تصميم وبناء cnc router من الصفر

AHMED.FA

عضو جديد
إنضم
15 يونيو 2011
المشاركات
220
مجموع الإعجابات
35
النقاط
0
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
لقد قمت بفضل الله بعمل cnc router للأعمال الخشبية وعمل بدقة كبيرة وأستقرار رائع
ونظرا لأهمية هذا المشروع من ناحية العلمية والعملية ونظرا لكم المشاكل الفائقة التي تعرضت لها والتي لا أحب أن يتعرض لها شخص أخر توفيرا للوقت وللجهد والمال سوف أسرد بإذن الله على شكل حلقات طريقة صنع ماكينة cnc router للحفر على الخشب والرخام لإستخداها كمشروع عملي لكسب المال وأيضا كمشروع علمي للتخرج.
وأرجو من السادة الأعضاء تصحيحي إن أخطأت أو إضافة أي معلومة قد تجدوني نسيتها لنخرج بموضوع متكامل يستفيد به الأسلام والمسلمون



 
التعديل الأخير بواسطة المشرف:

h_s0404

عضو جديد
إنضم
12 يوليو 2011
المشاركات
162
مجموع الإعجابات
14
النقاط
0
اخى الفاضل يسعدنى ويشرفنى بانى اول من يرد على موضوعك .

تئكد ان اى معلومة تقولها او تضيفها فى هذة الصفحة ممكن جدا ان تفيد احد افادة كبيرة جدا .

واتمنا ان يكون موضوعك مدعم بالصور .وسوف نتبادل المناقشات والوصول الى افضل النتائج باذن الله.
 

اختصاصي تكييف

عضو جديد
إنضم
29 أغسطس 2008
المشاركات
221
مجموع الإعجابات
7
النقاط
0
السلام عليكم
موفق اخونا ان شاء الله اتمنى ان تكون الدرايفر و الانترفس سهلة ومن صنعك :76:
ربنا يسهل :75:
 

AHMED.FA

عضو جديد
إنضم
15 يونيو 2011
المشاركات
220
مجموع الإعجابات
35
النقاط
0
أشكركم جدا على هذه الحفاوة والتي تعتبر دفعة قوية لي
وإن شاء الله الدرايفرات والأنترفيس سهلة جدا وهي مش من صنعي بصراحة لكن من صنع مهندس إلكترونيات عبقري صديقي وهي مدمجة ببعضهم
 

AHMED.FA

عضو جديد
إنضم
15 يونيو 2011
المشاركات
220
مجموع الإعجابات
35
النقاط
0
مقدمة

بسم الله الرحمن الرحيم


بداية يجب أن نتعرف على ما هو cnc router وكيف يعمل ليسهل علينا هذا مهمتنا. وكلامي هنا ليس للدارسين أو لذوي التخصص فهذه المقدمة للهواة
تندرج هذه الماكينة كمعظم ماكينات الوقت الحاضر تحت تخصص الميكاترونيكس وهو التخصص الذي يجمع بين الميكانيكا والكهرباء والتحكم والحاسب في شئ واحد وجعلهم يعملوا سويا بتناسق تام.
فمن الممكن أن نقول أن ال cnc router هو روبوت ذو مهمة محددة.
وكما قلنا من قبل أنه يندرج تحت هندسة الميكاترونيكس فبالتالي يوجد بهذه الماكينة 4 أجزاء رئيسية :
1- أجزاء ميكانيكية
وهي عبارة عن شاسية الماكينة والطاولة وميكانيكية تحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية في الاتجاهات الثلاثة x , y , z
2- أجزاء كهربية
وهي المحرك الرئيسي router والمحركات الخطوية بدرايفراتها بالإضافة للتوصيلات الكهربية ومفاتيح النقطة الأصلية ومفاتيح النهايات
3- تحكم
وهو عبارة عن كروت الموائمة الوسيطة بين الأجزاء الحاسب والأجزاء الكهربية
4- حاسب
وهو عبارة عن مخرج الباريل الذي تؤخذ منه أشارات التوجيه والبرنامج الذي يقوم بإخراج هذه الإشارات منظمة طبقا للشكل أو الرسمة المراد تنفيذها وهو هنا برنامج (mach3)

وبعد أن عرفنا المكونات بشكل عام نريد أن ندخل بداخل الماكينة لنعلم ماذا يحدث أو بمعنى أصح السيناريو والحوار الذي يدور بين مكونات وأجزاء الماكينة

