Project มือใหม่หัดทำเครื่อง MINI CNC Milling Machine By SaMaRaTo

[samarato]

สวัสดีครับเพื่อนๆ ชาว OCZ
วันนี้ขอนอกเรื่องหน่อยละกันนะครับ
เนื่องจาก อยากทำอุปกรณ์สำหรับแมวน้ำ เลยอยากได้เครื่อง mini cnc Milling Machine มากๆ
แต่ด้วยเงินที่มีเพียงน้อยนิด จะซื้อเครื่องสำเร็จรูปแบบ 3-6หมื่นก็คงไม่ไหวแพงเอาเรื่องอยู่


เลยอดหลับอดนอนงานการไม่ทำ วันๆคิดแต่เรื่อง mini cnc หัวสมองแทบจะละเบิด
นั่งอ่านวิธีทำ และอุปกรณ์ที่ใช้แล้วศึกษาอย่างจริงๆจังๆ โดยใช้วิธีรวบรัดที่สุด

ต้องขอบอกก่อนเลยนะครับว่า ผมไม่ได้เรียนจบอีเล็ค หรือ วิศวกรรม
ผมจบวิทคอม แต่ไม่มีความรู้อะไรเลย นอกจาก Programming and Database
และไม่มีความรู้ทางด้านไฟฟ้าแต่อย่างใดเลยครับ มีแต่ความพยายามและความตั้งใจที่เต็ม 100 ครับ แต่ผมพอมีทักษะทางด้านอุตสาหกรรมนิดหน่อยครับ พอดีที่บ้านเป็นโรงกลึง สามารถใช้เครื่อง มิลลิ่ง เครื่องกลึ่งได้
ดังนั้นด้วยความตั้งใจและไม่ให้ยืดเยื้อนานมากผมตั้งเวลาไว้ 90 วัน กับโปรเจ็คนี้ครับ เพราะว่าผมต้องทำงานประจำ และทุนที่มีก็ต้องเก็บสะสมจากการขายของในนี้แหละครับ เงินเดือนผมได้เดือนละ 5000 บาทเท่านั้นเอง (หน้าเศร้าจัง)ที่เหลือลูกเอาไปหมด


หลังจากโม้มาเยอะ เข้าเนื้อหาและสาระกันเลยดีกว่าครับ
โครงการนี้ผมแบ่งวิธีศึกษาและเตรียมตัวดังนี้
1. ศึกษา วิธีการทำงานของตัวเครื่อง (2วัน)
2. ศึกษา วิธีการทำตัวเครื่อง และแพงวงจร (2 วัน)
3. ศึกษา โปรแกรมที่ใช้ควบคุม และโปรแกรมเขียนแบบ (5 วัน)
4. ดูความเป็นไปได้ วิเคราะห์จากอุปกรณ์ (หาง่ายมั้ย) ความยากง่าย และต้องต้นทุนต่ำ (1วัน)
5. เริ่มหาแบบเครื่องที่อยากได้ โดยถาม อากู๋(Google) เอาครับ (1วัน)
6. เริ่มออกเดินช๊อปปิ้ง หาซื้อ อุปกรณ์อิเล๊คทรอนิค (1 วัน)
7. เริ่มทำวงจรควบคุมมอเตอร์ และทดสอบ (15 วัน)
8. เริ่มออกแบบตัวเครื่องแบบจริงจังอีกครั้ง (5 วัน)
9. ออกช๊อปปิ้งอีกครั้ง เพื่อหาอะไหล่ที่ต้องการ (2วัน)
10. ลงมือทำวัสดุอุปกรณ์ต่างๆตามที่ออกแบบไว้และประกอบ (30 วัน)
11. ทดสอบเครื่อง (20วัน) ที่ใช้วันเยอะเพราะต้องมีปรับแต่งแก้ไขแน่นอนครับ
ใช้เวลาทั้งหมด 84 วัน เหลือเวลาอีก 6 วัน หัดเขียนแบบไปละกัน

