Při práci s měkkými kovy, jako je hliník nebo měď, se setkáváme s podobnými výzvami, které jsou běžné při obrábění tvrdého dřeva, s tím rozdílem, že v případě kovů se navíc přidává problém přehřívání nástroje. To je způsobeno vysokým třením mezi kovem a nástrojem, což generuje velké množství tepla. Při obrábění dřeva to není tak kritické, i když i zde je potřeba sledovat teplotu nástroje. Při práci s kovem je možné využít pomocné systémy, jako je vzduchové chlazení nebo nanášení maziv na pracovní kus, aby se zajistilo udržení nízké teploty nástroje. Ačkoliv se může zdát, že obrábění dřeva je špinavé, práce s kovem přináší ještě větší nepořádek. Proto je dobré mít stroj vybavený odsáváním prachu a ideálně využívat vakuum na odvod prachu, jak to dělám já, když používám CNC stroj 3018 k řezání kovů. Tento stroj sice není ideální pro obrábění velkých kovových dílů, ale pro menší části se hodí, pokud používáte pomalé pohyby a děláte více průchodů.

Další věc, kterou je třeba zvážit při obrábění kovů, je způsob předvrtání děr. Tato technika může výrazně zjednodušit proces obrábění a snížit nároky na samotný stroj. Pokud je to možné, doporučuje se předvrtat otvory buď před obráběním, nebo po něm. Pokud například nastavíte počáteční bod na CNC stroji a stroj provede jeden průchod, který označí umístění děr, můžete díl vyjmout, vyvrtat otvory na vrtačce a vrátit jej zpět na stroj pro dokončení obrábění. Tento přístup může také zaručit, že děrované části budou na správném místě a omezí potřebu složitějšího frézování děr přímo na CNC stroji.

Mnozí uživatelé CNC strojů mohou mít náročnou úlohu přizpůsobit práci s kovem a jeho specifiky, jako je chladicí systém a správná volba frézy. Důležitým faktorem je i správné nastavení počátečního bodu v G-kódu, což může výrazně ovlivnit přesnost a efektivitu obrábění. Tento postup je obzvláště důležitý, pokud používáte více nástrojů na jednom zařízení, jako je například CNC stroj 3018 s frézou a laserem, který umožňuje snadnou změnu mezi obráběním a gravírováním.

Kromě samotného obrábění kovů stojí za zmínku i praktické aspekty práce s pěnou. Pěna, zejména extrudovaný polystyren, je velmi lehký materiál, který se často používá pro tvorbu konstrukcí letadel na dálkové ovládání nebo modelů. Při obrábění pěny je důležité mít na paměti bezpečnostní opatření, jelikož prach, který se uvolňuje při frézování pěny, je škodlivý pro zdraví. Pro snížení prašnosti je dobré používat odpovídající odsávací systém a nosit respirátor. Doporučuje se také uzavřít stroj do ochranné skříně, aby se prach a nečistoty nedostaly do okolí.

Pokud pracujete s pěnou v kombinaci s laminováním skelnými vlákny, dostanete velmi lehkou a pevnou strukturu. Tento proces je ideální pro vytváření součástí, jako jsou křídla letadel, která jsou CNC frézována z husté pěny a následně potažena skelnými vlákny pro zvýšení pevnosti. Pěna je skvělý materiál pro modeláře a RC nadšence, kteří potřebují vyrábět konstrukčně silné a zároveň lehké díly.

Při práci s laminátem je potřeba zvolit specifické nástroje pro CNC frézu. Nejčastěji se používají nástroje s kulovou nebo válcovou frézou, které jsou vhodné pro přesné a detailní obrábění materiálů, jako je sklolaminát. Při vytváření složitějších geometrií nebo detailních děr je nutné správně přizpůsobit nástrojovou cestu s ohledem na průměr frézy, což je klíčové pro dosažení požadovaných výsledků.

