Самодельные станки с ЧПУ
Современное производство все больше склоняется к автоматизации. Один из путей автоматизации — станки с ЧПУ.
ЧПУ
станок позволяет быстро получить спроектированное на компьтере изделие, причем ЧПУ станок производит изделия
гораздо
быстрее и тщательнее чем вручную. Точный и легко приспосабливаемый ЧПУ станок позволяет осуществить проекты,
которые,
используя ручные технологии, оказались бы невыполнимыми или невыгодными. Хороший станок с ЧПУ должен
справляеться с
разнообразными предназначениями: фрезерование, лазерная резка, сверление, гравировка и пр. с незначительными
изменениями конфигурации станка. Станок с ЧПУ, который не приспособлен к изменчивым и увеличивающимся
потребностям
сегодняшнего производства вряд ли стоит приобретать. ЧПУ станок должен быть многофункциональным. Вместе с
тем
стоимость готового станка с ЧПУ довольно велика.
Основные части станка c ЧПУ: основание, подвижный стол, двигатели и их электропривод, инструменты и приспособления, компьютер и программное обеспечение. Грамотный выбор соотношения цены этих частей к функциональности, скорости, точности и надежности является залогом успеха в создании станка с ЧПУ.
Пример создания станка из дерева (история самостоятельного изготовления фрезерного станка из доступных материалов) приведен в статье «Фрезерный станок из… дерева», а вот здесь приведены комментарии к статье «Механика самодельного станка ЧПУ».
Основание и подвижный стол станка с ЧПУ
Подвижный стол можно реализовать следующими традиционными способами:
- направляющие скольжения + ременный привод
- направляющие скольжения или качения + зубчатое колесо с рейкой
- направляющие скольжения или качения + винт с гайкой
- направляющщие качения + ШВП
- направляющие с внутренним трением + механизмы для малых перемещений (например, 57BYZ)
В станках с ЧПУ, к которым не предъявляются высокие требования по точности и, вместе с тем, нужны высокие
скорости и
долговечность используются шариковинтовые передачи класса T5 (отклонение шага не более 23 мкм на 300мм
длины).
Они
имеют малые потери на трение, высокий КПД, кроме того в них могут быть полностью устранены зазоры в резьбе в
результате создания предварительного натяга. Преимущество шариковинтовой передачи — это готовый прецизионный
функционально законченный механизм, который самостоятельно сделать очень сложно.
Двигатели и электроприводы для станка с ЧПУ
Наиболее экономичным видом приводом для станка с ЧПУ является шаговый привод, поскольку он являетсяя бесступенчатым (обеспечивает широкий диапазон скоростей без применения коробки передач) и в случае его использования обратная связь не является строго обязательной.
Двигатели от дисководов для станков с ЧПУ не подходят — крутящий момент мал даже для гравировального станка.
—
из той же серии. Хотя, некоторые из них, для гравировального станка вполне подойдут. Для фрезерного станка с
ЧПУ лучше
купить нормальный импортный двигатель. На двигателях от принтеров можно можно сделать хороший плоттер для рисования
чертежей. Из принтера же можно взять направляющие, зубчатые ремни и ролики. Двигатели типа FL57ST (крутящий
момент
2,88 — 9 кгс x см) в основном применяются в небольших станках с ЧПУ для
сверления печатных плат. Двигатели типа FL57STH (крутящий момент 10 — 18,9 кгс х см) применяют в средних
станках с ЧПУ
для обработки дерева и пластмассы, а также в электроэрозионных станках. Шаговые двигатели типа
FL86ST(крутящий момент
13 — 50 кгс х см) и FL86STH (крутящий момент 34 — 120 кгс х см) применяют уже для серьезных станков с ЧПУ
для
обработки дерева, пластмассы и алюминия.
Выбор электропривода должен обеспечивать полноценное использование крутящего момента шагового двигателя в широком диапазоне скоростей. Для шагового двигателя диапазон рабочих скоростей находится в пределах 0-3000 об/мин, однако, не следует забывать, что шаговый двигатель — тихоходная электрическая машина и на скоростях свыше 750 об/мин крутящий момент на валу шагового двигателя значительно падает.
Наиболее удачными являются следующие сочетания двигателей и приводов:
- FL110STh301 и SMD-80M-02, (280 кгс х см, 1000Вт)
- FL110STH99 и SMD-80M-02, (112 кгс х см, 700Вт)
- FL86STh256 и SMD-78, (122 кгс х см, 330Вт)
- FL86STh218 и SMD-78, (87 кгс х см, 370Вт)
- FL86STH80 и SMD-42, (46 кгс х см, 160Вт)
- FL86STH65 и SMD-42, (34 кгс х см, 110Вт)
- FL57STH76 и SMD-42, (18,9 кгс х см, 110Вт)
- FL57STH51 и SMD-42, (10,1 кгс х см, 110Вт)
- FL42STh57 и SMD-15, (4,0 кгс х см, 35Вт)
Программное обеспечение для станков с ЧПУ описано на странице «Программы для станков с ЧПУ»
Самодельные станки чпу по дереву своими руками.
Создание чпу станка своими рукамиДля того чтобы выполнить объемный рисунок на деревянной поверхности, обычно используются заводские фрезерные станки. Но сделать такую мини-модель самостоятельно вполне возможно, однако для начала необходимо ознакомиться с конструкцией. В основу может лечь запчасть от принтера, который можно приобрести за копейки.
Принцип работы станка
Если вы решили изготовить фрезер с ЧПУ своими руками, то должны ознакомиться с особенностями работы такого оборудования. Оно предназначено для формирования рисунка на деревянной поверхности. В конструкции должна быть электронная и механическая части. Вместе они позволяют автоматизировать работу.
Для изготовления настольного станка следует знать, что режущим элементом выступает фреза. Ее устанавливают в шпиндель на валу электрического двигателя. Вся конструкция фиксируется на станину. Она может перемещаться по двум осям координат. Для крепления заготовки следует выполнить опорный столик.
С пошаговыми двигателями необходимо соединить электронный блок управления.
Мотор и блок управления обеспечивают смещение каретки по отношению к детали. Такая технология позволяет выполнить объемные рисунки на поверхности. Мини-оборудование работает в определённой последовательности. На первом этапе пишется программа, которая позволит подготовить план перемещения режущей части. Для этого используются программные комплексы для адаптации в самодельных моделях.
Следующим шагом станет установка заготовки. Программа вводится в ЧПУ. Оборудование включается, а дальше осуществляется контроль за автоматическими действиями. Для того чтобы обеспечить максимальную автоматизацию, необходимо составить схему и подобрать комплектующие.
Прежде чем приступать к изготовлению фрезера с ЧПУ своими руками, необходимо ознакомиться с заводскими моделями. Для получения сложных узоров и рисунков следует использовать несколько видов фрез. Некоторые из них вы сможете выполнить своими руками, однако для тонкой работы понадобятся заводские варианты.
Схема самодельного станка
Наиболее сложным и важным этапом при изготовлении описываемого оборудования выступает выбор схемы. Она будет зависеть от степени обработки и размеров заготовки. Для бытовых условий лучше использовать мини-станок, который будет устанавливаться на стол. Подходящим вариантом является конструкция из двух кареток, которые будут передвигаться по осям координат.
Основаниями могут стать металлические шлифованные прутки. На них устанавливаются каретки. Для создания трансмиссии понадобятся шаговые электродвигатели и винты, которые дополняются подшипниками качения. Для автоматизации процесса необходимо продумать электронную часть. Она будет состоять из:
- блока питания;
- контроллера;
- драйвера.
Изготавливая фрезер с ЧПУ своими руками, вы должны ознакомиться с конструктивными особенностями устройства. Например, блок питания требуется для подачи электроэнергии на шаговые двигатели и микросхему контроллера. Для этого используется модель 12В 3А.
Контроллер необходим для подачи команд на двигатель. Для работы устройства достаточно будет простой схемы для контроллера, который будет подавать команды на три двигателя.
Элементом регулирования выступает еще и драйвер. Он будет отвечать за подвижную часть. Для управления следует использовать стандартные программные комплексы. В качестве одного из них выступает KCam, который обладает гибкой структурой для адаптации к любому контроллеру. Этот комплекс имеет одно важное преимущество, которое заключается в возможности импортирования файлов распространенных форматов. С помощью приложения вы сможете составить трехмерный чертеж заготовки для анализа.
Для того чтобы шаговые двигатели работали с заданной частотой входа, в программу управления необходимо будет внести технические параметры. При составлении программы следует сделать отдельные блоки. Они предназначены для:
- рисования;
- фрезерования;
- гравировки;
- сверления.
Это позволит исключить холостые передвижения фрезы.
Подбор комплектующих
Прежде чем выполнить фрезер с ЧПУ своими руками, вы должны выбрать компоненты для сборки. Подходящим вариантом выступает использование подручных средств. Основой станка может стать оргстекло, алюминий или древесина. Для правильного функционирования комплекса следует разработать конструкцию суппортов. Их движение не должно сопровождаться колебаниями, что может стать причиной неточной обработки детали.
Перед сборкой компоненты проверяются на совместимость. Что касается направляющих, то в качестве них выступят стальные шлифованные прутки, диаметр которых равен 12 мм. Для оси Х длина эквивалентна 200 мм, для У — 90 мм. Прежде чем вы начнете заниматься изготовлением фрезера с ЧПУ своими руками, должны подобрать суппорт. Подходящим вариантом является текстолит. Габариты площадки будут следующими: 25х100х45 мм.
Блок крепления фрезы можно изготовить из текстолита. Его конфигурация будет зависеть от имеющегося инструмента. Блок питания обычно используется заводской.
Если вы хотите заняться этими работами самостоятельно, то должны быть готовы к возможным ошибкам, которые негативно отразятся на работе оборудования.
Если хотите собрать своими руками фрезер с то для этого можно использовать модель 24в. В качестве отличного варианта выступает и 5А. Его довольно часто сравнивают с приводами дисковода, первый из которых обладает более внушительной мощностью. Для пайки платы контроллера следует использовать конденсаторы и резисторы в SMD корпусах. Это позволит уменьшить параметры, а также сделать внутреннее пространство более оптимизированным.
