Чпу сделать своими руками: Как собрать станок с ЧПУ своими руками

как собрать самодельный мини станок cnc по чертежам с размерами для резьбы по дереву

Если вы хорошо разбираетесь в технике, для вас не составит труда собрать фрезерный ЧПУ-станок у себя дома. Это выйдет значительно дешевле, чем приобретать новое устройство, и к тому же доставит вам удовольствие от самореализации. Все необходимые компоненты можно приобрести в магазинах электроники и стройматериалов. Ниже приведены детальные инструкции по сборке станка с фотографиями.

Подготовительные работы

Подготовка к построению станка предполагает такие фазы:

• создание чертежей;
• закупку надежных комплектующих и крепежа;
• подготовку качественных инструментов;
• ознакомление с текстовыми и видеоинструкциями.

Замечательно, если у вас найдется доступ к сверлильному и токарному станкам — это существенно облегчит конструирование фрезерного.

Как сделать фрезерный станок ЧПУ своими руками: пошаговая инструкция

Устройство можно изготавливать двумя методами:

1. Приобрести готовый комплект запчастей и самостоятельно смонтировать из него устройство.
2. Изготовить или приобрести все комплектующие по отдельности.

Второй вариант более сложный и затратный по времени, зато более бюджетный.

Подбирая материал для устройства, надо учитывать, что он обязан быть прочнее тех материалов, которые будут на нем обрабатываться.

Модели с подвижными столами хороши только в том случае, если станок будет компактным, менее 30 × 30 см. Для более крупных моделей оптимальными станут двигающиеся порталы.

В большинстве случаев устройства домашней сборки оснащаются шаговыми двигателями, а промышленные модели — более сложными и дорогостоящими сервоприводами.

Если вас интересует затейливая многомерная резка, лучше приобрести шпиндель с водяным охлаждением. Он недешевый, но издает меньше шума, способен обрабатывать разнообразные материалы и не перегревается, работая на пониженных оборотах.

Станок, описанный в этой статье, обошелся ориентировочно в 1500 евро. Им можно обрабатывать фанеру, пластик, лиственную древесину и алюминий.

Как вариант: основой для фрезерной установки может послужить сверлильная, где головка со сверлом заменяется на фрезерную. Чтобы инструмент мог передвигаться по трем плоскостям, механизм следует оснастить подшипником. Удобнее всего собирать такие механизмы на основе принтерной каретки, потом останется только оснастить аппарат программным управлением.

Проектирование

Эскиз для станка можно начертить по старинке от руки, но лучше воспользоваться компьютерной программой, к примеру AutoCAD (как профессиональный вариант) или Google Sketchup (опция попроще, предоставляется бесплатное использование на месяц). На рисунке должны быть точно переданы габариты всех комплектующих, чтобы понимать, какие детали заказывать.

Комплектующие

Для изготовления станка вам потребуются следующие механические компоненты:

• профиль из алюминия 30 × 60 мм, порезанный на отрезки до 10 см;
• пластина из алюминия толщиной 15 мм;
• штырь из стали с резьбой M10 с гайкой из делрина;
• линейные направляющие SBR 16 и SBR 20;
• шарико-винтовая пара с шагом 5 мм и диаметром 16 мм;
• ножки для выравнивания и защиты от вибрации.

Также надо будет обзавестись нижеперечисленными электрическими элементами:

• 3 шаговыми двигателями 3 Nm Nema 23;
• 3 драйверами для этих двигателей DM556 Leadshine;
• блоком питания 36 В;
• интерфейсной платой 5 Axis CNC Breakout Board;
• источником питания 5 В к плате;
• двухпозиционным выключателем On/Off;
• многожильным кабелем Shielded 4 Conductor 18 AWG;
• 3 сенсорными концевыми выключателями;
• шпинделем Kress FME 800 (его можно заменить на Dewalt Compact Router либо Bosch Colt ).

Программ будет нужно две — CamBam, совмещающая в себе функционал CAD и CAM, а также Mach4 для контроля устройства.

Ось X

Рама оси создается из алюминиевого профиля 30 × 60 мм (4 сегмента) и пары боковых панелей 15-миллиметровой толщины. На окончаниях профилей располагаются два отверстия с диаметрами 6,8 мм. Изнутри отверстий метчиком выполняется резьба М8.

Для совпадения отверстий на концевых панелях пластины надо прижать друг к другу во время сверления. В их серединах просверливаются 4 отверстия для установки подшипниковых опор. В одной боковой пластине просверливаются дополнительно 4 отверстия, чтобы закрепить двигатель.

Из алюминиевых кусочков с габаритами 50 × 20 × 50 выполняются 4 блока для крепления ножек, которые будут обеспечивать столу ровное положение. Блоки прикручивают к профилям снаружи посредством четырех болтов М5 с t-гайками для мебели.

К профилям нужно подвести рельсы. Пазы в профилях должны идеально совпадать с отверстиями, высверленными в основаниях направляющих.

При установке можно пользоваться t-гайками для мебели и болтами М5.

Боковые пластины и сборка портала

Единственное отличие между идентичными пластинами таково: в одной высверлены четыре отверстия, куда будет крепиться мотор. Для изготовления портала применяются 15-миллиметровые пластины из алюминия. Чтобы разместить эти отверстия строго в правильных местах, сначала следует пробить углубления с помощью кернера. На следующем шаге отверстия проделываются на сверлильном станке— сперва инструментом с намеренно слишком маленьким диаметром, а потом с подходящим.

Ось Y

Каретка оси Y выполнена из единственной пластины, а на ней закреплены линейные подшипники. Работать сверлом тут необходимо максимально выверенно, без отклонений даже на миллиметр. К пластине крепятся подшипники для осей Y и Z. В силу минимального расстояния между подшипниками они могут заедать даже при незначительном смещении. Проверьте, чтобы каретка без проблем проскальзывала по обеим сторонам. Рельсам и подшипникам нужна тщательная регулировка. Чтобы выровнять их как можно точнее, желательно пользоваться цифровыми приспособлениями.

Ось Z

Рельсы оси Z подсоединяются к подвижной части узла оси Z. Важно проследить, чтобы они оказались смещены от края пластины ориентировочно на полсантиметра. Выровнять их можно с помощью двух кусков пластика, используемых как прокладки. Для установки верхней пластины на узел оси Z в окончании монтажной пластины высверливают три отверстия.

Если шаговый мотор не удается разместить вплотную к пластине, потребуется выполнить для него отдельное пластиковое крепление.

Блоки корпусов подшипников тоже делаются пластиковыми. В качестве приводного винта применяется стержень из стали с резьбой М10. Шкив для зубчатого ремня просверливают, выполняют резьбу М10 и прикручивают к верхней половине приводного винта. Фиксировать эту деталь в нужной позиции будут три установочных винта. Гайку из делрина закрепляют к каретке оси Y.

Зубчатые ремни и шкивы

Место для крепления мотора обычно выбирают на отдельной стойке либо с внешней стороны устройства. Для соединения шариково-винтовой пары с мотором можно задействовать гибкую муфту.

Однако в компактном помещении размещенный снаружи мотор будет мешать, и поэтому его убирают внутрь. Если не получается соединить мотор с шариково-винтовой парой напрямую, можно воспользоваться шкивами и зубчатыми 9-миллиметровыми ремнями HTD5m.

Используя ременную передачу, можно применить понижающую передачу, чтобы подключить мотор к приводному винту. Тогда мотор малой мощности обеспечит идентичный крутящий момент, даже если устройство будет работать небыстро.

Подшипниковые опорные блоки

Опорные блоки для осей X и Y выполняют из алюминиевого прутка круглого сечения 50 мм, от которого отсекают четыре 15-миллиметровых сегмента. На прутке маркируют места расположения четырех монтажных отверстий и просверливают их, плюс отдельно сверлят еще одно крупное посередине. Потом переходят к полости для подшипников. Их нужно запрессовать, а блоки закрепить на боковых и торцевых пластинах посредством болтов.