Kromě technických aspektů práce s různými materiály je důležité si uvědomit, že každý materiál vyžaduje specifický přístup. To zahrnuje nejen výběr správného nástroje a správnou rychlost posuvu, ale i postupy, které minimalizují odpad a zajistí dlouhou životnost nástrojů. Při obrábění kovů je například zásadní kontrolovat teplotu nástroje, protože příliš vysoké teploty mohou výrazně ovlivnit kvalitu výsledného dílu a životnost nástroje. Podobně při práci s pěnou nebo dřevem je důležité minimalizovat prach a zajistit dostatečnou ventilaci.

Jak upravit 3018 CNC stroj na kreslící a řezací zařízení: Použití plotteru a drag nože

Převod vašeho CNC stroje 3018 na zařízení schopné vykreslovat přesné kresby nebo řezat vinyl, karton či papír je jednou z nejjednodušších úprav, které můžete provést. V podstatě jde o dočasnou výměnu vřetena za zařízení, které bude držet pero, fixu nebo řezací nůž. Zbytek procesu je řízen softwarem a G-kódem. Důležité je si uvědomit, že vzhledem k tomu, že váš stroj nemá pohyb v ose Z, kromě zvedání nebo spouštění nástroje, bude výsledek vykreslování nebo řezání zcela v 2D (bez hloubky), což znamená, že proces je výrazně jednodušší. Tato úprava je sice poměrně jednoduchá a snadno vratná, ale je třeba si být vědom, že rychlost vykreslování bude relativně nízká. To je dáno tím, že CNC 3018 používá šrouby s vedením ve všech osách, které jsou navrženy pro pohyb těžkého nástroje při řezání, což znamená, že rychlost pohybu je u těchto úprav omezená. Na rozdíl od plotterů a řezacích strojů s pohonem pásy, jako je například CriCut, vaše vykreslování bude pomalejší a možná zjistíte, že efektivnější by bylo upravit 3D tiskárnu nebo postavit stroj navržený speciálně pro tento účel, což bude probráno v dalších kapitolách této knihy.

Pro vykreslování nebo řezání na 3018 je třeba vyměnit vřeteno za držák pera nebo nůž. Prvním krokem je získání vhodného držáku nože. Na trhu je dostupné mnoho držáků pro takový účel, například na Amazonu za přijatelnou cenu, přičemž v sadě najdete různé úhly nožů (30°, 45°, 60°). Úhly se používají v závislosti na materiálu, který chcete řezat, přičemž ostřejší úhly (30°) jsou ideální pro jemnější materiály. Tato sada držáků umožňuje připojit nůž k CNC 3018 a provést potřebné úpravy.

Pro montáž držáku na nástrojovou hlavu 3018 je potřeba vhodný adaptér. Mnoho návrhů těchto adaptérů je dostupných na stránkách jako Thingiverse, kde lze najít různé varianty, které lze 3D tisknout. Jeden z oblíbenějších návrhů zahrnuje dvě součásti, které po sestavení umožní upevnit držák nože nebo pera. Tyto designy mohou být rovněž upraveny pro držení různých velikostí per nebo tužek, což znamená, že modifikace jsou poměrně flexibilní.

Když máte držák nože nebo pera upevněný na CNC 3018, stačí nastavit software pro generování G-kódu. V předchozích kapitolách jsme již probrali, jak importovat STL soubory nebo obrázky, převést je na vektorovou grafiku a následně je exportovat jako G-kód. Při práci s nulovou tloušťkou materiálu stačí jen správně nastavit výšku nástroje. V praxi to znamená, že musíte manuálně snížit nástrojovou hlavu tak, aby hrot nože byl těsně nad povrchem materiálu, a následně můžete spustit G-kód pro začátek řezání.

Modifikace plotteru je v podstatě stejná. Potřebujete vhodný držák pro pero, fixu nebo jiný kreslicí nástroj, a vše ostatní se řídí stejným principem jako u drag nože. Mnoho možností držáků per lze najít na eBay nebo Thingiverse, přičemž některé mohou být jednoduše 3D tištěné, což je cenově efektivní a přizpůsobitelné řešení. Tyto držáky jsou často navrženy tak, aby se snadno připojily k CNC nástrojové hlavě, přičemž používají stejné upevňovací mechanismy jako původní vřeteno.