Инструкция по изготовлению станка
Как только все комплектующие были выбраны, можно приступать к изготовлению устройства. Все элементы предварительно проверяются, что особенно касается их качества и параметров. Для крепления узлов следует использовать специальные детали. Их форма и конфигурация будут зависеть от выбранной схемы.
Конструкция обязательно должна иметь подъем рабочего инструмента.
Для этого следует использовать Для отдачи вращения на нужно применить зубчатый ремень. Обязательным элементом оборудования является вертикальная ось. Ее можно изготовить из алюминиевой плиты. Этот узел подгоняется по размерам, которые были получены на этапе проектирования и занесены в чертеж.
Перед тем, как сделать фрезер с ЧПУ своими руками, вы можете отлить вертикальную ось, используя для этого муфельную плиту. Отличным материалом станет алюминий. На корпус монтируются два двигателя, которые будут располагаться за осью. Один из них будет отвечать за горизонтальное, а другой — за вертикальное перемещение. Вращение должно передаваться через ремни. Как только все элементы будут на своих местах, станок необходимо установить на ручное управление и проверить его работу. Если будут выявлены недочеты, их вы сможете устранить на месте.
Дополнительно о шаговых двигателях
Агрегаты с ЧПУ должны оснащаться электрическими двигателями шагового типа. В качестве такого мотора можно использовать тот, что будет позаимствован от матричного принтера.
Обычно в них устанавливаются довольно мощные элементы. Матричные агрегаты обладают стальными стержнями, в основе которых прочный материал. Их тоже можно задействовать в самодельном станке.
Если вы задались вопросом о том, как сделать фрезер с ЧПУ своими руками, фото предварительно рекомендуется рассмотреть. Они позволят вам понять, как действовать. Конструкция может предусматривать наличие трех двигателей, что указывает на необходимость разборки двух матричных принтеров. Лучше, если моторы будут обладать пятью проводами управления, ведь функциональность станка при этом увеличится в несколько раз. При выборе шагового двигателя следует выяснить число градусов на один шаг и рабочее напряжение. Вам должно быть известно ещё и обмоточное сопротивление. Это позволит правильно настроить программное обеспечение.
Крепление вала
Если вы решили изготовить фрезер с ЧПУ по дереву своими руками, то в качестве привода можете использовать шпильку или гайку соответствующих размеров. Крепление вала лучше осуществлять резиновым кабелем с толстой обмоткой.
Этот же подход актуален и при креплении двигателя к шпильке. Фиксаторы вы можете изготовить из втулки с винтом. Для этого используется нейлон. Помощниками-инструментами в этом случае выступают напильник и дрель.
Электронное обеспечение станка
Основным элементом описываемого оборудования выступает программное обеспечение. Вы можете использовать самодельное, которое будет предусматривать наличие всех драйверов для контролеров. Обеспечение должно иметь питающие блоки и шаговые двигатели. Если перед вами встала задача о том, как собрать фрезер с ЧПУ своими руками, вы должны позаботиться о наличии порта LPT. Необходима будет еще и рабочая программа, обеспечивающая контроль и управление необходимыми режимами работы.
Сам блок ЧПУ подключается к оборудованию через порт и установленные двигатели. При выборе программного обеспечения для станка необходимо делать ставку на то, которое уже доказало свою стабильную работу и обладает функциональными возможностями. Электроника повлияет на качество и точность выполняемых операций.
После ее установки следует выполнить загрузку программ и драйверов.
Своими руками выполняется по такой же технологии. Однако он справится лишь с тонкими заготовками. Перед работой устройства необходимо проверить в работе электронное обеспечение и устранить недочеты.
Вместо заключения: особенности изготовления станка из сверлильного оборудования
Прежде чем приступать к работам по изготовлению фрезера с ЧПУ своими руками, пошагово необходимо рассмотреть инструкцию. Она может предусматривать использование той или иной принципиальной схемы, на основе которой будет работать мини-оборудование. В качестве таковой иногда выступает сверлильный станок, в котором рабочая головка заменяется на фрезерную.
Самое сложное заключается в том, что придётся конструировать механизм, обеспечивающий передвижения в 3 плоскостях. Этот механизм обычно собирается на основе тех же кареток от неработающего принтера.
К устройству подключается программное управление. Работать с помощью такого устройства можно будет с заготовками из листового металла, древесины или пластика.
Это объясняется тем, что каретки от старого принтера, обеспечивающие перемещение режущего инструмента, не будут способны гарантировать достаточную степень жесткости.
И так, в рамках этой статьи-инструкции я хочу, что бы вы вместе с автором проекта, 21 летним механиком и дизайнером, изготовили свой собственный . Повествование будет вестись от первого лица, но знайте, что к большому своему сожалению, я делюсь не своим опытом, а лишь вольно пересказываю автора сего проекта.
В этой статье будет достаточно много чертежей , примечания к ним сделаны на английском языке, но я уверен, что настоящий технарь все поймет без лишних слов. Для удобства восприятия, я разобью повествование на «шаги».
Предисловие от автора
Уже в 12 лет я мечтал построить машину, которая будет способна создавать различные вещи. Машину, которая даст мне возможность изготовить любой предмет домашнего обихода. Спустя два года я наткнулся на словосочетание ЧПУ или если говорить точнее, то на фразу «Фрезерный станок с ЧПУ» .
После того как я узнал, что есть люди способные сделать такой станок самостоятельно для своих нужд, в своем собственном гараже, я понял, что тоже смогу это сделать. Я должен это сделать ! В течение трех месяцев я пытался собрать подходящие детали, но не сдвинулся с места. Поэтому моя одержимость постепенно угасла.
В августе 2013 идея построить фрезерный станок с ЧПУ вновь захватила меня. Я только что окончил бакалавриат университета промышленного дизайна, так что я был вполне уверен в своих возможностях. Теперь я четко понимал разницу между мной сегодняшним и мной пятилетней давности. Я научился работать с металлом, освоил техники работы на ручных металлообрабатывающих станках, но самое главное я научился применять инструменты для разработки. Я надеюсь, что эта инструкция вдохновит вас на создание своего станка с ЧПУ!
Шаг 1: Дизайн и CAD модель
Все начинается с продуманного дизайна. Я сделал несколько эскизов, чтобы лучше прочувствовать размеры и форму будущего станка.
После этого я создал CAD модель используя SolidWorks. После того, как я смоделировал все детали и узлы станка, я подготовил технические чертежи. Эти чертежи я использовал для изготовления деталей на ручных металлообрабатывающих станках: и .
Признаюсь честно, я люблю хорошие удобные инструменты. Именно поэтому я постарался сделать так, чтобы операции по техническому обслуживанию и регулировке станка осуществлялись как можно проще. Подшипники я поместил в специальные блоки для того, чтобы иметь возможность быстрой замены. Направляющие доступны для обслуживания, поэтому моя машина всегда будет чистой по окончанию работ.
Файлы для скачивания «Шаг 1»
Габаритные размеры
Шаг 2: Станина
Станина обеспечивает станку необходимую жесткость. На нее будет установлен подвижной портал, шаговые двигатели, ось Z и шпиндель, а позднее и рабочая поверхность. Для создания несущей рамы я использовал два алюминиевых профиля Maytec сечением 40х80 мм и две торцевые пластины из алюминия толщиной 10 мм.
Все элементы я соединил между собой на алюминиевые уголки. Для усиления конструкции внутри основной рамы я сделал дополнительную квадратную рамку из профилей меньшего сечения.
Для того, чтобы в дальнейшем избежать попадания пыли на направляющие, я установил защитные уголки из алюминия. Уголок смонтирован с использованием Т-образных гаек, которые установлены в один из пазов профиля.
На обоих торцевых пластинах установлены блоки подшипников для установки приводного винта.
Несущая рама в сборе
Уголки для защиты направляющих
Файлы для скачивания «Шаг 2»
Чертежи основных элементов станины
Шаг 3: Портал
Подвижной портал — исполнительный орган вашего станка, он перемещается по оси X и несет на себе фрезерный шпиндель и суппорт оси Z. Чем выше портал, тем толще заготовка, которую вы можете обработать. Однако, высокий портал менее устойчив к нагрузкам которые возникают в процессе обработки.
Высокие боковые стойки портала выполняют роль рычагов относительно линейных подшипников качения.
Основная задача, которую я планировал решать на своем фрезерном станке с ЧПУ — это обработка алюминиевых деталей. Поскольку максимальная толщина подходящих мне алюминиевых заготовок 60 мм, я решил сделать просвет портала (расстояние от рабочей поверхности до верхней поперечной балки) равным 125 мм. В SolidWorks все свои измерения я преобразовал в модель и технические чертежи. В связи со сложностью деталей, я обработал их на промышленном обрабатывающем центре с ЧПУ, это дополнительно мне позволило обработать фаски, что было бы весьма затруднительно сделать на ручном фрезерном станке по металлу.
Файлы для скачивания «Шаг 3»
Шаг 4: Суппорт оси Z
В конструкции оси Z я использовал переднюю панель, которая крепится к подшипникам перемещения по оси Y, две пластины для усиления узла, пластину для крепления шагового двигателя и панель для установки фрезерного шпинделя.
На передней панели я установил две профильные направляющие по которым будет происходить перемещение шпинделя по оси Z. Обратите внимание на то, что винт оси Z не имеет контропоры внизу.
Файлы для скачивания «Шаг 4»
Шаг 5: Направляющие
Направляющие обеспечивают возможность перемещения во всех направлениях, обеспечивают плавность и точность движений. Любой люфт в одном из направлений может стать причиной неточности в обработке ваших изделий. Я выбрал самый дорогой вариант — профилированные закаленные стальные рельсы. Это позволит конструкции выдерживать высокие нагрузки и обеспечит необходимую мне точность позиционирования. Чтобы обеспечить параллельность направляющих, я использовал специальный индикатор во время их установки. Максимальное отклонение относительно друг друга составило не более 0,01 мм.
Шаг 6: Винты и шкивы
Винты преобразуют вращательное движение от шаговых двигателей в линейное.
