Набор, с помощью которого можно собрать свой фрезерный станок с ЧПУ.
В Китае продаются готовые станки, обзор одного из них на Муське уже публиковался. Мы же с Вами соберем станок сами. Добро пожаловать…
UPD
: ссылки на файлы
Я все-таки приведу ссылку на обзор готового станка от AndyBig. Я же не буду повторяться, не буду цитировать его текст, напишем все с нуля. В заголовке указан только набор с двигателями и драйвером, будут еще части, постараюсь дать ссылки на всё.
И это… Заранее извиняюсь перед читателями, фотографии в процессе специально не делал, т.к. в тот момент делать обзор не собирался, но подниму максимум фоток процесса и постараюсь дать подробное описание всех узлов.
Цель обзора - не столько похвастаться, сколько показать возможность сделать для себя помощника самому. Надеюсь этим обзором подать кому-то идею, и возможно не только повторить, но и сделать еще лучше. Поехали…
Как родилась идея:
Так получилось, что с чертежами я связан давно. Т.е. моя профессиональная деятельность с ними тесно связана. Но одно дело, когда ты делаешь чертеж, а после уже совсем другие люди воплощают объект проектирования в жизнь, и совсем другое, когда ты воплощаешь объект проектирования в жизнь сам. И если со строительными вещами у меня вроде как нормально получается, то с моделизмом и другим прикладным искусством не особо.
Так вот давно была мечта из нарисованного в автокаде изображения, сделать вжжик - и оно вот в натуре перед тобой, можно пользоваться. Идея эта время от времени проскакивала, но во что-то конкретное оформиться никак не могла, пока…
Пока я не увидел года три-четыре назад REP-RAP. Ну что ж 3Д принтер это была очень интересная вещь, и идея собрать себе долго оформлялась, я собирал информацию о разных моделях, о плюсах и минусах разных вариантов. В один момент перейдя по одной из ссылок я попал на форум, где сидели люди и обсуждали не 3Д принтеры, а фрезерные станки с ЧПУ управлением. И отсюда, пожалуй, увлечение и начинает свой путь.
Вместо теории
В двух словах о фрезерных станках с ЧПУ (пишу своими словами намеренно, не копируя статьи, учебники и пособия).
Фрезерный станок работает прямо противоположно 3Д принтеру. В принтере шаг за шагом, слой за слоем модель наращивается за счет наплавления полимеров, во фрезерном станке, с помощью фрезы из заготовки убирается «все лишнее» и получается требуемая модель.
Для работы такого станка нужен необходимый минимум.
1. База (корпус) с линейными направляющими и передающий механизм (может быть винт или ремень)
2. Шпиндель (я вижу кто-то улыбнулся, но так он называется) - собственно двигатель с цангой, в которую устанавливается рабочий инструмент - фреза.
3. Шаговые двигатели - двигатели, позволяющие производить контролируемые угловые перемещения.
4. Контроллер - плата управления, передающая напряжения на двигатели в соответствии с сигналами, полученными от управляющей программы.
5. Компьютер, с установленной управляющей программой.
6. Базовые навыки черчения, терпение, желание и хорошее настроение.))
По пунктам:
1. База.
по конфигурации:
Разделю на 2 типа, существуют более экзотические варианты, но основных 2:
С подвижным порталом:
Собственно, выбранная мной конструкция, в ней есть основа на которой закреплены направляющие по оси X. По направляющим оси Х передвигается портал, на котором размещены направляющие оси Y, и перемещающийся по нему узел оси Z.
Со статическим порталом
Такая конструкция представляет и себя корпус он же и является порталом, на котором размещены направляющие оси Y, и перемещающийся по нему узел оси Z, а ось Х уже перемещается относительно портала.
По материалу:
корпус может быть изготовлен из разных материалов, самые распространенные:
- дюраль - обладает хорошим соотношением массы, жесткости, но цена (именно для хоббийной самоделки) все-таки удручает, хотя если на станок имеются виды по серьезному зарабатыванию денег, то без вариантов.
- фанера - неплохая жесткость при достаточной толщине, небольшой вес, возможность обрабатывать чем угодно:), ну и собственно цена, лист фанеры 17 сейчас совсем недорог.
- сталь - часто применяют на станках большой площади обработки. Такой станок конечно должен быть статичным (не мобильным) и тяжелым.
- МФД, оргстекло и монолитный поликарбонат, даже ДСП - тоже видел такие варианты.
Как видите - сама конструкция станка весьма схожа и с 3д принтером и с лазерными граверами.
Я намеренно не пишу про конструкции 4, 5 и 6 -осевых фрезерных станков, т.к. на повестке дня стоит самодельный хоббийный станок.
2. Шпиндель.
Собственно, шпиндели бывают с воздушным и водяным охлаждением.
С воздушным охлаждением в итоге стоят дешевле, т.к. для них не надо городить дополнительный водяной контур, работают чуть громче нежели водяные. Охлаждение обеспечивается установленной на тыльной стороне крыльчаткой, которая на высоких оборотах создает ощутимый поток воздуха, охлаждающий корпус двигателя. Чем мощнее двигатель, тем серьезнее охлаждение и тем больше воздушный поток, который вполне может раздувать во все стороны
пыль (стружку, опилки) обрабатываемого изделия.
С водяным охлаждением. Такой шпиндель работает почти беззвучно, но в итоге все-равно разницу между ними в процессе работу не услышать, поскольку звук обрабатываемого материала фрезой перекроет. Сквозняка от крыльчатки, в данном случае конечно нет, зато есть дополнительный гидравлический контур. В таком контуре должны быть и трубопроводы, и помпа прокачивающая жидкость, а также место охлаждения (радиатор с обдувом). В этот контур обычно заливают не воду, а либо ТОСОЛ, либо Этиленгликоль.
Также шпиндели есть различных мощностей, и если маломощные можно подключить напрямую к плате управления, то двигатели мощностью от 1кВт уже необходимо подключать через блок управления, но это уже не про нас.))
Да, еще частенько в самодельных станках устанавливают прямые шлифмашины, либо фрезеры со съемной базой. Такое решение может быть оправдано, особенно при выполнении работ недолгой продолжительности.
В моем случае был выбран шпиндель с воздушным охлаждением мощностью 300Вт.
3. Шаговые двигатели.
Наибольшее распространение получили двигатели 3 типоразмеров
NEMA17, NEMA23, NEMA 32
отличаются они размерами, мощностью и рабочим моментом
NEMA17 обычно применяются в 3д принтерах, для фрезерного станка они маловаты, т.к. приходится таскать тяжелый портал, к которому дополнительно прикладывается боковая нагрузка при обработке.
NEMA32 для такой поделки излишни, к тому же пришлось бы брать другую плату управления.
мой выбор пал на NEMA23 с максимальной мощностью для этой платы - 3А.
Также люди используют шаговики от принтеров, но т.к. у меня и их не было и все равно приходилось покупать выбрал всё в комплекте.
4. Контроллер
Плата управления, получающая сигналы от компьютера и передающая напряжение на шаговые двигатели, перемещающие оси станка.
5. Компьютер
Нужен комп отдельный (возможно весьма старый) и причин тому, пожалуй, две:
1. Вряд ли Вы решитесь располагать фрезерный станок рядом с тем местом, где привыкли читать интернетики, играть в игрушки, вести бухгалтерию и т.д. Просто потому, что фрезерный станок - это громко и пыльно. Обычно станок либо в мастерской, либо в гараже (лучше отапливаемом). У меня станок стоит в гараже, зимой преимущественно простаивает, т.к. нет отопления.
2. По экономическим соображениям обычно применяются компьютеры уже не актуальные для домашней жизни - сильно б/у:)
Требования к машине по большому счету ни о чем:
- от Pentium 4
- наличие дискретной видеокарты
- RAM от 512MB
- наличие разъема LPT (по поводу USB не скажу, за имением драйвера, работающего по LPT, новинки пока не изучал)
такой компьютер либо достается из кладовки, либо как в моем случае покупается за бесценок.