Опора для приводных гаек

Шарико-винтовую пару для оси Z можно заменить стержнем с резьбой М10 и гайкой из делрина. Полиформальдегид делрин является самосмазывающимся и по мере эксплуатации не страдает от износа.

Чтобы минимизировать люфт, резьбу следует выполнять метчиком высокого качества.

Для осей X и Y выполнено крепление привода из алюминия. На гайках шарико-винтовой передачи расположена пара компактных фланцев с тремя отверстиями с каждого бока. По одному отверстию с каждой стороны используется, чтобы крепить гайки к держателю.

Держатель нужно обработать с высокой точностью на токарном станке. Прикрутив гайки к порталу и каретке оси Y, можно поворачивать шарико-винтовую пару ручным способом и перемещать эти комплектующие на другую сторону. Гайку начнет клинить, если габариты держателей окажутся неправильными.

Крепления двигателя

Для опор мотора применяют фрагменты алюминиевых труб с квадратным сечением, заранее порезанные с желаемой длиной. Как вариант, можно разрезать трубу из стали.

Надо убедиться, что крепления мотора по осям X и Y можно свободно двигать с целью натяжения зубчатых ремней. Выполнить прорези и высверлить крупное отверстие на одной стороне крепления можно как на сверлильном, так и на токарном станке.

Крупное отверстие с одной стороны выпиливают при помощи концевой пилы. Таким образом, двигатель садится на один уровень с поверхностью, а вал получается центрированным. С противоположной стороны крепления выполняют четыре слота, дающие мотору возможность скольжения вперед-назад.

Для крепежа двигателя используют болты М5.

Рабочая поверхность

Идеальной опцией стала бы столешница из алюминия с пазами в форме буквы Т, но это стоит недешево. Поэтому ее имеет смысл заменить перфорированной столешницей, так как она экономичнее и позволяет зажимать обрабатываемую деталь разными способами.

Для крепления к алюминиевым профилям стола из березового фанерного листа 18-миллиметровой толщины применяются болты М5 и гайки с пазами в форме буквы Т. Сетка с шестиугольными вырезами под гайки выполняется в CAD-софте, потом отверстия проделываются на станке с ЧПУ.

Поверх фанеры устанавливают лист МДФ 25-миллиметровой толщины. Для прорезания отверстий в обеих частях применяют большую фасонную фрезу. Отверстия в МДФ выравнивают с центрами заблаговременно проделанных шестиугольных отверстий. Потом МДФ снимают, а гайки устанавливают в отверстия фанерного листа. После этого МДФ возвращают на место.

Электрика и электроника

Для создания электронной составляющей предстоит воспользоваться нижеперечисленными комплектующими:

• источником питания с выходным напряжением 48V DC и выходным током 6,6 A;
• 3 драйверами шагового мотора Leadshine M542 V2. 0;
• 3 шаговыми моторами 3Nm hybrid Nema 23;
• интерфейсной платой;
• реле — 4-32V DC, 25A/230 V AC;
• главным выключателем;
• блоком питания к плате 5V DC;
• блоком питания для охлаждающих вентиляторов 12V DC;
• парой вентиляторов Cooler Master Sleeve Bearing 80mm;
• парой розеток — для пылесоса и шпинделя;
• кнопкой экстренного завершения работы и концевыми выключателями.

Если моторы не самые мощные, допустимо использование платы на три мотора — однако все равно рациональнее применить индивидуальные драйверы. Микрошаговый режим драйверов Leadshine обеспечивает предельную плавность перемещения инструмента и понижает вибрации мотора.

Источник постоянного напряжения 5 В подключают к главному входу питания. Для вентиляторов устанавливают розетку, электроэнергия к ним поступает через традиционный 12-вольтовый адаптер, размещенный на стене.

Компьютер контролирует реле на 25А через прерыватель. Входные клеммы реле подключаются к выходным клеммам прерывателя. Реле подключается к паре розеток, питающих электричеством Kress и пылесос для сбора стружек.

Если в конце G-кода стоит команда M05, шпиндель с пылесосом выключатся. Для их повторного включения потребуется нажатие кнопки F5 либо ввод команды M03.

Программное обеспечение

Готовому устройству для полноценного функционирования требуется три разновидности софта:

• CAD, чтобы создавать чертежи;
• CAM, чтобы создавать траектории инструментов и выводить G-код;
• контроллер, считывающий G-код и управляющий маршрутизатором.

Хорошим примером софта, совмещающего в себе функционал CAD и CAM, станет CamBam. Он несложный и вполне подходит для домашнего производства. Перед началом работы ему нужно задать параметры: диаметр применяемых инструментов, глубину и скорость резания, глубину за проход и так далее. Задав софту траекторию, можно будет вывести G-код, отдающий станку непосредственные команды.

В качестве контроллера следует порекомендовать Mach4. Он будет передавать сигналы на интерфейсную плату через параллельный порт компьютера. С помощью команд контроллера будет происходить обнуление режущего инструмента и запуск программы резки. Также контроллер может менять скорость резания и шпинделя.

Отладка самодельного станка с ЧПУ

Перед началом полноценной работы на станке надо обработать несколько пробных деталей различных конфигураций и габаритов, сделанных из разных материалов. Возможно, в процессе выяснится, что устройство издает слишком громкий шум, и от него во все стороны разлетается пыль. Тогда его можно оснастить пылеуловителем, соединенным с пылесосом.

Нередко оказывается, что расчет крутящего момента на Y-опоре был произведен некорректно. В таком случае из-за высокой нагрузки по оси Y станок начнет изгибаться. Для устранения этого изъяна надо купить вторую направляющую и модернизировать портал.

Как собрать ЧПУ-стол?

Чтобы по максимуму использовать возможности станка, его нужно поместить на прочный и устойчивый стол. Проще всего взять за основу старый стол и переделать его под новые нужды. Для работы нужно заранее подготовить:

• кнопку завершения работы;
• фиксатор роликов;
• зенковку и биты;
• дрель;
• электрическую отвертку;
• пилу;
• станок X-Carve;
• концевую фрезу на 4 дюйма с твердосплавным покрытием;
• твердосплавную фрезу на 4 дюйма, с 4 каналами, с шариковым наконечником;
• средства защиты слуха.

От старого стола нужно взять две большие полки и укрепить их. По четырем внутренним углам надо разместить угловые скобки, а по длине поперечной балки, которая проходит по нижней стороне — L-образные скобки. Чтобы закрепить полку, нужно добавить дополнительные деревянные подставки. После того как полка будет помещена на место, надо укрепить ее еще большим количеством скобок.

Чтобы найти разумное применение каждому сантиметру помещения, стол хорошо бы оснастить пегбордом, то есть перфорированной панелью для инструментов. Углы панели вырезаются электролобзиком, держатели для инструментов крепятся в отверстиях, на пегборд добавляются лотки для хранения мелких комплектующих.

Пространство в нижней части стола тоже прекрасно подходит для хранения объектов — в частности, барабанного шлифовального станка или настольной пилы. Для хранения материалов можно соорудить съемную полку, воспользовавшись для этого листом фанеры и заготовленными для ножек деревянными брусками. Ножки крепятся к листу фанеры с помощью угловых скоб.

Еще одну полку можно оборудовать наверху — иногда это помогает закрыть проводку от станка и розетку. Верхнюю полку укладывают на торцы стоек и прикручивают. У второй полки углы для ножек вырезают с помощью лобзика.

Сложности в работе, возможные ошибки и как их избежать

При монтаже станины нельзя применять соединения сварного типа, так как они не справляются с вибронагрузками. В местах крепления рекомендуется пользоваться Т-образными гайками.

Чтобы усилия передавались на вал равномерно, на винтовых передачах следует размещать зубчатые ремни, не проскальзывающие на шкивах.

Исключительно важно приобрести надежные подшипники и качественные ходовые винты — это гарантирует станку прочность и долговечность.