Ačkoli tyto úpravy, ačkoliv jednoduché, zpomalí vaši práci, přinášejí nové možnosti využití 3018 CNC stroje. Důležité je mít na paměti, že pomalá rychlost vykreslování a řezání je limitována konstrukcí samotného stroje. Při práci s G-kódem, ať už pro kreslení nebo řezání, je nutné mít na paměti i jiné faktory, jako je správné umístění materiálu, jeho tloušťka a typ.

Další krok v této kapitole se zaměřuje na optimalizaci 3018 pro specifické úkoly, jako je přidání laserového modulu nebo vylepšení rotačního osového systému. Zároveň se zdůrazňuje důležitost 3D tisku při realizaci těchto modifikací, protože online komunity a stránky jako Thingiverse nabízejí mnoho užitečných návrhů, které mohou výrazně zjednodušit proces přizpůsobení vašeho stroje. Tato přizpůsobení jsou nejen jednoduchá, ale také dostatečně flexibilní, aby umožnila různé experimenty a úpravy, které mohou vyhovovat specifickým potřebám.

Kromě technických aspektů je důležité brát v úvahu i bezpečnostní faktory, zejména při práci s řeznými nástroji nebo laserovými moduly. Udržování správného pracovního prostředí a použití ochranných krytů pro zamezení šíření prachu nebo jiných nečistot může výrazně zlepšit jak kvalitu práce, tak bezpečnost při používání CNC stroje.

Jak postavit automatizované stroje pro obrábění: Lathes, CNC a 5-osé frézy

V poslední době jsem narazil na jednoho tvůrce na YouTube, Melkano, který se věnuje vývoji strojů pro obrábění. Ačkoli jeho videa jsou v češtině, každý jeho systém má vlastní webovou stránku v angličtině a francouzštině, kde můžete najít podrobné návody a plány. Co je na jeho návrzích zvláštní, je jejich jednoduchost a přístupnost. Osobně jsem už postavil jednu z jeho prvních mini-laserových fréz, která byla vyrobena z různých zbytkových částí. Kromě toho má Melkano také návrhy na CNC stroje (velmi podobné modelu 3018) a 3D tiskárny. Nicméně, co mě skutečně zaujalo, byl jeho návrh automatizovaného soustruhu.

Soustruh je oproti ostatním strojům, které jsem dosud stavěl, zajímavý tím, že má vysoké otáčky pracovního kusu, zatímco ostrý nástroj se pohybuje podél jedné strany a obrábí materiál. Pomalu jsem si začal uvědomovat, jakým způsobem lze tímto způsobem obrábět válcové objekty, které jsem dříve musel 3D tisknout. Ačkoli 3D tisk není pro všechny případy ideální, soustruh tohoto typu by mohl nabídnout mnohem lepší způsob výroby. A to vše s použitím elektroniky, kterou už znám z jiných strojů, jako je laserová fréza nebo CNC stroj 3018. K tomu všemu soustruh také umožňuje manuální řízení, takže je možné ovládat každý aspekt obrábění.

Mnoho dílů soustruhu je k dispozici na stránkách Thingiverse, kde si můžete stáhnout potřebné soubory pro 3D tisk nebo je zakoupit přímo na Etsy obchodě Melkana. K tomu jsou k dispozici i návrhy na desky plošných spojů, které můžete buď poslat do specializované firmy na výrobu PCB, nebo si je můžete vyrobit sami, pokud máte dostatečné zkušenosti s elektronikou. Hlavním řízením soustruhu je deska MKS DLC 2.0, kterou jsem používal i u jiných strojů. Tento soustruh vypadá velmi solidně a je jisté, že se dostane na seznam mých projektů, které si musím postavit.