В силу малой мощности машины стараемся не ставить дополнительный софт, т.е. только ось и управляющая программа.
Дальше два варианта:
- ставим windows XP (комп то слабенький, помним да?) и управляющую программу MATCH3 (есть другие, но это самая популярная)
- ставим никсы и Linux CNC (говорят, что тоже очень неплохо все, но я никсы не осилил)
Добавлю, пожалуй, чтоб не обидеть излишне обеспеченных людей, что вполне можно поставить и не пенёк четвертый, а и какой-нибудь ай7 - пожалуйста, если это Вам нравится и можете себе это позволить.
6. Базовые навыки черчения, терпение, желание и хорошее настроение.
Тут в двух словах.
Для работы станка нужна управляющая программа (по сути текстовый файл содержащий координаты перемещений, скорость перемещений и ускорения), которая в свою очередь готовится в CAM приложении - обычно это ArtCam, в этом приложении готовиться сама модель, задаются ее размеры, выбирается режущий инструмент.
Я обычно поступаю несколько более долгим путем, делаю чертеж, а AutoCad потом, сохранив его *.dxf подгружаю в ArtCam и уже там готовлю УП.
Ну и приступаем к процессу создания своего.
Перед проектированием станка принимаем за отправные точки несколько моментов:
- Валы осей будут сделаны из шпильки строительной с резьбой М10. Конечно, бесспорно существуют более технологичные варианты: вал с трапециевидной резьбой, шарико-винтовая передача(ШВП), но необходимо понимать, что цена вопроса оставляет желать лучшего, а для хоббийного станка цена получается вообще космос. Тем не менее со временем я собираюсь провести апгрейд и заменить шпильку на трапецию.
- Материал корпуса станка – фанера 16мм. Почему фанера? Доступно, дешево, сердито. Вариантов на самом деле много, кто-то делает из дюрали, кто-то из оргстекла. Мне проще из фанеры.
Делаем 3Д модель:
Развертку:
Далее я поступил так, снимка не осталось, но думаю понятно будет. Распечатал развертку на прозрачных листах, вырезал их и наклеил на лист фанеры.
Выпилил части и просверлил отверстия. Из инструментов - электролобзик и шуруповерт.
Есть еще одна маленькая хитрость, которая облегчит жизнь в будущем: все парные детали перед сверлением отверстий сжать струбциной и сверлить насквозь, таким образом Вы получите отверстия, одинаково расположенные на каждой части. Даже если при сверлении получится небольшое отклонение, то внутренние части соединенных деталей будут совпадать, а отверстие можно немного рассверлить.
Параллельно делаем спецификацию и начинаем все заказывать.
что получилось у меня:
1. Набор, указанный в данном обзоре, включает в себя: плата управления шаговыми двигателями (драйвер), шаговые двигатели NEMA23 – 3 шт., блок питания 12V, шнур LPTи кулер.
2. Шпиндель (это самый простой, но тем не менее работу свою выполняет), крепеж и блок питания 12V.
3. Б/у компьютер Pentium 4, самое главное на материнке есть LPT и дискретная видеокарта + ЭЛТ монитор. Взял на Авито за 1000р.
4. Вал стальной: ф20мм – L=500мм – 2шт., ф16мм – L=500мм – 2шт., ф12мм – L=300мм – 2шт.
Брал тут, на тот момент в Питере брать получалось дороже. Пришло в течении 2 недель.
5. Подшипники линейные: ф20 – 4шт., ф16 – 4шт., ф12 – 4 шт.
20
16
12
6. Крепления для валов: ф20 – 4шт., ф16 – 4шт., ф12 - 2шт.
20
16
12
7. Гайки капролоновые с резьбой М10 – 3шт.
Брал вместе с валами на duxe.ru
8. Подшипники вращения, закрытые – 6шт.
Там же, но у китайцев их тоже полно
9. Провод ПВС 4х2,5
это оффлайн
10. Винтики, шпунтики, гаечки, хомутики – кучка.
Это тоже в оффлайне, в метизах.
11. Так же был куплен набор фрез
Итак, заказываем, ждем, выпиливаем и собираем.
Изначально драйвер и блок питания для него установил в корпус с компом вместе.
Позже было принято решение разместить драйвер в отдельном корпусе, он как раз появился. 
Ну и старенький монитор как-то сам поменялся на более современный.
Как я говорил вначале, никак не думал, что буду писать обзор, поэтому прилагаю фотографии узлов, и постараюсь дать пояснения по процессу сборки.
Сначала собираем три оси без винтов, для того чтобы максимально точно выставить валы.
Берем переднюю и заднюю стенки корпуса, крепим фланцы для валов. Нанизываем на оси Х по 2 линейных подшипника и вставляем их во фланцы.
Крепим дно портала к линейным подшипникам, пытаемся покатать основание портала туда-сюда. Убеждаемся в кривизне своих рук, все разбираем и немного рассверливаем отверстия.
Таким образом мы получаем некоторую свободу перемещения валов. Теперь наживляем фланцы, вставляем валы в них и перемещаем основание портала вперед-назад добиваемся плавного скольжения. Затягиваем фланцы.
На этом этапе необходимо проверить горизонтальность валов, а также их соосность по оси Z (короче, чтобы расстояние от сборочного стола до валов была одинаковой) чтобы потом не завалить будущую рабочую плоскость.
С осью Х разобрались.
Крепим стойки портала к основанию, я для этого использовал мебельные бочонки.
Крепим фланцы для оси Y к стойкам, на этот раз снаружи:
Вставляем валы с линейными подшипниками.
Крепим заднюю стенку оси Z.
Повторяем процесс настройки параллельности валов и закрепляем фланцы.
Повторяем аналогично процесс с осью Z.
Получаем достаточно забавную конструкцию, которую можно перемещать одной рукой по трем координатам.
Важный момент: все оси должны двигаться легко, т.е. немного наклонив конструкцию портал должен сам свободно, без всяких скрипов и сопротивления переместиться.
Далее крепим ходовые винты.
Отрезаем строительную шпильку М10 необходимой длины, накручиваем капролоновую гайку примерно на середину, и по 2 гайки М10 с каждой стороны. Удобно для этого, немного накрутив гайки, зажать шпильку в шуруповерт и удерживая гайки накрутить.
Вставляем в гнезда подшипники и просовываем в них изнутри шпильки. После этого фиксируем шпильки к подшипнику гайками с каждой стороны и контрим вторыми чтобы не разболталось.
Крепим капролоновую гайку к основанию оси.
Зажимаем конец шпильки в шуруповерт и пробуем переместить ось от начала до конца и вернуть.
Здесь нас поджидает еще пара радостей:
1. Расстояние от оси гайки до основания в центре (а скорее всего в момент сборки основание будет посередине) может не совпасть с расстоянием в крайних положениях, т.к. валы под весом конструкции могут прогибаться. Мне пришлось по оси Х подкладывать картонку.
2. Ход вала может быть очень тугим. Если Вы исключили все перекосы, то может сыграть роль натяжение, тут необходимо поймать момент натяга фиксации гайками к установленному подшипнику.
Разобравшись с проблемами и получив свободное вращение от начала до конца переходим к установке остальных винтов.
Присоединяем к винтам шаговые двигатели:
Вообще при применении специальных винтов, будь то трапеция или ШВП на них делается обработка концов и тогда подключение к двигателю очень удобно делается специальной муфтой.
Но мы имеем строительную шпильку и пришлось подумать, как крепить. В этот момент мне попался в руки отрез газовой трубы, ее и применил. На шпильку она прямо «накручивается» на двигатель заходит в притирку, затянул хомутами - держит весьма неплохо.
Для закрепления двигателей взял алюминиевую трубку, нарезал. Регулировал шайбами.
Для подключения двигателей взял вот такие коннекторы:
Извините, не помню как называются, надеюсь кто-нибудь в комментариях подскажет.