จากแผนที่วางไว้น่าจะมีเท่านี้
เริ่มโครงการวันที่ 18 เมษายน 2553
สิ้นสุดโครงการประมาณวันที่ 16 กรกฎาคม 2553 ครับ

เพื่อเป็นแนวทาง และแหล่งความรู้แก่ผู้ที่สนใจนะครับผมจึงอธิบายตามที่ได้อ่านและสรุปด้วยตัวเอง
หรืออ้างอิงจากที่ต่างๆนะครับ เพื่อให้ผู้ที่สนใจได้รับความรู้เท่าที่ผมได้ศึกษามาหรืออาจจะได้เพิ่มเติมในส่วนที่ท่านๆไม่รู้กันนะครับ
หากผิดพราดประการใดช่วยแก้ไขให้ด้วยนะครับ ขอบคุณครับ

ตอนนี้ผมได้เริ่มทำ ข้อ 1-5 ไปแล้วเรียบร้อยนะครับ โดยใช้เวลาไปแล้ว 2 วัน
เนื่องจากข้อมูลทั่วๆไปคนไทยมีคนนิยมกันส่วนน้อย ผมเองก็ไม่เก่งอังกฤษเลยก็เลยพยายามหาของไทยก่อน จนผลสรุปออกมาดังนี้ครับ

เครื่อง MINI CNC Milling Machine เหมือนเครื่อง มิลลิ่งครับแต่ต่างกัน โดยใช้คอมพิวเตอร์ควบคุมผ่านโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ติดต่อกับ Drive Step ที่ทำหน้าที่ควบคุมมอเตอร์
ประมาณนี้ครับแบบย่อๆนะครับ

จากการใช้เวลาผ่านไป 2 วัน วันนี้วันที่ 20 เมษายน 2553 ครับ
อธิบายส่วนประกอบ
MINI CNC Milling Machine
ประกอบไปด้วย
1. โครงสร้างของเครื่องจักร ( Structure )
1.1 โครงสร้างของเครื่อง ฐานของเครื่อง พื้นที่สำหรับใช้ในการทำงาน อุปกรณ์ที่ใช้ในการจับยึด ต้องคำนึงถึงความแข็งแรงทนทานต่อการทำงานในสภาวะที่มีน้ำหนัก, ความสั่นสะเทือนและความเร็ว ขึ้นอยู่กับลักษณะงานว่าใช้กับงานหนักหรืองานเบา
1.2 ชุดขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของเครื่องจักร มีผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการทำงาน ชุดขับเคลื่อนมีทั้ง Feed screw, Ball screw เลือกตามลักษณะการใช้งานเพื่อความแม่นยำ โดย Ball screw จะให้ความแม่นยำกว่า Feed screw
Feed screw จึงไม่ค่อยเหมาะกับงานที่ต้องใช้ความละเอียดสูงครับ
อธิบายเพิ่มครับ
Feed screw และ Ball screw คือเหล็กเพลาที่มีเกลียวแต่จะต่างกันตรงที่
Feed screw มีลักษณะเหมือน น๊อตตัวเมียกับน๊อตตัวผู้ครับ
กลไกการเคลื่อนที่เป็นแบบ Screw ที่ได้จากการกลึงเป็นเกลียวนอกและมี Nut กลึงเกลียวใน
ส่วน Ball screw มีลักษณะเป็นเกลียวเหมือน Feed screw แต่ต่างกันตรง Screw ที่ได้จากการขึ้นรูปและมี Nut เป็นระบบลูกปืน
หลักการทำงานโดยมอเตอร์จะควบคุมการเคลื่อนที่ของแกนต่างๆได้โดยใช้ Feed Screw หรือ Ball Screw แปลงการเคลื่อนที่เชิงมุม ( Angular Motion) เป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น ( Linear Motion ) ทำให้แต่ละแกนสามารถเคลื่อนไปยังตำแหน่ง หรือระยะทางตามสัญญาณจากคอนโทรลเลอร์ นอกจากนี้จะมีรางนำทาง ( Linear Guide Way ) รองรับการ load การเคลื่อนที่ของแกนต่างๆซึ่งจะมีแบบ Single Linear Guide Way (แบบเดี่ยว) และ Dual Linear Guide way (แบบคู่)

