17 Agustus 2016

DIY CNC - X-FiRE CNC v.1

  • Share
  • [i]

Setelah lama ngikutin forum dalam dan luar negeri tentang pembuatan mesin CNC sendiri, sambil nabung akhirnya tahun ini berhasil juga bikin sendiri mesin CNC router dari bahan campuran, besi & kayu.
awalnya sih pengen niru project plan-nya MyDiyCnc dari bahan MDF + Alumunium, tapi ketika udah hampir jadi (85%) saat itu musim hujan, workshop bocor sana-sini, akhirnya mesin yang belum kelar 100% & malah njamur.
MyDIYCNC
Akhirnya setelah liat teori perancangan CNC dan dengan bantuan Sketchup v.8 bikin project plan sendiri dengan memanfaatkan bahan yang mudah ditemukan tetapi diusahakan mendekati spesifikasi yang dibutuhkan. (proses perencanaan sekitar 2minggu)
do it youself CNC router gantry
Alat-Alat:
Mesin Bor duduk
Mesin Bor Tangan
Las Listrik Lakoni 900W
Kikir
Palu
Siku
Roll Meter
Gergaji Besi
Corner Clamp
C-clamp
Tang
Kunci L
Tap M8 & M10 + handle Tap
Hole saw D=20mm
Hole saw D=16mm 
Mata Bor D= 5, 7, 10, 12 mm
Bahan-Bahan Frame:
Besi Hollow 3cm x 6cm
Besi Hollow 2cm x 2cm
Mur Baut
Baut L
 Alumunium Dural tebal 10mm (untuk Gantry / z axis)
Papan MDF tebal 15mm (untuk meja mesin)
Mur Cakar untuk klem benda kerja
Klem U 2,5 inch (untuk pemegang spindle mesin profil merk Modern MT-2700

Bahan Slider
8 Linear Bearing diameter as = 20mm (untuk X,Y axis)
4 Linear Bearing diameter as = 16mm (untuk Z axis)
Besi As diameter 20mm (untuk X,Y axis)
Besi As diameter 16mm (untuk Z axis)
4 Pillow Block diameter as 20mm
Roda besi Pagar Diameter 7cm
Bearing
3 Per bekas noken as mobil
As Drat untuk Y axis=100cm, X axis = 60cm, Z axis 25cm
Kayu usuk
Selang kompresor 0,5 meter + klem selang (untuk coupling motor stepper dengan as drat)

Bahan-Bahan Elektronik:
3 Motor Stepper Nema 23
3 Motor Stepper Driver
1 Breakout Board
6 Limit & Home switch
Power Supply 48V 10A
Kabel
Konektor

Spindle:
Untuk Kayu & Alumunium : Router Profil merk Modern MT-2700 (Collet 6,36mm)
Untuk grafir Pcb, Acrylic : Spindle DC 400w (collet ER11)
 
Software:
CAD : Sketcup, Coreldraw
CAM : Vectric Aspire, Artcam, Coppercam
CNC Machining : Mach3

Setelah berbulan-bulan nabung & rajin kluyuran di loakan/klitikan pasar wesi solo, akhirnya berhasil ngumpulin part-utama: 
2 buah As drat trapesium, masing-masing panjangnya 100cm harga @ Rp. 50.000,- (bekas)
1 buah A drat trapesium bekas dongkrak panjang 25-30cm harga Rp.15.000,- (bekas)
4 Pillow bearing plastik dengan diameter as 20mm harga @ Rp.15.000,- (bekas)
3 Kg Alumunium Dural tebal 10mm harga per Kg Rp.50.000,- (bekas)
5Kg Besi Siku 3,5 x 3,5 cm Rp. 8.000,- per Kg ( bekas)
3 Per bekas noken as mobil, diameter dalam 22mm @ Rp. 2.000,- (bekas) (untuk menghilangkan backlash)
2 Besi As diameter 20mm panjang100cm (baru)
2 Besi As diameter 20mm panjang 60cm (baru)
4 Linear bearing  dengan diameter as 16mm harga @ Rp.30.000,- (baru)
4 Linear bearing  dengan diameter as 20mm harga @ Rp.50.000,- (baru)
4 Linear bearing  OP (belah) dengan diameter as 20mm harga @ Rp.50.000,- (baru)
4 Roda besi pagar diameter 7cm, @Rp. 16.000,- (baru)
1 Mesin profil merk Modern MT-2700 Rp.270.000,- (baru)
Setelah corat-coret dikertas kemudian ditransfer ke 3D dengan sketchup akhirnya ketemu bentuk yang akan dibuat ini. Pada proses perancangan dengan sketchup ini tidak terlalu detail tiap bagian partnya, yang penting keliatan bentuk dasarnya, soal detail pengerjaan ntar aja dipikir karo mlaku.
Rancangan X-FiRE CNC dengan Sketchup