Разъем GX16-4 (спасибо Jager). Просил коллегу купить в магазине электроники, он просто рядом живет, а мне получалось очень неудобно добираться. Очень ими доволен: надежно держат, рассчитаны на бОльший ток, всегда можно отсоединить.
Ставим рабочее поле, он же жертвенный стол.
Присоединяем все двигатели к управляющей плате из обзора, подключаем ее к 12В БП, коннектим к компьютеру кабелем LPT.
Устанавливаем на ПК MACH3, производим настройки и пробуем!
Про настройку отдельно, пожалуй, писать не буду. Это можно еще пару страниц накатать.
У меня целая радость, сохранился ролик первого запуска станка:
Да, когда в этом видео производилось перемещение по оси Х был жуткий дребезг, я к сожалению, не помню уже точно, но в итоге нашел то ли шайбу болтающуюся, то ли еще что-то, в общем это было решено без проблем.
Далее необходимо поставить шпиндель, при этом обеспечив его перпендикулярность (одновременно по Х и по Y) рабочей плоскости. Суть процедуры такая, к шпинделю изолентой крепим карандаш, таким образом получается отступ от оси. При плавном опускании карандаша он начинает рисовать окружность на доске. Если шпиндель завален, то получается не круг, а дуга. Соответственно необходимо выравниванием добиться рисования круга. Сохранилась фотка от процесса, карандаш не в фокусе, да и ракурс не тот, но думаю суть понятна:
Находим готовую модель (в моем случае герб РФ) подготавливаем УП, скармливаем ее MACHу и вперед!
Работа станка:
фото в процессе:
Ну и естественно проходим посвящение))
Ситуация как забавная, так и в целом понятная. Мы мечтаем построить станок и сразу выпилить что-то суперкрутое, а в итоге понимаем, что на это время уйдет просто уйма времени.
В двух словах:
При 2Д обработке (просто выпиливании) задается контур, который за несколько проходов вырезается.
При 3Д обработке (тут можно погрузиться в холивар, некоторые утверждают, что это не 3Д а 2.5Д, т.к. заготовка обрабатывается только сверху) задается сложная поверхность. И чем выше точность необходимого результата, тем тоньше применяется фреза, тем больше проходов этой фрезы необходимо.
Для ускорения процесса применяют черновую обработку. Т.е. сначала производится выборка основного объема крупной фрезой, потом запускается чистовая обработка тонкой фрезой.
Далее, пробуем, настраиваем экспериментируем т.д. Правило 10000 часов работает и здесь;)
Пожалуй, я не буду больше утомлять рассказом о постройке, настройке и др. Пора показать результаты использования станка - изделия.
Как видите в основном это выпиленные контуры или 2Д обработка. На обработку объемных фигур уходит много времени, станок стоит в гараже, и я туда заезжаю ненадолго.
Тут мне справедливо заметят - а на… строить такую бандуру, если можно выпилить фигуру U-образным лобзиком или электролобзиком?
Можно, но это не наш метод. Как помните в начале текста я писал, что именно идея сделать чертеж на компьютере и превратить этот чертеж в изделие и послужили толчком к созданию данного зверя.
Написание обзора меня наконец подтолкнуло произвести апгрейд станка. Т.е. апгрейд был запланирован ранее, но «руки все не доходили». Последним изменением до этого была организация домика для станка:
Таким образом в гараже при работе станка стало намного тише и намного меньше пыли летает.
Последним же апгрейдом стала установка нового шпинделя, точнее теперь у меня есть две сменные базы:
1. С китайским шпинделем 300Вт для мелкой работы:
2. С отечественным, но от того не менее китайским фрезером «Энкор»…
С новым фрезером появились новые возможности.
Быстрее обработка, больше пыли.
Вот результат использования полукруглой пазовой фрезы:
Ну и специально для MYSKU
Простая прямая пазовая фреза:
Видео процесса:
На этом я буду сворачиваться, но по правилам надо бы подвести итоги.
Минусы:
- Дорого.
- Долго.
- Время от времени приходится решать новые проблемы (отключили свет, наводки, раскрутилось что-то и др.)
Плюсы:
- Сам процесс создания. Только это уже оправдывает создание станка. Поиск решений возникающих проблем и реализация, и является тем, ради чего вместо сидения на попе ровно ты встаешь и идешь делать что-либо.
- Радость в момент дарения подарков, сделанных своими руками. Тут нужно добавить, что станок не делает всю работу сам:) помимо фрезерования необходимо это все еще обработать, пошкурить покрасить и др.
Большое Вам спасибо, если Вы еще читаете. Надеюсь, что мой пост пусть хоть и не подобьет Вас к созданию такого (или другого) станка, но сколько-то расширит кругозор и даст пищу к размышлениям. Также спасибо хочу сказать тем, кто меня уговорил написать сей опус, без него у меня и апгрейда не произошло видимо, так что все в плюсе.
Приношу извинения за неточности в формулировках и всякие лирические отступления. Многое пришлось сократить, иначе текст бы получился просто необъятный. Уточнения и дополнения естественно возможны, пишите в комментариях - постараюсь всем ответить.
Удачи Вам в Ваших начинаниях!
Обещанные ссылки на файлы:
- чертеж станка,
- развертка,
формат - dxf. Это значит, что Вы сможете открыть файл любым векторным редактором.
3Д модель детализирована процентов на 85-90, многие вещи делал, либо в момент подготовки развертки, либо по месту. Прошу «понять и простить».)
Для изготовления объемного рисунка на деревянной поверхности применяются заводские фрезерные станки с ЧПУ по дереву. Сделать аналогичную мини-модель своими руками в домашних условиях сложно, но возможно при детальном изучении конструкции. Для этого необходимо разобраться со спецификой, правильно подобрать комплектующие и выполнить их настройку.
Принцип работы фрезерного станка
Современное деревообрабатывающее оборудование с блоком числового программного управления предназначено для формирования сложного рисунка по дереву. В конструкции должна присутствовать механическая электронная часть. В комплексе они позволят максимально автоматизировать процесс работы.
Для изготовления настольного по дереву своими руками следует ознакомиться с основными компонентами. Режущим элементом является фреза, которая устанавливается в шпиндель, расположенный на валу электродвигателя. Эта конструкция крепится на станину. Она может перемещаться по двум осям координат – x; y. Для фиксации заготовки необходимо сделать опорный столик.
Электронный блок управления соединяется с пошаговыми двигателями. Они обеспечивают смещение каретки относительно детали. По такой технологии можно сделать 3D рисунки на деревянной поверхности.
Последовательность работы мини-оборудования с ЧПУ, который можно изготовить своими руками.
- Написание программы, согласно которой будет выполнена последовательность перемещений режущей части. Для этого лучше всего использовать специальные программные комплексы, предназначенные для адаптации в самодельных моделях.
- Установка заготовки на стол.
- Вывод программы в ЧПУ.
- Включение оборудования, контроль за выполнением автоматических действий.
Для достижения максимальной автоматизации работы в 3D режиме потребуется правильно составить схему и выбрать соответствующие комплектующие. Специалисты рекомендуют изучить заводские модели, прежде чем сделать мини-фрезерный станок своими руками.
Для создания сложных рисунков и узоров на деревянной поверхности понадобится несколько видов фрез. Некоторые из них можно сделать самостоятельно, но для тонкой работы следует приобрести заводские.
Схема самодельного фрезерного станка с числовым управлением
Самым сложным этапом является выбор оптимальной схемы изготовления. Она зависит от габаритов заготовки и степени ее обработки. Для домашнего использования желательно изготовить настольный , сделанный своими руками, который будет иметь оптимальное число функций.
Оптимальным вариантом является изготовление двух кареток, которые будут двигаться по осям координат x; y. В качестве основания лучше всего использовать стальные шлифованные прутки. На них будут монтироваться каретки. Для создания трансмиссии необходимы шаговые электродвигатели и винты с подшипниками качения.