При проектировании своего станка вы можете выбрать несколько вариантов этого узла: Пара винт-гайка или шарико-винтовая пара (ШВП). Винт-гайка, как правило, больше подвергается силам трения при работе, а также менее точна относительно ШВП. Если вам необходима повышенная точность, то однозначно необходимо остановить свой выбор на ШВП. Но вы должны знать, что ШВП достаточно дорогое удовольствие.
В статье описан самодельный станок с ЧПУ. Главное достоинство данного варианта станка – простой метод подключения шаговых двигателей к компьютеру через порт LPT.
Механическая часть
Станина
Станина нашего станка сделана из пластмассы толщиной 11-12мм. Материал не критичен, можно использовать алюминий, органическое стекло фанеру и любой другой доступный материал. Основные детали каркаса прикрепляются с помощью саморезов, при желании можно дополнительно оформить места креплений клеем, если используете древесину, то можно использовать клей ПВА.
Суппорта и направляющие
В качестве направляющих использованы стальные прутки с диаметром 12мм, длина 200мм (на ось Z 90мм), две штуки на ось.
Суппорта изготавливаются из текстолита размерами 25Х100Х45. Текстолит имеет три сквозных отверстия, два из них для направляющих и одно для гайки. Направляющие части крепятся винтами М6. Суппорты Х и У в верхней части имеют 4 резьбовых отверстия для крепления стола и узла оси Z.
Суппорт Z
Направляющие оси Z крепятся к суппорту Х через стальную пластину, которая является переходной, размеры пластины 45х100х4.
Шаговые двигатели устанавливаются на крепежи, которые можно изготовить из листовой стали с толщиной 2-3мм. Винт нужно соединить с осью шагового двигателя при помощи гибкого вала, в качестве которого может быть использован резиновый шланг. При использовании жесткого вала, система будет работать не точно. Гайку делают из латуни, которую вклеивают в суппорт.
Сборка
Сборка самодельного ЧПУ станка, осуществляется в следующей последовательности:
- Для начала нужно установить в суппорта все направляющие компоненты и прикрутить их к боковинам, которые вначале не установлены на основание.
- Суппорт передвигаем по направляющим до тех пор, пока не добьемся плавного хода.
- Затягиваем болты, фиксируя направляющие части.
- К основанию крепим суппорт, узел направляющие и боковину, для крепления используем саморезы.
- Собираем узел Z и вместе с переходной пластиной прикрепляем его к суппорту X.
- Далее устанавливаем ходовые винты вместе с муфтами.
- Устанавливаем шаговые двигатели, соединяя ротор двигателя и винт муфтой. Обращаем строгое внимание на то, чтобы ходовые винты вращались плавно.
Рекомендации по сборке станка:
Гайки можно изготовить также из чугуна, использовать другие материалы не стоит, винты можно купить в любом строительном магазине и обрезать под свои нужды. При использовании винтов с резьбой М6х1, длина гайки будет 10 мм.
Чертежи станка.rar
Переходим ко второй части сборки ЧПУ станка своими руками, а именно к электронике.
Электроника
Блок питания
В качестве источника питания был использован блок на 12Вольт 3А.
Блок предназначен для питания шаговых двигателей. Еще один источник напряжения на 5Вольт и с током 0.3А был использован для запитки микросхем контролера. Источник питания зависит от мощности шаговых двигателей.
Приведем расчет блока питания. Расчет прост — 3х2х1=6А, где 3 — количество используемых шаговых двигателей, 2 — число запитанных обмоток, 1 — ток в Амперах.
Контролер управления
Управляющий контроллер был собран всего на 3-х микросхемах серии 555TM7. Контроллер не требует прошивки и имеет достаточно простую принципиальную схему, благодаря этому, данный ЧПУ станок своими руками может сделать человек не особо разбирающийся в электронике.
Описание и назначение выводов разъема порта LPT.
| Выв. | Название | Направление | Описание |
| 1 | STROBE | ввод и вывод | Устанавливается PC после завершения каждой передачи данных |
2. .9 | DO-D7 | вывод | Вывод |
| 10 | АСК | ввод | Устанавливается в «0» внешним устройством после приема байта |
| 11 | BUSY | ввод | Устройство показывает, что оно занято, путем установки этой линии в «1» |
| 12 | Paper out | ввод | Для принтеров |
| 13 | Select | ввод | Устройство показывает, что оно готово, путем установки на этой линии «1 » |
| 14 | Autofeed | ||
| 15 | Error | ввод | Индицирует об ошибке |
| 16 | Initialize | ввод и вывод | |
| 17 | Select In | ввод и вывод | |
| 18..25 | Ground GND | GND | Общий провод |
Для эксперимента был использован шаговый двигатель от старого 5,25-дюймов.
В схеме 7 бит не используется т.к. применено 3 двигателя. На него можно повесить ключ включение главного двигателя (фреза или сверло).
Драйвер для шаговых двигателей
Для управления шаговым двигателем используется драйвер, который из себя представляет усилитель с 4-я каналами. Конструкция реализована всего на 4-х транзисторах типа КТ917.
Применять можно и серийные микросхемы, к примеру — ULN 2004 (9 ключей) с током 0,5-0.6А.
Для управления используется программа vri-cnc. Подробное описание и инструкция по использованию программы находится на .
Собрав данный ЧПУ станок своими руками, вы станете обладателем машины способной выполнять механическую обработку (сверление, фрезерование) пластмасс. Гравировку по стали. Также самодельный станок с ЧПУ может использоваться как графопостроитель, на нем можно рисовать и сверлить печатные платы.
По материалам сайта: vri-cnc.ru
Это мой первый станок с ЧПУ собранный своими руками из доступных материалов.
Себестоимость станка около 170$.
Собрать станок с ЧПУ мечтал уже давно. В основном он мне нужен для резки фанеры и пластика, раскрой каких-то деталей для моделизма, самоделок и других станков. Собрать станок руки чесались почти два года, за это время собирал детали, электронику и знания.
Станок бюджетный, стоимость его минимальна. Далее я буду употреблять слова, которые обычному человеку могут показаться очень страшными и это может отпугнуть от самостоятельной постройки станка, но на самом деле это всё очень просто и легко осваивается за несколько дней.
Электроника собрана на Arduino + прошивка GRBL
Механика самая простая, станина из фанеры 10мм + шурупы и болты 8мм, линейные направляющие из металического уголка 25*25*3 мм + подшипники 8*7*22 мм . Ось Z движется на шпильке M8, а оси X и Y на ремнях T2.5 .
Шпиндель для ЧПУ самодельный , собран из бесколлекторного мотора и цангового зажима + зубчатая ременная передача. Надо отметить, что мотор шпинделя питается от основного блока питания 24 вольта.
В технических характеристиках указано, что мотор на 80 ампер, но реально он потребляет 4 ампера под серьёзной нагрузкой. Почему так происходит я объяснить не могу, но мотор работает отлично и справляется со своей задачей.
Изначально ось Z была на самодельных линейных направляющих из уголков и подшипников, позже я переделал её, фотки и описание ниже.
Рабочее пространство примерно 45 см по X и 33 см по Y, по Z 4 см. Учитывая первый опыт, следующий станок я буду делать с большими габаритами и на ось X буду ставить два мотора, по одному с каждой строны. Это связано с большим плечом и нагрузкой на него, когда работа ведётся на максимальном удалении по оси Y. Сейчас стоит один мотор и это приводит к искажению деталей, круг получается немного элипсом из-за возникающего прогибания каретки по X.
Родные подшипники у мотора быстро разболтались, потому что не рассчитаны на боковую нагрузку, а она тут серьёзная. Поэтому сверху и снизу на оси установил два больших подшипника диаметром 8 мм, это надо было бы делать сразу, сейчас из-за этого есть вибрация.
Здесь на фото видно, что ось Z уже на других линейных направляющих, описание будет ниже.
Сами направляющие имеют очень простую конструкцию, её я как-то случайно нашел на Youtube . Тогда мне эта конструкция показалась идеальной со всех сторон, минимум усилий, минимум деталей, простая сборка. Но как показала практика эти направляющие работают не долго. На фото видно какая канавка образовалась на оси Z после недели моих тестовых запусков ЧПУ станка.
Самодельные направляющие на оси Z я заменил на мебельные, стоили меньше доллара за две штуки. Я их укоротил, оставил ход 8 см. На осях X и Y ещё остались направляющие старые, менять пока не буду, планирую на этом станке вырезать детали для нового станка, потом этот просто разберу.
Пару слов о фрезах. Я никогда не работал с ЧПУ и опыт фрезерования у меня тоже очень маленький. Купил я в Китае несколько фрез, у всех 3 и 4 канавки, позже я понял, что эти фрезы хороши для металла, для фрезерования фанеры нужны другие фрезы.
Пока новые фрезы преодолевают расстояние от Китая до Беларуси я пытаюсь работать с тем, что есть.
На фото видно как фреза 4 мм горела на берёзовой фанере 10 мм, я так и не понял почему, фанера чистая, а на фрезе нагар похожий на смолу от сосны.
Далее на фото фреза 2 мм четырёхзаходная после попытки фрезерования пластика. Этот кусок расплавленного пластика потом очень плохо снимался, откусывал по чуть-чуть кусачками. Даже на малых оборотах фреза все равно вязнет, 4 канавки явно для металла:)
На днях у дяди был день рождения, по этому случаю решил сделать подарок на своей игрушке:)
В качестве подарка сделал аншлаг на дом из фанеры. Первым делом попробовал фрезеровать на пенопласте, чтобы проверить программу и не портить фанеру.
Из-за люфтов и прогибаний подкову получилось вырезать только с седьмого раза.
В общей сложности этот аншлаг (в чистом виде) фрезеровался около 5 часов + куча времени на то, что было испорчено.
Как-то я публиковал статью про ключницу , ниже на фото эта же ключница, но уже вырезанная на станке с ЧПУ. Минимум усилий, максимум точность. Из-за люфтов точность конечно не максимум, но второй станок я сделаю более жестким.
А ещё на станке с ЧПУ я вырезал шестерёнки из фанеры , это намного удобнее и быстрее, чем резать своими руками лобзиком.