فعندما يكون كل شئ جاهز الشكل موجود على برنامج ال mach3 والشغلة على طاولة الماكينة وكل إحداثيات الماكينة عند النقط الأصلية ويتم الضغط على زر البدء ليبدأ المؤشر في البرنامج التحرك على الرسمة مترجما بذلك تلك الحركة إلى إحداثيات x , y , z


عبارة عن أسطر أوامر بال g-code تخرج هذه الأوامر عن طريق مخرج الباريل من الحاسب على شكل كهربية 5 فولت


يقوم كارت الموائمة بتكبير هذه الفولتية وتوجيهها تسليمها إلى درايفر المحركات الخطوية والذي بدوره يحولها إلى أشارات متقطعة بمقدار معين ويسلمها إلى المحرك الخطوي الذي يتحرك منفذا لتلك الأشارات بعدد خطوات محددة


ثم يأتي دور الأجزاء الميكانيكية الخاصة بتحويل الحركة الدورانية لحركة خطية لتقوم بتحريك المحرك الرئيسي والحامل لعدة الرسم end mill والذي يدور بسرعة عالية على الشغلة ليتم في النهاية إتمام العمل


أرجو أن أكون قد وفقت في الدرس الأول والذي يعتبر اللبنة الذي سنبني عليها باقي البناء
 

AHMED.FA

عضو جديد
إنضم
15 يونيو 2011
المشاركات
220
مجموع الإعجابات
35
النقاط
0
التصميم

بسم الله الرحمن الرحيم



عموما عند تصميم أي ماكينة لابد من معرفة الغرض من صناعتها وما المطلوب من الماكينة أن تؤديه
وهنا نريد أن نصنع ماكينة cnc router للنقش والرسم على الخشب والرخام للأغراض التجارية بدقة عالية وسرعة معقولة واستقرار عالي وتكلفة قليلة ( فيما بعد سنصنع ماكينة أخرى لغرض المشاريع العلمية لطلبة )
وللوصول إلى هذه النتيجة لابد من توصيف كل جزء بالطريقة الصحيحة ومعرفة أدق التفاصيل.
وأول شئ سنبدأ به هو أخر شئ سيركب في الماكينة وهو
قلم العدة (end mill ) :-
399771_f29d667187fc36faa4fde42f19e2c96c.jpg


رغم أنه يبدو للبعض أنه شئ لا يذكر إلا أنه أهم شئ في الماكينة بالكامل وهو الهدف الأساس من كل هذا البناء وهو تحريكه على الشغلة بالطريقة الصحيحة ولذلك لابد من استخدام القلم المناسب بالحجم والشكل المناسبين ومن الخامة المناسبة وذلك لأنه عليه عامل كبير في دقة الماكينة وسرعتها ولكن كيف ؟

تخيل معي عندما تقوم بتقطيع أي شئ باستخدام سكين بارد ما مدى الجهد الذي ستبذله؟ وفي النهاية لن تقطع الشئ بالشكل والدقة المطلوبين . نفس النظرية تطبق على قلم العدة (end mill) فمع استخدام قلم غير حاد يزيد ذلك من المقاومة الواقعة أمامه مما يزيد من الجهد المطلوب للتغلب على هذه المقاومة فبالتالي يزيد درجة حرارة المحرك الخطوي ( stepper motor ) والدرايفر الخاص به مما يعطي بطئ في تنفيذ الأوامر الصادرة له من البرنامج ولكن البرنامج يسير بسرعة ثابتة ولذلك ستبدأ مشاكل فقد الأسطر (loss step ) وبالتالي تشوه الشغلة وعدم دقتها.
End_Mill_02_labels.png

ولمعرفة كيفية اختيار القلم المطلوب لابد أن نعرف أولا ما هو ومما يصنع .
وتعريفة ببساطة : هو عدة تستطيع القطع في جميع الاتجاهات وله مقاسات متعددة بالمللي وبالبوصة وأشكال متعددة حسب الشكل المراد حفرة ويصنع أيضا من عدة خامات فالمنطقي أن يكون القاطع أصلب وأحد من المقطوع وفي هذا المشروع سوف نستخدم(التنجستين كربيد) وهو متوفر في شارع الجمهورية
end_mill_types_1.gif


وللحفر في المواد الصلبه كالمعادن والصخور لابد من تبريده باستمرار بماء أو مستحلب أو زيوت لأنه يتولد درجة حرارة فائقة مما يزيد من إجهاده وفقد حديته وكسرة في أي لحظة أيا كان الخامة المصنع منها
وللمزيد من المعلومات عن ال (end mill ) الرجاء قراءة المقال التالي
http://en.wikipedia.org/wiki/Endmill

