教你DIY制作雕刻机,ss570122的雕刻机制作过程(转载)
作者：ss570122 原载:磁动力电子论坛
作者注：我将以前发表过的几个有关机械和驱动电路的DIY帖子重新整理组合一下重新发表（并会适当增加电源和主轴的DIY内容），为的是方便初入雕刻机制作的网友能够方便的了解DIY雕刻机机械、电子制作过程，我觉得DIY是强调自己动手制作的能力和乐趣，能采用和利用现有材料和二手配件改造是不错的选择。如果能给你带来帮助和乐趣，你
别忘了要顶一下啊。
我很早就想做一台雕刻机，准备了一段时间，现在利用假期开工了，上几个图，希望前辈多加指导。
这是做机架的材料，现成的压制镀锌U型材，厚度3mm。
这是购买的2根二手滚珠丝杠1404长500mm/共260元 4根全新直径20mm长530mm光轴配直线轴承6个/共320元、二手Z轴小滑台行程220mm宽50mm/130元，3只二手57步进电机4.7V1.8A/共60元。
图2
这是临时选用的主轴，350W6mm修边机/125元
图3
这是自己做的尼龙联轴器，将步进电机和滑台连接起来。
图4
这是自己做的3轴控制版，采用L297+L298,拆机件，并口控制，带3轴限位电路。共花费不到50元。
续流二极管还没有焊，整板已经调试好，用Kcam4和Mach2试验通过。
图6
这是利用假期几天制作好的机架底盘540*540mm，底盘刚度很重要，所以采用两层，用螺栓连接，很稳固。
图7
这是已经做好的机架整图，下一步加工丝杠轴承座并连接步进电机，安装Z轴，工作运动台等等。
图9
这是我新买的C3车床和X2钻铣床，等雕刻机做完后在将X2改制成数控铣床。
图11
用C3车车加工丝杠轴承座，第一次做，整整做了大半天，用铜棒材料做了4个。不幸的是切割刀崩断了，后来只好用砂轮片切。
加工中
图16 装到丝杠上试试
X和Y轴用的两个联轴器两头内孔直径不同，买一个新的要很贵的，二手有没有合适的。所以自己用尼龙做了两个，弹性槽是用锯条拉的，所以不是很整齐，但是使用是没有问题的，扭矩和弹性都能满足要求。
图20 步进电机还没安装支架
今天将步进电机的支架作好，还是利用现有的机架剩余材料制作的，并将步进电机装到机架上，调整好步进电机与丝杠的同心度，明天开始安装Z轴滑台。
电机支架是很重要的，关系到机械平面运动的顺畅，所以做的很仔细。
图27
装Z轴差点零件，只好延一延。三轴驱动电路原准备采用已经作好的L298+L297控制板，但是调试过程中觉得不是很好，特别在低速运转时噪音比较大，主要原因还是没有细分功能，尽管有半步控制，但不是真正意义上的细分。正好今天有时间临时搭配了一个AT8435H控制电路，用单片机进行了控制试验，效果出乎我的想像，运行很平稳，特别是采用1/8细分时，低速时的噪音很小，但是输出最大电流是1.5A，要比L298小点，我的电机是4.8V/1.8A，我把电路的检流电阻改了一下，加大散热片，在电机停止脉冲时（此时电流最大1.8A）两个小时，电路温度没有超出许可范围，如果再加个小风扇，长时间工作应该是没有问题的（网上有资料加风扇最大可以达到2.5A）。比较一下AT8435H和L298的试验情况，觉得：
1. AT8435H带有真正的细分功能，最大达到1/8细分，够用，高低速运转都比较平稳。
2. AT8435H将控制和功率
驱动集成在一起，外围元件少用一半，调整简单，电路板体积也可以做紧凑一些。
3. 但是网上现成的电路和PCB版资料很少，对于没有一定经验的爱好者可能制作困难些。
我现正开始设计一个三轴AT8435H控制器，原理图已经完成，明天作PCB板并争取调试出来。如果哪位网友有现成的PCB图可以给传一个。