Позже вырезал и квадратные шестерёнки из фанеры , они на самом деле крутятся:)
Итоги положительные. Сейчас займусь разработкой нового станка, буду вырезать детали уже на этом станке, ручной труд практически сводится к сборке.
Нужно освоить резку пластика, потому как встала работа над самодельным роботом-пылесосом . Собственно робот тоже подтолкнул меня на создание своего ЧПУ. Для робота буду резать из пластика шестерни и другие детали.
Update: Теперь покупаю фрезы прямые с двумя кромками (3.175*2.0*12 mm), режут без сильных задиров с обоих сторон фанеры.
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.
CNC станок из дерева на Arduino||Arduino-diy.com
Создаем CNC (ЧПУ) станок с использованием Arduino UNO R3, GCode Sender и GRBL.
Станок сделан из дерева. Готовьтесь к тому, что больше всего времени займет изготовление механической составляющей. С электроникой все несколько проще, но не менее интересно.
Фотографий будет много, текстовых пояснений – необходимый минимум.
Фотографии приведены в конце каждого раздела проекта.
Необходимы материалы и компоненты
Из собственного опыта рекомендую приобрести все необходимые материалы перед началом любого проекта.
Список материалов и компонентов, которые вам понадобятся:
- Фанера
- Резьбовые валы
- Стальные стержни
- Шариковые подшипники
- Гайки
- Болты
- Шаговые двигатели (в данном проекте использовались Nema 23)
- Драйвера шаговых двигателей TB6560
- Источник питания 24 В 15 А
- Arduino UNO R3
- Провода
- Втулки из нейлона (капролона, фторопласта) и металлические втулки
Ссылки для заказа необходимого электронного оборудования, которое использовалось в проекте из Китая
Ось X
Для того, чтобы сделать основание, используется несколько деревянных брусков, в которых сделаны глухие и сквозные отверстия.
После этого устанавливаются стальные резьбовой вал. Он выполняют роль привода для оси Х. Глухие отверстия служат упором для стальных валов, которые выполняют роль направляющих для оси Х. Резьбовой вал устанавливается по центру. При его вращении каретка (стол), перемещается вдоль оси Х. На толщине фанеры или деревянного бруска экономить не надо. Чем больше она весит, тем меньше наш станок будет вибрировать, соответственно, возрастает точность позиционирования.
Ось Y
Портальная конструкция оси Y очень схожа с конструкцией основания (ось Х). Портал (ось Y) устанавливается на подвижном столе, который перемещается по оси Х благодаря зафиксированной гайке под столом. Все это видно на рисунках, которые приведены ниже.
Ось Z
Ну и ось Z! Конструкция и сборка по принципу очень схожи с осями Х и Y. Эта ось обеспечивает вертикальное перемещение рабочего органа для подачи инструмента.
Сборка CNC станка
Собрать все это вместе несложно. Понадобится лишь несколько болтов-гаек.
Размеры конструкции, которые приведены на рисунке приблизительные. Вы можете сделать ваш станок с управлением от Arduino больше или меньше. Единственное, на что стоит обратить внимание: не используйте клей, если какие-то детали поломались. Просто изготовьте новую деталь, иначе о жесткости вашего CNC станка говорить не придется.
Электроника
Теперь настало время подключить Arduino, драйвера и шаговые двигатели . Используйте по одному драйверу на отдельный шаговый мотор. Каждому драйверу надо питание для работы. Я использовал источник питания 24 В 15 А. Драйвера выбираются в зависимости от силы тока (А), которая требуется для шаговых двигателей. A+, A-, B+, B- соответствуют каждой из двух катушек моторов и их полюсам. CLK+ (Clock) подключается к пину step (шаг) на Arduino, CW+ (Clock Wise) подключается к пину direction (направление), CLK- и CW подключается к пину GND. EN+ EN- подключать не надо.
По ссылке ниже находится схема подключения Arduino GRBL и некоторые необходимые пояснения.
Подключение Grbl.
Загрузка и настройка GRBL на Arduino Uno R3
Подробная инструкция по загрузке GRBL на Arduino Uno R3 приведена на видео ниже. В описании приведены ссылки на программы и файлы GRBL. По сути ничего сложного нет. Загрузите код GRBL с помощью XLoader ( grbl_v0_8c_atmega328p_16mhz_9600. hex — https://raw.githubusercontent.com/grbl/grbl-builds/master/builds/grbl_v0_8c_atmega328p_16mhz_9600.hex ) на вашу плату Arduino. После этого откройте GCodeSender, чтобы подключить ваш Arduino к персональному компьютеру. Все! Ваша плата Arduino готова к использованию для управления CNC станком.
На еще одном видео ниже приведена инструкция по настроке GRBL под ваши шаговые двигатели (хоть и тоже на итальянском, но по видеоматериалу можно спокойно сориентироваться):
CAD/CAM рекомендации и видео рабочего CNC станка с управлением от Arduino
Для задания траектории обработки (профиля вашей будущей детали) используются чертежи из любой CAD программы.
После этого используется CAM программа для формирования G кода. Я, например, использую MasterCam X7, которая одновременно выполняет задачи и CAD и CAM программы.
На видео ниже представлен конечный результат. Надеюсь, вам понравится и это даст вам дополнительную мотивацию для создания собственного CNC станка под управлением Arduino.
Оставляйте Ваши комментарии, вопросы и делитесь личным опытом ниже. В дискуссии часто рождаются новые идеи и проекты!
собираем своими руками Фрезерный станок 3d своими руками
Для большинства домашних умельцев изготовление такого агрегата, как фрезерный станок с ЧПУ своими руками- что-то на уровне фантастического сюжета, ведь подобные машины и механизмы представляют собой сложные в проектном, конструктивном и электронном пониманиях устройства.
Однако, обладая под рукой необходимой документацией, а также требуемыми материалами, приспособлениями, мини-фрезерный самодельный аппарат, укомплектованный ЧПУ, сделать собственноручно вполне возможно.
Данный механизм выделяется точностью выполняемой обработки, несложностью в управлении механическими и технологическими процессами, а также отличными показателями производительности и качества изделий.
Принцип работы
Инновационные машины для фрезерования с блоками на компьютерном управлении предназначается для выполнения сложных рисунков на полуфабрикатах. Конструкция обязана обладать электронной составляющей. В комплексе это позволит по максимуму автоматизировать рабочие процессы.
Для моделирования фрезерных механизмов, первоначально требуется ознакомиться с основополагающими элементами. В роли исполнительного элемента выступает фреза, которая монтируется в шпиндель, расположенный на валу электрического мотора. Эта часть закрепляется на основе. Она способна выполнять перемещение в двух координатных осях: Х и Y. Для фиксирования заготовок сконструируйте и установите опорный стол.
Электрический блок регулировки сочленяется с электрическими маршевыми моторами.
Они обеспечат перемещение каретки относительно обрабатываемых заготовок или полуфабрикатов. По подобной технологии выполняется 3D-графическое изображения на деревянных плоскостях.
Последовательность выполнения работ за счет данного механизма с ЧПУ:
- Написание рабочей программы, за счет которой будут выполняться перемещения рабочего органа. Для данной процедуры лучше всего пользоваться специализированными электронными комплексами, призванные выполнить адаптацию в “кустарных” экземплярах.
- Монтирование полуфабрикатов на столик.
- Вывод программного обеспечения на ЧПУ.
- Запуск механизмов, контролирование прохождения автоматических манипуляций оборудования.
Для получения максимального уровня автоматизации в 3D-режиме, корректно скомплектуйте схему и обозначьте определенные составляющие. Эксперты настоятельно советуют первоначально изучать производственные экземпляры перед началом построения фрезерной машины собственными руками.
Схема и чертеж
Схема фрезерного станка с ЧПУ
Наиболее ответственная фаза в изготовлении самодельного аналога – поиск оптимального хода изготовления оборудования.
Он напрямую зависит от габаритных характеристик обрабатываемых заготовок и необходимости достижения определенного качества в обработке.
Для необходимости получения всех необходимых функций оборудования, наилучшим вариантом является изготовление мини-фрезерного станка собственными руками. Таким образом, вы будете уверены не только в сборке и ее качестве, но также и технологических свойствах, наперед будет известно, как его обслуживать.
Составляющие трансмиссии
Самым удачным вариантом является конструирование 2-х кареток, передвигаемых по перпендикулярным осям X и Y. Как остов лучше применять металлические шлифованные прутья. На них «одеваются» передвижные мобильные каретки. Для корректного изготовления трансмиссии заготовьте шаговые электромоторы, а также комплект винтов.
Для улучшенного автоматизирования рабочих процессов фрезерных машин с ЧПУ, сконструированных собственноручно, требуется сразу до мелочей скомплектовать электронную составляющую. Она делится на следующие компоненты:
- используется для проведения электрической энергии на шаговые моторы и осуществляет питание микросхемы контроллера. Ходовой считается модификация 12в 3А;
- его предназначением выступает подача команд на двигатели. Для правильного выполнения всех заданных операций фрезерной машины с ЧПУ, достаточно будет применение несложной схемы для выполнения контроля работоспособности 3-х двигателей;
- драйверы (программное обеспечение). Также представляет собой элемент регулировки подвижного механизма.
Ходовой считается модификация 12в 3А;Видео: фрезерный станок с ЧПУ своими руками.
Комплектующие для самодельного фрезерного станка
Следующий, и ответственный шаг в построении фрезерного оборудования – подборка комплектующих для построения самодельного агрегата. Оптимальный выход из данной ситуации – применение подручных деталей и приспособлений. За основу для настольных экземпляров 3D-станков возможно взять твердые деревянные породы (бук, граб), алюминий/сталь или органическое стекло.
Для нормальной работы комплекса в целом требуется разработка конструкции суппортов. В момент их передвижения не недопустимы колебания, это вызовет некорректное фрезерование.
Следовательно, перед выполнением сборки, комплектующие проверяются на надежность работы.
