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标题: 四轴雕刻机研制 [打印本页]

作者: considers 时间: 2018-5-14 23:47
标题: 四轴雕刻机研制
自从2014发表了一篇《自制USBCNC》后，觉得三轴雕刻机没什么好玩，决定做一台四轴雕刻机。
准备条件：
1、机器硬件用PTC Creo Parametric 3.0设计；
2、外购滚珠滑台三条行程分别是100mm，200mm，400mm，直线轴承，板料，主轴电机；
3、电控系统，外购廉价板子+自行设计，开发软件：Altium designer；
4、控制板使用廉价的USB单片机，自己用C语言写固件程序；
5、四轴CNC插补软件，自己编写（直线插补，圆弧插补，螺旋插补），开发软件：VC++。
用空闲时间研发机器，两天打鱼，三天晒网，大家有兴趣的话慢慢往下看。

作者: considers 时间: 2018-5-15 00:01
买料
(, 下载次数: 71) (, 下载次数: 59) (, 下载次数: 75) (, 下载次数: 60) (, 下载次数: 72)

作者: considers 时间: 2018-5-15 00:03
简单加工一下所购材料
(, 下载次数: 46) (, 下载次数: 52)

作者: considers 时间: 2018-5-15 00:06
本帖最后由 considers 于 2018-5-15 00:09 编辑

组装机架，由于要控制成本，所以机架设计尽量简单，容易组装。材料买回来，稍作加工即可做出。
(, 下载次数: 47)

作者: considers 时间: 2018-5-15 00:12
安装电控系统
(, 下载次数: 51) (, 下载次数: 47)

作者: considers 时间: 2018-5-15 00:17
加装主轴后，机器初步成形
(, 下载次数: 59) (, 下载次数: 70)

作者: 川师鲤鱼 时间: 2018-5-15 07:40
66666666很厉害

作者: xiaoxiaoniao 时间: 2018-5-15 20:10
看大片。。。。。。。。。。。。。。。

作者: kekokele 时间: 2018-5-20 21:59
你那个三轴可是线规啊，这个用光轴？不会抖吗？最起码也应该用带座光轴吧？

作者: coffeerain 时间: 2018-5-20 22:26
mark ，感谢分享。

作者: juziwbj11 时间: 2018-5-28 00:07
稀稀拉拉都做这么好，我真是服了你了，不过好钢用在刀刃上，别做这些玩具了，搞些大的。

作者: 白晕山 时间: 2018-6-12 19:51
雕刻机这玩意真的不嫌配置会富于，越多越强越好。
开着800W主轴就想着用1000W，用着1000W又想着1.5kw，最终还是要2.2kw才觉得满意的。

雕着铝块跑着F500就巴不得跑1500，机架抖动又巴不得换成铸铁机架。

作者: 骷髅精灵 时间: 2018-6-12 20:00

白晕山发表于 2018-6-12 19:51
雕刻机这玩意真的不嫌配置会富于，越多越强越好。
开着800W主轴就想着用1000W，用着1000W又想着1.5kw，最 ...

这么说，一开始定位就错了，要的不是雕刻机而是数控铣

作者: 白晕山 时间: 2018-6-12 20:19

骷髅精灵发表于 2018-6-12 20:00
这么说，一开始定位就错了，要的不是雕刻机而是数控铣

数控铣都是大家伙。
雕刻机可以做到玩具那样的，正因为入门门槛低才会有走弯路的机会。

作者: considers 时间: 2018-7-19 22:14

kekokele 发表于 2018-5-20 21:59
你那个三轴可是线规啊，这个用光轴？不会抖吗？最起码也应该用带座光轴吧？

直线导轨价钱贵，用光轴便宜很多，我在滑台的光轴上增加了两个直线轴承就不抖动了！效果可以达到要求。
(, 下载次数: 31)

作者: considers 时间: 2018-7-19 22:19

juziwbj11 发表于 2018-5-28 00:07
稀稀拉拉都做这么好，我真是服了你了，不过好钢用在刀刃上，别做这些玩具了，搞些大的。

做大的要花钱多，还是弄些便宜的小型机械。其实，机械部分难度不大，软件和控制电路才是关机。我大部分时间都花在软件设计上，需要大量使用数学知识建立数学模型，然后把数学模型变成C++语句。