2. ชุดควบคุมการขับเคลื่อน เลือกได้ทั้งแบบที่ควบคุมด้วย Micre stepper motot, Servo motor ตามลักษระความละเอียด ความแม่นยำที่ใช้งาน

3. โปรแกรมควบคุมการทำงาน เลือกได้ตามความต้องการใช้งานหรือตามความถนัด


โปรแกรมควบคุมการทำงานของเครื่อง Mini CNC ( CAD/CAM Software )
1. งานประเภท CAD File ได้แก่ลักษณะงานประเภท Auto CAD, Turbo CAD, โปรแกรมทั้งหมดต้องนำมาแปลงเป็น G-Code โดยใช้โปรแกรมจำพวก CAM มีทั้งประเภท 2 มิติและ 3 มิติ

2. งานประเภท Graphic File ได้แก่ งานที่มาจากโปรแกรม
2.1 Vector File เช่น งานที่มาจากโปรแกรม CAD CAM, โปรแกรม Corel Draw อยู่ในรูป DXF Format > CAM Program ( Master CAM, Smart CAM, G-code95 )
2.2 Raster File หรือ Bitmap เช่น photo shop, Paint Brush อยู่ใน Format ที่เป็น BMP,JPG,TIFF > Art CAM > แปลงเป็น G-Code

สามารถนำไปใช้งานได้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงให้อยู่ในรูปของ G-Code โดยใช้ CAD / CAM Software เพื่อควบคุมการทำงานของแกน x,y,z โดยผ่านทาง Step Motor Driver Board x,y,z หรือ Servo Motor ให้สามารถควบคุมตำแหน่งและทิศทาง การเคลื่อนที่ของแกนต่างๆ เพื่อให้ได้ตามชิ้นงานนั้นๆ

เพิ่มเติมครับ
STEPPING MOTOR คืออะไร
คร่าวๆนะครับ เป็นมอเตอร์ที่ขับเครื่องด้วยพัลส์ ลักษณะการขับเคลื่อน จะหมุนรอบแกนได้ 360 องศา มีลักษณะไม่ต่อเนื่อง แต่มีลักษณะเป็นสเต็ป โดยแต่ละสเต็ปจะขับเคลื่อนได้ 1,1.5,1.8 หรือ 2 องศา แล้วแต่ละโครงสร้างของมอเตอร์ลักษณะที่ นำมอเตอร์ไปใช้ จะเป็นงานที่ต้องการตำแหน่งแม่นยำ เช่น ระบบขับเคลื่อนหัวแม่พิมพ์ในเครื่องพิมพ์ (PRINTER)ระบบขับเคลื่อนหัวอ่านในเครื่องอ่านบันทึกเหล็ก ระบบขับเคลื่อนตำแหน่งของปากกาใน X-Y PLOTER เป็นต้น
อ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้จากที่นี่เลยครับ

