Familie Bonding Over et stort CNC Router Project - 💡 Fix My Ideas

Familie Bonding Over et stort CNC Router Project

Familie Bonding Over et stort CNC Router Project


Forfatter: Ethan Holmes, 2019

Denne hjerteskærende historie optrådte i min indbakke for nylig, fra Sean Fairburn, en far, der byggede en stor, fantastisk CNC-router i sin butik med sine børn. Jeg voksede op af far sønsprojekter, hvor resultatet blev en restaureret hot rod (jeg bor på Route 66, det er alle biler her). Min far og jeg havde tendens til at gøre mere vandreture end bygning, noget jeg stadig værdsætter med mine børn i dag. Jeg havde ikke hørt om en familie bonding over blinkene af en svejser og whir af stepper motorer, mens du bygger en kæmpe CNC router!

Her er Seans historie.

Mine sønner og jeg begyndte at bygge vores avancerede skrivebords- og elektronikplatform, vi kalder Gaming Thrones for fire år siden, da min ældste søn Caleb var 17, Joshua var 15, og Nathanael var 12 år gammel. Grunden til at bygge troner i første omgang var at give mig og mine sønner et utroligt behageligt, specielt designet samarbejdsarbejdsområde. Caleb designet troner og alle deres dele i Fusion 360; vi hyrede kabinetsbutikker med CNC routere til at skære de 89 separate stykker for hver trone. At få det korrekte design var tidskrævende, og værktøjet til alle dele med de sædvanlige ændringer og ændringer var meget vanskeligt og virkelig bremset fremskridtene.

Vi besluttede at skære skabeloner fra delene til fremtidige troner på en bordrouter. Denne metode fungerede godt til to troner, men hver gang vi ønskede at ændre designet ville vi have brug for en ny skabelon for hver del. Det øgede også den tid, det tog for at skære alle dele ud fra 2,2 timer på en CNC til 4 dage, da hvert hul, skåret, forsænkning og omløb måtte gøres for hånd.

På det tidspunkt besluttede vi, at vi skulle forstå og gennemføre alle aspekter af processen for at give os den nødvendige fleksibilitet til at gå videre. Hovedårsagen til at gøre dette var at skabe en katalysator for mine børns uddannelse og give dem en praktisk grund til at lære, hvad der kræves for at bevæge sig gennem alle aspekter af et projekt og løse og forstå hver indbyrdes forbundne disciplin:

• Design af troner i Fusion 360 tillod dem at lære Fusion og 3D design

• Konstruer delene og følg designet præcist i praktiske træbearbejdningsfærdigheder

• Efterbehandling af hver del med slibning og maling skabte en følelse af kvalitet og håndværk

• Samling sætter alle dele sammen, og hvert aspekt af hvert lag blev ægte og værdsat.

Det næste skridt var at se på omkostningerne og evnen til at fremstille produkter hurtigt og effektivt. Hvis vi fik en ordre fra et firma til 12 troner, ville det tage tre måneder at opfylde for hånden. Det blev tydeligt, at vi havde brug for at lave vores egen CNC-maskine.

Drengene havde allerede ekspertisen til at designe dette; sammen satte vi os for at lave noget, der ville være stort, stabilt og give et 4 ft x 8 ft skæreområde. Jeg ville også have det tage mindre gulvplads og styre støvopsamling bedre end konventionelle flade borde. Vi besluttede at gøre det meget stærkt, med evnen til at klippe blødt metal og hårdttræ med lethed. Vi undersøgte hver del, og hvis det kunne købes, ligesom Nema 34 motorer og monteringer, ville vi købe dem. Vi konstruerede beslagene, gantryen og bordpladen, der skal fremstilles af 3x3x3 / 16 "stålfirkantrør.

Dette har åbnet en helt ny færdighed, der skal erhverves: svejsning, herunder forståelse af termodynamikken, der gør det nøjagtigt vanskeligt, idet svejserne udvider og kontraherer, mens de holder ståldele.

Svejsning op hver eneste del med hensigten om en meget flad, stramt niveau seng var uden tvivl den hårdeste del af hele projektet. Centret endte omkring 1/4 "højere end hjørnerne over 5 ft x 10 ft seng. Jeg forventede at være værre ..

Næste var købet af lineær skinne og blokke, som vi fik fra Motion Constrained. Derefter tog racket til motorrullerne, som krævede meget tålmodighed, som vi igen måtte være meget præcise og bevidste om at sætte stykkerne og så borde og tappe alle skruehullerne.

Vi konstruerede og svejsede gantryet ved hjælp af parallelle rør for at gøre et stykke til styrke, og for fleksibiliteten til at montere flere spindler og værktøjer. Til dette 88 "lange stålkammer måtte vi sætte lodrette elevatorer på bordskinnen og så svejses dem præcist på plads uden stress for en perfekt pasform. Vi fastholdt nøjagtig afstand og parallelpositionering ved at klemme træblokke mellem begge ender 6 1/16 "fra hinanden, så tacksvejsning dem meget hurtigt for at forhindre dem i at trække eller vride sig.

Vi har også designet en brugerdefineret Z-vogn for at lade os montere flere værktøjer og skrue dem ind i forskellige højder, så Z-rejseskruen ikke behøver at være så lang. Dette fungerede godt, og det tillod os at præcis spore værktøjene til 90º af bordet.