这是今天调试AT8435H的过程
图29 我用的仿真开发机
用TA8435H临时搭建的控制板，看没有几个外围元件。
图31 试验板背面
用单片机试验完TA8435H的控制电路后，感到很满意，决定抛弃L297+L298驱动，改用TA8435H，因为网上没有现成的电路和PCB图，所以要自己重新设计PC控制电路，从设计、制作直到调试完整个控制板，整整用了两天时间，现将PCB板制作和调试过程介绍一下：
设计TA8435控制板用了一天，采用热转印法制作PCB板，这是我用的热转印纸，其实就是采用的光盘的不干胶贴纸的背纸
图33 我的计算机及设计图
用热转印纸打出来的双面板图和热转印机（其实就是普通的塑封机将间隙调大些），其中上层要镜像打印
图34
转印前要处理好PCB铜版，这是制作成功的关键之一，先将敷铜版两面擦光，
图35
然后再用软布沾双氧水擦洗（不要烧了手吆），自然晾干。处理后的板子发乌。这样热转印时附着力大，炭粉不容易掉。
图36
将打印好的转印图一面用胶贴贴到板子上（双面板分两次转印和腐蚀，一次难度大些），将热转印机温度调到180度左右，温度达到后进行转印，要多过几遍以保证转印质量。
图37
要等板子完全冷却后揭下背纸，这是转印后的板子情况，非常清晰很牢固。
图38
然后进行腐蚀，用买的塑料食品盒（15元）作容器，采用盐酸＋双氧水＋水（1:1:8）做腐蚀液，腐蚀速度快质量好，腐蚀过程大约3分钟（千万不要腐蚀过头）。
图41 腐蚀好后的板子
做板子的另一面，其它同上，关键是定位，先将第一面腐蚀好后的四角定位孔钻透，然后把另一面图纸用小细杆定位好，继续腐蚀
图43 这是腐蚀好的另一面
这是打印的设计原理图、PCB图和腐蚀好后的控制电路板
图44
检验，将腐蚀好的板子放在亮处，看，每个焊盘和过孔对的很整齐，双面板制作成功。当然还要适当的检查和修补。
图51 X轴
这是最后定型的TA8435H控制板子，亮的发光二极管是指示三轴的运动状态（脉冲、使能和正反转）。
好了，就传到这里，下一步是安装Z轴滑台和整体调试。
这是最后定型的TA8435H控制板子，亮的发光二极管是指示三轴的运动状态（脉冲、使能和正反转）。
图52
这是以前采用的L297+L298控制板，这次做的板子体积小多了
图53
TA8435H突破最大工作电流极限
为了提高TA8435H的最大工作电流极限，今天对控制板的驱动芯片散热系统作了改进，将原来附加的翅型散热片拿掉，在原来的铝板散热器上加了一个小风扇（每个芯片单独加，选用比较强劲且很薄的一种显卡用风扇，我用的叫奥运风，噪音很小，12V/0.06A，3元/只），试验结果好的出乎我的想像。通过适当调整采样电阻，使步进电机工作电流达到2.2A（原来的工作电流是1.8A），工作两个小时，电机已经热的有些烫手了，但是芯片温度几乎没有升高多少，手摸只是有些温热，估计超不过55℃（TA8435H的工作温度是－40℃~85℃），在没用风扇的情况下，靠翅型散热片自然散热，1.8A工作电流时芯片有些烫手，估计能达到80℃左右，其实也是在许可范围内。通过以上试验，TA8435H在用风扇散热的情况下，工作电流达到2.5A是完全可能的（以前网上有类似报道）。
看来以后选用TA8435H作为2.5A以下的步进电机控制驱动应该是业余玩家的首选，电路简单（控制和驱动为一体），带真正意义的1/2、1/4和1/8细分功能（再高的细分功能对雕刻机驱动没有太大的实际意义）。免调试，制作的驱动板体积小，加上三支小风扇旋转带来的清风和声，很有一种动态的美感，记住非常6+1的一句话“没有你做不到的,只有你想不到的”
