Design and Implementation of 3 Axis CNC Router for Computer Aided Manufacturing Courses

Abstract

Dans cet article, il est prévu de faire la conception mécanique d'un routeur à commande numérique par ordinateur (CNC) à 3 axes avec des joints linéaires, la production de cartes d'interface de commande électronique et de pilotes et la fabrication d'un système de routeur CNC qui est une combinaison de mécanique et d'électronique. Dans le même temps, un programme d'interface a été préparé pour contrôler le routeur via USB. Le routeur a été développé à des fins éducatives. Dans certaines écoles professionnelles et universités, les cours de fabrication assistée par ordinateur (CAM) sont plutôt théoriques. Cette situation entraîne un apprentissage inefficace et temporaire. De plus, les élèves des écoles qui ont la possibilité de postuler à ces systèmes peuvent être confrontés à divers accidents dangereux. En raison de cette situation, ces étudiants commencent à acquérir des connaissances sur ce système pour la première fois. Pour les premières étapes de l'éducation CNC, l'utilisation de systèmes plus petits et moins dangereux sera plus facile. Un nouveau concept de machine CNC et son interface utilisateur adaptée et rentable pour l'éducation ont été entièrement conçus et réalisés au cours de cette étude. Pour tester la validité de l'hypothèse selon laquelle les avantages qui peuvent exister sur la vie éducative, la méthode d'éducation traditionnelle améliorée avec l'apport de la machine conçue a été pratiquée sur les étudiants du cours CAM pendant un semestre. À la fin du semestre, les étudiants de la nouvelle méthode appliquée ont eu plus de succès avec un taux de 27,36 %, tant en termes de compréhension verbale que de notes aux examens.En este documento, se pretende realizar el diseño mecánico del enrutador de control numérico por ordenador (CNC) de 3 ejes con juntas lineales, la producción de tarjetas y controladores de interfaz de control electrónico y la fabricación del sistema de enrutador CNC, que es una combinación de mecánica y electrónica. Al mismo tiempo, se ha preparado un programa de interfaz para controlar el router a través de USB. El router fue desarrollado con fines educativos. En algunas escuelas de formación profesional y universidades, los cursos de fabricación asistida por ordenador (CAM) son bastante teóricos. Esta situación provoca un aprendizaje ineficaz y temporal. Además, los estudiantes de las escuelas que tienen la oportunidad de solicitar estos sistemas pueden enfrentar varios accidentes peligrosos. Debido a esta situación, estos estudiantes comienzan a adquirir conocimientos sobre este sistema por primera vez. Para los primeros pasos de la educación CNC, será más fácil utilizar sistemas más pequeños y menos peligrosos. Durante este estudio se ha diseñado y realizado completamente un nuevo concepto de máquina CNC y su interfaz de usuario adecuada y rentable para la educación. Para probar la validez de la hipótesis de cuáles son los beneficios que pueden existir en la vida educativa, se ha practicado un método de educación tradicional mejorado con la contribución de la máquina diseñada en los estudiantes del curso CAM durante un semestre. Al final del semestre, los estudiantes del nuevo método aplicado tuvieron más éxito en la tasa de 27.36 por ciento tanto en términos de comprensión verbal como en las calificaciones de los exámenes.In this paper, it is intended to make the mechanical design of 3 axis Computer Numerical Control (CNC) router with linear joints, production of electronic control interface cards and drivers and manufacturing of CNC router system which is a combination of mechanics and electronics. At the same time, interface program has been prepared to control router via USB. The router was developed for educational purpose. In some vocational schools and universities, Computer Aided Manufacturing (CAM) courses are though rather theoretical. This situation cause ineffective and temporary learning. Moreover, students at schools which have the opportunity to apply for these systems can face with various dangerous accidents. Because of this situation, these students start to get knowledge about this system for the first time. For the first steps of CNC education, using smaller and less dangerous systems will be easier. A new concept CNC machine and its user interface suitable and profitable for education have been completely designed and realized during this study. To test the validity of the hypothesis which the benefits that may exist on the educational life, enhanced traditional education method with the contribution of the designed machine has been practiced on CAM course students for a semester. At the end of the semester, the new method applied students were more successful in the rate of 27.36 percent both in terms of verbal comprehension and exam grades.في هذه الورقة، يهدف إلى جعل التصميم الميكانيكي لجهاز التوجيه 3 محاور للتحكم العددي بالكمبيوتر (CNC) مع وصلات خطية، وإنتاج بطاقات واجهة التحكم الإلكترونية وبرامج التشغيل وتصنيع نظام جهاز التوجيه CNC الذي هو مزيج من الميكانيكا والإلكترونيات. في الوقت نفسه، تم إعداد برنامج الواجهة للتحكم في جهاز التوجيه عبر USB. تم تطوير جهاز التوجيه لأغراض تعليمية. في بعض المدارس والجامعات المهنية، تكون دورات التصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAM) نظرية إلى حد ما. يتسبب هذا الموقف في تعلم غير فعال ومؤقت. علاوة على ذلك، يمكن للطلاب في المدارس التي تتاح لها الفرصة للتقدم بطلب للحصول على هذه الأنظمة أن يواجهوا العديد من الحوادث الخطيرة. وبسبب هذا الموقف، يبدأ هؤلاء الطلاب في التعرف على هذا النظام لأول مرة. بالنسبة للخطوات الأولى من التعليم باستخدام الحاسب الآلي، سيكون استخدام أنظمة أصغر وأقل خطورة أسهل. تم تصميم وتحقيق مفهوم جديد لآلة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي وواجهة المستخدم الخاصة بها المناسبة والمربحة للتعليم بشكل كامل خلال هذه الدراسة. لاختبار صحة الفرضية القائلة بالفوائد التي قد توجد على الحياة التعليمية، تم ممارسة طريقة التعليم التقليدي المعزز بمساهمة الآلة المصممة على طلاب مقرر CAM لمدة فصل دراسي. في نهاية الفصل الدراسي، كان الطلاب الذين طبقوا الطريقة الجديدة أكثر نجاحًا بنسبة 27.36 في المائة من حيث الفهم اللفظي ودرجات الامتحان.