Для максимальной автоматизации процесса в конструкции мини-фрезерного станка с ЧПУ по дереву, сделанного своими руками, необходимо детально продумать электронную часть. Условно она состоит из следующих компонентов:
- блок питания. Необходим для подачи электроэнергии на шаговые электродвигатели и микросхему контроллера. Зачастую используют модель 12в 3А;
- контроллер. Он предназначен для подачи команд на электродвигатели. Для работы мини-фрезерного станка ЧПУ, изготовленного своими руками, достаточно простой схемы для контроля функционирования трех двигателей;
- драйвер. Также является элементом регулирования работы подвижной части конструкции.
Преимуществом этого комплекса является возможность импортирования исполняемых файлов самых распространенных форматов. С помощью специального приложения можно составить трехмерный чертеж детали для предварительного анализа. Шаговые двигатели будут работать с определенной частотой хода. Но для этого следует внести технические параметры в программу управления.
Выбор комплектующих для фрезерного станка с ЧПУ
Следующим этапом является выбор компонентов для сборки самодельного оборудования. Оптимальным вариантом является использование подручных средств. В качестве основы для настольных моделей 3D станка можно использовать дерево, алюминий или оргстекло.
Для правильной работы всего комплекса необходимо разработать конструкцию суппортов. Во время их движения не должно возникать колебаний, это может привести к неточному фрезерованию. Поэтому перед сборкой все компоненты проверяются на совместимость друг с другом.
- направляющие. Используются стальные шлифованные прутки диаметром 12 мм. Длина для оси x составляет 200 мм, для y — 90 мм;
- суппорт. Оптимальным вариантом является текстолит. Обычный размер площадки — 25*100*45 мм;
- шаговые двигатели. Специалисты рекомендуют использовать модели от принтера 24в, 5А. В отличие от приводов дисковода они имеют большую мощность;
- блок фиксации фрезы. Его также можно сделать из текстолита. Конфигурация напрямую зависит от имеющегося инструмента.
Блок питания лучше всего собрать заводской. При самостоятельном изготовлении возможны ошибки, которые впоследствии отразятся на работе всего оборудования.
Порядок изготовления фрезерного станка с ЧПУ
После выбора всех компонентов можно сделать настольный мини фрезерный станок с ЧПУ по дереву самостоятельно своими руками. Предварительно еще раз проверяются все элементы, выполняется контроль их размеров и качества.
Для фиксации элементов оборудования необходимо использовать специальные крепежные детали. Их конфигурация и форма зависят от выбранной схемы.
Порядок действий по сборке настольного мини оборудования с ЧПУ по дереву с функцией 3D обработки.
- Монтаж направляющих суппорта, их фиксация на боковых частях конструкции. Эти блоки еще не устанавливаются на основание.
- Притирка суппортов. Их необходимо двигать по направляющим до тех пор, пока не получится плавный ход.
- Затяжка болтов для фиксации суппортов.
- Крепление компонентов на основание оборудования.
- Монтаж ходовых винтов вместе с муфтами.
- Установка ходовых двигателей. Они крепятся к винтам муфт.
Электронная часть располагается в отдельном блоке. Это способствует уменьшению вероятности сбоя в работе во время функционирования фрезера. Также важным моментом является выбор рабочей поверхности для установки оборудования. Она должна быть ровная, так как в конструкции не предусмотрены болты регулировки уровня.
После этого можно приступать к пробным испытаниям. Сначала рекомендуется задать несложную программу фрезерования по дереву. Во время работы необходимо сверять каждый проход фрезы — глубину и ширину обработки, в особенности это касается 3D режима.
В видеоматериале показан пример как собрать большой фрезерный станок с ЧПУ, изготовленный своими руками:
Примеры чертежей и самодельных конструкций
Из этой статьи можно узнать, как в домашних условиях изготовить фрезерный станок по дереву своими руками для выполнения основных операций с заготовками. В тексте изложена пошаговая технология создания инструмента: анализ конструкционных особенностей прибора и всех составляющих, необходимых для его установки, чертежи с размерами и подробные описания, которые помогут создать каждый из этих элементов и собрать их воедино.
Фрезерные станки по дереву могут иметь различное назначение. Некоторые приборы рассчитаны на выполнение всего одной операции, другие – многофункциональны. Покупка профессионального инструмента – дорогое удовольствие, поэтому многие мастера прибегают к изготовлению станка по дереву своими руками. Чаще всего такой фрезер используется в небольших мебельных мастерских.
Фрезеры обычно применяются для обработки древесины по прямому или кривому контуру. В качестве рабочего элемента в конструкции выступает ножевая головка, которая осуществляет вращательные движения. В большинстве случаев эта деталь располагается вертикально. Существует много разновидностей фрезеров, каждая из которых обладает собственными конструкционными особенностями.
Самые популярные виды приборов:
- стандартные одношпиндельные (шпиндель расположен вертикально);
- одношпиндельные конструкции, где шпиндель или самодельный фрезерный стол наклоняется;
- копировальные фрезеры со шпинделем, имеющим верхнее размещение;
- копировальные конструкции со шпинделем, имеющим горизонтальное размещение (инструмент предназначен для обработки воздушных винтов из дерева).
Во всех перечисленных конструкциях, кроме последней, материал подается вручную.Обратите внимание!
Устройство фрезерного станка: одношпиндельные конструкции
Конструкция одношпиндельного станка включает горизонтальный стол с парой шпунтовых гнезд, предназначенных для фиксации направляющих линеек. Он установлен на станине из чугуна. Под столом находятся салазки, которые передвигаются по направляющим. На них установлен шпиндель на подпятнике и паре подшипников. В верхней части этого элемента находится еще один шпиндель – вставной. Он предназначен для монтажа режущих деталей.
Салазки со шпинделем при необходимости можно поднять. Для этого используется коническая зубчатая передача с маховичком или винт. Ременная передача позволяет привести в движение шпиндель. Причем для этого может использоваться контрпривод, мотор или вал двигателя.
Чтобы изготовить такой фрезер по дереву своими руками, нужно учесть некоторые нюансы. В некоторых случаях не обойтись без дополнительного усиления шпинделя. Такая необходимость возникает, если требуется обработать заготовки большой высоты или же на деталь воздействуют серьезные нагрузки. Для этого на столе станка нужно установить и закрепить верхний упор. Этот элемент фиксируется на кронштейне. Чтобы контролировать перемещение заготовки в процессе фрезеровки желательно использовать направляющее кольцо или линейку.
Станки, в которых шпиндель или стол наклоняется, позволяют выполнять более широкий спектр работ по дереву своими руками. Кроме стандартных операций, такие конструкции позволяют получить более высокое качество обработки, получая чистую и равномерную поверхность. Такого результата можно добиться за счет обработки древесины под углом, используя фрезы с очень маленьким диаметром. Прибор с наклоняющимся шпинделем гораздо безопаснее и удобнее.
Устройство копировального самодельного станка по дереву с верхним размещением шпинделя
Эти приборы используются для выполнения копировальных работ. При этом не требуется наличия высокой мощности. Такие конструкции позволяют выполнять фрезеровку и сверлильные работы для создания ажурных изделий.
Копировальный прибор способен заменить собой сразу три инструмента:
- Фрезер.
- Сверлильный станок.
- Лобзик.
Обработка древесины выполняется с помощью режущих фрез. Шпиндель развивает большое количество оборотов, благодаря чему обработанная поверхность получается очень чистой.
Самодельный деревообрабатывающий станок может использоваться для различных целей:
- калибровка бобышек;
- изготовление ажурных рам;
- проработка стенок нервюр и т. п.
В качестве основы для такой конструкции используется станина, изготовленная из чугуна. Ее верхняя часть изогнута в форме серпа. Эта зона используется для монтажа электрического мотора.