والرجاء ممن يملك أي معلومة أضافية مهمة عن هذا الجزء يضيفها في خلال اليوم وغدا

وأتمنى أن أكون قد وفقت في هذا الدرس وما توفيقي إلا بالله
اللهم علمنا ما ينفعنا وأنفعنا بما علمتنا وزدنا علما
 

اجراس الرحيل

عضو جديد
إنضم
30 أكتوبر 2011
المشاركات
29
مجموع الإعجابات
1
النقاط
0
بارك الله فيك اتحفتنا بكا قدمته لنا
اي شي انا جاهز بمساعدتك اخي احمد
 

AHMED.FA

عضو جديد
إنضم
15 يونيو 2011
المشاركات
220
مجموع الإعجابات
35
النقاط
0
شكرا أجراس الرحيل على هذه الأضافة الرائعة وننتظر منك المزيد:77::77::77:
 

h_s0404

عضو جديد
إنضم
12 يوليو 2011
المشاركات
162
مجموع الإعجابات
14
النقاط
0
بارك الله فيك اخى الكريم ونحن بانتظار المذيد وارجو ان يكون الشرح عبارة عن مراحل متسلسة فاعلى سبيل المثال انا قمت بتركيب الاندميل فى الروتر وماذا سافعل بعد ذالك وما انواع واسعار الراوتر والسرعة المطلوبة كحد ادنا ...وهكذا خطوات مرتبة وشكرا جزيلا.
 

AHMED.FA

عضو جديد
إنضم
15 يونيو 2011
المشاركات
220
مجموع الإعجابات
35
النقاط
0
بارك الله فيك اخى الكريم ونحن بانتظار المذيد وارجو ان يكون الشرح عبارة عن مراحل متسلسة فاعلى سبيل المثال انا قمت بتركيب الاندميل فى الروتر وماذا سافعل بعد ذالك وما انواع واسعار الراوتر والسرعة المطلوبة كحد ادنا ...وهكذا خطوات مرتبة وشكرا جزيلا.
شكرا جدا أخي على اللمحة الجميلة وهذا فعلا ما سوف أفعلة لكن بداية سأشرح المكونات المستخدمة جزء جزء ومن ثم التركيب والدرس القادم عن المحركات عموما بما فيهم الروتر
وفعلا نسيت أن أضيف سعر طقم الإيندميل التنجستين كربيد في شارع الجمهورية ب 150ج
 

h_s0404

عضو جديد
إنضم
12 يوليو 2011
المشاركات
162
مجموع الإعجابات
14
النقاط
0
شكرا على سرعة الرد .. ونحن فى انتظارك ونقدر مجهودك من اجل اسراء العلم
 

بلال زبيب

عضو جديد
إنضم
11 نوفمبر 2007
المشاركات
192
مجموع الإعجابات
2
النقاط
0
السلام عليكم

شكر على المعلومات القيمه
وفقك الله لما فيه خير للجميع
سؤال اخي الكريم
هل هذه الريش يمكن ان نستعملها للحفر على الرخام والصخر
 

AHMED.FA

عضو جديد
إنضم
15 يونيو 2011
المشاركات
220
مجموع الإعجابات
35
النقاط
0
السلام عليكم



شكر على المعلومات القيمه
وفقك الله لما فيه خير للجميع
سؤال اخي الكريم
هل هذه الريش يمكن ان نستعملها للحفر على الرخام والصخر​
نعم أخي يصلح للرخام والصخر والمعادن أيضا ولذلك أخترنا التنجستين كربيد ولابد من تبريد الإيندميل في هذه الحالة كما ذكرنا وكما سنذكر تفصيلا أن شاء الله فيما يلي
 

AHMED.FA

عضو جديد
إنضم
15 يونيو 2011
المشاركات
220
مجموع الإعجابات
35
النقاط
0
السلام عليكم



شكر على المعلومات القيمه
وفقك الله لما فيه خير للجميع
سؤال اخي الكريم
هل هذه الريش يمكن ان نستعملها للحفر على الرخام والصخر​
نعم أخي يصلح للرخام والصخر والمعادن أيضا ولذلك أخترنا التنجستين كربيد ولابد من تبريد الإيندميل في هذه الحالة كما ذكرنا وكما سنذكر تفصيلا أن شاء الله فيما يلي
 

h_s0404

عضو جديد
إنضم
12 يوليو 2011
المشاركات
162
مجموع الإعجابات
14
النقاط
0
شكرا جزيلا وفى انتظار الدرس القادم
 