Servo motor คืออะไร
Servo motor คือ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC motor) ที่ถูกประกอบรวมกับ ชุดเกียร์ และ ส่วนควบคุม ต่างๆ ไว้ ในโมดูลเดียวกัน หรือ ภายในกล่องพลาสติกเดียวกัน
โดยมอเตอร์ชนิดนี้จะมีสายต่อใช้งานเพียง 3 เส้นเท่านั้น คือ VCC,GND และ สายสัญญาณควบคุม(Control Line) ซึ่งสามารถควบคุมให้มอเตอร์หมุนซ้าย หรือ ขวาได้จากสายสัญญาณเพียงเส้นเดียว
โดยสัญญาณที่ใช้ควบคุมนี้จะเป็นสัญญาณ พัลส์วิดมอด (PWM) แบบ TTL Level ระดับแรงดันที่จ่ายให้มอเตอร์นี้จะอยู่ใน ช่วงประมาณ 4 ถึง 6 โวลท์ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของมอเตอร์แต่ละตัว
ข้อดีของมอเตอร์ชนิดนี้ก็คือ จะมีขนาดเล็กน้ำหนักเบา, ให้แรงบิตสูง , กินพลังงานน้อย และ สามารถควบคุม ด้วยแรงดันลอจิกที่เป็น TTL ได้โดยตรงไม่จำเป็นต้องต่อวงจรขับ(Driver) อื่นๆ เพราะ มอเตอร์ชนิดนี้จะมีวงจรควบคุมบรรจุไว้ภายในอยู่แล้ว
มอเตอร์ชนิดนี้สามารถควบคุมให้หมุนไปในตำแหน่ง หรือ ทิศทางองศาที่ต้องการได้ โดยอาศัยสัญญาณความกว้างพัลส์ ที่ป้อนให้มอเตอร์ แต่เซอร์โวมอเตอร์นี้จะหมุนได้ แค่เพียงในช่วงประมาณ 180º หรือ ครึ่งรอบเท่านั้น หรือ บางรุ่นอาจหมุนได้ถึง 210º แต่จะไม่สามารถหมุนเป็นวงรอบได้ เนื่องจากโครงสร้างภายในจะประกอบด้วย ตัวต้านทานชนิดปรับค่าได้ (VR) ที่ทำหน้าที่ตรวจสอบตำแหน่งการหมุนของมอเตอร์ และ ตัวต้านทานนี้จะถูกยึดติดกับแกนหมุนของมอเตอร์ ซึ่งจากการที่ตัวต้านทานปรับค่านี้ไม่สามารถหมุนเป็นวงรอบได้ ดังนั้น เซอร์โวมอเตอร์จึงถูกออกแบบให้หมุนได้เพียงแค่ประมาณ 180 องศา หรือ ครึ่งรอบเท่านั้น เพื่อป้องกันความเสียหายที่จะเกิดกับตัวต้านทานปรับค่าได้ แต่ถ้าหากเราต้องการให้มอเตอร์หมุนเป็นวงรอบ (360º ) นั้นก็สามารถทำได้ โดยจะต้องทำการปรับแต่ง (Modify) ดัดแปลงชิ้นส่วนบางอย่างของมอเตอร์


Driver เป็นอุปกรณ์ส่งพลังงานไฟฟ้าไปให้ motor เพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานกล
ตัว Driver จะแบ่งออกตามประเภทการใช้งาน
1. Pulse train input driver
2. Analog input driver

ซึ่งการใช้งานก็จะแตกต่างกันไปตามความต้องการของระบบซึ่งแบ่ง Parameter ที่ต้องควบคุมได้ดังนี้
การควบคุมตำแหน่ง (Position control)
การควบคุมความเร็ว (Speed control)
การควบคุมแรงบิด (Torque control)
การควบคุมการเคลื่อนที่ (Motion control)
ในการใช้งานเราต้องรู้ว่างานของเราเป็นแบบใดและต้องการควบคุม Parameter ตัวไหนและต้องเลือกระบบให้ถูกต้องตรงกับความต้องการ

Controller เป็นตัวส่งสัญญาณควบคุม (signal command) ไปยังตัว Driver ตัว Driver จะทำหน้าที่ขยายสัญญาณและส่งผ่านสัญญาณไปที่ Motor ทำให้ Motor หมุนด้วยความเร็วและไปยังตำแหน่งที่ต้องการตามคำสั่งที่มาจาก Controller ซึ่งสัญญาณควบคุม (Signal command) แบ่งออกตามประเภทของ Driver คือ
- Pluse train signal command
- Analog signal command
ในการเลือกใช้งานจะขึ้นอยู่กับ Driver และ Application ของงานนั้นๆ ส่วนการเขียน Program เพื่อให้ controller ส่งสัญญาณควบคุม (Signal command) ไปยัง Driver จะขึ้นกับตัวประมวลผลของ CPU ของ controller อาจเป็น Ladderdiagram, G code, block diagram