Обратите внимание! Станина выполняет функцию связующего звена, на которое устанавливаются все элементы самодельного фрезерного станка по дереву. Чем прочнее и надежнее ее конструкция, тем лучше.
Двигатель устанавливается на направляющих. За счет системы рычагов он может перемещаться по этим элементам вниз и вверх. Данный участок приводится в движение нажатием на педаль, которая укомплектована специальным стопором. Роторный вал двигателя соединяется со шпинделем, где закрепляется патрон с инструментом. Этот патрон может быть самоцентрирующимся или американским.
В нижней зоне станины монтируется стол на подвижном кронштейне. Такая конструкция может передвигаться по направляющим вертикально с помощью маховичка. Существуют и другие варианты изготовления самодельного фрезерного станка по дереву своими руками, чертеж такой конструкции предполагает вертикальное перемещение стола еще и в процессе работы за счет нажатия на педаль. В таких моделях электрический двигатель и шпиндель остаются неподвижными.
Как изготовить токарный станок по дереву своими руками: чертежи и технология
Самый простой способ собственноручно изготовить инструмент в домашних условиях – сконструировать токарный станок или фрезер из дрели или электрического мотора, снятого с другого инструмента. Этот процесс не так уж и сложен, поэтому каждый мастер способен справиться с его выполнением. Для этого потребуется электрический двигатель, мощность которого не превышает 500 Вт, и подручные материалы. В качестве привода может использоваться и дрель. Конечно, для изготовления токарного станка потребуются некоторые навыки.
Для строительства станка необходимы следующие элементы:
- металлическая станина;
- электромотор;
- подручник;
- задняя бабка.
Не помешает обзавестись чертежом, который поможет сориентироваться в размерах и правильно изготовить все элементы конструкции для последующей ее сборки.
Как изготовить самодельный сверлильный станок своими руками с мотором
Для начала нужно подготовить вал электромотора. Для этого на него устанавливается планшайба, подойдет и стальной центр с резьбой. Монтаж второго центра осуществляется в трубку задней бабки. Для изготовления станины потребуется пара уголков размером 5х3 см, их длина – 15 см. К станине с помощью болтового соединения крепится мотор.
Обратите внимание! Центральная часть задней бабки обязательно должна совпасть с серединой вала электромотора.
На следующем этапе изготовления самодельного станка своими руками выполняется сборка бабки. Этот элемент формируется из пары горизонтальных и пары вертикальных уголков. К ней крепится труба, предназначенная для шпинделя. В нее нужно вставить болт, диаметр которого составляет 1,2 см. Предварительно его головка затачивается под прямым углом. Таким образом, обозначается центральная часть шпинделя. После этого бабка устанавливается на станине. На верхней стойке, которая соединяется с горизонтальными уголками, необходимо закрепить методом сварки трубку.
Для изготовления подручника нужно взять стальной стержень с фаской. Также этот элемент должен иметь отверстие, которое будет использоваться для закрепления опорной линейки. Необходимо вертикально приварить трубку со стопорным винтом к длинному уголку. Затем в нее вставляется стержень подручника.
В качестве шпинделя передней бабки будет использоваться ротор мотора, на котором закреплена планшайба. В ней нужно выполнить несколько отверстий. В центральной части будет вставляться вилка. Отверстия по краям предназначены для фиксации детали с помощью шурупов.
Как изготовить своими руками из дрели токарный станок по дереву
Имея под рукой верстак с прочной и ровной рабочей поверхностью, можно соорудить токарный станок, не прибегая к строительству станины. Электрическая дрель в этом случае будет выполнять функцию вращательного привода и передней бабки. Согласно простейшему чертежу станка этот инструмент достаточно закрепить на поверхности верстака через шейку. Для фиксации подойдут струбцины и хомут.
Этот элемент монтируется напротив дрели. Для его создания можно взять два бруска из дерева и регулировочный винт, заточенный с одного конца под конус. Если предполагается использование станка для обработки массивных деревянных заготовок, то желательно зафиксировать упор на столе с помощью струбцин.
Для изготовления инструмента своими руками достаточно недорогих материалов. Токарный станок на основе дрели можно использовать для вытачивания различных деталей:
- дверные ручки;
- конструкционные детали лестницы;
- декоративные изделия и т. п.
Обратите внимание! Станок с деревянной струбциной подходит исключительно для обработки заготовок из древесины. Не допускается использование такого инструмента для работы с металлом.
Чтобы расширить функциональные возможности инструмента, его конструкцию можно дополнить насадками и прочими приспособлениями, способными улучшить качество работы.
К таким усовершенствованиям можно отнести:
- выполнение намотки на трансформаторах;
- нанесение красящего состава поверх вращающейся детали для создания узоров;
- нанесение спиральных насечек на заготовку и т. п.
Установка специальной приставки в виде копира позволит использовать станок для создания целой серии одинаковых деталей или изделий по шаблону.
Как сделать фрезерный станок по дереву своими руками: чертежи, видео, инструкция
- Определиться с типом конструкции, и какие задачи будет выполнять инструмент.
- Определиться с материалами, которые будут использоваться для строительства каждого элемента, и способами фиксации.
- Рассчитать необходимые для полноценного функционирования технические и эксплуатационные параметры.
- Подобрать для изготавливаемого своими руками фрезерного станка с ЧПУ по дереву чертежи с размерами всех деталей.
Для работы со сложными элементами потребуется фрезер с высоким уровнем мощности и большим количество оборотов. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение приборам, имеющим ручную настройку шпинделя и автоматическую стабилизацию. Нелишними будут такие функции, как быстрая остановка и плавный пуск. В идеальных конструкциях для замены щеток электромотора не требуется разборка корпусной части инструмента.
Статья по теме:
Инструкция к эксплуатации. Комплектующие детали. Рекомендации по выбору конструкций и обзор лучших моделей.
Конструкция фрезера состоит из следующих элементов:
- столешницы;
- станины;
- шпинделя;
- параллельного упора;
- подающей салазки;
- пылесоса.
Полезный совет! Рекомендуемая мощность двигателя для станка – 2 кВт и более. Инструмент с меньшими показателями не сможет обработать заготовки из твердых пород древесины.
Подбор материалов для изготовления деревообрабатывающего станка своими руками
Чтобы станина смогла выдерживать высокие динамические нагрузки, желательно в качестве материала для ее изготовления использовать металл. Самым подходящим вариантом является труба с квадратным или прямоугольным сечением. Допускается использование массивного металлического уголка.
Выбор таких материалов позволяет создать конструкцию, не применяя сварочного аппарата. Все элементы соединяются за счет болтов. Конструкция получается разборной, что облегчает ее перенос и транспортировку. Кроме этого, используя соответствующий чертеж фрезерного стола, своими руками можно создать регулируемые ножки. Подвижные опоры позволят настраивать станок по горизонтали.
Для изготовления столешницы подойдут такие материалы:
- многослойные фанерные листы;
- строганная доска;
- МДФ, ОСБ или ДСП.
Столешница обязательно должна иметь гладкую поверхность. Любые неровности скажутся на качестве работы. Кроме этого, необходимо исключить все факторы, которые могут стать причиной появления царапин во время обработки заготовок.
При изготовлении стола для фрезера своими руками ровной поверхности можно добиться несколькими способами:
- отделка с помощью пластика;
- тщательная подгонка и шлифовка строганных досок;
- отделка металлом.
Для изготовления фрезера своими руками можно использовать асинхронный или коллекторный двигатель. Первый вариант достаточно неприхотлив в эксплуатации и не налагает ограничений на размер используемых фрез. Среди недостатков – высокий уровень шума. Коллекторный двигатель более доступен, однако его щетки изнашиваются быстрее.
Как изготовить приспособления для фрезера своими руками
Самодельные фрезы по дереву способны эффективно обрабатывать древесину, однако при контакте с твердыми материалами режущие элементы быстро затупляются. Поэтому спектр применения таких деталей существенно ограничен.
