ 3 للتحكم في آلة CNC. كود G يخبر جهاز التحكم الرقمي بالكمبيوتر بكيفية التحرك، وأين يتم القطع، وبأي سرعة.
قم بتوصيل وحدة التحكم CNC بالكمبيوتر، ثم قم بتحميل الكود G الخاص بك في برنامج وحدة التحكم. تأكد من تكوين الإعدادات لتتوافق مع مواصفات وحدة التحكم CNC الخاصة بك - أشياء مثل الخطوة لكل مليمتر، ومعدل التغذية، وسرعة المغزل، والتسارع كلها تحتاج إلى ضبطها من أجل التشغيل الدقيق.
المعايرة والاختبار
لتتأكد من أن كل شيء يعمل بشكل صحيح، ستحتاج إلى معايرة جهازك واختباره.
الخطوة 8: معايرة المحاور
المعايرة ضرورية لتحقيق الدقة. ستحتاج إلى ضبط خطوات لكل مليمتر لكل محور. ويمكن القيام بذلك عن طريق تحريك المحور لمسافة معروفة وقياس الحركة الفعلية لضمان الدقة. ضبط دقيق يقوم سائقو المحركات بالتأكد من حصول المحركات على الجهد والتيار الصحيحين، مما يقلل من خطر تخطي الخطوات.
الخطوة 9: اختبار القطع والضبط الدقيق
قبل البدء في مشروعاتك الحقيقية، قم بإجراء عمليات قطع اختبارية للتأكد من أن كل شيء يعمل كما هو مقصود. استخدم مادة ناعمة مثل الرغوة أو MDF لقطع الاختبار الخاصة بك. اضبط سرعة المغزل و معدلات التغذية لتحقيق أفضل النتائج. هذه المرحلة بالغة الأهمية لضمان سير كل شيء بسلاسة قبل الانتقال إلى مواد أكثر قيمة.
خاتمة
قد يبدو بناء آلة CNC من الصفر أمرًا صعبًا، ولكن مع المعرفة والأدوات المناسبة، يمكن تحقيقه. يتضمن جوهر العملية بناء إطار قوي، وتثبيت مكونات الحركة الخطية، وإعداد نظام مغزل قوي، وتكوين الإلكترونيات والبرمجيات بدقة. سواء كان هدفك هو العمل بالخشب أو المعدن أو البلاستيك، فإن آلة CNC التي تصنعها بنفسك ستمنحك القدرة على تصنيع أجزاء دقيقة ومعقدة في المنزل.
لا تنسى اختيار المناسب محرك المغزل يعد أمرًا بالغ الأهمية للأداء، ويمكنك العثور على خيارات مختلفة مثل محور تبريد الهواء ER32 بقدرة 6 كيلو وات، مصممة لتناسب مستويات مختلفة من متطلبات CNC. 
إذا كنت مستعدًا لبدء رحلة بناء CNC أو كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات حول محركات المغزل، فتفضل بزيارة spindlemotorshop.com للحصول على مكونات عالية الجودة لتمكين مشروعك من النجاح.