作者: considers 时间: 2018-7-19 22:32
空间还是要善用，顶部放一块胶板太浪费空间了，改掉它，用来48V电源，驱动主轴马达。
(, 下载次数: 45) (, 下载次数: 40)
正面造型还是不错的。
(, 下载次数: 29)
原本计划只用一个500W的24V电源带动整台机器，但24V的主轴电机真的是力量不足。还是改用48V的主轴电机算了。这样一来要多用一个48V电源，成本增加了一点。

作者: considers 时间: 2018-7-19 22:36
机器搞得差不多了，可以开始写程序，首先是从单片机的固件入手写硬件控制程序，主要是实行不接电脑是能手动操作雕刻机作普通铣床用。
(, 下载次数: 37)

作者: considers 时间: 2018-7-19 22:57
本帖最后由 considers 于 2018-7-19 23:00 编辑

TB6560的驱动代码很好写，只需要几句代码就可以驱动它，这样用一片CY7C68013A单片机，只需要使用一组IO口就可以实现4轴驱动了。
(, 下载次数: 37) (, 下载次数: 47)

之前研发三轴时贪便宜用L298N，那东西要驱动它，固件代码很复杂。同样的单片机，只能实现2.5轴功能。

(, 下载次数: 29)

作者: considers 时间: 2018-7-19 23:05
主轴马达控制采用继电器。单片机控制继电器，继电器控制主轴电机。
(, 下载次数: 43) (, 下载次数: 40)

作者: considers 时间: 2018-7-20 00:04
本帖最后由 considers 于 2018-7-20 00:10 编辑

由于雕刻机的十字滑台只有120毫米宽，所以数控A轴的体积要小，微型轻巧才合适我这台机器。故此，自制了一个第一代微型数控A轴
(, 下载次数: 29) (, 下载次数: 27) (, 下载次数: 40) (, 下载次数: 37) (, 下载次数: 34)
网上买了微型63四爪卡盘，42步进以及电机座，利用公司的设备加工了链接轴和安装底板。这是目前能做到的最小型A轴了。

作者: considers 时间: 2018-7-20 00:14
把A轴安装到机器上
(, 下载次数: 32) (, 下载次数: 33)
这样看上去有点四轴雕刻机的感觉了

作者: considers 时间: 2018-7-20 00:17
这个微型A轴使用42步进电机，虽然能带动旋转。但扭矩不够。一只手指轻碰也会影响到它的转动。
(, 下载次数: 25) (, 下载次数: 28) (, 下载次数: 30)
看来要想办法做第二代微型数控A轴。

作者: gulang123 时间: 2018-7-20 09:38
又是个牛人，牛逼啊

作者: 草尼马 时间: 2018-7-27 12:33
牛人，。但是有着现成的控制器用，不知为何自己做

作者: yanite 时间: 2018-7-31 11:45

房间大了就是好. 现在机器不是问题, 房价是问题

作者: jkqw 时间: 2018-8-1 13:25

kekokele 发表于 2018-5-20 21:59
你那个三轴可是线规啊，这个用光轴？不会抖吗？最起码也应该用带座光轴吧？

大锅，光轴为毛会抖啊，带座的我叫轴还不如不带做的呢

作者: considers 时间: 2018-8-2 23:32

草尼马发表于 2018-7-27 12:33
牛人，。但是有着现成的控制器用，不知为何自己做

核心控制程序当然是自己设计的好！用现成的都是外国货，他们能做的我也会做。
尽管大部分国人喜欢拿来主义，但在这样下去，自己的技术只会原地踏步。

作者: considers 时间: 2018-8-3 23:41
(, 下载次数: 25)
第二代的A轴采用57步进电机，体积和质量增加不多的前提下，能提供更大扭力，我觉的用来车木头和塑料足够了。

作者: considers 时间: 2018-8-3 23:54
(, 下载次数: 29) (, 下载次数: 41) (, 下载次数: 33) (, 下载次数: 17)
利用VC++和CY7C68013A单片机开发出来的四轴数控系统，图为G代码和M代码的分析与解码程序截图。在加工的时候经常会碰到需要长时间加工的零件，故此我特意加入断点加工程序，这样就可以由用户自行决定本系统执行零件加工程序是的开始位置，并自动移动刀具至改点位置。当用户碰到需要长时间加工的零件时，就可以自由安排加工时间或者自己决定零件的局部加工位置。