Чтобы изготовить фрезу по дереву своими руками, необходимо взять цилиндрическую заготовку и срезать половину ее диаметра на том участке, где будет располагаться режущая зона. После этого необходимо сгладить образовавшийся переход. Со срезанной части заготовки нужно убрать еще 1/4 диаметра и выполнить аналогичную операцию. Затем следует придать обработанному участку фрезы прямоугольную форму. Для этого нужно срезать ее нижнюю часть. Толщина полученной рабочей зоны должна составлять 2-5 мм.
Полезный совет! Чтобы срезать металлическую заготовку под фрезу можно использовать дрель или болгарку, приспособив этот инструмент для выполнения данной задачи. Режущую кромку можно изготовить с помощью заточного станка.
- Заточку режущей части желательно выполнять под углом в 7-10°. Более острая кромка будет резать гораздо хуже и быстро потеряет заточку.
- С помощью шлифовальной машинки углового типа, укомплектованной дисками по металлу, можно придать режущей части фрезы необходимую конфигурацию. Для этих целей подойдут и надфили, покрытые алмазным напылением.
- Если у фрезы будет сложная конфигурация, можно ее расплющить или загнуть.
Как изготовить фрезерный станок своими руками
Простейший фрезерный станок можно изготовить по тому же принципу, что и токарный инструмент, описанный ранее. Существует несколько способов оформить ведущий центр конструкции.
В первом случае на вал насаживается стальная трубка с тонкими стенками. Этот метод считается самым простым, однако он не лишен недостатков. Оператор не сможет обрабатывать заготовки, диаметр которых меньше внутреннего сечения трубы. К тому же такую конструкцию не получится быстро демонтировать, если в этом возникнет необходимость.
Во втором случае заготовка будет крепиться к планшайбе. Для этого можно использовать шурупы, для которых предварительно нужно сделать отверстия. Этот метод также имеет недостатки. Диаметр обрабатываемых заготовок ограничивается размером планшайбы. Чтобы упростить этот процесс можно изготовить специальный патрон, хотя и в этом случае не удастся избежать некоторых ограничений.
Задний центр, который будет использоваться для фиксации длинных заготовок, нужно установить на задней бабке. Монтаж электрического двигателя осуществляется на раму. В целом, простейшие конструкции токарного и фрезерного инструмента во многом похожи. При желании получить более функциональный прибор можно изготовить фрезерный станок с ЧПУ своими руками, но для этого потребуются дополнительные технические знания.
Технология изготовления стола для фрезера своими руками с чертежами
Существует несколько вариантов конструкций, которые можно использовать для установки настольного фрезерного станка с ЧПУ. Столы могут быть стационарными или портативными. Кроме этого, существует еще и агрегатная разновидность. Такая конструкция позволяет расширить поверхность стола для использования фрезера.
Чаще всего мастера отдают предпочтение стационарным конструкциям, имеющим металлический каркас. В качестве материала для столешницы подойдет голландская фанера.
Обратите внимание! Изготавливая стол для ручного фрезера своими руками, обязательно нужно учитывать рост человека, который будет за ним работать.
Список необходимых инструментов и материалов включает:
- металлические детали для каркаса (труба или уголок);
- направляющие из алюминия;
- оси для фиксации фрезера;
- шпаклевка, а также грунтующий и красящий составы;
- саморезы;
- мебельные болты (60х6 мм);
- шестигранные регулировочные болты с гайками (4 шт.);
- финская ламинированная фанера с влагостойкими свойствами (толщина листа 1,8 см);
- материал для изготовления параллельного упора (фанера или доски);
- дрель и набор сверл;
- шуруповерт и электрический лобзик;
- сварочный аппарат;
- вспомогательные приспособления (кисти, тряпки, шпатель).
Имея все необходимое можно без труда изготовить конструкцию фрезерного стола своими руками, видео-обзоры технологии, которых немало в сети, помогут наглядно ознакомиться с этим процессом.
Технология изготовления станка ЧПУ своими руками: чертежи и сборка
Фрезер с ЧПУ отличается от обычного инструмента наличием программы, которая контролирует его работу. На многих видео самодельные станки изготавливаются на основе балки с прямоугольным сечением, которая закрепляется на направляющих. Фрезер с ЧПУ не является исключением. В процессе монтажа несущей конструкции желательно не использовать сварных соединений, фиксацию лучше выполнять с помощью болтов.
Дело в том, что сварные швы уязвимы перед вибрационным воздействием, из-за чего со временем рама будет подвергаться постепенному разрушению. В результате смены геометрических размеров оборудование потеряет свою точность и качество обработки. Желательно, чтобы чертеж стола предусматривал возможность перемещения инструмента по вертикали. Для этих целей подойдет винтовая передача. Вращательное движение будет передаваться с помощью зубчатого ремня.
Вертикальная ось является важнейшим элементом конструкции. Для ее изготовления можно воспользоваться алюминиевой плитой. При этом очень важно, чтобы размерные параметры оси соответствовали габаритам будущего станка.
Полезный совет! Используя муфельную печь, можно отлить вертикальную ось из алюминия с учетом размеров, указанных в чертеже.
Сборку станка следует начать с монтажа двух электромоторов шагового типа. Они устанавливаются за вертикальной осью прямо на корпус. Один двигатель будет контролировать движения фрезерной головки по горизонтали, другой – по вертикали. Затем нужно перейти к монтажу остальных узлов конструкции.
Вращательное движение будет передаваться на узловые элементы инструмента с помощью ременных передач. Перед тем как подключить к готовому фрезеру программное управление, обязательно нужно проверить его работоспособность и при наличии недостатков устранить их. Многие мастера используют для сборки станка своими руками видео-обзоры, где подробно рассматривается этот процесс.
Оборудование для создания фрезерного станка с ЧПУ по дереву своими руками
Для создания фрезерного станка с ЧПУ в домашних условиях обязательно использовать шаговые двигатели. Они обеспечивают возможность перемещения инструмента в 3-х плоскостях. Для создания самодельного станка идеально подойдут электрические двигатели, присутствующие в матричном принтере. Нужно проследить, чтобы моторы имели достаточную мощность. Кроме двигателей, потребуются стальные стержни.
В матричном принтере имеется всего пара двигателей, а для создания фрезера потребуется три. Поэтому потребуется несколько старых печатных устройств. Желательно, чтобы двигатели имели 5 проводов управления. Благодаря этому функциональность инструмента возрастает.
Немаловажное значение имеют и другие параметры двигателей:
- градус поворота за один шаг;
- сопротивление обмотки;
- уровень напряжения.
Для сборки привода потребуется шпилька и гайка. Размер этих деталей подбирается с учетом чертежа. Чтобы закрепить вал мотора и шпильку можно использовать толстую обмотку из резины от электрического кабеля. Нейлоновая втулка подойдет в качестве фиксатора, в нее следует вставить винт. В качестве вспомогательного инструмента можно использовать дрель и напильник.
Управление инструментом будет осуществляться программным обеспечением. Обязательный элемент станка - порт LPT, обеспечивающий подключение системы управления к фрезеру через электрические двигатели. От качества комплектующих, используемых для сборки станка, зависят его сроки службы и качество выполняемых технологических операций. Поэтому к выбору деталей следует подходить основательно. Когда все электронные компоненты станка будут установлены и подключены, останется лишь загрузить драйвера и программное обеспечение.
Во сколько обойдется покупка фрезерного станка с ЧПУ: цены на инструмент
Если с изготовлением ручного фрезера и стационарного стола может справиться практически любой мастер, то сборка станка с ЧПУ для многих покажется невыполнимой задачей. Причем самодельные конструкции не обладают такими возможностями, которые может предложить инструмент заводского производства.
Полезный совет! Если предполагается использование фрезера для выполнения сложных работ по дереву, лучше отдать предпочтение именно заводским конструкциям, которые точно откалиброваны и имеют множество функций.
Расценки на них варьируются в зависимости от функционала, размера стола, мощности, производителя и других параметров.