另外今天在电子市场找到一个很好的开关电源，是老式联想微机的电源，体积很小，质量好，几乎是普通电源的1/2大小，输出12V/4.8A；5V/10A；3.3V/10A；－5V/0.8A；－12V/0.5，我的雕刻机主要使用12V和5V，实际测试12V输出电流可以达到5.8A，电压只降了0.02V。这样电源和控制板都可以放到小控制盒里。
TA8435H突破最大工作电流极限试验贴图
为了提高TA8435H的最大工作电流极限，昨天对控制板的驱动芯片散热系统作了改进，将原来附加的翅型散热片拿掉，在原来的铝板散热器上加了一个小风扇（每个芯片单独加，选用比较强劲且很薄的一种显卡用风扇，我用的叫奥运风，噪音很小，12V/0.06A，3元/只），试验结果好的出乎我的想像。通过适当调整采样电阻，使步进电机工作电流达到2.2A（原来的工作电流是1.8A），工作两个小时，电机已经热的有些烫手了，但是芯片温度几乎没有升高多少，手摸只是有些温热，估计超不过55℃（TA8435H的工作温度是－40℃~85℃），在没用风扇的情况下，靠翅型散热片自然散热，1.8A工作电流时芯片有些烫手，估计能达到80℃左右，其实也是在许可范围内。通过以上试验，TA8435H在用风扇散热的情况下，工作电流达到2.5A是完全可能的（以前网上有类似报道）。
图54 改进前TA8435控制板
图60 试验现场情况
TA8435H突破最大工作电流极限试验图片续
另外昨天在电子市场找到一个很好的开关电源，是老式联想微机的电源，体积很小，质量好，几乎是普通电源的1/2大小，输出12V/4.8A；5V/10A；3.3V/10A；－5V/0.8A；－12V/0.5，我的雕刻机主要使用12V和5V，实际测试12V输出电流可以达到5.8A，电压只降了0.02V。这样电源和控制板都可以放到小控制盒里。
图62 两个电源对比图
继续上雕刻机制作过程（接近尾声）
今天将Z轴滑台装好，材料都是采用手里现有的材料，这是Z轴卡子，强度满足一般的雕刻要求，
图65
将Z轴小滑台装好，滑台i宽6cm，有效行程22cm，原想在滑台底座钻几个安装孔，没想底座到太硬了，新钻头硬是没有钻动，只好还是采用原来的安装孔，有在卡子和滑台之间加了一个过渡板（没有拍片），以下是安装好的图样。
图67
明后天找块XY平台装好，再将主轴（修边机）装上就可以试雕了，看来在开学之前是可以竣工了，下个假期准备将X2铣床给改成数控的
继续上雕刻机制作过程（仿试运行）
今天没有找到合适的XY平台，只好现用2块10mm厚密度板临时代替，等以后找到合适的平台再置换过来。
制作的直线轴承卡子和临时代用的密度板平台（雕个非金属材料还是够用，水平度差点）
图71
找根圆珠笔绑在Z轴上，用Mach2软件试画一下，这是试验情况
图73
这是用Mach2自带的一个G代码画的一个图形，这是重复画了四遍的图形，从图上看重复性还是比较好，如果换上主轴电机，精度应该是不错的。
图74
继续上雕刻机制作过程（安装主轴）
今天将主轴安装到Z轴滑台上，别看滑台不大，刚性非常好，主轴纹丝不动，这是用来作主轴的修边机（6mm），安装主轴制作的卡子
继续雕刻机的制作过程（试雕雕刻机作品）
假期过后，开始了紧张的工作，闲时把ArtCam7.0浮雕软件作了研究，和Type3等刀路制作软件比较，ArtCam可能更容易上手，今天试着雕刻了一个浮雕字，因为雕刻刀是自己用6.2mm的钻头把头切掉，利用根部磨制的，所以和成品雕刻刀比要差些，先试验用还可以，以下是刀路制作的贴图：
1、先作个矢量字“雕”
4、模拟浮雕雕刻效果图，并建立刀路文件，选用NCC文件存档
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