DIY CNC plans and build instructions

Buat temen-temen yang pingin bikin CNC sendiri, nih gw punya koleksi Free CNC Plans, silahkan dipelajari, ditiru ataupun dimodifikasi.
Tapi untuk yang berbayar sory nggak bisa diposting disini ya.. :-)

1. JGRO
Desain ini sangat populer di kalangan komunitas DIY CNC Router
Model : Moving Gantry
Bahan : MDF
Linear Motion : ABEC-7 Skateboard Bearing dan pipa besi sebagai railnya
Sistem penggerak : Threaded rods
Website: http://www.cncroutersource.com/cnc-router-plans.html
Download Plan :  http://www.cncroutersource.com/support-files/cnc_router_jgro.pdf

JGRO

2. Joe’s 2006 R-1” Design
Desain ini mirip dengan JGRO, tetapi sumbu Y menggunakan pipa besi dobel pada masing-masing sisinya
Model : Moving Gantry
Bahan : Kayu & MDF
Linear Motion : ABEC-7 Skateboard Bearing dan pipa besi sebagai railnya
Sistem penggerak : Threaded rods
Website: http://www.cncroutersource.com/cnc-router-plans.html
Download Plan : http://www.mediafire.com/?a1bmjgbfmgk
CNC Plan ini filenya adalah 3D EASM solidwork, untuk viewernya silahkan download disini 

Joe’s 2006 R-1” Design

3.  DIYLILCNC Plans
Rancangan ini dalam bentuk file zip , berisi file PDF yang berisi tutorial lengkap dari part list hingga cara seting LinuxCNC serta file DXF yang berisi desain gantry yang dapat dikerjakan dengan CNC laser cut.

Model : Moving Gantry

Bahan : MDF
Linear Motion : ABEC-7 Skateboard Bearing dan pipa besi sebagai railnya
Sistem penggerak : Belt & Pulleys
Website :  http://diylilcnc.org
Download Plan :  http://diylilcnc.org/downloads/

DIYLIL CNC

4.  Otocup CNC
Model : Dual Drive Moving Gantry
Bahan : Alumunium / Besi
Linear Motion : ABEC-7 Bearing skateboard
Sistem penggerak : Trapezoidal threaded rods & Chain + Sprocket
Website :  http://www.otocoup.com
Download Plan : http://www.otocoup.com/Plans3Dcoup_e.htm#DetPlans

Otocup CNC

5. The AnniRouter v0.2

Model : Moving Gantry
Bahan : Alumunium Extrusion , HDPE , MDF
Linear Motion : Linear shaft with support SBR 16
Sistem penggerak : Trapezoidal threaded rods
Website : http://www.instructables.com/id/The-AnniRouter-v02body-only/?ALLSTEPS

 

The AnniRouter v0.2

The AnniRouter v0.3

6.  Haines CNC

Model : Dual Drive Moving Gantry
Bahan : Plywood 0.720"
Linear Motion : V-bearing 1.210" diameter
Sistem penggerak : Trapezoidal threaded rods & Chain + Sprocket
Website : http://www.hainesengineering.com/rhaines/cnc/cnc_info.htm
Download Plan : http://www.hainesengineering.com/rhaines/cnc/CNC_Type_04b_2013-12-03.zip

Haines CNC

7.  Bootstrap CNC

Model : Moving Gantry & Moving Table
Bahan : Plywood
Linear Motion : ABEC-7 Bearing skateboard
Sistem penggerak : Trapezoidal threaded rods
Website : http://bootstrapcnc.com/
Download Plan : http://bootstrapcnc.com/

Bootstrap CNC

DIY CNC - X-FiRE CNC v.1

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

DIY CNC Tips

Membuat mesin CNC Router sendiri adalah hoby yang mengasyikkan sekaligus banyak pengetahuan yang bisa kita dapatkan.
Berikut ini ada beberapa tips yang perlu diperhatikan saat perancangan dan pembuatan CNC router sendiri:

1. Ukuran bidang kerja

 - Tentukan terlebih dahulu luas bidang kerja dari mesin yang akan dibuat, baru kemudian rancang bentuk mesin, karena ukuran mesin pasti lebih besar dari ukuran bidang kerjanya

2. Bahan

- MDF - Halus, kuat pengerjaan mudah, tetapi musuh utamanya adalah air, pastikan setelah selesai segera dicat berulang kali sehingga tidak berjamur ketika lembab serta hindarkan dari air

- Plywood - Halus, kuat pengerjaan relatif mudah, tahan terhadap air

- Particle board - lupakan saja bahan ini, tapi kalau buat bikin box speaker its ok

- Besi - Kuat, murah, proses pengerjaan agak susah, terutama saat mengelas, harus hati-hati agar bisa benar-benar siku & paralel

- Alumunium Dural - Ringan, kuat, agak mahal, proses pengerjaan relatif mudah bila dibanding besi

- Alumunium Extrusion - Ringan, kuat, mahal, ukuran presisi, lurus, pengerjaan mudah, karena biasanya hanya tinggal potong, dan untuk penyambunganya menggunakan mur/baut T-nut

3. Model Mesin

- Moving Gantry

Moving Gantry

Benda kerja diam, Gantry sumbu X dan Y yang bergerak, keuntungannya moving gantry adalah panjang bidang kerja bisa optimal / hampir sepanjang mesin

 - Moving Table

Moving Table

Meja + Benda kerja bergerak (Y Axis) sedangkan gantry (X axis) diam, kelemahanya adalah panjang bidang kerja adalah setengah dari panjang total mesin

4. Sistem penggerak Sumbu Gantry

- Single drive = Gantry digerakkan oleh 1 buah leadscrew/ballscrew yang terletak dibawah meja

