DIY CNC 雕刻機 (1)
Posted by 黑雨 on 2009-04-23 01:56 | Tagged as: 休閒娛樂
很久以來,自己一直想做一台 CNC 三維自動雕刻機。
CNC 是 Computer Numerical Control 的縮寫,簡單地說,就是將所要做的各種成品先做成 3D 電腦 CAD 圖形,然後從電腦下指令,由 CNC 雕刻機、CNC 金屬車床、或 CNC 金屬銑床自動或半自動完成作品。可以做的東西包羅萬象,從刻印章、一張雕花的桌子、盤龍的柱子、刻電路板,到各式模型或生活所需的零件等等,不管是鐵做的、鋁做的、銅做的、木頭、塑膠做的、甚至是鋼鐵的,大致上都可以用 CNC 機台完成。唯一的差別,在於機台的大小以及功率,決定成品的大小或材質。
由於自己玩過模型飛機、模型火車、各類電腦相關物件、電路製作等等也都很有興趣,因此,一台適當的 CNC 雕刻機應該可以幫我解決很多過去無法完成的成品。我以前買過一台日本製的小小 CNC 雕刻機,但因為實在太小,工作範圍只有 15cm x 10cm,實在不敷所需,因此,決定自己做一台比較大,功率比較強的 CNC 雕刻機。
CNC 雕刻機講求的是精確度,由商業公司或工廠所生產販賣的中小型 CNC 機器,是他們使用非常大型、價值數百萬的 CNC 機器所生產出來的,因此不管在定位、精度上,都還算不錯。至於個人 DIY 的 CNC 雕刻機,不管鑽洞、切割、對齊等等,都是手工製作,這時就會直接遇到精準度不高的難題。但這是雞生蛋、蛋生雞的問題,可以藉由不斷的「自我改良」,先把精度比較不準的 DIY 機器做好,然後就可以慢慢做出同一台機器的各項替換零件,就可以達到越來越精準的目標。當然,有些人沒有耐心,直接購買別人做好的成品或半成品來組裝或直接使用,但這樣就失去 DIY 過程中可以學到許多操作經驗與知識的樂趣。
各式各樣的 CNC 雕刻機形狀千奇百怪,工作難度也各有差異,我的目標是以下這種機型 (照片原始網頁:http://www.saka-cnc.com/cp/html/?12.html )
這種機型的 Y 軸是面對照片的左右移動方向,Z 軸是照片中間掛著雕刻機主軸的部分(上下移動),但比較好玩又有成就感的是 X 軸的部分,稱為龍門型移動 X 軸,就是照片中長得像ㄇ字型的部分,它的移動方向是面對照片往前或往後移動。X、Y、Z 三軸皆由可以精細移動的步進馬達控制,所以只要有適當的軟體跟物品的 3D 圖形,就可以藉由雕刻刀具做出成品。如果再加上第四軸(一個可以 360 度旋轉的機制),則可以做出類似盤龍柱的成品。我預計完成的可加工範圍大概是 30cm x 50cm 左右,對於模型我其他我有興趣的零件而言,應該綽綽有餘。
由於台灣在 DIY 方面往往僅限於特立屋之類的家具或木頭加工,對於這類牽涉到電路、金屬加工的東西,DIY 的人比較少。另一方面,這也是因為在 DIY 這類複雜東西時,不管是資訊(多數是英文)、以及所需零件的購買等等,台灣仍然遠遠比不上美國。也因此,我預計完成的 CNC 雕刻機,由於材料取得、加工噪音限制、以及個人時間運用,應該不會長得太好看,但可以用即可。
多數的材料大致都已經到齊,昨天,終於做出了龍門部分的基本結構:
這是運用鋁擠型長方體、角鐵、以及一個中古故障的滑台所拼湊出來的龍門結構,目前只有 Y 軸部分完成八成,Z 軸(上下移動雕刻機)部分還在規劃。
順便介紹一下我 DIY 的空間及機器:
1. 工作桌 (1): 上面有小型鑽床(左邊)及小型金屬切割帶鋸機(右邊)
2. 中小型金屬車床,可以製作圓形的東西。照片右側沒照到的,還有一台木工帶鋸機、一台圓盤鋸台
3. 工作桌 (2) 跟掛置一堆工具的地方:
4. 工作桌(3): 上面放著中型鑽床,照片下方是金屬銑床(可以刻出各種形狀的東西),因為太重,直接放地上
10 Comments »








你真的很強….. 多才多藝又能實踐…… 這未來可申請專利嗎
大陆游客,大陆玩CNC DIY人士太多了,而且往五轴多轴方向发展