Габариты всех деталей необходимо подбирать с максимально возможной точностью и следить, чтобы они безупречно подходили к блоку.

Итак, теперь вы знаете, как собрать дома фрезерное устройство с ЧПУ. Конечно, это удобнее делать с напарником, а не в одиночку. Если вы обладаете достаточными навыками и свободным пространством дома или в гараже, собранный по этой инструкции станок прекрасно заменит вам аналог, созданный на заводе.

• 29 августа 2020
• 15248

Получите консультацию специалиста

Самодельный ЧПУ станок своими руками быстро

Неожиданно много читателей, прочитавших мою статью, посвященную некоторым аспектам проектирования механики самодельного гравировально-фрезерного станка ЧПУ, высказали в своих откликах, как бы это помягче. .., недоумение тем обстоятельством, что о линейных шариковых подшипниках качения я упомянул вскользь и без должного восторга. Действительно, восторгов я не расточал. К линейным шариковым направляющим я отношусь спокойно, как к одному из возможных вариантов построения координатного стола. Как и у любого другого варианта, у этого есть свои достоинства и недостатки, из которых главное достоинство — относительная технологическая простота достижения заданных точностей при рабочих ходах больше метра, а главный недостаток — высокая цена комплектующих.

Я по-прежнему считаю, что небольшой станок, например, с рабочим полем 500х300 мм, проще, технологичнее и дешевле сделать, применив круглые направляющие с бронзовыми втулками скольжения. Однако, чем больше по размеру рабочее поле, тем сложнее обеспечить заданную точность за приемлемые деньги. Наконец, наступает момент, когда технологические трудности изготовления и монтажа направляющих скольжения, а значит и их стоимость оказывается сопоставимой со стоимостью блоков шариковых линейных подшипников на рельсах.

Вот и получается, что небольшой гравировально-фрезерный станок дешевле сделать на круглых направляющих скольжения с обычной винтовой передачей. Но, если рабочий ход хотя бы по одной из осей превысит некоторое значение, при котором выгодней купить шариковые направляющие, то конечно, проще купить. Само собой, упомянутое «некоторое значение» — вещь относительная. Стоимость изготовления механики в Москве и, например, на Урале отличается в разы. По моим оценкам, для Москвы размер рабочего хода, при котором стоит подумать о шариковых линейных направляющих, составляет 1000…1200 мм и более.

Статья планировалась из двух частей. Первая часть должна была быть посвящена выбору направляющих, особенностям проектирования и конструирования механики с использованием шариковых линейных направляющих, а вторая — практической реализации станка. Известно, теорию читать никто не любит, все сами «теоретики». Поэтому предвосхищая возгласы: «Все, что вы пишете, давно известно из книжек! К практике поближе!!», я решил ограничиться практической реализацией. Вообще, цель статьи не научить строить станки ЧПУ, а расширить горизонты интересующихся подобной техникой и показать, что станок ЧПУ в производстве (но не по цене!) не такая уж крутая вещь, как принято о ней думать.

Задача

Вообще говоря, «на скорую руку» делаются бутерброды и салаты, романтический ужин можно соорудить на скорую руку, но не станок. Тем не менее, я вынес это словосочетание в заголовок статьи. Почему? Попробую объяснить.

«На скорую руку» это значит технологично для домашнего производства. Т.е. станок должен быть сконструирован так, чтобы его можно было изготовить, используя минимальный набор самых обычных слесарных инструментов. Буквально, если у вас в арсенале имеется электролобзик с пилкой по металлу, сверлильный станок, плашки-метчики и напильник, то этого должно быть достаточно. На худой конец, сгодится простая ножовка по металлу и дрель.

Кое-кто скажет: «Ну, ты загнул, товарищ! Так не бывает», и будет прав. Так действительно не бывает. Потому что, если фрезерные работы можно исключить полностью, то без элементарных токарных работ нам не обойтись, значит, работ этих должно быть совсем не много, все остальное – ручками, на кухне.

Ставя перед собой такую задачу, надо хорошо понимать, что осуществить задуманное можно только при условии широкого применения покупных комплектующих и стандартных алюминиевых профилей. Направляющие – этакие краеугольные камни портального гравировально-фрезерного станка — тоже придется купить, а они дорогие. Так что, «на скорую руку» не значит дешево!

И последнее соображение. «На скорую руку» ассоциируется с понятиями просто и быстро. Если с определением «просто» можно согласиться, то быстро вряд ли получится. Изготовление даже простых деталей может затянуться на неопределенный срок, но как говорится, «терпение и труд – все перетрут».

Подытожим:

• Для фрезерования бальзы, фанеры, дерева, пластиков и тонких (до 2 мм) алюминиевых сплавов.
• На линейных шариковых направляющих и зубчатых ремнях.
• Рабочее поле не менее 1000х300х90.
• Разрешение позиционирования не хуже 0,1 мм.
• Скорость позиционирования не менее 2 м/мин.

Икс

Начнем с простого – со стола-основания. Элементарный геометрический расчет показывает, что при ходе по Х равному 1000 мм длина стола должна быть 1300 мм. По крайней мере, у меня так получилось. При ходе по Y больше 300 мм ширина стола должна быть не менее 460 мм.

Изучив сортамент стандартных прессованных прямоугольных труб (боксов) из алюминиевого сплава АД31 (других промышленность, к сожалению, не выпускает) выбираем бокс 80х40х4 мм. Нарезаем из него несколько балок (1300 мм — 2 шт. и 460 мм -4шт.). Еще нам понадобятся два швеллера 50х30х4 длиной 1300 мм. В них отлично вписываются шариковые направляющие SBS15SL, которые я решил применить. В качестве ножек используем подходящие круглые ножки от дивана, купленные в магазине ОБИ. Сверлим во всем этом дырочки, кое-что красим, если есть такая возможность, и собираем каркас основания.

Получилось весьма крепко. Под нагрузкой швеллеры, в которые буду уложены рельсы слегка прогибаются, но ничего, поставим столешницу – будет совсем другое дело, основание по прочности и жесткости приобретет исключительную «дубовость».

Привинчиваем рельсы.

Они располагаются под столом и, как видите, относительно хорошо защищены от пыли и стружек. Не смотря на то, что шариковые блоки SBS снабжены скребками, предусмотреть дополнительную (пассивную) защиту рельс и блоков от прямого попадания стружек никогда не вредно.

Привинчиваем к шариковым блокам площадки, на которые впоследствии будет ставиться портал. Площадки эти — просто прямоугольные пластинки из сплава Д16Т с отверстиями для крепления портала и кронштейна под шаговый мотор.

О кронштейне шагового мотора, и вообще о проводке зубчатого ремня поговорим отдельно.

Проводка зубчатого ремня

Да, шаговые моторы для перемещения портала по оси Х будут крепиться на самом портале! Почему-то когда говорят о приводе зубчатым ремнем, в мозгах рисуется ремень в виде кольца с мотором, установленным на раму, а натяжение ремня организуется на портале или каретке. Так делать можно, но лучший ли это способ? Не уверен. Мы пойдем другим путем. Устроим из ремня псевдо зубчатую рейку.

Концы ремня закрепим на раме. Одну прижимную планку зафиксируем жестко, а другая будет иметь возможность перемещаться для натяжения ремня в пределах расстояния между соседними зубьями, т.е. в пределах 5 мм. Зубчатое колесо, как обычно, насаживается на вал мотора. Ролики устанавливаются на том же кронштейне, что и мотор. В общем, все очевидно – мотор крутится и перемещает сам себя.

Чем же такой способ лучше кольцевого ремня? Да, хотя бы тем, что расход ремня в два раза меньше, натягивать проще, экономия на зубчатых колесах, которые дорогие и их надо покупать вместе с ремнем. Ролики с осями можно подобрать готовые. В общем есть в таком решении плюсы. А минусы? Не знаю…. Кабели от моторов таскать за порталом? Так их все равно таскать от осей Y и Z, плюс-минус несколько проводов – не принципиально. Вес портала увеличится? Увеличится. И это, наверно, единственный минус, о котором стоит говорить. Цена вопроса 1,5…2 кг (вес моторов) и/или 100 долларов США (длинный ремень и дополнительные зубчатые колеса). Я выбрал экономию денег, а не веса. При таких размерах портала экономия двух килограммов его массы существенного выигрыша не дает. В конце концов, при использовании зубчатых реек моторы стоят именно на каретках.