1. Pertama kali yang dibuat adalah sumbu Z
- Potong alumunium Dural dengan gergaji, kemudian karena keterbatasan akses permesinan maka akhirnya difinishing dengan kikir kasar hingga ukuran sesuai gambar.
Lubangi dengan bor diameter 7mm kemudian di tap dengan M8 untuk menyambungkan tiap bagian plat dengan baut L
- Selanjutnya adalah bikin dudukan as diameter 16mm dengan holesaw kemudian dilanjutkan dengan meratakan permukaan tengah hasil hole saw dengan endmill 6mm yang dipasang pada mesin bor duduk (langkah nekad karena keterbatasan alat)
- bikin Linear bearing housing  dari bahan kayu usuk dipotong sesuai ukuran, kemudian di lubangi dengan holesaw sesuai diameter  luar linear bearing
- Bikin pengerak sumbu Z, potong as ulir trapesium bekas dongkrak mobil sesuai ukuran, kemudian bawa ke tkang bubut untuk di end machining sehingga diameter ujungnya pas dengan diameter bearing & coupling motor stepper
- belah mur jadi dua dengan gergaji, pasang kembali ke as drat, tapi diantara kedua mur tersebut dipasang per bekas per noken as mobil yang berfungsi untuk mengurangi/menghilangkan backlash
- buat dudukan motor stepper, pasang motor stepper + coupling

2. Sumbu X
- Buat rel untuk sumbu X, rancangan ini idealnya menggunakan rel tipe SBR sehingga tidak menggantung dan konstruksi mesin rigid, tapi karena keterbatasan dana, harga Rel SBR aseli dengan panjang 60cm sebanyak 2 buah pastilah diatas sejuta, untuk ngakalinya kami gunakan as besi diameter 20mm (sesuai dengan diameter dalam linear bearing tipe belah LM 20 OP yang kami gunakan) yang ditopang dengan besi siku 3,5cm, yang dipasangkan dengan cara di sekrup (batang besi as diklem dengan besi siku, kemudian dibor sampai tengah, kemudian di tap M8)
- setelah sepasang rel SBR abal-abal ini jadi, pasangkan ke ke linear bearing kemuadian setel agar bisa bergerak lancar, las, beberapa titik ke rangka sumbu X
- pasang pillow block sebagai tumpuan as drat,
- Pasang as drat pada pillow block, belah mur menjadi 2, pasang kembali ke as drat dengan diselipkan per noken as mobil di tengah kedua mur yang telah dibelah tadi untuk menghilangkan backlash
- pasang coupling & motor stepper

3. Buat Rangka Sumby Y
- Buat Besi hollow 3cm x 6 cm sesuai ukuran, kemudian gabung dengan las sesuai gambar rencana
- buat rangka untuk gantry, pasang roda pagar di kedua sisi, dengan rangka sebagai relnya
- pasang besi penopang as kanan kiri, pasang as kanan kiri beserta linear bearingnya, kemudian pasang klem U pada linear bearing dan las pada tiang utama.
- jalankan sumbu Y, setel hingga sumbu Y bisa bergerak dengan lancar.
- setel agar sumbu Y dan X siku.
- pasang Pillow block di kedua ujung sumbu Y
- Pasang as drat pada pillow block, belah mur menjadi 2, pasang kembali ke as drat dengan diselipkan per noken as mobil di tengah kedua mur yang telah dibelah tadi untuk menghilangkan backlash
- pasang coupling & motor stepper
- Pasang Meja Mesin (MDF tebal 15mm)
- Bor Meja Mesin di beberapa titik untuk baut klem benda kerja (pasang mur cakar di sebalik meja, sehingga memudahkan dalam memasang baut klem benda kerja nantinya

4 Pasang kabel motor stepper, limit & home switch
- pasang motor stepper & couplingnya pada as drat
- pasang kabel pada motor stepper
- Pasang Limit switch + home switch
- Atur kabel Motor stepper & limit/home switch pada bodi mesin
- hubungkan masing-masing kabel motor stepper ke motor stepper driver
- chek dengan motor stepper driver, apakah motor stepper driver telah bekerja normal & pergerakan seluruh axis lancar?
- hubungkan motor stepper driver ke breakout board,
- hubungkan breakout board ke paralel port PC

5. Install mach3
- Install mach3 ke komputer
- lakukan seting port & pin number
- coba gerakkan axis dengan menekan tanda panah atas-bawah (Y axis), kanan-kiri (X Axis), Page Up-PageDown (Z axis)
- lakukan comisioning
- seting limit/home switch
- seting motor tuning

6. Buat Casing Mesin CNC
- Berhubung spindel yang kami gunakan adalah Profil merk Modern yang menghasilkan suara bising, maka akhirnya dibuatlah casing penutup yang terbuat dari papan triplex 3mm yang dipasang pada rangka besi kotak 2x2cm kemudian didalamnya dilapis dengan busa spon setebal 2cm dan terakhir dilapis dengan plastik transparan, dibagian depan dipasang mika transparan setebal 2mm.
Casing CNC tampak depan dengan kaca mika 2mm

Casing CNC tampak belakang beserta Monitor dan komputer jadulnya

CNC in Action 1
CNC in Action 2 - Guitar top




0 comments: