CNC-jyrsin

Esittely

Rakensimme keväällä 2018 neljän hengen tiimissä CNC-jyrsimen osana Mekatroniikan harjoitustyö -kurssia. Tämä on ollut yksi antoisimmista projekteista yliopisto-opintojen aikana, sillä CNC-jyrsimen parissa sain ensikosketuksen suuremman kokonaisuuden suunnitteluun ja opin käytännön kautta asioita joita suunnittelussa, valmistuksessa ja kokoamisessa tulee ottaa huomioon. Työ oli malliesimerkki mekatroniikkasuunnittelusta kokonaisuuden sisältäessä sekä mekaniikkaa, elektroniikkaa ja ohjausta. Parasta tässä projektissa oli kuitenkin se, että jyrsimen parantelu jatkui vielä kurssin jälkeenkin ja sitä on hyödynnetty myös muissa töissä komponenttien valmistuksessa.

Ominaisuudet

  • Työstöalue: 135 x 505 850 mm
  • Työstettävät materiaalit: puu, muovi, alumiini
  • Jyrsin: 1,5 kW karamoottori ja taajuusmuuttaja
  • Käyttöliittymä: Raspberry Pi 7" kosketusnäyttö + bCNC ohjelma
  • Prosessointi: Arduino Mega + Grbl ohjelma
  • IoT: G-koodi lähiverkon yli, videon striimaus

Mallinnus ja valmistus

Minun vastuualueeni pitkälti projektin aikana oli mekaniikkasuunnitelu ja mallinnus. Kuitenkin tiimin ollessa nelihenkinen, kokonaisuus oli koko ajan käsillä ja suunnittelun edetessä piti ottaa huomioon myös elektroniikkakomponenttien valinta sekä ohjaus, joten suunnittelusta muodostui kevään mittaan kaiken kattava kokonaisuus. 

Työ alkoi rungon mallinnuksella. Mallinnusohjelmana oli Creo Parametric 3.0. Päätimme käyttää alumiiniprofiilia päämateriaalina, sillä se mahdollisti tarkan kokoonpanon ilman valtavaa työmäärää. Ohjauslaatikko puolestaan valmistettiin 24 mm vahvasta koivuvanerista, joka pintakäsiteltiin 2-komponenttimaalilla. Myös jyrsinpöydän pintamateriaaliksi valittiin 24 mm koivuvaneri, mutta sitä ei pintakäsitelty lainkaan. Lisäksi karamoottorin ja z-akselin kelkan kiinnitykseen valitsimme 10 ja 15 mm alumiinilevyt. 

Mallinnuksen valmistuttua alumiiniprofiileista piirrettiin valmistuskuvat, joiden perusteella ne tilattiin määrämittaan katkaistuna ja tarvittavilla kiinnitysrei'illä työstettynä. Mukana tulivat myös tarvittavat kiinnitysosat.  Ohjauslaatikon valmistimme kokonaan itse ja alumiinilevyt tilattiin määrämittaan leikattuna, mutta kaikki kiinnitysreiät työstimme itse. Alla muutamia valmistuskuvia.

Elektroniikka ja ohjaus

Tarkempi kuvaus tulossa...

Kuvia