- Dual drive = Gantry digerakkan oleh 2 buah leadscrew/ballscrew yang terletak di samping / kanan-kiri gantry, sehingga dibawah meja tidak ada komponen bergerak

5. Sistem transmisi penggerak

- Leadscrew

  akurasi kurang bagus, ada efek self lock,  panjang terbatas & kecepatan tidak terlalu tinggi jika terlalu tinggi akan karena bergetar

- Ballscrew

   akurasi bagus, ada efek self lock, panjang terbatas & kecepatan tidak terlalu tinggi jika terlalu tinggi akan karena bergetar

- Timing Belt & Pulley

pemasangan sangat mudah, tidak ada efek self lock sehingga jika ada gaya dari luar yang besar maka gantry akan bisa terdorong, kecepatan bisa tinggi, lumayan, tidak cocok untuk beban berat, karena timing belt dari bahan elastis sehingga ada efek mantul

- Chain & Sprocket

kecepatan tinggi, akurasi kurang bagus, cocok untuk mesin dengan dimensi besar

- Rack & Gear

kecepatan tinggi, cocok untuk mesin dengan dimensi besar

6. Sistem Elektronik
Ada beberapa sistem yang bisa dipakai, yaitu :

a. PC - Port Printer (LPT) CNC Controller

Menggunakan PC atau Laptop yang mempunyai port printer, jika tidak ada dapat menggunakan tambahan Card PCI to LPT port adapter

- PC / Laptop yang ada Port Printernya atau PC+LPT card

- Breakout Board

- Motor Stepper Driver

- Motor Stepper

- Limit / Home Switch

- Spindle / Router

- PSU

b. PC - USB CNC Controller

 

 - PC / Laptop

- Motor Stepper Driver

- Motor Stepper

- Limit / Home Switch

- Spindle / Router

- PSU

c. PC - Arduino GRBL

Sistem yang lagi ngetrend bersamaan dengan boomingnya 3D Printer saat ini, yang perlu dipersiapkan adalah PC atau Laptop, hubungkan arduino dengan kabel USB, upload sketch GRBL ke arduino, kemudian install software GCode sender di PC atau Laptop

- PC / Laptop

- Arduino

- Arduino Shield

- Motor Stepper Driver

- Motor Stepper

- Limit / Home Switch

- Spindle / Router

- PSU

d. DSP Handheld Controller

Sistem ini tanpa menggunakan PC, cukup kit DSP Handheld disambung ke motor stepper driver & limit/home swittch, untuk menjalankan cukup copy file Gcode ke flashdisk, kemudian tancapkan ke DSP handheld controller
- Flashdisk
- DSP Handheld
- Motor Stepper Driver
- Motor Stepper
- Limit / Home Switch
- Spindle / Router
- PSU

7. CNC Machining Software

sebagai software penggerak mesin yang menterjemahkan GCode ke gerakan mesin dapat dipergunakan salah satu software dibawh ini

- Windows

   Mach3 - Harus mbayar (kecuali mau nekad pakai bajakan) , udah komplit sama plugin untuk joystick & kamera, banyak dipakai oleh DIYer CNC, sehingga kalau ada masalah tinggal cari digoogle beres.

   KCam - belum sempat nyoba, jadi belum tau banyak

- Linux

  LinuxCNC

  Gratis, ringgan, kernel RTAI (RealTime Application Interface) masih terus diupdate hingga kini oleh komunitas, joystick & camera tidak bisa dipasang langsung, jadi harus otak-atik sendiri

- Arduino GRBL

  bisa dijalankan dari PC atau laptop via usb dengan software GCode Sender

Sumber :
https://thecncrouter.org/building-your-own-3-axis-cnc-router/
http://www.cncroutersource.com/do-it-yourself-CNC-router.html

CNC Software Workflow

Saat mempelajari CNC untuk pertama kali sangat dipusingkan dengan berbagai macam software, serta bingung mau pakai software yang mana? akhirnya setelah lama berkutat mendalami seluk beluk cnc,  ketemu garis besarnya, maka artikel ini kami buat buat untuk memudahkan pemahaman bagi yang mau belajar cnc sendiri.

Software terkait mesin CNC pada dasarnya dapat dikelompokkan menjadi 3

1. Software untuk membuat Design (CAD)
- AutoCAD
- Sketchup
- Blender
- Rhinoceros
- Eagle (PCB)
- Diptrace  (PCB)

2. Software untuk membuat Toolpath serta mengekspornya menjadi G-Code (CAM atau CAD/CAM)
- Cam Bam
- Vectric Aspire
- ArtCAM
- MasterCAM
- Coppercam (PCB)

3. Software Mesin Controler  CNC
- Mach3
- LinuxCNC

- GRBL + GCode Sender

Pertama kali yang kita lakukan adalah mendesain/menggambar dengan software CAD.
Kemudian hasilnya kita import dengan software CAD/CAM untuk dibuat toolpath yang sesuai (profile, pocket, vcarve, drilling dsb), dalam tahap ini kita bisa preview / simulasikan gerakan spindel mesin, setelah sesuai dengan yang kita inginkan barulah kita export ke G-Code file (sebaiknya saat export ke G-Code ini kita sesuaikan dengan Software Machine Controller yang akan kita pakai)
Yang terakhir adalah kita load file GCode tersebut dengan software mesin controller (Mach3,LinuxCNC), setting  G54 (koordinat kerja) jalankan mesin, done....

Oh ya, kadang dalam keadaan tertentu kita bisa melewatkan tahap pertama alias tidak menggunakan software CAD, tapi langsung pakai Software CAD/CAM yang kebanyakan sudah punya fungsi sebagai CAD juga kemudian hasilnya langsung ke G-Code.