AHMED.FA

عضو جديد
إنضم
15 يونيو 2011
المشاركات
220
مجموع الإعجابات
35
النقاط
0
المحركات

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

أعتذر أخوتي عن تأخري فهذا الدرس يستحق عناء الإعداد

بعد أن عرفنا كل شئ تقريبا عن الإيندميل سنتكلم اليوم بشكل مستفيض عن المحركات المستخدمة في مشروعنا هذا وهم نوعين من المحركات
أولا : servo motor (main motor )
8d8f_10.JPG


أو الروتر وهو المحرك الرئيسي الذي يدور بسرعة عالية حاملا الإيندميل
وهو محرك ACمواصفاته كما يلي :
AC220V 12AMP
2.25HP
UP TO 25000RPM
OVERLOAD PROTECTION

ملحوظة:
إذا كنت ستستخدم الماكينة في الأعمال الخشبية فقط يكفي 1.5 hp وذلك لتخفيف الأحمال الغير مرغوب فيها.
ويوجد عدة أنواع في السوق جيدة جدا وغير عالية الثمن مثل crown صيني لكنه رائع وهو الذي استخدمته في ماكينتي الخاصة ثمنه 250ج وإذا أردت أنواع أخرى أرشح لك bosch , Makita ولكن هذا سيفي بالغرض تماما

ثانيا : المحركات الخطوية stepper motor

high-torque-electric-stepper-motor-50921.jpg

المحركات الخطوية هي من أحد أهم أجزاء الماكينة بل هي الأهم على الإطلاق حيث عليها يعتمد دقة عمل الماكينة وسرعتها واستقرارها وهي موضوع كامل بحد ذاته وسنحاول هنا أن نعطي نبذه بسيطة عنه لنتعرف عليه وعلى كيفية عملة وكما اتفقنا سابقا أن هذا سيسهل علينا عملنا إن شاء الله
StepperMotor.gif



المحرك الخطوي أو ( stepper motor ) كما هو واضح من أسمه هو محرك DCيستطيع تقسيم الدورة الكاملة إلى العديد من الخطوات الصغيرة جدا على حسب الإشارة المتلقاة أي يتحرك بمقدار معين ودقيق فيمكنك أن تقول عبد مطيع ولذلك يمكن استخدامه في الدوائر المفتوحة (open loop ) كالتي نحن بصددها
أي لو أردنا استخدام محرك DCعادي سيتوجب علينا عمل تغذية عكسية باستخدام encoder لمعرفة عدد اللفات التي قام بها المحرك وهنا تصبح الدائرة مغلقة (closed loop )
فنجد أنه وفر علينا كثير من المكونات والتوصيلات الزائدة وأيضا وفر على البرنامج الكثير من العمل
ولكن ماذا يوجد بداخله وكيف يعمل
DSC00103.jpg




32847a871570.gif


كما قلنا أنه محرك DCعادي أي مثله كمثل أي محرك يتكون من الجزئيين الرئيسيين الجزء الدوار (rotor ) والجزء الثابت (stator ) ولكنه من النوع عديم الفرش (brushless) ومعنى ذلك أن التيار يصل فقط للجزء الثابت stator فهو عبارة عن ملفات منفصلة تعمل كأقطاب كهرومغناطيسية أما الجزء الدوار rotor فهو عبارة عن مغناطيس دائم مقسم أيضا كأقطاب متعاكسة وتعتمد درجة الخطوة على عدد الأقطاب للجزئين الثابت والمتحرك
ولكي يعمل المحرك تتم مغنطة الأقطاب الموجودة على الجزء الثايت بإمرار إشارة كهربية به واحد تلو الأخر على حسب إتجاه الدوران المطلوب مما يجعل الأقطاب المختلفة تتجة ناحية بعضها البعض بالتجاذب منتجة بذلك عزم دوران
ففي الصورة التالية أبسط مثال على محرك خطوي خطوتة = 90 درجة وهو حقيقة غير موجود ولكن فقط للتوضيح فهذا المحرك يحتوي فقط على قطبين من المغناطيس على الجزء الدوار وأربع أقطاب من الملفات على الجزء الثابت

fig01.gif

في الشكل رقم 1 من الصورة نجد أن الإشارة مرت بالملف العلوي لتمغنط ويجذب الطرف المختلف من المغناطيس الموجود على الجزء الدوار ناحيته منتجا بذلك عزم دوران في حين أن باقي أقطاب الجزء الثابت غير نشطة مما يجعله يأخذ هذه الخطوة والتي تساوي 90 درجة ويتوقف
وفي الشكل 2 نجد أن القطب الذي يليه أصبح نشطا والقطب السابق يصبح غير نشط في نفس اللحظة فيتسلم منه تجاذب قطب المغناطيس
وهكذا في باقي الأقطاب ليقوم بذلك بإتمام دورة كاملة360درجة والتي تساوي 4 خطوات كل خطوة 90 درجة
وهذه الطريقة في التوصيل تسمى UNIPOLAR