Dalším zajímavým nápadem, který mám, je přeměnit některé plastové díly soustruhu na hliníkové pomocí jednoduchých odlévacích technik. U větších částí, jako je těleso soustruhu, bych mohl využít metodu ztraceného plastu. K tomu bych použil 3D vytištěné díly jako formu pro odlitek. Také bych mohl zesílit plastové díly nátěrem epoxidovou pryskyřicí, což by je dále zpevnilo. Cílem je udělat soustruh dostatečně pevný, aby bylo možné obrábět nejen plasty, ale i měkčí kovy a dřevo.

Dalším krokem v oblasti strojů pro obrábění je rozšíření o pátou osu. Stroj s pěti osami je unikátní tím, že umožňuje opracovávat nejen horní plochu obrobku, ale všechny jeho plochy kromě té, na které je obrobek uchycen. Představte si například blok motoru automobilu, který je pravděpodobně obráběn na takovém stroji. Pokud se podíváte na některá videa, zjistíte, že tento proces zahrnuje nejen vrtání, ale i závitování a použití chladicího média. Stroj také automaticky mění nástroje podle potřeby, což je fascinující aspekt moderního obrábění.

Pokud se chcete podívat na různé způsoby, jak si můžete postavit pětiosý stroj, najdete mnoho videí, která ukazují různé možnosti. Některé stroje používají otáčecí stůl, jiné přidávají další osy pomocí rotačních ramen nebo dokonce 3D tištěných komponent. Existují také možnosti pro elektrochemické obrábění, které vám umožní obrábět i velmi tvrdé materiály, které by bylo obtížné opracovat mechanicky.

Pokud máte dostatečný rozpočet, můžete si samozřejmě koupit hotový pětiosý stroj, jako je například Pocket NC, ale pro většinu domácích kutilů je cena těchto strojů velmi vysoká. Nicméně, pokud chcete experimentovat, existují způsoby, jak vytvořit vlastní stroj, který bude mít 5 os, i když s menšími rozměry a omezeným pracovním prostorem.

Pokud máte k dispozici dostatečně velký prostor a dostatečné znalosti, můžete jít ještě o krok dál a postavit stroj, který bude schopen opracovávat obrobky jak z plastu, tak i z kovů, dřeva nebo kompozitních materiálů. Některé strojníky dokonce staví stroje, které jsou schopné vyrábět celé karosérie automobilů, což je velmi ambiciózní projekt, ale ukazuje potenciál těchto technologií.

V neposlední řadě stojí za to zaměřit se na SCARA roboty, které umožňují flexibilní pohyb nástrojů kolem obrobku. Tyto roboty jsou schopné provádět komplexní operace, jako je frézování, vrtání, nebo i 3D tisk na vysoce precizní úrovni. Tyto stroje jsou fascinující nejen pro svůj rozsah využití, ale i pro jejich schopnost vykonávat několik úkolů v jednom cyklu.

Jak správně nakonfigurovat a testovat CNC stroj: Od připojení až po první testovací řez

Při práci s CNC stroji, jako je DIY CNC 3018, je klíčové správně nakonfigurovat zařízení před samotným použitím. Prvním krokem je správné připojení řídicího zařízení k počítači a ovládání přenosu dat mezi počítačem a CNC strojem. Pokud se vám stane, že vaše zařízení není rozpoznáno, můžete mít problém s ovladačem. Nejčastěji jde o problém s ovladačem CH340, což je čip, který se používá v mnoha deskách Arduino, které jsou základem pro většinu hobbyistických řídicích desek. Tento ovladač bývá součástí instalačního média přiloženého k vaší desce a je nutné ho nainstalovat, aby počítač stroj rozpoznal.

Před připojením desky k CNC stroji je dobré prověřit konektivitu, nainstalovat ovladače a firmware. Jakmile je vše připraveno, můžete použít správce zařízení (pro Windows) k zjištění, na jakém portu je vaše zařízení připojeno (např. COM4, COM5 atd.). Důležité je nastavení správné baudové rychlosti, která je specifikována výrobcem vaší desky. Nesprávně nastavená rychlost může vést k problémům při načítání příkazů, což si vyžádá znovuotevření softwaru a pokus o načtení.