Практические советы по выбору составляющих фрезерной машины с ЧПУ:
- направляющие – применяются стальные хорошо отшлифованные прутки Ø12 мм. Длина оси X равняется около 200 мм, Y — 100 мм;
- суппортный механизм, оптимальный материал – текстолит. Стандартные габариты площадки составляют 30×100×50 мм;
- шаговые моторы – знатоки инженерного дела советуют применять образцы от печатного устройства 24в, 5А. Они обладают достаточно значительной мощностью;
- блок фиксирования рабочего органа, его тоже можно построить с применением текстолита. Конфигурация прямо зависит от существующего в наличии инструмента.
Порядок построения фрезерного оборудования с ЧПУ
После завершения подбора всех необходимых комплектующих можно совершенно беспрепятственно построить собственноручно негабаритный фрезерный механизм укомплектованный ЧПУ. Прежде, чем приступить к непосредственному конструированию, еще раз проверяем составляющие, производится контроль их параметров и качества изготовления.
Это в дальнейшем поможет избежать преждевременного выхода из строя цепи механизма.
Для надежной фиксации комплектующих оборудования применяется специализированные крепежные запчасти. Их конструктив и исполнение напрямую зависят от будущей схемы.
Перечень необходимых действий для сборки небольшого оборудования с ЧПУ для выполнения процесса фрезеровки:
- Монтирование направляющих осей суппортного элемента, фиксирование на крайних частях машины.
- Притирание суппортов. Требуется передвигать по направляющим до того момента, пока не образуется плавное передвижение.
- Затягивание винтов для фиксирования суппортного устройства.
- Крепление комплектующих на основу рабочего механизма.
- Монтирование ходовых винтов и муфт.
- Установка маршевых моторов. Они закрепляются к болтам муфт.
Электронные комплектующие расположены в автономном шкафу. Это обеспечивает минимизацию сбоев в работоспособности в процессе проведения технологических операций фрезером.
Плоскость для монтирования рабочей машины обязана быть без перепадов, ведь конструкция не предусматривает винтов регулирования уровней.
После завершения вышеперечисленного, приступайте к выполнению пробных испытаний. Сначала необходимо установить легкую программу для выполнения фрезеровки. В процессе работы нужно непрерывно сверять все проходы рабочего органа (фрезы). Параметры, которые подлежат постоянному контролю: глубина и ширина обработки. Особенным образом это относится к 3D-обработке.
Таким образом, ссылаясь на выше написанную информацию, изготовление фрезерного оборудования собственными руками, дает целый перечень преимуществ перед обычными покупными аналогами. Во-первых, данная конструкция будет подходить под предполагаемые объемы и виды работ, во-вторых, обеспечена ремонтопригодность, так как построена из подручных материалов и приспособлений и, в-третьих, такой вариант оборудования недорогой.
Имея опыт конструирования подобного оборудования, дальнейший ремонт не займет много времени, простои сведутся до минимума.
Подобное оборудование может пригодиться вашим соседям по дачному участку для выполнения собственных ремонтных работ. Отдав в аренду такое оборудование, вы поможете ближнему товарищу в труде, в будущем рассчитывайте на его помощь.
Разобравшись с конструктивом и функциональными особенностями фрезерных станков, а также нагрузкой, которая на него ляжет, можете смело приниматься за его изготовление, опираясь на практичную информацию, приведенную по ходу текста. Конструируйте и выполняйте поставленные задачи безо всяких проблем.
Видео: самодельный ЧПУ фрезерный станок по дереву.
Зная о том, что фрезерный станок с ЧПУ считается усложненным техническим и электронным оборудованием, многие мастера думают, что его просто нельзя сделать своими руками.
Однако это мнение не соответствует действительности: своими руками сделать такое устройство можно, но для этого необходимо иметь не только его полный чертеж, но и набор определенных инструментов и подходящих комплектующих.
ЧПУ станок своими руками (чертежи)
Решившись на создание самодельного специального станка с ЧПУ, помните, что на это может уйти много времени. Помимо этого, понадобится много денег.
Чтобы изготовить фрезерный станок, который оснащается системой ЧПУ, можно воспользоваться 2 способами: приобрести готовый набор из специально выбранных деталей, из которых и собирается такое оборудование, либо отыскать все комплектующие и самостоятельно собрать устройство, полностью подходящее всем вашим требованиям.
Подготовка к работе
Если вы запланировали изготовить станок с ЧПУ самостоятельно, не применяя готового набора, то первое, что вам нужно будет сделать, — это остановиться на специальной схеме , по которой будет работать такое мини-устройство.
Сборка оборудования
Основанием собранного фрезерного оборудования может стать балка прямоугольного типа, которую надо крепко фиксировать на направляющих.
Несущая конструкция оборудования должна обладать большой жесткостью .
При ее монтаже лучше не применять сварных соединений, а присоединять все детали лишь с помощью винтов.
Во фрезерном оборудовании, которое вы будете собирать самостоятельно, должен быть предусмотрен механизм, который обеспечит перемещение рабочего приспособления в вертикальном направлении. Лучше всего взять для него винтовую передачу, вращение на которую будет передаваться с помощью зубчатого ремня.
Основная часть станка
Важная часть такого станка — его вертикальная ось, которую для самодельного прибора можно сделать из алюминиевой плиты. Помните, чтобы размеры такой оси были точно подобраны под габариты создаваемого устройства .
В статье описан самодельный станок с ЧПУ. Главное достоинство данного варианта станка – простой метод подключения шаговых двигателей к компьютеру через порт LPT.
Механическая часть
Станина
Станина нашего станка сделана из пластмассы толщиной 11-12мм. Материал не критичен, можно использовать алюминий, органическое стекло фанеру и любой другой доступный материал.
Основные детали каркаса прикрепляются с помощью саморезов, при желании можно дополнительно оформить места креплений клеем, если используете древесину, то можно использовать клей ПВА.
Суппорта и направляющие
В качестве направляющих использованы стальные прутки с диаметром 12мм, длина 200мм (на ось Z 90мм), две штуки на ось. Суппорта изготавливаются из текстолита размерами 25Х100Х45. Текстолит имеет три сквозных отверстия, два из них для направляющих и одно для гайки. Направляющие части крепятся винтами М6. Суппорты Х и У в верхней части имеют 4 резьбовых отверстия для крепления стола и узла оси Z.
Суппорт Z
Направляющие оси Z крепятся к суппорту Х через стальную пластину, которая является переходной, размеры пластины 45х100х4.
Шаговые двигатели устанавливаются на крепежи, которые можно изготовить из листовой стали с толщиной 2-3мм. Винт нужно соединить с осью шагового двигателя при помощи гибкого вала, в качестве которого может быть использован резиновый шланг.
При использовании жесткого вала, система будет работать не точно. Гайку делают из латуни, которую вклеивают в суппорт.
Сборка
Сборка самодельного ЧПУ станка, осуществляется в следующей последовательности:
- Для начала нужно установить в суппорта все направляющие компоненты и прикрутить их к боковинам, которые вначале не установлены на основание.
- Суппорт передвигаем по направляющим до тех пор, пока не добьемся плавного хода.
- Затягиваем болты, фиксируя направляющие части.
- К основанию крепим суппорт, узел направляющие и боковину, для крепления используем саморезы.
- Собираем узел Z и вместе с переходной пластиной прикрепляем его к суппорту X.
- Далее устанавливаем ходовые винты вместе с муфтами.
- Устанавливаем шаговые двигатели, соединяя ротор двигателя и винт муфтой. Обращаем строгое внимание на то, чтобы ходовые винты вращались плавно.
Рекомендации по сборке станка:
Гайки можно изготовить также из чугуна, использовать другие материалы не стоит, винты можно купить в любом строительном магазине и обрезать под свои нужды.
При использовании винтов с резьбой М6х1, длина гайки будет 10 мм.
Чертежи станка.rar
Переходим ко второй части сборки ЧПУ станка своими руками, а именно к электронике.
Электроника
Блок питания
В качестве источника питания был использован блок на 12Вольт 3А. Блок предназначен для питания шаговых двигателей. Еще один источник напряжения на 5Вольт и с током 0.3А был использован для запитки микросхем контролера. Источник питания зависит от мощности шаговых двигателей.
Приведем расчет блока питания. Расчет прост — 3х2х1=6А, где 3 — количество используемых шаговых двигателей, 2 — число запитанных обмоток, 1 — ток в Амперах.
Контролер управления
Управляющий контроллер был собран всего на 3-х микросхемах серии 555TM7. Контроллер не требует прошивки и имеет достаточно простую принципиальную схему, благодаря этому, данный ЧПУ станок своими руками может сделать человек не особо разбирающийся в электронике.
Описание и назначение выводов разъема порта LPT.
| Выв. | Название | Направление | Описание |
| 1 | STROBE | ввод и вывод | Устанавливается PC после завершения каждой передачи данных |
| 2..9 | DO-D7 | вывод | Вывод |
| 10 | АСК | ввод | Устанавливается в «0» внешним устройством после приема байта |
| 11 | BUSY | ввод | Устройство показывает, что оно занято, путем установки этой линии в «1» |
| 12 | Paper out | ввод | Для принтеров |
| 13 | Select | ввод | Устройство показывает, что оно готово, путем установки на этой линии «1 » |
| 14 | Autofeed | ||
| 15 | Error | ввод | Индицирует об ошибке |
| 16 | Initialize | ввод и вывод | |
| 17 | Select In | ввод и вывод | |
18. .25 | Ground GND | GND | Общий провод |
Для эксперимента был использован шаговый двигатель от старого 5,25-дюймов. В схеме 7 бит не используется т.к. применено 3 двигателя. На него можно повесить ключ включение главного двигателя (фреза или сверло).
Драйвер для шаговых двигателей
Для управления шаговым двигателем используется драйвер, который из себя представляет усилитель с 4-я каналами. Конструкция реализована всего на 4-х транзисторах типа КТ917.
Применять можно и серийные микросхемы, к примеру — ULN 2004 (9 ключей) с током 0,5-0.6А.
Для управления используется программа vri-cnc. Подробное описание и инструкция по использованию программы находится на .
Собрав данный ЧПУ станок своими руками, вы станете обладателем машины способной выполнять механическую обработку (сверление, фрезерование) пластмасс. Гравировку по стали. Также самодельный станок с ЧПУ может использоваться как графопостроитель, на нем можно рисовать и сверлить печатные платы.