Ремень надо брать с относительно мелким зубом. Я выбрал любезный моему сердцу ремень от хвостовой балки модели вертолета «Раптор 50». Он имеет шаг зубьев 5 мм. Зубчатое колесо тоже от этого вертолета. Его диаметр (по средней линии зубьев) 14 мм. Значит при включении двигателя в полушаговом режиме (400 шагов на оборот) перемещение каретки на один шаг будет 3,14*16/400 = 0,11 мм. Это больше, чем задумано. В микрошаге (1:6) перемещение на шаг получается 0,042 мм. То, что надо. И хотя «не тянущийся» ремень все равно чуть-чуть тянется, зато в ремне отсутствует накопленная ошибка, которая всегда присутствует в ходовом винте. В итоге, я думаю, мы уложимся в точность фрезерования 0,1 мм на длине 1000 мм. По крайней мере, по бальзе и четырехмиллиметровой фанере.

Что касается кронштейна шагового мотора, то это, как видите, простая пластина с дырками. Ничего особенного, выпиливаем точно так же, как и основание. Пока за рамки ножовки, дрели и напильника мы не вышли. Будем продолжать в том же духе.

Устанавливаем все это дело на раму и проверяем, как ездит. Ездит хорошо!

Собственно, это почти все с рамой. Осталось «причесать», придать изделию «товарный вид» и установить столешницу.

Товарный вид

«Made in дома» — не обязательно сикось-накось, коряво и неаккуратно. Меня удручают, закрепленные на уродских «курьих ножках» и торчащие во все стороны двигатели, пучки неубранных проводов, вывороченные наизнанку контроллеры и тому подобные «прелести» самодельных конструкций. Все бы ничего, в конце концов, каждый делает как может, пока автор очередного такого уродца не начинает всерьез рассуждать о серийном производстве своего детища для продажи, оправдывая неказистый вид станка, тем что это, дескать, опытный образец: «Тут подправим, там переделаем, кожухи понавесим, все покрасим, и будет это не станок, а конфетка». Не будет! Если для себя, любимого, автор не может сделать как надо, и ему не стыдно рекламировать свой недоделанный «товар» то и для покупателя он сделает тяп-ляп. Проверено, и не раз. Но это так, к слову….

Проложим пару дохленьких швеллеров, в которых будут размещаться петли кабелей от двигателей и концевых выключателей. Если контроллер большой и не лезет в подстольное пространство, то сделаем кронштейны для выходных соединителей. И, наконец, установим заглушки на торцы несущих профилей, чтобы в них не скапливалась грязь.

Затраты труда на эти на первый взгляд необязательные мероприятия окупаются с лихвой.

Столешница

Станок планируется в основном для пиления бальзы, фанеры, пластиков, поэтому столешница может быть сделана из ламинированной панели для кухонной мебели толщиной 40 мм, т. е. той же толщины, что и алюминиевые боксы. Столешница крепится к двум несущим балкам рамы. Швеллеры, в которых проложены рельсы, также следует прикрепить саморезами к столешнице. В целом, конструкция получается ровная, прочная и жесткая. Можно спокойно встать на получившееся основание станка и походить по нему пешком – ничего не случится.

Некоторым «продвинутым» специалистам может понравиться наборная столешница из алюминиевого станочного профиля. Пожалуйста, принципиально ничего не изменится. Однако станок на зубчатых ремнях может пилить только то, на что рассчитан, а именно — фанеру, пластики и тонкий алюминий, и не более того, поэтому ужесточать столешницу – бессмысленно.

Игрек

Пошли дальше.

Поперечная балка, на которую будут устанавливаться рельсы оси Y, получается длиной 510 мм. В целях унификации сделаем ее из того же алюминиевого бокса 80х40х4 мм. Рельсы поставим прямо на торцы балки.

В большое прямоугольное отверстие на широкой грани профиля будет входить ось двигателя с насаженным на него зубчатым колесом. С противоположной стороны балки разместится каретка Z. Т.е. балка должна пройти как бы сквозь каретку Y. Для этого на шариковые блоки наденем две одинаковые детали, сделанные из отрезков стандартного алюминиевого швеллера 60х40х5 мм.

Проводку зубчатого ремня выполним точно так же, как и по оси Х, только устройства для крепления и натяжения ремня сделаем на уголках.

Ремень оказывается хорошо защищен от стружек и грязи. В нижней части профиля (внутри) будет размещена петля кабеля от двигателей Y и Z. Осталось поставить заглушки на торцы балки и все.

С лицевой стороны (со стороны каретки Z) балка не имеет отверстий, что очень хорошо, т.к. именно тут летит стружка. Как видите, балка с кареткой Y получилась очень простой.

Зет

Ход по Z планируется сделать 90 мм. Почему 90? Потому что мне достаточно 90, а можно сделать и 150 мм. Это не принципиально.

Каретка Z и все, что с ней связано, самая многодельная и трудоемкая часть нашего станка. Оно и понятно, привод по оси Z нельзя сделать на ремне. При каждом выключении станка под действием своего веса и веса шпинделя каретка будет съезжать вниз, и терять «0». Кроме того, от двигателя требуется значительный момент удержания, который должен компенсировать не только усилие фрезерования, но и вес шпинделя. Только винт с шагом не более 5 мм (лучше 3 мм) спасает положение. Итак, вот детали, которые надо изготовить.

Ходовой винт

Начнем с винта. Я уже писал подробно о ходовых винтах и гайках в статье «Механика самодельного станка ЧПУ», не буду повторяться. НО. Так ли уж необходим в данном случае на оси Z ходовой винт с гайкой, выполненный по всем правилам точной механики? Вряд ли. Станок предназначен для плоского фрезерования, по сути, это просто лобзик с ЧПУ – опустил фрезу на нужную глубину и – погнали выпиливать. Тут сгодится катаный винт. Да, чего там катаный, простой винт с метрической резьбой сгодится! И гайка капроновая сгодится! Другое дело, если планируется 3D фрезерование, например барельефов и медалей…, но такая задача плохо согласуется с ременным приводом остальных осей. Так что, винт можно применить ЛЮБОЙ. Любой то любой, но я применил катаный винт Tr12х2 и бронзовую гайку с компенсацией люфта. Т.к. сегодня у меня это просто лобзик, а завтра я, возможно, захочу поставить винты на все оси. Конструкция позволяет.

Кстати, ходовой винт, переходная втулка для двигателя и опорные кольца подшипников – единственные детали, для изготовления которых нам потребуется токарный станок. Даже если вы купили резьбовую шпильку на рынке, концы такого винта нужно разделать.

Конструкция подшипникового узла ходового винта описана в вышеупомянутой статье. Она оказалась удачной, поэтому в новом станке сделаем точно также.

Отверстие в стенке под подшипники растачивать по посадке не обязательно, достаточно просто просверлить. Рабочие нагрузки направлены по оси винта, и если радиально-упорные подшипники будут слегка елозить в поперечном направлении, то ничего страшного, на точности работы оси это практически не скажется.

Сборка

Устанавливаем ходовой винт внутрь основания-швеллера, сделанного из профиля 60х40х5 мм, какого же, как и тот, который мы использовали для каретки Y. К торцам основания привинчиваем рельсы.

Внимательный читатель скажет: «Ага! Деталь, на которую ставится двигатель, фрезерованная!!!». Необязательно. Ее можно сделать из двух плоских деталей и свинтить вместе. Например, так.

Устанавливаем уголки на шариковые блоки. Уголки сделаны из профиля 50х50х5 мм. Это единственный доступный профиль из сплава Д16Т.