Средние расценки на фрезерные станки с ЧПУ заводского производства:
| Наименование станка | Длина стола, мм | Цена, руб. |
| LTT-K0609 (LTT-K6090A) | 900 | 228970 |
| WoodTec MH-6090 | 246780 | |
| LTT-P6090 | 329120 | |
| RJ 1212 | 1300 | 317000 |
| WoodTec MH-1212 | 347350 | |
| RUIJIE RJ 1200 | 399200 | |
| WoodTec MH 1325 | 2500 | 496350 |
| WoodTec MH-1625 | 540115 | |
| WoodTec VH-1625 | 669275 | |
| RJ 2040 | 3000 | 1056750 |
| WoodTec VH-2030 | 1020935 | |
| WoodTec VH-2040 | 1136000 |
Сборка станка с программным обеспечением довольно сложный процесс, требующий наличия определенных навыков и знаний. Эту работу невозможно выполнить без подходящего чертежа и необходимых деталей. Такие элементы, как шлейфы, предназначенные для передачи сигналов, шаговые двигатели и микропроцессорные платы можно снять с устаревшего оборудования или приобрести в сети. Многие интернет-магазины предлагают готовые наборы для сборки фрезерных станков для домашних мастерских.
Изготовление фрезерного станка по дереву своими руками: видео инструкция
Целью этого проекта является создание настольного станка с ЧПУ. Можно было купить готовый станок, но его цена и размеры меня не устроили, и я решил построить станок с ЧПУ с такими требованиями:
- использование простых инструментов (нужен только сверлильный станок, ленточная пила и ручной инструмент)
- низкая стоимость (я ориентировался на низкую стоимость, но всё равно купил элементов примерно на $600, можно значительно сэкономить, покупая элементы в соответствующих магазинах)
- малая занимаемая площадь(30"х25")
- нормальное рабочее пространство (10" по оси X, 14" по оси Y, 4" по оси Z)
- высокая скорость резки (60" за минуту)
- малое количество элементов (менее 30 уникальных)
- доступные элементы (все элементы можно купить в одном хозяйственном и трех online магазинах)
- возможность успешной обработки фанеры
Станки других людей
Вот несколько фото других станков, собравших по данной статье
Фото 1 – Chris с другом собрал станок, вырезав детали из 0,5" акрила при помощи лазерной резки. Но все, кто работал с акрилом знают, что лазерная резка это хорошо, но акрил плохо переносит сверление, а в этом проекте есть много отверстий. Они сделали хорошую работу, больше информации можно найти в блоге Chris’a. Мне особенно понравилось изготовление 3D объекта при помощи 2D резов.
Фото 2 - Sam McCaskill сделал действительно хороший настольный станок с ЧПУ. Меня впечатлило то, что он не стал упрощать свою работу и вырезал все элементы вручную. Я впечатлён этим проектом.
Фото 3 - Angry Monk"s использовал детали из ДМФ, вырезанные при помощи лазерного резака и двигатели с зубчато-ремённой передачей, переделанные в двигатели с винтом.
Фото 4 - Bret Golab"s собрал станок и настроил его для работы с Linux CNC (я тоже пытался сделать это, но не смог из-за сложности). Если вы заинтересованы его настройками, вы можете связаться с ним. Он сделал великую работу!
Боюсь что у меня недостаточно опыта и знаний, чтобы объяснять основы ЧПУ, но на форуме сайта CNCZone.com есть обширный раздел, посвященный самодельным станкам, который очень помог мне.
Резак: Dremel или Dremel Type Tool
Параметры осей:
Ось X
Расстояние перемещения: 14"
Скорость: 60"/мин
Ускорение: 1"/с2
Разрешение: 1/2000"
Импульсов на дюйм: 2001
Ось Y
Расстояние перемещения: 10"
Привод: Зубчато-ременная передача
Скорость: 60"/мин
Ускорение: 1"/с2
Разрешение: 1/2000"
Импульсов на дюйм: 2001
Ось Z (вверх-вниз)
Расстояние перемещения: 4 "
Привод: Винт
Ускорение: .2"/с2
Скорость: 12"/мин
Разрешение: 1/8000 "
Импульсов на дюйм: 8000
Необходимые инструменты
Я стремился использовать популярные инструменты, которые можно приобрести в обычном магазине для мастеров.
Электроинструмент:
- ленточная пила или лобзик
- сверлильный станок (сверла 1/4", 5/16", 7/16", 5/8", 7/8", 8мм (около 5/16")), также называется Q
- принтер
- Dremel или аналогичный инструмент (для установки в готовый станок).
Ручной инструмент:
- резиновый молоток (для посадки элементов на места)
- шестигранники (5/64", 1/16")
- отвертка
- клеевой карандаш или аэрозольный клей
- разводной ключ (или торцевой ключ с трещоткой и головкой 7/16")
Необходимые материалы
В прилагаемом PDF файле (CNC-Part-Summary.pdf) предоставлены все затраты и информация о каждом элементе. Здесь предоставлена только обобщенная информация.
Листы --- $ 20
-Кусок 48"х48" 1/2" МДФ (подойдет любой листовой материал толщиной 1/2" Я планирую использовать UHMW в следующей версии станка, но сейчас это выходит слишком дорого)
-Кусок 5"x5" 3/4" МДФ (этот кусок используется в качестве распорки, поэтому можете брать кусок любого материала 3/4")
Двигатели и контроллеры --- $ 255
-О выборе контроллеров и двигателей можно написать целую статью. Коротко говоря, необходим контроллер, способный управлять тремя двигателями и двигатели с крутящим моментом около 100 oz/in. Я купил двигатели и готовый контроллер, и всё работало хорошо.
Аппаратная часть --- $ 275
-Я купил эти элементы в трех магазинах. Простые элементы я приобрёл в хозяйственном магазине, специализированные драйвера я купил на McMaster Carr (http://www.mcmaster.com), а подшипники, которых надо много, я купил у интернет-продавца, заплатив $40 за 100 штук (получается довольно выгодно, много подшипников остается для других проектов).
Программное обеспечение --- (бесплатно)
-Необходима программа чтобы нарисовать вашу конструкцию (я использую CorelDraw), и сейчас я использую пробную версию Mach3, но у меня есть планы по переходу на LinuxCNC (открытый контролер станка, использующий Linux)
Головное устройство --- (дополнительно)
-Я установил Dremel на свой станок, но если вы интересуетесь 3D печатью (например RepRap) вы можете установить свое устройство.
Печать шаблонов
У меня был некоторый опыт работы лобзиком, поэтому я решил приклеить шаблоны. Необходимо распечатать PDF файлы с шаблонами, размещенными на листе, наклеить лист на материал и вырезать детали.
Имя файла и материал:
Всё: CNC-Cut-Summary.pdf
0,5" МДФ (35 8.5"x11" листов с шаблонами): CNC-0.5MDF-CutLayout-(Rev3).pdf
0,75" МДФ: CNC-0.75MDF-CutLayout-(Rev2).pdf
0,75" алюминиевая трубка: CNC-0.75Alum-CutLayout-(Rev3).pdf
0,5 "MDF (1 48"x48" лист с шаблонами): CNC-(One 48x48 Page) 05-MDF-CutPattern.pdf
Примечание: Я прилагаю рисунки CorelDraw в оригинальном формате (CNC-CorelDrawFormat-CutPatterns (Rev2) ZIP) для тех, кто хотел бы что то изменить.
Примечание: Есть два варианта файлов для МДФ 0,5". Можно скачать файл с 35 страницами 8.5"х11" (CNC-0.5MDF-CutLayout-(Rev3), PDF), или файл (CNC-(Один 48x48 Page) 05-MDF-CutPattern.pdf) с одним листом 48"x48"для печати на широкоформатном принтере.
Шаг за шагом:
1. Скачайте три PDF-файла с шаблонами.