По материалам сайта: vri-cnc.ru
Зная о том, что является сложным техническим и электронным устройством, многие умельцы думают, что его просто невозможно изготовить своими руками. Однако такое мнение ошибочно: самостоятельно сделать подобное оборудование можно, но для этого нужно иметь не только его подробный чертеж, но и набор необходимых инструментов и соответствующих комплектующих.
Обработка дюралевой заготовки на самодельном настольном фрезерном станке
Решившись на изготовление самодельного с ЧПУ, имейте в виду, что на это может уйти значительное количество времени. Кроме того, потребуются определенные финансовые затраты. Однако не побоявшись таких трудностей и правильно подойдя к решению всех вопросов, можно стать обладателем доступного по стоимости, эффективного и производительного оборудования, позволяющего выполнять обработку заготовок из различных материалов с высокой степенью точности.
Чтобы сделать фрезерный станок, оснащенный системой ЧПУ, можно воспользоваться двумя вариантами: купить готовый набор, из специально подобранных элементов которого и собирается такое оборудование, либо найти все комплектующие и своими руками собрать устройство, полностью удовлетворяющее всем вашим требованиям.
Инструкция по сборке самодельного фрезерного станка с ЧПУ
Ниже на фото можно увидеть сделанный собственными руками , к которому прилагается подробная инструкция по изготовлению и сборке с указанием используемых материалов и комплектующих, точными «выкройками» деталей станка и приблизительными затратами. Единственный минус — инструкция на английском языке, но разобраться в подробных чертежах вполне можно и без знания языка.
Скачать бесплатно инструкцию по изготовлению станка:
Фрезерный станок с ЧПУ собран и готов к работе. Ниже несколько иллюстраций из инструкции по сборке данного станка
«Выкройки» деталей станка (уменьшенный вид)
Начало сборки станка
Промежуточный этап
Заключительный этап сборки
Подготовительные работы
Если вы решили, что будете конструировать станок с ЧПУ своими руками, не используя готового набора, то первое, что вам необходимо будет сделать, — это остановить свой выбор на принципиальной схеме, по которой будет работать такое мини-оборудование.
За основу фрезерного оборудования с ЧПУ можно взять старый сверлильный станок, в котором рабочая головка со сверлом заменяется на фрезерную. Самое сложное, что придется конструировать в таком оборудовании, — это механизм, обеспечивающий передвижение инструмента в трех независимых плоскостях. Этот механизм можно собрать на основе кареток от неработающего принтера, он обеспечит перемещение инструмента в двух плоскостях.
К устройству, собранному по такой принципиальной схеме, легко подключить программное управление. Однако его основной недостаток заключается в том, что обрабатывать на таком станке с ЧПУ можно будет только заготовки из пластика, древесины и тонкого листового металла. Объясняется это тем, что каретки от старого принтера, которые будут обеспечивать перемещение режущего инструмента, не обладают достаточной степенью жесткости.
Чтобы ваш самодельный станок с ЧПУ был способен выполнять полноценные фрезерные операции с заготовками из различных материалов, за перемещение рабочего инструмента должен отвечать достаточно мощный шаговый двигатель.
Совершенно не обязательно искать двигатель именно шагового типа, его можно изготовить из обычного электромотора, подвергнув последний небольшой доработке.
Применение шагового двигателя в вашем даст возможность избежать использования винтовой передачи, а функциональные возможности и характеристики самодельного оборудования от этого не станут хуже. Если же вы все-таки решите использовать для своего мини-станка каретки от принтера, то желательно подобрать их от более крупногабаритной модели печатного устройства. Для передачи усилия на вал фрезерного оборудования лучше применять не обычные, а зубчатые ремни, которые не будут проскальзывать на шкивах.
Одним из наиболее важных узлов любого подобного станка является механизм фрезера. Именно его изготовлению необходимо уделить особое внимание. Чтобы правильно сделать такой механизм, вам потребуются подробные чертежи, которым необходимо будет строго следовать.
Чертежи фрезерного станка с ЧПУ
Приступаем к сборке оборудования
Основой самодельного фрезерного оборудования с ЧПУ может стать балка прямоугольного сечения, которую надо надежно зафиксировать на направляющих.
Несущая конструкция станка должна обладать высокой жесткостью, при ее монтаже лучше не использовать сварных соединений, а соединять все элементы нужно только при помощи винтов.
Объясняется это требование тем, что сварные швы очень плохо переносят вибрационные нагрузки, которым в обязательном порядке будет подвергаться несущая конструкция оборудования. Такие нагрузки в итоге приведут к тому, что рама станка начнет разрушаться со временем, и в ней произойдут изменения в геометрических размерах, что скажется на точности настройки оборудования и его работоспособности.
Сварные швы при монтаже рамы самодельного фрезерного станка часто провоцируют развитие люфта в его узлах, а также прогиб направляющих, образующийся при серьезных нагрузках.
Во фрезерном станке, который вы будете собирать своими руками, должен быть предусмотрен механизм, обеспечивающий перемещение рабочего инструмента в вертикальном направлении. Лучше всего использовать для этого винтовую передачу, вращение на которую будет передаваться при помощи зубчатого ремня.
Важная деталь фрезерного станка – его вертикальная ось, которую для самодельного устройства можно изготовить из алюминиевой плиты. Очень важно, чтобы размеры этой оси были точно подогнаны под габариты собираемого устройства. Если в вашем распоряжении есть муфельная печь, то изготовить вертикальную ось станка можно своими руками, отлив ее из алюминия по размерам, указанным в готовом чертеже.
После того как все комплектующие вашего самодельного фрезерного станка подготовлены, можно приступать к его сборке. Начинается данный процесс с монтажа двух шаговых электродвигателей, которые крепятся на корпус оборудования за его вертикальной осью. Один из таких электродвигателей будет отвечать за перемещение фрезерной головки в горизонтальной плоскости, а второй — за перемещение головки, соответственно, в вертикальной. После этого монтируются остальные узлы и агрегаты самодельного оборудования.
Вращение на все узлы самодельного оборудования с ЧПУ должно передаваться только посредством ременных передач.
Прежде чем подключать к собранному станку систему программного управления, следует проверить его работоспособность в ручном режиме и сразу устранить все выявленные недостатки в его работе.
Посмотреть процесс сборки можно на видео, которое несложно найти в интернете.
Шаговые двигатели
В конструкции любого фрезерного станка, оснащенного ЧПУ, обязательно присутствуют шаговые двигатели, которые обеспечивают перемещение инструмента в трех плоскостях: 3D. При конструировании самодельного станка для этой цели можно использовать электромоторы, установленные в матричном принтере. Большинство старых моделей матричных печатных устройств оснащались электродвигателями, обладающими достаточно высокой мощностью. Кроме шаговых электродвигателей из старого принтера стоит взять прочные стальные стержни, которые также можно использовать в конструкции вашего самодельного станка.
Чтобы своими руками сделать фрезерный станок с ЧПУ, вам потребуются три шаговых двигателя.
Поскольку в матричном принтере их всего два, необходимо будет найти и разобрать еще одно старое печатное устройство.
Окажется большим плюсом, если найденные вами двигатели будут иметь пять проводов управления: это позволит значительно увеличить функциональность вашего будущего мини-станка. Важно также выяснить следующие параметры найденных вами шаговых электродвигателей: на сколько градусов осуществляется поворот за один шаг, каково напряжение питания, а также значение сопротивления обмотки.
Конструкция привода самодельного фрезерного станка с ЧПУ собирается из гайки и шпильки, размеры которых следует предварительно подобрать по чертежу вашего оборудования. Для фиксации вала электродвигателя и для его присоединения к шпильке удобно использовать толстую резиновую обмотку от электрического кабеля. Такие элементы вашего станка с ЧПУ, как фиксаторы, можно изготовить в виде нейлоновой втулки, в которую вставлен винт. Для того чтобы сделать такие несложные конструктивные элементы, вам понадобятся обычный напильник и дрель.
Электронная начинка оборудования
Управлять вашим станком с ЧПУ, сделанным своими руками, будет программное обеспечение, а его необходимо правильно подобрать. Выбирая такое обеспечение (его можно написать и самостоятельно), важно обращать внимание на то, чтобы оно было работоспособным и позволяло станку реализовывать все свои функциональные возможности. Такое ПО должно содержать драйверы для контроллеров, которые будут установлены на ваш фрезерный мини-станок.
В самодельном станке с ЧПУ обязательным является порт LPT, через который электронная система управления и подключается к станку. Очень важно, чтобы такое подключение осуществлялось через установленные шаговые электродвигатели.
Выбирая электронные комплектующие для своего станка, сделанного своими руками, важно обращать внимание на их качество, так как именно от этого будет зависеть точность технологических операций, которые на нем будут выполняться. После установки и подключения всех электронных компонентов системы ЧПУ нужно выполнить загрузку необходимого программного обеспечения и драйверов.
Только после этого следуют пробный запуск станка, проверка правильности его работы под управлением загруженных программ, выявление недостатков и их оперативное устранение.
В домашней мастерской желательно иметь простейшие настольные станки — сверлильный, шлифовальный и т.д. Но если надо выполнить точные работы, то не обойтись без фрезерного агрегата. Для этого можно изготовить несложный ЧПУ своими руками. Это можно сделать двумя путями:
Самодельный станок ЧПУ необходим для точного сверления или обрезания, а также обточки деталей.
- купить набор для изготовления подобной конструкции;
- сделать такой фрезер самому.
Первый путь связан с определенными финансовыми расходами. Фирменные станки для домашнего использования имеют сравнительно высокую цену и не всем по карману.
С ЧПУ требует определенных знаний и владение инструментом для его создания.
С чего начать конструирование самодельного фрезера?
Для начала надо выбрать подходящую схему агрегата.