Спереди на уголки ставится панель, которая, по сути, и есть каретка Z. Но перед этим установим перемычку, которая свяжет уголки с ходовой гайкой.

На первый взгляд эта деталь лишняя. Ходовую гайку можно закрепить сразу на передней панели. Но в этом случае, существенно возрастают требования к точности изготовления деталей, и монтаж гайки придется производить вслепую. Т.к. станок у нас «на скорую руку» и делаем мы его на кухне, то в данном случае такая переходная деталька может оказаться полезной. Впрочем, кто в себе уверен, может ее и не ставить.

Последний штрих. Устанавливаем переднюю панель и кронштейн для шпинделя.

Кронштейн может быть фрезерованный, а может быть и просто плоский. Это у кого как получится. Ходовой винт по оси Z оказался хорошо защищен от прямого попадания стружки. В целом, каретка Z получилась компактной, ее ширина 118 мм. Неплохой результат, если учесть, что основные детали сделаны из стандартных профилей.

X-Y-Z

Устанавливаем Z на Y.

Устанавливаем боковые стенки портала и клеммную коробочку для кабелей.

Устанавливаем портал на раму.

Вот и все. Станок получился удобный, стройный, я бы даже сказал поджарый, ничего не торчит, к рабочему полю хороший доступ со всех сторон, никаких кожухов, которые чего-то там прикрывают, нет «гусениц» для проводов, все провода спрятаны. Кстати, в моем экземпляре контроллер тоже спрятан под стол, к станку подходит только шнур питания и кабель LPT порта от компьютера.

Даже если вы все кривовато выпилили и не очень точно просверлили отверстия, вы все равно сможете доработать станок, довести его до ума и заставить нормально работать. Потому что в этой конструкции все определяется заведомо точными покупными направляющими и приемлемой геометрической точностью прессованных профилей (параллельность и перпендикулярность граней). Тут в принципе нет сложно выполнимых посадок и жестких допусков на линейные размеры. Однако, само собой разумеется, чем точнее вы сделаете детали, тем лучше и для станка и для тех изделий, которые вы будете на нем выпиливать.

А можно…?

Отвечаю сразу — МОЖНО! Все можно! Только нужно ли?

«А можно вместо четырех шариковых блоков поставить на каретку два? Будет почти в два раза дешевле» — Можно! Но я поставил четыре, и вам советую.

«А можно заменить обычные профили станочными? Будет лучше» — Можно! В каком-то смысле действительно будет лучше. Скажем так, будет лучше ровно на столько, на сколько, к примеру, станут лучше «Жигули», если поставить на них семнадцатидюймовые колеса от «Мерседеса», Но дороже будет, это точно!

«А можно для увеличения прочности заменить не внушающие доверия алюминиевые профили хорошими стальными?» — Можно! Если удастся подобрать подходящие по размеру, и при условии замены шариковых направляющих на 20-й типоразмер. Кстати и ремни нужно взять потолще, и двигатели помощнее, и, чего там мелочиться, лучше сразу на ШВП перейти.

«А можно такой станок сделать размером 2х3 метра, и чтобы 10 мм фанеру пилил со скоростью 600 мм/мин.?» — Можно! Только профили нужно брать станочные и крепить их к стальным сварным рамам, и ремни заменить зубчатыми рейками и моторы брать с редукторами, и прочее по мелочам.

«А можно вместо дорогих шариковых направляющих применить обычные шарикоподшипники, чтобы все так же ездило?» — Можно! Ездить будет! Но я все-таки разорился на рельсы и дорогие линейные подшипники, сами догадайтесь почему.

«А можно вместо импортных шариковых линейных направляющих использовать наши, отечественные, мебельные, или компьютерные?» — Можно! См. ответ на предыдущий вопрос.

«А вот у меня нет ни дрели, ни ножовки по металлу. Как быть?» — Займите у соседа или купите… лучше сразу готовый станок.

«Хочу построить такой же станок как у вас. Не могли бы вы: дать мне готовые чертежи, ткнуть носом, где продаются все комплектующие, отвести за руку к дяде, который выточит нужные детали, оказать помощь в изготовлении, сборке и настройке станка, консультировать, отвечать на вопросы, и вообще, всячески содействовать?» — Мог бы, если у вас хватит денег на все это содействие.

Такие, вот, дела.

Двигатели с ЧПУ, драйверы ЧПУ, драйверы шаговых двигателей и электроника для фрезерных станков с ЧПУ и станков с ЧПУ

Управление ЧПУ — двигатели с ЧПУ, драйверы шаговых двигателей, источники питания и многое другое…

Вот электроника управления ЧПУ, которая вам понадобится, чтобы заставить фрезерный станок с ЧПУ двигаться! я предлагаю
комплект компонентов, как показано ниже, и отдельные продукты. Это оборудование будет иметь мощность для
Комплекты фрезерных станков с ЧПУ, которые я предлагаю на главной странице продаж. Эта система также позволит
многие другие модификации ЧПУ.

Интерфейсы управления ЧПУ (разделительные платы)

Один из наиболее важных компонентов в комплекте
является контроллером ЧПУ, также называемым коммутационной платой. Эта маленькая жемчужина позволяет вам
для подключения вашего компьютера к шаговым двигателям с помощью USB, параллельного порта или даже Ethernet
кабель.

Драйверы: Будут переводить сигналы на то, что шаговые двигатели
поймет и усилит переведенные сигналы, чтобы включить двигатели. Как вы можете
Видите ли, на корпусе нанесено множество информации для облегчения подключения.
Эта забавно выглядящая полосатая металлическая деталь предназначена для отвода тепла, так как эти драйверы
чипсы могут нагреваться. В частности, эти драйверы смогут принимать от 24 до 40 вольт.
током до 3 ампер. Думайте об амперах как о мышцах, а о вольтах как о том, насколько быстро
мышцы могут быть приведены в моторы. Они также позволяют использовать микрошаг на половине,
четверть, пятая, восьмая, десятая, 1/25, 1/32, 1/50, 1/64, 1/100, 1/128, 1/200 и 1/256
(уф, это было утомительно). У него даже есть схема защиты от перегрева,
перенапряжения и перегрузки по току. есть DIP-переключатели для легкого переключения тока
и этот драйвер примет 4, 6 или 8 ведущих двигателей. Ах да, самое главное,
эти щенки имеют снижение тока холостого хода.

Шаговые двигатели: Обеспечивают линейное движение. Когда водитель отправляет
сочетание тока с катушками двигателей, он повернется на 1,8 градуса, или
плотнее в зависимости от настройки микрошага на драйверах. То есть, если у вас есть
половина шага, то вал будет поворачиваться на 0,9 градуса за шаг, четверть шага на 0,45 градуса
на шаг, и так далее и тому подобное… Это двигатели NEMA 24 (терминология стандартов
который относится только к характеристикам и размерам лицевой панели), но не позволяйте
размер обманывает вас, эти двигатели могут выдерживать крутящий момент 382 унции на дюйм или 425 унций на дюйм (в зависимости от
при наличии). Номинальный ток составляет 2,8 ампера и 4,17 вольта, поэтому вам понадобится
блок питания, который может потреблять 8,4 ампера, что является хорошим сегвеем для питания
поставлять.

Размеры вала для NEMA 24 обычно составляют 1/4 дюйма, а для NEMA 34 — 1/2 дюйма.

Схема подключения: Схема подключения для
3-осевой с использованием стандартной разделительной платы

Советы по устранению неполадок:

Если двигатели не вращаются, и вы задаетесь вопросом, почему? Ниже приведены несколько простых
шаги, которые вы можете предпринять, чтобы локализовать проблему. Эти шаги предполагают, что у вас есть Mach4
или установлено другое управляющее программное обеспечение, а для интерфейса требуется параллельный кабель.