ويمكن أيضا أن نقوم بتقسيم الخطوة الواحدة إلى خطوتين كما هو موضح بالشكل التالي
instrument_stepper_motor_half_step.jpg


في هذه الطريقة الإشارة الكهربية تصل إلى ملفين متواليين في الخطوة التالية في نفس الوقت فيتجاذب القطبان الثابتان القطب المتحرك فيستقر بينهما
والخطوة التالية أن يتخلى أحد الملفين عن مغناطيسيته بفقد الإشارة مما يجعل القطب المتحرك يستقر عند القطب الثابت مكملا بذلك خطوته
وبذلك نكون قد قسمنا الخطوة الواحدة إلى أثنين أي أصبح خطوة المحرك = 45 درجة
وهذه الطريقة في التوصيل تسمى BIPOLAR
وكما قلنا أن هذا المحرك الواسع الخطى قليل الإستخدام إن لم يكن منعدم

في المثال التالي محرك متعدد الأقطاب في الجزء الثابت والجزء الدوار مما يعطي خطوة صغيرة وبنفس نظرية المحرك السابق ولكن لاحظ أن الإشارة تصل إلى 4 أقطاب متعاقبة في نفس الوقت مما يعطي ثبات وعزم دوران عاليان
fig03b.gif


ويوجد محركات خطوية ذات 4 أطراف أو 5 أو 6 وذو الأربعة أطراف يمكلك ملفين فقط في الجزء الدوار أي قطبين فقط مما يجعل دائرة الدرايفر driver له صعبة جدا لأننا بذلك سنتطر إلى عكس التيار في كل خطوة ولك أن تتخيل مع السرعات العالية

ولكن نحن سنستخدم محرك خطوي stepper motor ذو 6 أطراف أي 4 ملفات والتوصيل الداخلي له كالتالي
step-rot.gif


ستجد أن كل ملفين متقابلين مشتركين في طرف
ولكن يجب أن يكون الجزء الدوار rotor متعدد الأقطاب مما يعطينا 20 درجة لكل خطوة أي يتم دورته في 18 خطوة في الشكل التالي
basic-stepper-motor-construction.png

لكن المحرك الذي نستخدمة في مشروعنا هو التالي
Stepper_01_B52E11B3-E8DE-DA8C-0DCAF480545CDD60.JPG

أي مواصفات المحرك الذي نريده
9degree per step
12 v
6-wires
هو متواجد في شارع نجيب الريحاني مستعمل - من عند بتوع قطع الغيار - لأن ثمن الجديد غالي جدا ولكن أحرص على أن يكون ان يكون الثلاثة محركات متطابقة تماما
:61:- ثمن الواحد بالكتير 100 ج -:61:

وإذا لم يكن مخطط الأطراف متواجد مع المحرك نستخدم الملتيميتر لنقيس المقاومة بين الأطراف فمن المفترض أن تكون المقاومة بين طرف كل ملف والطرف الأوسط بينه وبين الملف التالي نصف المقاومة الواقعة بين ملفين موصلين على التوالي

بقى أن نعرف ما هي دائرة الدرايفر driver
ck1405.jpg

وهي الدائرة التي تقوم بتوزيع الإشارة على ملفات المحرك الخطوي على حسب الإتجاه المطلوب وبالمقدار المطلوب ويعتمد عليها طريقة التوصيل إذا كانت UNIPOLAR أو BIPOLAR
أي تشبه بذلك الإسبراتير للسيارة الذي يقوم بتوزيع الشرارة الكهربية على غرف الأحتراق للمحرك الميكانيكي بترتيب معين
وهذه لدائرة سنقوم بشرحها بالتفصيل مع طرق توصيل المحرك الخطوي بها فيما بعد

أتمنى من الله أن أكون وفقت في هذا الدرس ومستعد لأي أسئلة

اللهم أنفعنا بما علمتنا وعلمنا ما ينفعنا وزدنا علما
 

اجراس الرحيل

عضو جديد
إنضم
30 أكتوبر 2011
المشاركات
29
مجموع الإعجابات
1
النقاط
0
السلام عليكم
بارك الله فيك وزاده الله علما ووفقق لما تحب وترضاه
لقد امتعتني بشرحك الجميع اخي
كما انني نتشوق للدرس القادم بارك الله فيه
يعطيك العافيه
 
أعلى