Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Familj Bonding över ett jätte CNC Router Project

Denna hjärtvärme historia dykade upp i min inkorg nyligen från Sean Fairburn, en pappa som byggt en stor, fantastisk CNC-router i sin butik med sina barn. När jag växte upp hade jag hört talas om fadersönsprojekt där resultatet var en återställd varmstång (jag bor på Route 66, det är alla bilar här). Min far och jag brukade göra mer vandring än att bygga, något jag fortfarande värdesätter med mina barn idag. Jag hade inte hört talas om en familjebindning över blixtarna på en svetsare och en del av steppmotorer när man byggde en jätte CNC-router!

Här är Seans historia.

Mina söner och jag började bygga vår avancerade skrivbords- och elektronikplattform vi kallar Gaming Thrones för ungefär fyra år sedan, när min äldste son Caleb var 17, var Joshua 15 år och Nathanael var 12 år. Anledningen till att tronerna byggdes var först och främst att ge mig och mina söner en otroligt bekväm och speciellt utformad arbetsplats för samarbete. Caleb utformade troner och alla sina delar i Fusion 360; Vi hyrde skåpaffärer med CNC-routrar för att skära ut de 89 separata bitarna för varje tron. Att få konstruktionen korrekt var tidskrävande och bearbeta alla delar med vanliga ändringar och förändringar var mycket svåra och verkligen saktade framstegen.

Vi bestämde oss för att skära ut mallar från delarna för framtida troner på en bordruter. Den metoden fungerade bra för två troner, men varje gång vi ville ändra designen skulle vi behöva en ny mall för varje del. Det ökade också den tid det krävde att skära alla delar ut från 2,2 timmar på en CNC till 4 dagar, eftersom varje hål, skärning, nedsänkning och rundning måste göras för hand.

På den tiden bestämde vi oss för att vi skulle behöva förstå och genomföra alla aspekter av processen för att ge oss den flexibilitet som krävs för att kunna gå vidare. Huvudskälet till att göra detta var att skapa en katalysator för mina barns utbildning och ge dem en praktisk anledning att lära sig vad som krävs för att gå igenom alla aspekter av ett projekt och lösa och förstå varje inbördes närstående disciplin:

• Att utforma troner i Fusion 360 gav dem möjlighet att lära sig fusion och 3D-design

• Konstruera delarna och följ konstruktionen noggrant med praktiska träbearbetningsförmågor

• Efterbehandling av varje del med slipning och målning skapade en känsla av kvalitet och hantverk

• Montera alla delar ihop och varje aspekt av varje lager blev verklig och uppskattad.

Nästa steg var att titta på kostnad och förmåga att tillverka produkter snabbt och effektivt. Om vi ​​fick order från ett företag för 12 troner skulle det ta tre månader att uppfylla för hand. Det blev uppenbart att vi behövde skapa vår egen CNC-maskin.

Pojkarna hade redan kompetensen att utforma detta; tillsammans satte vi oss för att göra något som skulle vara stort, stabilt och ge ett skärområde på 4 ft x 8 ft. Jag ville också få det att ta upp mindre golvyta och hantera dammuppsamling bättre än konventionella platta bord. Vi bestämde oss för att göra det väldigt starkt, med möjlighet att enkelt klippa mjuk metall och lövträ. Vi undersökte varje del, och om det kunde köpas, som Nema 34 motorer och fästen, skulle vi köpa dem. Vi konstruerade fästen, gantry och bordsbas att vara gjorda av 3x3x3 / 16 "stålrörstub.

Detta öppnade upp en helt ny färdighet att förvärva: Svetsning, inklusive förståelse av termodynamiken som gör noggrannhet svåra som svetsar expanderar och kontrakterar samtidigt som man håller ståldelar.

Svetsning upp varje del med avsikt av en mycket platt, tätt, jämn säng var förmodligen den tuffaste delen av hela projektet. Centret var cirka 1/4 "högre än hörnen över 5 ft x 10 ft sängen. Jag förväntade mig att det var värre ..

Nästa upp var inköp av linjär järnväg och block, som vi fick från Motion Constrained. Därefter var stället för motorremskivorna, vilket krävde mycket tålamod som vi var tvungna att, återigen vara väldigt exakt och avsiktlig att ställa in bitarna och sedan borra och knacka på alla skruvhål.

Vi konstruerade och svetsade gantry med parallella rör för att göra en bit för styrka, och för flexibiliteten att montera flera spindlar och verktyg. För det här 88 "långa stålkranet var vi tvungna att fästa vertikala hissar på bänkskivorna och sedan svetsa dem exakt på plats utan stress för en perfekt passform. Vi upprätthöll exakt avstånd och parallellpositionering genom att klämma i träblock mellan båda ändarna 6 1/16 "från varandra och sedan svetsa dem snabbt så att de inte kan dra eller vrida sig.

Vi konstruerade också en anpassad Z-vagn för att låta oss montera flera verktyg, bultar dem in i olika höjder så att Z-ledningsskruven inte skulle behöva vara så lång. Det fungerade bra och det gjorde att vi precis kunde spåra verktygen till 90º av bordet.