作者: considers 时间: 2018-8-4 00:08

(, 下载次数: 20)
把第二代A轴放到雕刻机上
(, 下载次数: 42)
再为雕刻机加装控制键盘和数码显示管，这里采用某宝上的10元产品，3线控制的8位键盘扫描及显示模块，便宜又好用，16个按钮和8位数码管。
(, 下载次数: 25)
编写键盘显示模块的单片机控制固件

作者: 精毅机电 时间: 2018-8-6 17:15
真是牛人啊！

作者: juziwbj11 时间: 2018-8-16 21:30

considers 发表于 2018-7-19 22:19
做大的要花钱多，还是弄些便宜的小型机械。其实，机械部分难度不大，软件和控制电路才是关机。我大部分时 ...

你想多了，想要高精度雕刻机重点在机械部分，软件和电路是配角，淘宝一买一大堆。要想做出高精度的雕刻机，机械机械机械。过多的我也不说了，感觉你还在玩玩具阶段。但是我还是要提醒你，不要把时间了浪费。

作者: juziwbj11 时间: 2018-8-16 21:32
浏览玩帖子后还是那句提醒，别把时间浪费在没有意义的方面。你比我厉害，可以走的更远。只不过还没有意识到。等到意识到也晚了。

作者: considers 时间: 2018-8-18 11:15

juziwbj11 发表于 2018-8-16 21:30
你想多了，想要高精度雕刻机重点在机械部分，软件和电路是配角，淘宝一买一大堆。要想做出高精度的雕刻机 ...

软件和控制系统才是灵魂，国内做得最差的就是控制系统和软件。我在公司里开发的自动控制设备，卖得最贵就是软件部分。高精度机械也是靠闭环控制系统实现。

作者: 大姆指的小窝 时间: 2019-3-27 17:06
楼主真是牛人啊！机架做的真好

作者: 大姆指的小窝 时间: 2019-3-27 17:12

considers 发表于 2018-8-18 11:15
软件和控制系统才是灵魂，国内做得最差的就是控制系统和软件。我在公司里开发的自动控制设备，卖得最贵就 ...

难点对于不同专业的人来说是不-一样的，机械专业的难点就是控制系统和软件，电子控制专业的难点为机械部分。

作者: considers 时间: 2019-6-10 15:31
(, 下载次数: 28)
加装微型虎钳，机器大体外貌成形。
(, 下载次数: 19)
加当尘板

作者: considers 时间: 2019-6-10 15:35
(, 下载次数: 29)
测试机器加工精度和速度
(, 下载次数: 22) (, 下载次数: 16)
效果可以，干木头应该没有问题。

作者: considers 时间: 2019-6-10 15:40
(, 下载次数: 24)
为机器增加一个普通雕刻机不具备的特色功能---->螺旋加工程序
(, 下载次数: 19)
基本原理使用高中的三角函数实现
(, 下载次数: 14)
装料试车

作者: considers 时间: 2019-6-10 15:58
(, 下载次数: 8)
很多时候，编程这玩意很令人迷惑，心里想的，往往与现实差距大，没办法，唯有该思路，再编写一次，直至成功为止。
(, 下载次数: 11)
A轴要增加一个感应器，用来复位
(, 下载次数: 13)
新程序实验成功，效果我很满意。

作者: 1789029312@ 时间: 2019-11-12 06:34
感觉没有我的五轴玩具牛

作者: liangqin9780 时间: 2019-11-17 15:38
这应该是码农里玩机械很六的

作者: considers 时间: 2019-12-15 00:34
本帖最后由 considers 于 2019-12-15 19:41 编辑

搞了很久，经过多次修改机械结构，调试应用软件的程序，四轴雕刻机的研制基本完成。
(, 下载次数: 7) (, 下载次数: 7)
(, 下载次数: 9)
经过测试可以完成铝件的加工

作者: considers 时间: 2019-12-15 00:59
四轴雕刻机基本制作到此一阶段，完成了传统CNC功能的所有技术研发，电控电子电路，单片机固件，上位机软件，数控编程解码等技术均被我全部独立完成，所有核心技术均在我的掌握之中，整机单纯硬件制造成本3000元人民币左右。
下一阶段，打算加入机械视觉，使它成为世界上第一台具备机械视觉的桌面四轴雕刻机。