1. Чтобы определить, есть ли сигнал, исходящий от вашего компьютера, вам понадобится
чтобы проверить порт на задней панели компьютера и пробежаться, чтобы увидеть, изменяется ли напряжение.
Вам понадобится мультиметр. Проверьте каждый вывод, который вы установили в качестве вывода. Если нет сигнала,
это программная или компьютерная проблема.

2. Если на порту есть сигнал, подключите параллельный кабель и проверьте другой
конец, чтобы увидеть, показывает ли кабель вывод. если нет, то кабель плохой.

3. Если есть сигнал от параллельного порта, проверьте соответствующие контакты на
коммутационная плата, если нет, то коммутационная плата может быть неправильно настроена (перемычки).

4. Если есть сигнал, вы на полпути. Затем нам нужно будет проверить
водители.

Вот отличное руководство, которое разработал один из моих клиентов, Дэвид В.
занимался устранением неполадок в собственной электронике:

Устранение неполадок — Создайте свой ЧПУ — диагностика — двигатели не будут / не работают

Это руководство по устранению неполадок со столом ЧПУ Blacktoe, основанное на моем опыте.
Он начинается с того момента, когда вы выполнили все учебные материалы.
собрал стол, установил Mach4 на ПК, настроил моторы, подключил
в параллельном кабеле, попытался прокрутить одну из осей… и ничего не получилось. Это
Также предполагается, что у вас есть мультиметр и основные инструменты. Вот некоторые дополнительные
ресурсы, которые вы, вероятно, захотите прочитать, прежде чем начать:

Документация Mach 3: http://www.machsupport.com/documentation.php

Вот так:

1. Прежде чем мы начнем должным образом, если вы еще этого не сделали, отключите передачи.
сняв цепи со звездочек, чтобы избежать неожиданного движения, которое может
повредить вас или вашу машину. Кроме того, убедитесь, что вы не ударите себя током.
— отключайте логическую систему, когда вы работаете с проводкой (и будьте осторожны, когда
вы тестируете). Отсоедините параллельный кабель на данный момент (пока вы находитесь в
это, убедитесь, что у вас есть правильный кабель — вам нужен Straight Thru Serial DB25M/DB25M
как этот [http://www.amazon.com/Belkin-25ft-Straight-Serial-DB25M/dp/B00004Z5W7
]). Кроме того, перезагрузите компьютер, чтобы убедиться, что вы начинаете все заново.

2. Загрузите, установите и запустите монитор параллельного порта:

http://www.geekhideout.com/parmon.shtml

Это даст вам немедленную обратную связь о том, какие пины проводят в hi и lo.
напряжения. Помните: «В схемах ТТЛ любое напряжение от 0 до 0,8 вольт называется
«lo», а любое напряжение от 2,4 до 5 вольт называется «hi».

3. Дважды проверьте конфигурацию «Порты и выводы».

В Config/Ports и Pins/Motor Output вам нужны следующие значения:

X, Y и Z установлены на Включено

X, Y и Z установлены на шаг низкой активности

Ось X: Ступенчатый штифт #: 2
Ось X: Dir Номер контакта: 3
Ось Y: Ступенчатый штифт #: 4
Ось Y: Dir Номер контакта: 5
Ось Z: ступенчатый штифт #: 6
Ось Z: Dir Номер контакта: 7

4. Перейдите в Config/Ports and Pins/Input Signals/EStop и нажмите «Active Low».
Mach 3 не может отключить EStop, поэтому это «изменит» аварийную остановку на неактивную.
при низком сигнале (например, когда вилка отключена). Вы нажмете эту настройку
включаться и выключаться несколько раз во время устранения неполадок при подключении и отключении
кабель порта, так что познакомьтесь с ним:

Active Lo при отключении кабеля
Active Hi для подключения кабеля

5. На экране «Выполнение программы» несколько раз прокрутите ось X вперед и назад, глядя на
на параллельном мониторе. Вы должны иметь возможность перемещать оси X и Y, нажимая кнопку
клавиши со стрелками на клавиатуре, но если вы нажмете кнопку Tab, вы можете вызвать бег трусцой
подэкран, который позволит вам перемещать его с помощью мыши. Обратите внимание на расположение и цвета
выводов в правом верхнем углу массива (выводы с 1 по 7) и как они
меняться, когда вы меняете направление. Обратите внимание, что контакты 3, 5 и 7 изменятся с Lo
до Привет, когда вы меняете направления.

Красный = Высокий сигнал (2,4–5,0 В)
Зеленый = сигнал Lo (0,0–0,8 В)

6. Подтвердите эти значения, проверив подключение к параллельному порту на задней
ПК. Вам нужно будет внимательно посмотреть, чтобы найти номера контактов на вашем порту, потому что они
напечатаны очень мелко, но они должны быть там. Вставьте черный зонд в
контакт № 1 (должен быть Lo) и проверьте каждый последующий контакт (2-7) красным щупом.
Соответствуют ли напряжения значениям, сообщаемым монитором параллельного порта?
В моем случае сигнал Lo составлял 0,0–0,1 Вольт, а сигнал Hi — 3,3 Вольта. Изменение
направления несколько раз для подтверждения. Если нет, ваша проблема лежит перед параллелью
выход порта с вашего ПК.

7. Теперь подключите кабель параллельного порта к задней панели вашего ПК, но не к разъему.
доска еще*. Повторно проверьте напряжения на конце кабеля так же, как вы тестировали
их в задней части ПК. На этот раз будет немного сложнее, потому что вам нужно
контактировать со штифтами вместо того, чтобы держать щуп в отверстиях, но это управляемо.
Получаете ли вы правильные показания напряжения? Если нет, у вас может быть плохой / неправильный
кабель.

8. Теперь вы можете снова подключить параллельный кабель к коммутационной плате и подключить
коммутационная плата и блоки питания драйвера — должны гореть светодиоды
на каждом компоненте. Вы заметите, что Mach 3 перейдет в режим EStop, потому что
теперь у вас есть сигнал приветствия, идущий на ПК, поэтому вернитесь в Config/Ports и Pins/Input
Сигналы/EStop и выключите «Активный минимум». Нажмите кнопку сброса и попробуйте пробежаться
оси X несколько раз. Если ничего не происходит, переходите к следующему шагу.

9. Проверьте проводку питания к коммутационной плате. Свет горит? Если не
у вас может быть перевернутая схема. Есть ли петля, идущая от питания 5В?
питание на контакт «EN» на плате? Если не ваше правление не занимается. Проверьте это
поместите красный щуп на контакт 5V и черный щуп на выходные контакты № 2-7. Если
ваша плата подключена правильно, выходной сигнал Hi должен быть около 5,5 вольт (обратите внимание
повышение напряжения). Если он не включен, он будет работать около 1,5 Вольт.
на каждом штыре.

Хотя это ни в коем случае не исчерпывающее руководство по устранению неполадок, оно должно помочь
вы изолируете любые проблемы, которые могут возникнуть в вашей системе, и, надеюсь, вы получите
началось чуть раньше.

Удачи!

Создайте свой собственный станок с ЧПУ | Руководство пользователя

Обновлено

13 июня 2022 г.

Энди

Опубликовано 15 января 2018 г. в ЧПУ

Станки с ЧПУ

существуют уже несколько десятилетий, а их история восходит к 1950-м годам. За это время они изменили то, как мы производим вещи. Они также помогли демократизировать процесс, предоставив возможность начинающим инженерам и производителям по всему миру создавать свои собственные продукты. Предлагая такую ​​универсальность, вы — да, вас! — может быть интересно, как построить свой собственный станок с ЧПУ.

Если это похоже на вас, не бойтесь — команда Scan2CAD всегда готова помочь. Мы здесь, чтобы дать полезные советы по сборке станка с ЧПУ. Мы включим несколько отличных вариантов комплектов ЧПУ, а также подробную информацию и ресурсы о том, как создать свой собственный станок с ЧПУ с нуля. Давайте начнем!

Итак, вы собираетесь собрать свой собственный станок с ЧПУ. Но с чего начать?

Прежде чем сравнивать комплекты или выбирать компоненты, важно начать отвечать на некоторые фундаментальные вопросы.