За основу можно взять обычный сверлильный станок, только вместо сверла использовать в качестве рабочего инструмента фрезу. Естественно, надо будет продумать механизм его передвижения в трех плоскостях. Обычно для маленьких агрегатов используют переработанные каретки от принтера, с помощью которых рабочий инструмент может передвигаться в двух плоскостях. Это выгодно и с точки зрения подключения программного обеспечения для работы в автоматическом режиме. Но такие конструкции имеют один недостаток — они позволяют обрабатывать дерево, пластик и тонкие листы металла (1-2 мм).
Поэтому для более серьезных работ ЧПУ фрезер должен иметь шаговые двигатели повышенной мощности. Их можно сделать путем доработки стандартных электродвигателей этого класса, что позволит отказаться от применения винтовой передачи с сохранением всех ее достоинств. Для передачи усилия на вал лучше всего применить зубчатые ремни.
При использовании самодельных кареток для передвижения рабочего инструмента можно использовать части от больших принтеров.
Ниже будет описана одна из самодельных конструкций подобного типа.
Вернуться к оглавлению
Изготовление ЧПУ фрезера своими силами
Этот станок по своей конструкции напоминает образцы промышленных агрегатов. Основой его служит низкая балка прямоугольного сечения, прямо закрепленная на направляющих. Это позволяет получить нужную жесткость конструкции и свести к минимуму сварочные работы при создании фрезера.
В качестве основы взята металлическая квадратная труба со стороной 75-85 мм. Для крепления к направляющим надо применить подошвы прямоугольного типа 65 х 25 мм. Это позволяет отказаться от сварки на данном этапе работ и поможет при точной настройке фрезера. Это нужно и для правильного выставления углов в 90 градусов. Основная балка и подошва соединяются с помощью 4 винтов М6, которые надо затянуть до упора, чтобы получить нужную жесткость. Это исключит люфт, хотя возможен прогиб направляющих при большой нагрузке и неполадки в подшипниках скольжения (можно применить любые подходящие, даже китайские).
Вертикальный подъем рабочего инструмента осуществляется с помощью винтовой передачи, а зубчатый ремень используется для отдачи вращения на ходовой винт. Это дает возможность избежать биений, понизить центр тяжести агрегата и сэкономить место. Сама вертикальная ось изготовляется из алюминиевой плиты. Ее надо обработать на фрезерном станке по размерам, нужным для самодельного станка. Если в домашней мастерской есть муфельная печь, то ее можно отлить из алюминия.
За осью надо установить два шаговых двигателя: первый вращает ходовой винт вертикального смещения, а второй обеспечивает передвижение по горизонтали. Вращение передается при помощи ремней. Некоторые детали надо заказать у токаря, если нет собственного токарного станка.
После изготовления всех элементов и сборки надо проверить ЧПУ фрезер в работе, используя ручное управление. После этого надо заняться контроллерами шаговых двигателей и программным обеспечением. Если нет соответствующих знаний, то можно обратиться в фирму, которая имеет в штате хороших программистов.
Еще может понадобиться станина из металла или искусственного камня, которую лучше заказать по нужным размерам.
Вернуться к оглавлению
Какие шаговые двигатели может иметь самодельный ЧПУ?
Это самые важные элементы будущего фрезера.
Для того чтобы достать такие электродвигатели, надо разобрать старые матричные принтеры (например, «Эпсон»). Внутри таких аппаратов есть два шаговых двигателя и хорошие стальные стержни из закаленной стали. Для постройки фрезера надо иметь 3 электродвигателя, поэтому придется разобрать 2 принтера.
С целью упрощения производства операций на самодельном станке лучше всего применить двигатели с 5-6 проводами управления: они имеют хороший крутящий момент, и с ними легко работать. Для правильной программной настройки надо знать число их градусов на шаг, рабочее напряжение и сопротивление обмотки.
Для привода на самодельный ЧПУ обычно используется гайка и шпилька. Для закрепления вала шагового двигателя обычно применяют кусок толстостенного резинового кабеля, с его помощью электродвигатель присоединяют к шпильке.
В качестве фиксаторов используют самодельные втулки с винтом. Их делают из нейлона, применяя дрель и напильник.
Назначение и виды продольно-фрезерных станков по дереву
Статьи
Все фото из статьи
При проведении работ с древесиной часто требуется плоскостная обработка, придание определенной формы торцам, нанесение объемных орнаментов или даже рисунков и другие сложные операции. Все это можно делать с помощью фрезерного станка по дереву, который может иметь разные конструкции.
В данном обзоре мы расскажем об основных вариантах и разберемся, из чего состоит оборудование.
На фото: такой станок позволяет выполнять широкий спектр задач и обеспечивает высокую точность обработки
Принцип работы фрезерных станков по дереву
Оборудование этой категории предназначено для создания изделий из дерева. Технология напоминает работу скульптора, отсекающего лишние части бесформенной заготовки. В данном случае основные функции выполняет фреза. Этот инструмент с острыми гранями вращается на большой скорости, что ускоряет выполнение рабочих операций.
Его приводят в действие электрическим двигателем. Для обеспечения необходимой точности движения применяют специализированные механические устройства.
Принципиальная схема и кинематика
На чертеже изображена конструкция станка профессиональной категории. Этот пример подойдёт для изучения типовых функциональных компонентов:
- Чтобы ручное перемещение заготовок было точным, применяют специальные линейки (1, 5) и многопозиционный сектор (2) с зубцами. Эти детали закреплены на столе (17).
- Ограничитель (4) предотвращает попадание в рабочую зону посторонних предметов.
- На расстоянии удобного доступа помещают пульт (6). Сюда выносят аварийный выключатель питания, другие элементы управления.
- Фреза (3) установлена на шпинделе (12). Он укреплён дополнительной верхней опорой (7), которая вставлена в кронштейн (8). Для подъёма этого узла есть специальный маховик (9).
- Рукояткой (10) с винтовым приводом регулируют натяжение ременной передачи.
- Электромотор (11) размещён в нижней части. Массивная станина обеспечивает устойчивость во всех рабочих режимах.
- Отдельным маховиком (13) изменяют высоту шпинделя. Переключателем (15) устанавливают его частоту вращения.
- На боковой стенке установлен главный выключатель (16).
Массивная станина обеспечивает устойчивость во всех рабочих режимах.Такая конструкция рассчитана на сильные нагрузки. Она подходит для создания металлообрабатывающего оборудования. В данной публикации речь идёт о фрезерных станках по дереву, поэтому допустимо применение менее прочного силового каркаса, электроприводов сравнительно небольшой мощности.
Фреза установлена в шпиндель по направлению вверх, привод – в нижней части корпуса
Такая конструкция с широким и прочным столом хорошо подойдёт для торцевой обработки крупных заготовок. Рабочие операции выполняются вручную, поэтому пригодятся линейки и другие ограничители.
Фрезерный станок вертикальный по дереву (фабричная модель)
В этом варианте обеспечивается более высокая точность обработки с помощью жёсткой фиксации заготовки и встроенных механизмов плавного перемещения.
Фрезеровальный станок по дереву с числовым программным управлением (ЧПУ)
Это наиболее дорогостоящее оборудование с улучшенными техническими характеристиками. Здесь шпиндель для фрезерного станка по дереву перемещается вместе с инструментом по заданной траектории очень точно с применением шаговых двигателей без вмешательства и тщательного контроля со стороны пользователя. Обеспечивается высокая скорость обработки без ущерба качеству. Дополнительным преимуществом является возможность многократного повторения одинаковых технологических процессов.
Копировальный горизонтальный фрезерный станок по дереву
В этой конструкции рабочий узел жёстко соединён с контрольным щупом, который ограничивает его перемещения с учётом формы образца. С применением этого неслишком сложного приспособления можно создавать качественные копии в домашней мастерской.
К сведению! При необходимости можно найти инструкции по созданию токарно-фрезерных самодельных станков по дереву, других модификаций.
В любом случае необходимо заранее определить характеристики будущих технологических операций для уточнения параметров подходящего оборудования.
Как выбрать мощность силового привода фрезерного станка по дереву для домашней мастерской
Профильные специалисты рекомендуют выбирать силовой агрегат для оборудования этой категории мощностью не менее 1,4−1,6 кВт. Если предполагается постоянное выполнение больших объёмов работ, данный параметр увеличивают на 20−25%. Достаточно мощная техника выполняет свои функции без перегрузок, что снижает риск поломок, продлевает реальный срок службы. Цена такого фрезерного станка значительно не увеличится. Зато появится возможность устанавливать крупные фрезы.
Для правильной оценки следует одновременно учитывать частоту вращения (диапазон – 10 000−35 000 об/мин). Необходимо помнить о том, что при увеличении диаметра фрезы соответствующим образом возрастает угловая скорость. Если превысить определённый порог, сила трения повысит температуру до потемнения деревянной заготовки (возникновения пламени).
Мнение эксперта
Артём Крикунов
Консультант по подбору инструмента ООО «ВсеИнструменты.ру»
Спросить у специалиста
“Чтобы исключить затруднения при выборе оптимального режима обработки, рекомендуется сделать плавную регулировку скорости вращения шпинделя”.
Система охлаждения шпинделя ЧПУ
Система охлаждения фрезерного шпинделя станка ЧПУ может быть воздушной или водяной. Обе системы имеют свои достоинства и недостатки.
Шпиндели с воздушным охлаждением изготавливаются в алюминиевом корпусе с высокими показателями теплоотдачи. Вентилятор воздушного охлаждения может устанавливаться на вал ротора, или иметь независимый привод. Такие шпиндели стоят дешевле и не требуют особого ухода. Однако они имеют некоторые недостатки. С одной стороны на низких оборотах могут сильно нагреваться, а с другой стороны производители не рекомендуют их использование с выключенной системой аспирации.
Фрезерные шпиндели с системой водяного охлаждения работают в пределах наиболее благоприятных температур, что положительно отражается как на сроке службы подшипников, так и на рабочих характеристиках шпинделя в целом.
Они практически бесшумны. Единственный недостаток – это обязательное подключение к устройству подачи охлаждающей жидкости (тосола или антифриза).
Создание фрезерного станка по дереву своими руками – описание важных этапов с инструкциями
Фрезерный станок относится к классу особо опасных конструкций. Поэтому, прежде, чем приступить к изготовлению такого изделия, обязательно изучите порядок и технологии работ. В противном случае, лучше приобрести готовый прибор.