作者: 破烂王 时间: 2019-12-22 03:39
铝合金型材+光轴，这种结构取材方便，但是这种组合也限制了机器本身的性能。

作者: 子乐宝 时间: 2019-12-22 19:12
不明觉历

作者: considers 时间: 2020-2-17 15:16
(, 下载次数: 4)
机械视觉算法测试完成，准备把它集成到雕刻机中。

作者: considers 时间: 2020-3-4 22:25

手机上网发图，流量珍贵，只能发小图，省流量

(, 下载次数: 2) (, 下载次数: 9)
使用卷积分神经网络算法进行视觉识别，成功使雕刻机系统拥有了机械视觉能力，可以识别圆形。

作者: considers 时间: 2020-3-4 22:30
本帖最后由 considers 于 2020-3-4 22:43 编辑

第一次接触神经网络编程，确实觉得很有挑战性。未来的技术方向朝着人工智能发展。作为传统自动机械也该升级，向着智能化发展。

作者: considers 时间: 2020-3-4 22:40
我开发此机器的具体步骤
1、绘图，制作零件
2、买配件及电子零件，开发板
3、写开发板程序，使机器可以进行简单运动
4、编写上位机软件，实现插补算法
5、加入摄像头视频捕捉功能
6、研发机械视觉算法
几乎把个人的所有业余时间都投进去搞此机器的研发，逐步把技术研究出来，并掌握。
实现这一切的秘诀就是：兴趣+恒心

作者: nmgymlsw 时间: 2020-5-15 16:55

considers 发表于 2020-3-4 22:40
我开发此机器的具体步骤
1、绘图，制作零件
2、买配件及电子零件，开发板

楼主是牛人呀。不开个公司生产最先进的具有视觉功能的雕刻机太亏了。

作者: clawfinger 时间: 2020-11-12 20:42
敢问牛人是何方人士？

作者: 为什么 时间: 2020-11-12 21:54
继电器，继电器，最近在逛淘宝找电机控制板

作者: dun129 时间: 2020-11-28 15:59
牛人

作者: considers 时间: 2020-12-2 23:45

clawfinger 发表于 2020-11-12 20:42
敢问牛人是何方人士？

广东珠三角打工的一个大叔。

作者: 韵元帅 时间: 2020-12-4 17:23

considers 发表于 2020-12-2 23:45
广东珠三角打工的一个大叔。

大佬，想学会自己编程操控机械，该从哪里开始？
比如操控一个简易灯泡开关？
方便介绍一下学习流程吗？该看哪些书或视频

作者: 韵元帅 时间: 2020-12-4 20:41
厉害厉害，大佬请问想自己做一个控制电路的程序需要学到哪些知识？方便指导下该看什么书或者视频吗？至少能编个控制电路开关定时延时之类的

作者: bluesea422 时间: 2020-12-21 04:45
入门者推荐几本书？

作者: zhangling68 时间: 2020-12-23 22:18
虽然看不懂楼主说的这些数控知识，但还是觉得很牛的样子。我想加工一个小东西，把一根长方体木条的一头任意一个长直面按45度角铣掉一截，把铣出来的长方形斜面当做基面，在基面上开一个相对于基面等深的槽，这个东西楼主的机器能做吗？

作者: considers 时间: 2021-4-8 14:01
(, 下载次数: 4)
很久没来更新，正在改良灰度图雕刻功能。

作者: considers 时间: 2021-4-8 14:13
(, 下载次数: 4)
把灰度图立体化也挺有趣。
(, 下载次数: 2)
灰度图转云点文件
(, 下载次数: 4)
效果还是不错的，好看!感觉上比小平面特征的要好看。

作者: tho1122003 时间: 2021-4-10 14:10
会自己编程的都是牛人

作者: 飞扬汽美 时间: 2021-4-26 10:34
但凡看着代码不睡觉的我都佩服

作者: 随便看看有什么 时间: 2021-5-2 12:11
尺有所短寸有所长，佩服楼主这样有挑战自我的精神和毅力，自娱自乐，乐在其中，高兴就好。

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