1. Что вы собираетесь производить на станке с ЧПУ?

Безусловно, станки с ЧПУ универсальны, и позволяют создавать широкий спектр различных изделий. Однако разные типы станков с ЧПУ лучше подходят для разных проектов.

Начните с рассмотрения типов проектов, за которые вы, вероятно, возьметесь, и используйте их в качестве основы для выбора типа станка с ЧПУ. Это решение также будет информировать о компонентах, необходимых для производства вашей машины.

2. Сколько времени требуется, чтобы построить станок с ЧПУ по индивидуальному заказу с нуля?

Создание собственного станка с ЧПУ с нуля — сложная задача. Сложность заключается в том, что машина должна быть точной, прочной и способной выполнять даже самые сложные задачи по резке. Более того, система шкивов, облегчающая перемещения по осям x, y и z, никоим образом не должна влиять на точность резки. Он также должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать вес фрезера и облегчить перемещение по оси Z.

Таким образом, учет всех этих факторов требует планирования и хорошо продуманного проекта. Это означает, что этап сборки фактически начинается, когда вы начинаете проектировать станок с ЧПУ, и заканчивается, когда вы, наконец, собираете компоненты вместе. Таким образом, создание собственного станка с ЧПУ с нуля может занять от нескольких недель до нескольких месяцев.

Точная продолжительность зависит от различных факторов. Например, если вы собираетесь создать станок с ЧПУ потребительского класса для личного пользования, это займет у вас меньше месяца — около четырех недель (в это время входит период проектирования). С другой стороны, если вы собираетесь построить станок с ЧПУ промышленного класса весом более трех тонн, вам придется потратить на это более шести месяцев. Как правило, продолжительность зависит от факторов, перечисленных ниже.

• Размер и вес деталей и материалов : тяжелые материалы и детали, такие как двигатель, обычно требуют подъемного оборудования, и это может занять больше времени, чем если бы детали можно было поднимать с помощью человеческой силы
• Происхождение компонентов , т. е. местное или импортное. Продолжительность сокращается, если все детали и материалы легко доступны на месте. Но если они импортируются, и учитывая продолжающиеся сбои, влияющие на цепочки поставок, это займет гораздо больше времени
• Наличие деталей : если детали легко доступны, вам не придется долго ждать, чтобы получить их
• Мастерство : если вы хорошо разбираетесь в фрезеровании, сварке и сборке различных деталей, сборка деталей не займет у вас много времени.

3. Сколько времени занимает сборка готового станка с ЧПУ?

Если у вас нет возможности построить собственный станок с ЧПУ, не беспокойтесь. Вы можете приобрести готовый комплект/станок с ЧПУ и собрать (собрать) его. Производители этих комплектов/станков с ЧПУ отгружают их в разобранном состоянии, а различные детали уже вырезаны или обработаны. Таким образом, вам, как покупателю, не нужно использовать фрезерное или режущее оборудование. Скорее, все, что вам нужно сделать, это следовать инструкциям, включенным в пакет, которые должны помочь вам во всем.

На сборку готового станка с ЧПУ бытового уровня у вас уйдет от одного до трех часов, в зависимости от ваших навыков.

4. Сколько вы готовы потратить на станок с ЧПУ?

Ваш ответ здесь частично зависит от того, собираетесь ли вы использовать машину для профессионального или личного использования. Однако в обоих сценариях всегда стоит попытаться получить максимум за свои деньги. Таким образом, вы должны оценить, какие детали и компоненты необходимы для машины, которую вы хотите построить. Если они вам не нужны, не покупайте! Установите себе бюджет, который, как вы знаете, вы можете себе позволить, и придерживайтесь его. (Мы подробно рассмотрели стоимость ниже).

5. Какие навыки вы должны иметь, чтобы построить станок с ЧПУ?

Собрать собственный станок с ЧПУ проще, если у вас уже есть некоторые необходимые навыки. Таким образом, стремитесь завершить проект, который соответствует вашему опыту.

Если у вас уже есть опыт работы с деревом или металлом, вы можете попробовать более сложный проект. Тем временем новичок может захотеть начать с чего-нибудь попроще. Фактически, CNC Cookbook рекомендует, если это ваша первая сборка, начать с более простого станка. Таким образом, у вас будет больше шансов сделать это, а не откусить больше, чем вы можете прожевать и сдаться.

Комплект ЧПУ — невероятно удобный способ собрать собственный станок с ЧПУ. Это связано с тем, что в комплект обычно входит все необходимое, чтобы собрать машину и начать что-то делать.

Большинство производителей наборов также предлагают ряд вариантов индивидуальной настройки. Это позволяет выбрать компоненты, соответствующие вашим потребностям. Вы можете выбрать самый базовый пакет, если у вас ограниченный бюджет, или разориться, если у вас есть более конкретные требования.

К счастью, здесь, в Scan2CAD, мы уже составили список некоторых отличных комплектов ЧПУ для начинающих. В списке представлены:

• MillRight CNC — несмотря на базовую комплектацию, это один из самых дешевых комплектов ЧПУ на рынке. Отличный вариант, если вы впервые хотите построить свой собственный станок с ЧПУ.
• Shapeoko — эта машина поставляется частично собранной, что делает ее одним из самых простых проектов. Если вы чувствуете себя более амбициозным, Shapeoko также можно взломать, что дает вам реальную свободу модифицировать машину.
• Maslow — доступный ЧПУ — больше. Маслоу предлагает пользователям огромное рабочее пространство размером 4×8 футов, позволяющее легко создавать большие проекты.
• Next 3D — не хотите пачкать руки? Next 3D предлагает пользователям возможность построить станок с ЧПУ без пайки, сверления или склеивания. Просто свинтите вместе и приступайте к работе в кратчайшие сроки.

Хотите узнать больше? Ознакомьтесь с нашим полным списком лучших комплектов ЧПУ для начинающих.

Использование комплекта ЧПУ — один из самых простых способов приступить к работе, но он подходит не всем. Если вы предпочитаете иметь возможность создавать свой станок с ЧПУ по-своему, то сборка с нуля может быть отличным вариантом.

Что вам понадобится

Как вы, наверное, уже догадались, существует огромное количество возможностей, когда дело доходит до сборки станка с ЧПУ. Однако ваш станок с ЧПУ, скорее всего, будет включать в себя большинство, если не все, из следующих деталей:

• Электрические детали , включая:
  • Плата процессора/управления (некоторые машины могут использовать ПК)
  • Шаговый щиток
  • Шаговые драйверы
  • Двигатели
  • Блок питания
• Механические детали , включая:
  • Инструменты, такие как режущие инструменты
  • Рамка
  • Подшипники
  • Направляющие и опоры
  • Прокладки, шайбы, гайки, винты и болты

Конечно, выяснение того, какой тип станка с ЧПУ построить, поможет определить, какие детали вам понадобятся. Если вы затрудняетесь принять решение, ознакомьтесь с нашим сравнением станков с ЧПУ, чтобы узнать, какой из них подходит именно вам.

Как создать собственный станок с ЧПУ с нуля

Точная сборка вашего станка с ЧПУ будет зависеть от типа станка, который вы выберете для сборки, выбранных вами пользовательских опций, того, что вы планируете делать с помощью станка, и многих других факторов. Тем не менее, основные этапы сборки собственного станка с ЧПУ обычно следующие:

1. Спроектируйте свою машину

Создание дизайна для вашего станка с ЧПУ поможет вам получить четкое представление о готовом проекте. Вы можете начать с эскиза, прежде чем преобразовывать бумажный чертеж в САПР с помощью таких программ, как Scan2CAD. Оттуда вы можете выдавить свой 2D-чертеж в 3D-модель CAD в таких программах, как SolidWorks (или в одной из наших самых доступных альтернатив SolidWorks).

2. Получите детали

После того, как вы спроектировали свою машину, вы можете приступить к покупке деталей для нее. Используйте приведенный выше список в качестве руководства, но не стесняйтесь настраивать машину в соответствии со своими требованиями!