2. Откройте каждый файл в Adobe Reader
3. Откройте окно печати
4. (ВАЖНО) отключите Масштабирование страниц.
5. Проверьте, что файл случайно не масштабировался. Первый раз я не сделал это, и распечатал всё в масштабе 90%, о чем сказано ниже.
Наклеивание и выпиливание элементов
Приклейте распечатаные шаблоны на МДФ и на алюминиевую трубу. Далее, просто вырезайте деталь по контуру.
Как было сказано выше, я случайно распечатал шаблоны в масштабе 90%, и не заметил этого до начала выпиливания. К сожалению, я не понимал этого до этой стадии. Я остался с шаблонами в масштабе 90% и, переехав через всю страну, я получил доступ к полноразмерному ЧПУ. Я не выдержал и вырезал элементы при помощи этого станка, но не смог просверлить их с обратной стороны. Именно поэтому все элементы на фотографиях без кусков шаблона.
Сверление
Я не считал сколько именно, но в этом проекте используется много отверстий. Отверстия, которые сверлятся на торцах особенно важны, но не пожалейте времени на них, и использовать резиновый молоток вам придется крайне редко.
Места с отверстиями в накладку друг на друга это попытка сделать канавки. Возможно, у вас есть станок с ЧПУ, на котором это можно сделать лучше.
Если вы дошли до этого шага, то я поздравляю вас! Глядя на кучу элементов, довольно сложно представить, как собрать станок, поэтому я постарался сделать подробные инструкции, похожие на инструкции к LEGO. (прилагаемый PDF CNC-Assembly-Instructions.pdf). Довольно интересно выглядят пошаговые фотографии сборки.
Готово!
Станок готов! Надеюсь, вы сделали и запустили его. Я надеюсь, что в статье не упущены важные детали и моменты. Вот видео, в котором показано вырезание станком узора на розовом пенопласте.
Многие мастера часто задумываются над тем, чтобы собрать самодельный ЧПУ станок. Он обладает рядом преимуществ и позволит решить большое количество задач более качественно и быстро.
Домашние станки осуществляют фрезеровку и резку практически всех материалов. В связи с этим соблазн изготовления подобного устройства достаточно велик. Может уже пришло время взять все в свои руки и пополнить свою мастерскую новым оборудованием?
Станки с числовым программным управлением получили широкое распространение не только в промышленном производстве, но и в частных мастерских. Они позволяют осуществлять плоскую и профильную обработку металла, пластмассы и дерева.
Кроме того, без них не обойтись при выполнении гравировальных и сверлильно-присадочных работах.
Практически любая задача, решаемая с использованием подобных устройств, выполняется на высоком уровне.
При необходимости что-то начертить на плате или деревянной плите, достаточно создать макет в компьютерной программе и с помощью CNC Milling перенести это на изделие. Выполнить подобную операцию вручную в большинстве случаев просто невозможно, особенно если речь идет о высокой точности.
Все профессиональное оборудование данного типа характеризуется высоким уровнем автоматизации и простотой работы. Необходимы лишь базовые навыки работы в специализированных компьютерных программах, чтобы решать несложные задачи обработки материалов.
В то же время даже самодельные станки с ЧПУ справляются с поставленными целями. При должной настройке и использовании качественных узлов, можно добиться от аппарата хорошей точности, минимального люфта и приемлемой скорости работы.
Станок с ЧПУ своими руками
Функциональная схема станка с ЧПУ.
Итак, как сделать данное устройство? Чтобы изготовить станок ЧПУ своими руками, необходимо потратить время на разработку проекта, а также ознакомиться с существующими заводскими моделями. Следуя этим первым и самым простым правилам, удастся избежать самых распространенных ошибок.
Стоит отметить, что фрезеровочный ЧПУ станок – технически сложное устройство с электронными элементами. Из-за этого многие люди полагают, что его невозможно сделать вручную.
Конечно же, данное мнение ошибочно. Однако необходимо иметь в виду, что для сборки понадобится не только чертеж, но и определенный комплект инструментов и деталей. Например, понадобится шаговый двигатель, который можно взять из принтера и т.д.
Следует также учитывать необходимость определенных финансовых и временных затрат. Если подобные проблемы не страшны, тогда изготовить доступный по стоимости и эффективный агрегат с координатным позиционированием режущего инструмента для обработки металла или дерева не составит труда.
Схема
Наиболее трудным этапом изготовления станка ЧПУ по металлу и дереву является выбор оптимальной схемы оборудования. Тут все определяется размерами заготовки и степени ее обработки.
Для бытовых целей лучше отдать предпочтение чертежу небольшого устройства с необходимым набором функций.
Одним из вариантов может быть конструкция, состоящая из двух кареток, которые будут перемещаться в плоскости. Стальные шлифовальные прутки отлично подойдут в качестве основания. На них крепятся каретки.
Также понадобятся ШД и винты с подшипниками качения, чтобы обеспечить трансмиссию. Управление фрезера самодельного станка с ЧПУ будет осуществляться с помощью программы.
Подготовка
Для автоматизации самодельного фрезерного станка с ЧПУ необходимо максимально продумать электронную часть.
Чертеж самодельного станка.
Ее можно разделить на несколько элементов:
- блок питания, обеспечивающий подачу электроэнергии на ШД и контроллер;
- контроллер;
- драйвер, регулирующий работу подвижных частей конструкции.
Затем, чтобы построить самому станок, необходимо подобрать сборочные детали. Лучше всего использовать подручные материалы. Это поможет максимально уменьшить расходы на инструменты, которые вам понадобятся.
Основу обычно делают из дерева, оргстекла или металла. Важно, чтобы во время движения суппортов не возникали колебания. Они приведут к неточной работе аппарата. В связи с этим нужно правильно разработать их конструкцию.
Вот некоторые советы по выбору деталей:
- в качестве направляющих подойдут прутки диаметром до 12 мм;
- лучшим вариантом для суппорта будет текстолит;
- ШД обычно берут от принтеров;
- блок фиксации фрезы также делается из текстолита.
Инструкция по сборке
После подготовки и выбора деталей можно приступать к сборке фрезеровального агрегата для обработки дерева и металла.
В первую очередь следует еще раз проверить все комплектующие и удостовериться в правильности их размеров.
Схема устройства ЧПУ.
Порядок выполнения действий при сборке выглядит приблизительно следующим образом:
- установка направляющих суппорта, их крепление к боковым поверхностям конструкции;
- притирка суппортов в результате их перемещения до тех пор, пока не удастся добиться плавного хода;
- затяжка болтов;
- установка компонентов на основании устройства;
- закрепление ходовых винтов с муфтами;
- крепление к винтам муфт шаговых двигателей.
Всю электронную составляющую следует расположить в отдельном блоке. Таким образом, вероятность сбоя во время работы будет сведена к минимуму. Подобный вариант размещения электроники можно назвать лучшей конструкцией.
Особенности работы
После того, как самодельный станок с ЧПУ был собран своими руками, можно приступать к испытаниям.
Контролировать действия станка будет программное обеспечение. Его необходимо выбирать правильно. В первую очередь важно, чтобы программа была рабочей. Во-вторых, она должна максимально реализовывать все возможности оборудования.
Кинематическая схема работы устройства.
В ПО должны содержаться все необходимые драйверы для контроллеров.
Начинать следует с несложных программ. При первых запусках необходимо следить за каждым проходом фрезы, чтобы убедиться в правильности обработке по ширине и глубине. Особенно важно проконтролировать трехмерные варианты подобных устройств.
Итог
Устройства для обработки дерева с числовым программным управлением имеют в своей конструкции различную электронику. Из-за этого, на первый взгляд, может показаться, что подобное оборудования очень трудно изготовить самостоятельно.
На самом деле сделать станок ЧПУ своими руками – посильная задача для каждого. Достаточно просто поверить в себя и в свои силы, и тогда можно стать обладателем надежного и эффективного фрезеровального станка, который станет гордостью любого мастера.