Vi bestämde oss för att snedja bordet 65º så att dammsamlingen skulle bli enklare eftersom gravitationen skulle dra ner chips i botten där samlingsporten skulle vara. Denna design gör det också lätt att komma till var som helst på en 4 ft x 5 ft ark med material, samt ta upp mindre utrymme i garaget.

Vi installerade motorerna, strömförsörjningarna, styrenheterna och kablarna, mappade ut strömmen och monterade en anpassad 220v-brytare för att köra allt inklusive 4Kw-spindeln och VFD-enheten (variabel frekvensenhet), som är som en industriell storleksrouter med 6 hk vridmoment .

Caleb bestämde sig för att gutta ett gammalt G5 Mac Tower och använda det som vår kontrollerbox eftersom det såg coolt ut och du ser aldrig Mac-saker runt CNC-maskiner. Vi trodde att det skulle vara ganska roligt för människor att titta på vår rigg och undra om allt går på en gammal Mac G5

Lödning blev Nathanaels jobb och sätta manliga och kvinnliga 4-stiftsanslutningar på varje kabel för motorerna för snabbkoppling i hela systemet. Mätning och provning blev en annan viktig färdighet som vi lärde oss, eftersom alla ledningar kontrollerades för kontinuitet och korrekt inställd på längden för att hålla det städat.

När alla delar var på plats, behövde vi göra avståndskalibrering för alla tre axlarna, så att 12 "i Mach3-programvaran är 12" faktiskt skärs. Detta görs i en avstämningsdel av programmet - du ställer in stegen per tum för varje axelmotor, jämför den aktuella sträckan och gör sedan justeringar för att få finare och finare noggrannhet. Vi använde en X-acto-kniv i en borrchuck för att markera avståndet som reste upprepade gånger, komma till 0,002 "vid 96" avstånd.

Caleb, nu 21, frilanser som designer för uthyrning med ett 3D-tryckbolag i New Orleans. Han arbetade tidigare vid en high end skåphandel som körde sin CNC innan han återvände till att bygga vårt hem CNC och arbeta med mig på tronerna, och de anpassade butikerna och borden vi säljer. När han var yngre skulle jag straffa honom genom att få honom att titta på Photoshop-handledning. Nu går han direkt till webben för att titta på handledning om allt han vill lära sig göra.

Joshua arbetar nu på samma skåpaffär som tillverkar och installerar skåp och byggar dörrytor och lådfronter. När han inte är på jobbet är han en wood turner och en mycket hands-on maker. Han är ett stort fan av Jimmy DiResta. Joshua har ingen rädsla och kan göra någonting.

Nathanael arbetade i efterbehandling ett tag och lärde sig sand och spray-finish-skåp. Han älskar det här och har ett mycket gott tålamod för det. Han arbetar också med träsnideri och inläggsarbete, samt kalligrafi. Han lärde sig Fusion 360 från sin äldre bror Caleb och lär den till sin yngre bror Isaac istället för att spela videospel.

Även min 11-åriga Isaac har nu utformat en 10-1-skala 2 × 2 Lego-tegel i Fusion 360. Han vet hur man CAM-bitarna, bearbeta delarna, importera filen till MACH3, ladda bitarna och klippa veden. Han vet exakt vad materialet ska användas och hur mycket tid det tar att göra varje Lego. Han samlar nu trä för att göra julklappar att sälja till andra, genom att träna allt han har lärt sig. Gör mig väldigt stolt.

Nuförtiden blir jag bara pappa, uppmuntrande, stödjande och alltid kollar över. Ibland ska jag få saker påbörjade och skicka dem till pojkarna. Jag är pensionär, men är en filmograf i 25 år och en amerikansk marinbekämpare, jag uppmuntrar lagarbete, god kommunikation och helt äger informationen om det arbete du gör - du måste känna dina saker. Jag betonar att mina pojkar ska vara i ögonblicket och uppmärksamma verktygen. Jag uppmuntrar provning och djärvt experiment, särskilt med mönster och finish. misslyckande är en mäktig lärare.

Varje projekt låter mig handa mer och mer till mina barn så att de i slutändan hanterar varje aspekt och förstår den totala tiden och material som behövs när man bjuder på ett jobb eller säljer en produkt som de har gjort. Jag är oerhört stolt över mina barn - tiden som investerats i dem för att bli bättre beslutsfattare, uppfinnare och entreprenörer har låst upp ett brett utbud av möjligheter i framtiden.


Vårt Hem CNC Tekniska Specifikationer:

• 5 ft x 10 ft säng för 4 ft x 8 ft skärningsområde (2 tums Lagniappe)

• 88 "gantry bredd med 3" golvutrymme som används med 65º sängvinkel.

• Y-axeln kan nå 512 ipm

• X-axeln kan nå 410 ipm

• Z-axeln kan nå 150 ipm (blyskruv: Igus Drylin, med energikedjebärare)

• Spindeln roterar från 8 000 till 18 000 RPM

Del

Lämna En Kommentar