Další součástí, kterou je třeba při práci s CNC strojem zvážit, je použití LCD displeje. U některých starších desek, jako je deska Mana, není možné připojit LCD a celý proces řízení CNC je prováděn pouze z počítače. Novější desky však podporují připojení LCD displeje, který umožňuje nezávislé řízení CNC stroje. MKS Base (nebo Makerbase) vyrábí LCD displeje, které podporují SD karty, a umožňují streamovat G-kód přímo do CNC stroje bez potřeby připojení k počítači. Některé z těchto displejů také podporují připojení k Wi-Fi, což umožňuje bezdrátové ovládání.

Jedním z největších benefitů LCD displeje od MKS je, že se při prvním zapnutí automaticky načte požadovaný firmware (například CNC nebo laserový firmware), pokud je na SD kartě. Instalace firmwaru je jednoduchá – stačí nahrát soubor na SD kartu a vložit ji do displeje. Po zapnutí zařízení se firmware automaticky načte. Tyto displeje často podporují i aktualizace, jako je přidání laseru nebo konfigurování koncových spínačů.

Pokud jde o programy pro odesílání G-kódu, existuje několik populárních aplikací, které lze použít k odesílání příkazů na řídicí desku. Nejběžnějším a nejjednodušším softwarem je UGS (Universal Gcode Sender). Tento program je zdarma, multiplatformní (Windows, Linux, macOS) a umožňuje snadnou kalibraci stroje, kontrolu kabeláže motorů a nastavení měkkých limitů bez fyzických koncových spínačů. Další variantou je OpenBuilds CONTROL, který nabízí základní funkce pro odesílání G-kódu, ale i možnost aktualizace firmwaru a vzdálené ovládání stroje přes síť.

Pro uživatele, kteří dávají přednost prohlížečovým aplikacím, je vhodný ChiliPeppr. Tento program podporuje nejen GRBL, ale i různé další firmwary, a umožňuje ovládání CNC stroje prostřednictvím webového prohlížeče. V případě potřeby můžete použít aplikaci na různých platformách (Linux, Windows, Mac, Raspberry Pi). Je však důležité si být vědom omezení, jako je buffer pro maximálně 25 000 řádků G-kódu.

Mezi další zajímavé alternativy patří Candle, CNCjs, Easel (s předplatným) nebo LinuxCNC. Každý z těchto programů má své specifické výhody a může být použit pro různé typy CNC strojů, včetně laserových gravírovacích strojů nebo plasmových řezáků.

Pro uživatele laserových strojů je užitečné vědět, že existují specializované programy, jako je T2 Laser nebo LightBurn. T2 Laser umožňuje nejen nahrávat firmware, ale i ovládat laserové stroje a CNC stroje. LightBurn je jedním z nejlepších komerčně dostupných softwarů pro laserové řezání a gravírování, ačkoli je třeba si za něj zaplatit.

Důležitým krokem při přípravě na první práci s CNC strojem je vždy připravit "wasteboard" neboli ochrannou podložku. Tato podložka chrání pracovní stůl před poškozením při prvních testech a chybných řezech. Je to ideální způsob, jak otestovat stroj bez rizika zničení drahého materiálu.

Pro optimální fungování vašeho CNC stroje je nezbytné se seznámit s těmito aspekty: ovladače a firmware desky, možnosti připojení LCD displeje pro offline řízení, výběr softwaru pro odesílání G-kódu a testování stroje na ochranné podložce. S těmito informacemi můžete snadno přistoupit k dalším krokům v práci s vaším CNC strojem a získat tak lepší kontrolu nad jeho nastavením a úspěšností projektů.

Jak přesně upravit stříbrné klustery pro širší aplikace?
Jaké tajemství skrývá dům pana Smithe?
Jak se pozná pravda uprostřed válečných lží?
Proč je loajálnost psa tak silná? Příběh psa Tuga a jeho majitele