3. Соберите раму

Ваша рама — это то, что скрепляет все остальные части вашей машины. Таким образом, это первая конструкция, которую вы будете выполнять при сборке собственного станка с ЧПУ. Металлы, такие как алюминий, являются хорошим выбором для вашей рамы, так как они обеспечат стабильность и жесткость. Это, в свою очередь, поможет увеличить срок службы вашего другого оборудования.

4. Добавьте портал

Не все станки с ЧПУ оснащены порталом, но мы представили его здесь как один из самых популярных вариантов конструкции. Портал позволяет вашему обрабатывающему инструменту перемещаться по оси Y; он будет удерживать ваш инструмент над рабочей областью. Обеспечьте баланс сил, действующих на ваш портал, чтобы уменьшить потенциальную деформацию или тряску машины.

5. Ввести ось Z…

Ваш инструмент сам будет двигаться вверх и вниз по оси Z. Однако вам понадобится место для размещения вашего инструмента. Вы прикрепите этот корпус к порталу, что даст вашему инструменту больший диапазон глубины.

6. …затем ось X

Добавление подшипников и направляющих поможет сохранить жесткость вашего станка с ЧПУ и позволит вашему инструменту двигаться вперед и назад вдоль оси X.

7. Гоняй!

Теперь, когда вы добавили детали, которые позволят вашему ЧПУ двигаться вперед и назад, пришло время добавить те, которые фактически заставят двигаться по этой оси. Это система привода, обычно состоящая из двигателей, шкивов, шпинделей, винтов, болтов и гаек, а также других частей.

8. Вставьте электронные детали

Теперь вы готовы добавить множество электронных деталей, которые составят основу вашего станка с ЧПУ. Ключом к этому является двигатель , который в конечном итоге будет приводить в движение обрабатывающий инструмент. В этом случае у вас будет выбор из шаговых двигателей , и серводвигателей . Однако это далеко не единственный важный инструмент: вам также потребуется блок питания, коммутационная плата, драйверы и, конечно же, процессор или компьютер.

9. Установите столешницу на

Нельзя обрабатывать детали, не имея места для их размещения! Ваш разделочный стол может быть изготовлен из фанеры, МДФ или металла. Однако имейте в виду, что не все эти материалы подходят для того типа станка с ЧПУ, который вы создаете!

10. От вращательного движения к прямолинейному

Установленный вами двигатель будет вращать машину. Однако для вашего станка с ЧПУ обычно требуется линейное движение. Шпиндель преобразует вращательное движение двигателя в линейное движение, а это означает, что ваш обрабатывающий инструмент сможет двигаться вверх и вниз.

11. Выберите свой контроллер

Контроллер ЧПУ жизненно важен для работы станка с ЧПУ. Это часть, которая интерпретирует сигналы, подаваемые вашим процессором или компьютером, и преобразует их в сигналы для электронных частей вашего станка с ЧПУ. Таким образом, он действует как «мозг» всей системы.

12. Выберите программное обеспечение

Теперь ваша машина почти готова к работе! Однако сначала вам нужно выбрать программное обеспечение, которое управляет вашим станком с ЧПУ. В большинстве из них будут использоваться такие языки, как G-код, для управления движением вашего станка по трем осям, что позволит вам выполнять действия по механической обработке.

13. Добавьте свой инструмент для обработки

Доступен широкий выбор инструментов для обработки. Инструменты для резки металла являются одним из самых простых вариантов, но более сложные машины могут использовать инструменты для лазерной или плазменной резки.

14. Начинай мастерить!

Теперь ваша машина готова, и вы готовы приступить к своим собственным проектам!

Если вы прочитали всю эту статью, скорее всего, вы уже убедились в преимуществах создания станка с ЧПУ. Однако, если вы все еще не уверены, мы быстро рассмотрим некоторые из лучших причин для создания собственного станка с ЧПУ:

1. Настраиваемость  

Когда вы покупаете станок с ЧПУ, в нем могут отсутствовать необходимые вам функции или вам придется доплачивать за функции, которые вам не нужны. Если вы строите свой собственный станок с ЧПУ, у вас есть возможность выбрать, что (не) включать.

2. Экономьте деньги

Покупка готового станка с ЧПУ часто может обойтись вам в тысячи долларов. Вместо этого создание собственного станка с ЧПУ может дать вам те же результаты при гораздо меньших затратах. Чтобы представить это в перспективе, вот разбивка различных расходов, которые вы, вероятно, понесете, а также сбережений.

Станок с ЧПУ потребительского/любительского уровня стоит от 1000 до 3000 долларов. С другой стороны, чтобы купить профессиональный фрезерный станок с ЧПУ, вам придется выложить от 5000 до 100 000 долларов. 3-осевой вертикальный обрабатывающий центр начального уровня (фрезерный станок) стоит от 60 000 до 100 000 долларов, а серийные или промышленные станки с ЧПУ обойдутся вам в 150 000–300 000 долларов.

Однако, если вы решите создать станок с ЧПУ с нуля, вы, вероятно, потратите менее 1000 долларов на детали, необходимые для создания станка с ЧПУ любительского уровня или профессионального фрезерного станка с ЧПУ. Экономия с вашей стороны, скорее всего, будет связана с используемыми материалами, программным обеспечением ЧПУ (доступно несколько бесплатных программ с открытым исходным кодом) и стоимостью двигателя шпинделя (которая колеблется от 100 до 300 долларов США за шпиндель мощностью 24 000 об/мин мощностью 2 л.с.). двигатель). Примечательно, что в готовых станках с ЧПУ используются шпиндельные двигатели с такими характеристиками, но стоимость станков превышает 10 000 долларов. Хорошим примером является базовая машина Tormach 24r, которая в настоящее время стоит $14,9.95).

С другой стороны, если вы решите построить промышленный станок с ЧПУ на заказ, вы, вероятно, потратите от 15 000 до 30 000 долларов. Бюджет этого индивидуального конструктора, например, составлял 15 000 долларов. Их специальный станок с ЧПУ включает в себя несколько дополнительных функций, таких как сепаратор, весовые крышки на всех осях и автоматическую смену инструмента. Однако из-за инфляции общая стоимость должна быть на несколько ступеней выше этой цифры, поэтому наши оценки имеют широкое пространство для маневра. Несмотря на это, эта сумма меньше, чем 60 000–300 000 долларов, которые вам пришлось бы потратить на покупку первоклассного вертикально-фрезерного станка начального уровня или серийного производства.

3. Создавайте удивительные вещи

Итак, это относится к любому станку с ЧПУ, независимо от того, покупаете ли вы или строите. Но это остается правдой — создание станка с ЧПУ дает вам возможность производить свои собственные удивительные продукты. Если вы хотите начать свой собственный бизнес, заменить труднодоступные детали или просто создать нестандартные продукты, которые больше нигде не доступны, вы можете сделать это с помощью станка с ЧПУ. А с чего лучше начать изготовителю, как не с создания собственной машины?

Все еще нужно немного вдохновения, прежде чем сделать решительный шаг? Это прямо здесь: еженедельные пакеты бесплатных файлов DXF от Scan2CAD, а также наш путеводитель по еще большему количеству сайтов с бесплатными проектами DXF.

Если вы хотите построить станок с ЧПУ, вы можете создать его с нуля или приобрести комплект ЧПУ. Первый подход занимает гораздо больше времени, чем второй, и требует наличия дополнительных навыков. Тем не менее, это гораздо полезнее, поскольку дешевле и позволяет настраивать.

Об Энди

Я буду писать на самые разные темы, от типов файлов и методов преобразования до технических новостей и искусства. Когда я не за своим столом, я обычно либо брожу по дождливому северу Англии, либо (как можно чаще!) улетаю в более теплые края Европы.

Просмотреть все сообщения Энди →

3D-моделирование на iPad Pro от Shapr3D, SimulationX и др.