Vi besluttede at skære bordet 65º, så støvopsamlingen ville være lettere, da tyngdekraften ville trække chips ned i bunden, hvor samlingsporten ville være. Dette design giver os også let at komme til hvor som helst på et 4 ft x 5 ft ark materiale, samt tage mindre plads i garagen.

Vi installerede motorer, strømforsyninger, controllere og ledninger, kortlagt strøm og monterede en brugerdefineret 220v breaker boks til at køre alt inklusive 4Kw spindel og VFD (variable frekvens enhed), som er som en industriel størrelse router med 6 hk drejningsmoment .

Caleb besluttede at gutte et gammelt G5 Mac Tower og bruge det som vores controller boks, fordi det så sejt ud, og du ser aldrig Mac ting omkring CNC maskiner. Vi troede, det ville være ret sjovt for folk at kigge på vores rig og spekulere på, om det hele kører på en gammel Mac G5

Lodning blev Nathanaels job, idet han og hun satte 4 pin stik på hvert kabel til motorerne for hurtig afbrydelse i hele systemet. Måling og test blev en anden vigtig færdighed, vi lærte, da alle ledninger blev kontrolleret for kontinuitet og korrekt sat i længden for at holde tingene rydde.

Efter at alle dele var på plads, var vi nødt til at foretage en afstandskalibrering for alle tre akser, således at 12 "i Mach3-softwaren er 12" faktisk skåret. Dette gøres i en motorindstillingsdel af programmet - du indstiller trinene pr. Tomme for hver akse-motor, sammenligner den faktiske afrundede distance, og foretag derefter justeringer for at få finere og finere nøjagtighed. Vi brugte en X-acto kniv i en boreknap for at markere afstanden, der rejste gentagne gange, til at komme til 0,002 "på 96" afstand.

Caleb, nu 21, freelances som designer til udlejning med et 3D trykkeri i New Orleans. Han har tidligere arbejdet på en high-end kabinetbutik, der kører deres CNC, inden han vender tilbage til at bygge vores hjem CNC og arbejde sammen med mig på tronerne og de brugerdefinerede butikstole og borde, vi sælger. Da han var yngre, ville jeg straffe ham ved at få ham til at se Photoshop tutorials. Nu går han lige på nettet for at se vejledninger om alt, hvad han vil lære at gøre.

Joshua arbejder nu på samme kabinetsbutik, der laver og installerer skabe og bygningsdørflader og skuffefronter. Når han ikke er på arbejde, er han en wood turner og en meget hands-on maker. Han er en stor fan af Jimmy DiResta. Joshua har ingen frygt og kan gøre noget.

Nathanael arbejdede i efterbehandling i et stykke tid og lærte at lave sand og sprøjtefinish kabinetter. Han elsker dette og har en meget god tålmodighed for det. Han er også i træ udskæring og indlæg arbejde, samt kalligrafi. Han lærte Fusion 360 fra sin ældre bror Caleb, og lærer den til sin yngre bror Isaac i stedet for at spille videospil.

Selv min 11-årige Isaac har nu designet en 10-1 skala 2 × 2 Lego mursten i Fusion 360. Han ved, hvordan man CAMer stykkerne, rediger delene, importerer filen til MACH3, lægger bitene og skærer træet. Han ved præcis, hvad materialer skal bruges og hvor meget tid det tager at lave hver Lego. Han samler nu træ til at lave julegave til at sælge til andre, og sætte i gang med alt, hvad han har lært. Gør mig meget stolt.

I dag kommer jeg bare til at være far, opmuntrende, støtte og altid kigger over. Nogle gange begynder jeg at få tingene til at begynde og aflevere dem til drengene. Jeg er pensioneret, men jeg er en filmfotograf i 25 år og en amerikansk marinekampkyndige, jeg opfordrer til samarbejde, god kommunikation og helt at eje informationen om det arbejde, du laver - du skal kende dine ting. Jeg understreger for mine drenge at være i øjeblikket og være opmærksomme på værktøjerne. Jeg tilskynder til test og dristige eksperimenter, især med design og finish; fiasko er en mægtig lærer.

Hvert projekt lader mig håndtere mere og mere til mine børn, så de i sidste ende håndterer alle aspekter og har en forståelse for den samlede tid og materialer, der er nødvendige, når de byder på et job eller sælger et produkt, de har lavet. Jeg er meget stolt af mine børn - tiden investeret i dem til at blive bedre beslutningstagere, opfindere og iværksættere har åbnet en lang række muligheder i deres fremtid.


Vores Home CNC's tekniske specifikationer:

• 5 ft x 10 ft seng til 4 ft x 8 ft skæreområde (2 tommer Lagniappe)

• 88 "gantry bredde med 3" gulvplads brugt med 65º sengevinkel.

• Y-aksen kan nå 512 ipm

• X-aksen kan nå 410 ipm

• Z-aksen kan nå 150 ipm (blyskrue: Igus Drylin, med energikædebærer)

• Spindel roterer fra 8.000 til 18.000 omdr./min



Du Kan Være Interesseret

Håndterer et stort antal filer i Unix

Håndterer et stort antal filer i Unix


Ballon Aerial Photography

Ballon Aerial Photography


American Maker debuterer i Chicago! Ring for indgange!

American Maker debuterer i Chicago! Ring for indgange!


Familier på Faire: Gør det til en fuld Maker Faire Weekend

Familier på Faire: Gør det til en fuld Maker Faire Weekend