รายละเอียดเพิ่มเติมจะทยอยลงให้นะครับ

[samarato]

รายชื่อผู้ร่วมทำโปรเจ็คนี้
1.samarato ผู้เริ่มโครงการ (ช่างอุตสาหกรรม)
2.NeoCyber ช่างอิเล็คทรอนิค

1. วิธีกัดลาย PCB ครับ

งบประมาณที่ใช้ในตอนนี้
ซื้ออุปกรณ์อิเล็คทรอนิค สำหรับวงจร interface และ driver หมดไปแล้ว 3000 บาท
ซื้อกระดาษ glossy 150บาท 100แผ่น
ซื้อเครื่องวัดไฟแบบดิจิตอล(ไม่รู้เรียกว่าเครื่องอะไร) 350 บาท
ซื้อสาย db25 ยาว2เมตร 280 บาท
ซื้อ pci card to pararell port 444 บาท
motor vexta 5เฟส 1ตัว 550 บาท
จุกจิก 500 บาท

update 16/05/2553
ซื้อ linear เพิ่ม4เส้น รวม 4500 บาท

รวมตอนนี้
9774 บาท

[bayz]

สุดยอดไปเลย

[aekshow]

มาหยบแลกันถิ

[pungpond999]

เส็จแล้วมาแต่งคอมให้ผมมั่งนะ

[yonprawes]

รอชมอย่างตั้งใจ

โอ้ว โปรเจ็คใหญ่น่าดู ขอให้สำเร็จนะครับ

[kanza555]

เอาใจช่วยครับ

[samarato]

สุดยอดไปเลย

ขอบคุณครับ

มาหยบแลกันถิ

ขอคำแนะนำด้วยนะครับ เรื่อง วงจรไฟฟ้าอ่ะครับ ท่านเอก

เส็จแล้วมาแต่งคอมให้ผมมั่งนะ

ได้เลยครับท่าน

รอชมอย่างตั้งใจ

จะสู้เต็มที่ครับ

โอ้ว โปรเจ็คใหญ่น่าดู ขอให้สำเร็จนะครับ

ไม่ใหญ่หรอกครับ แต่แค่ต้องใช้ความพยายามครับ

เอาใจช่วยครับ

ขอบคุณครับ

มีคนเอาใจช่วยเยอะแหะ ขอบคุณทุกท่านครับ
อยากได้คนเอาตังช่วยบ้างอ่ะครับ 555

มีคนเอาใจช่วยเยอะแหะ ขอบคุณทุกท่านครับ
อยากได้คนเอาตังช่วยบ้างอ่ะครับ 555

เปิดให้กู้ดอกร้อยละ 20 อิอิ

[gamie]

มาหยบแลกันถิ

ผมแล กันโครงการนี้มันต้องสุดยอดทางพร้าวมากๆเลยนะบาวว่าหม้าย

[jelupper2]

รอชมครับพี่

โครงการใหญ่น่าดู

เหอะๆ

[nonthanan]

nice work

[Trojan]

เสร็จแล้วทำขายเลย

[ranti]

ผมก็อยากทำบ้างครับ แต่เป็นเครื่อง มิลลิ่ง พอครับ ใช้มือหมุนง่ายดี ช่วงก่อนเดินหาราง slide way ซะเมื่อย แต่ยังไม่มีที่ถูกใจเลย เดือน หน้า อาจจะมีเวลาเดินหาใหม่ คลองถม คืนวันเสาร์ ก้ไม่ได้ไป เลิกงานดึกครับ เลยไปไม่ไหว..
เอาไว้ จะขอปรึกษาท่านด้วยคนนะครับ