多轴加工应用太多广泛了,如果有圆柱体上面加工那肯定得要四轴,如果加工刀具干涉太多的曲面,那也得用五轴,大陆这边DIY CNC最早是2002年就有专门的网站,不管从电,结构,软件,材料都相当广泛。
关于软件方面,在大陆用的最多的软件应该算是MACH2,MACH3,维宏。MACH软件应该说全世界很多国家的DIYER都在用,在大陆基本大多数大多数都是盗版的,毕竟大陆这边用盗版软件太正常了,MACH倒是可以很好的支持2——6轴。维宏软件其实差不多都是开源的,只是那块PCI卡而已,大陆多数的DIYER用的卡也是盗版的,很多以商业目的的公司也在用D版。
关于结构方面也相当广泛,有十字工作台,移动龙门固定工作台,固定龙门移动工作台……相当相当多的结构。
电器这方面,一直以为,步进电机用的最广泛了,毕竟便宜,而且大陆这边有专门的二手市场,有很多日本,西欧一些国外的拆解洋垃圾会进入大陆,而且步进电机的驱动从早期的8435,A3977,到现在的专用驱动器,接口板。相当大一部分都是爱好者们自己画的电路图,自己焊的元件制造。到现在越来越多的人使用伺服电机,毕竟大陆有二手的伺服电机可以选择。
机器制造选用的材质更是五花八门。但主要得说滑动单元和传动单元,高档一点的,会选择直线导轨和滚珠丝杆,低档一点的会选择光轴和梯形丝杆。也有用其它方面传动的,包括齿条,同步带等等。
DIY无止境,DIY无国度
感谢回复!
目前大陆和台湾民间的交流甚少,毕竟一些政治方面的原因,这里我们不作交流。很多时候大家相互并不是了解。
我自己也是一个喜欢自由,追求自由的个体。我兴趣爱好比较广泛,对PC-HIFI,胆机,单车,机械DIY都比较有兴趣。之前也一直关注过台北一个叫Deray的自行车爱好者的骑行。
台湾在机械和电子方面应该说在世界上都做的相当不错。我在两个台资企业工作过,一个是巨腾国际,一个是可胜科技。都是从事和模具相关的机械方面工作。和一些在大陆工作的台湾地区的有些交流,感觉还是大家相互了解的比较少。民间其实应该可以多多交流,不管从技术还是文化方面。
原来也和台湾网友交流过一些方面,比如大陆和台湾的年轻人都面对买房的压力,物价的上涨等等,这些生活方面其实都差不多的。
我在美國作過一台, control unit + 免費CNC軟體買套件. 機械部分, 全部自製. 用步進馬達連acme screw.三軸與馬達用藕合器(coupler)連結, 這個要翻grainger 或 mcmaster 的工業零件網站買. 您的gantry 結構看起來夠剛, 我的缺點是不夠, 所以雕出來東東略變形.
蠻好玩的, 可悲的是最後搬家回台灣時沒帶回, 丟在車庫外讓人撿, 一下就撿走了.
以後我玩模型如果要改造零件可以請你代工嗎^^
格主您好:
見您DIY CNC 一係列的文章很棒,不知您是否願意在他處分享?或願意轉載至他處?
台灣的DIYer很可惜,缺損了一個讓DIYer較佳的溝通、討論、分享、交流及互助的平台,目前在以下的論壇中將提供這平台給DIYer交流,現今先就音響DIY區塊進行分類整合,目前也有規畫生活區塊喔!
希望格主可以將您DIY一系列的文章與作品來一起做分享,讓生活區塊也能成長茁壯,使更多的DIYer能有一個很棒的交流平台。
站台能由音響朝向多元生活成為台灣DIY的區塊。
網址:www.hifidiy.tw
您好:
我也是一個喜歡DIY的人,最近也組裝一台CNC雕刻機但是,CNC軟體不懂,不知道可不可以交流一下
蛮期待你的DIY网站。指教谈不上,这个是内心话,只能说是DIY爱好者交流。
确实在DIY领域,有点步西方的后尘。有很多时候,圈子里的朋友都感叹在大陆很多人DIY数控机器的目的“不纯”。很大一部分都是为了机器有产值,就是说为了赚钱和工作需要来做机器,这个是好事,但不是纯粹为了兴趣。在国外,很大一部分是为了兴趣,车库文化在欧美很多国家都相当广泛,车库能出来很多精品。
很多时候,这些和个人所在的环境有很大关系的。只愿望更多的人为了有兴趣的思想而动手。
我也對於 DIY CNC 有所研究 數年 歡迎有機會 大家指導 謝謝!!
http://tw.myblog.yahoo.com/diy-cnc