Какие комплектующие элементы и материалы нужны в работе
Для образца можно использовать фабричное изделие с хорошими потребительскими характеристиками
Силовые элементы конструкции лучше сделать из стали. Подойдут стандартные уголки (трубы, квадраты) со стенками от 2 мм и более. Вместо сварных соединений удобнее применять винтовые. В этом случае упрощается разборка для длительного хранения и перемещения на большие расстояния. Также легче будет заменить испорченную деталь. В любом случае металлические элементы надо защитить от коррозии последовательными слоями грунтовки и краски.
Столешницу, линейки и некоторые другие части можно сделать из прочных сортов древесины, фанеры. Такие материалы разрушаются под воздействием повышенной влажности при перепадах температур. Это надо учитывать при размещении оборудования в неотапливаемом помещении.
Изготовление своими руками станины самодельного фрезерного станка по дереву
Прочное устойчивое основание можно сделать из профильных труб (20×20; 30×30)
С применением «болгарки» отрезают необходимые заготовки. Основу для столешницы делают из уголка. В нижней части устанавливают укрепляющие поперечины. К торцам приваривают опорные пластины. Если сделать в них отверстия с резьбой и вкрутить болты, получится удобное приспособление для устойчивой установки фрезерного стола по деревуна неровной поверхности. Своими руками такую конструкцию при хорошей предварительной подготовке можно сделать за день.
Изготовление столешницы
Поверхность этой части конструкции должна быть идеально ровной
Подойдёт качественная плита ДСП (от 25 мм) с толстым полимерным защитным слоем сверху и на торцах.
Такие изделия обладают лучшей стойкостью к неблагоприятным внешним воздействиям, по сравнению с массивом из натурального дерева. С применением фрезеровки создают выемки. В них вставляют металлические профили.
К рабочей зоне гофрированным шлангом подключают строительный пылесос для автоматизированного удаления опилок
Другие функциональные детали
Такой универсальный прижимной узел можно использовать для оснащения фрезера и циркулярной пилы
Упор, вертикальная и горизонтальная гребёнка
Стальная гребёнка и технология её применения
Выбор электрооборудования
Требования к двигателю, переключателям и другим компонентам следует рассмотреть отдельно. Как и при оценке материалов, необходимо делать выбор на основании условий в мастерской. Некоторые электрические аппараты и устройства выпускают в соответствии с нормами IP. Его значение определяет защищённость изделия от влаги и пыли.
Этот кулачковый переключатель соответствует стандарту IP 40
Такая маркировка обозначает:
- «4» – предотвращение проникновения внутрь корпуса частиц пыли с размерами от 1 мм и более;
- «0»– отсутствие защиты от воды.
Особенности подключения своими руками копировально-фрезерного станка по дереву к электропитанию
В соответствии с действующими правилами «ПУЭ», обязательно должно быть заземление при эксплуатации оборудования, подключённого к трёхфазной сети в 380V. Многие бытовые фабричные модели и самодельные токарно-фрезерные станки по дереву рассчитаны на 220 V. В этом случае также рекомендуется применять защитную цепь. Заземление предотвратит поражение электрическим током, повреждение отдельных узлов.
Также применяют схемы выравнивания потенциалов по аналогии с оснащением помещений, которые отличаются высоким уровнем влажности
В каком порядке собираются комплектующие элементы
Для изготовления фрезерного станка по дереву своими руками подойдёт чертёж этой сравнительно несложной конструкции
Сварку металлических уголков можно сделать в специализированной металлообрабатывающей мастерской. Там же следует заказать стальные гребёнки и другие сложные узлы.
Сборку начинают с каркаса. На него устанавливают столешницу и навесные детали. Конструкцию кладут на бок. Подсоединяют электропривод и гофрированный шланг пылесоса. Возвращают станок в рабочее положение, включают в сеть, проверяют функциональность.
Дополнительные защитные элементы
Комбинированный защитный экран профессионального фрезерного станка
Аналогичное ограждение несложно изготовить своими руками. Оно должно защищать пользователя и людей, которые случайно могут оказаться рядом. Прозрачные стенки создают из небьющегося оргстекла толщиной не менее 4 мм. В некоторых ситуациях удобнее создать экран в непосредственной близости от инструмента.
Выступающие за контур станины части оборудования маркируют жёлтой краской. Такую же предупреждающую разметку наносят на быстро перемещающиеся детали, внутренние поверхности кожухов и дверей. Следует применять защиту от перегрузок, которая автоматически отключает питание при заклинивании фрезы, в иных опасных ситуациях.
Повышает уровень безопасности автоматическое торможение шпинделя после отключения привода.
Фрезерный станок ЧПУ по дереву своими руками – общие положения и важные нюансы
Это оборудование применяют для изготовления сложных деталей и крупных партий одинаковых изделий
Особой системой приводов фреза перемещается по вертикали и горизонтали в границах рабочего стола, наклоняется под нужным углом. Точность перемещений обеспечивают применением шаговых электродвигателей. Всеми действиями управляет электроника и специализированное программное обеспечение. Для изготовления фрезера с ЧПУ по дереву своими руками необходимы соответствующие знания и навыки.
Подробные инструкции по реализации такого проекта нужно рассматривать подробно с помощью отдельной серии тематических статей. В рамках настоящей публикации можно привести несколько универсальных рекомендаций:
- Чтобы снизить нагрузки на опорные части и шпиндель до нескольких кг, следует пользоваться качественным, хорошо заточенным инструментом соптимальной скоростью обработки.
- Необязательно выбирать мощные шаговые двигатели (более 20 Вт). В данном проекте они преодолевают сравнительно небольшие силы трения при перемещении по направляющим. Для уменьшения сопротивления необходима качественная смазка.
- Для получения хорошей точности подходят шаговые двигатели с единичным шагом в 1,6−2° (погрешность − 2,5−3%). Необходимо правильно подобрать соответствующую винтовую пару.
- С использованием зубчатого ремня получить точность выше 0,3−0,4 мм на длине 650−750 мм очень сложно. Винтовой привод поможет решить такую задачу без лишних трудностей.
- Предпочтительно применять подшипники скольжения. Шариковые аналоги отличаются большим люфтом.
Для повторения лучше взять неслишком сложный образец. Подойдёт, например, хорошо известный специалистам фрезерный станок австрийского производства Step-Four
Возможно, меня уволят за это!
Я давно хотел разместить серию постов по теме самодельных станков с ЧПУ. Но всегда останавливал тот факт, что Станкофф — станкоторговая компания.
Дескать, как же так, мы же должны продавать станки, а не учить людей делать их самостоятельно. Но увидев этот проект я решил плюнуть на все условности и поделиться им с вами.
И так, в рамках этой статьи-инструкции я хочу, что бы вы вместе с автором проекта, 21 летним механиком и дизайнером, изготовили свой собственный настольный фрезерный станок с ЧПУ. Повествование будет вестись от первого лица, но знайте, что к большому своему сожалению, я делюсь не своим опытом, а лишь вольно пересказываю автора сего проекта.
В этой статье будет достаточно много чертежей
, примечания к ним сделаны на английском языке, но я уверен, что настоящий технарь все поймет без лишних слов. Для удобства восприятия, я разобью повествование на «шаги».
Как сделать фрезу по дереву своими руками с применением недорогих заготовок
В этом видео можно посмотреть процесс работы на фрезерном станке по дереву:
При внимательном рассмотрении материала видно, как мастер использует разные инструменты для правильного и быстрого выполнения отдельных операций.
Такие изделия можно создать своими руками, если есть желание сэкономить или понадобилась фреза с особыми характеристиками
В качестве заготовок используют арматуру, свёрла, подходящие по форме шестерни, трубки. Чтобы получить хорошие режущие свойства, но сохранить прочность, рабочую кромку затачивают под углом в диапазоне от 6 до 11°. Для обработки металлических заготовок пользуются шлифовальными машинками с дисками, рассчитанными на соответствующие нагрузки.
Предисловие от автора
Уже в 12 лет я мечтал построить машину, которая будет способна создавать различные вещи. Машину, которая даст мне возможность изготовить любой предмет домашнего обихода. Спустя два года я наткнулся на словосочетание ЧПУ
или если говорить точнее, то на фразу
«Фрезерный станок с ЧПУ»
. После того как я узнал, что есть люди способные сделать такой станок самостоятельно для своих нужд, в своем собственном гараже, я понял, что тоже смогу это сделать.
Я должен это сделать
! В течение трех месяцев я пытался собрать подходящие детали, но не сдвинулся с места.
Поэтому моя одержимость постепенно угасла.
В августе 2013 идея построить фрезерный станок с ЧПУ вновь захватила меня. Я только что окончил бакалавриат университета промышленного дизайна, так что я был вполне уверен в своих возможностях. Теперь я четко понимал разницу между мной сегодняшним и мной пятилетней давности. Я научился работать с металлом, освоил техники работы на ручных металлообрабатывающих станках, но самое главное я научился применять инструменты для разработки. Я надеюсь, что эта инструкция вдохновит вас на создание своего станка с ЧПУ!
Создание фрезерного станка с ЧПУ: 18 шагов (с изображениями)
Перед тем, как начать сборку станка, вам всегда нужно будет сделать какой-то проект. Иногда это должны быть только наброски на листе бумаги, но для этой машины требовался более точный трехмерный чертеж. Я сделал свой дизайн с помощью google sketchup. Google sketchup — это бесплатная программа для CAD, которую вы можете загрузить из Интернета. Я обнаружил, что с ним очень легко работать, хотя я никогда раньше не работал с программами CAD.
Вы не сможете рисовать настолько сложные проекты, насколько это возможно, с помощью других программ, таких как Autocad, но для моих целей это сработало отлично.
Моей главной целью было получить все необходимые размеры для моих деталей, чтобы я мог заказывать их онлайн. Я хотел посмотреть, подходят ли все мои части вместе. Поскольку машина состоит из множества движущихся частей, я хотел убедиться, что ничто не ударит друг друга во время работы машины.
Когда я начал проектировать машину, у меня уже были некоторые детали, такие как линейные направляющие и шариковые винты.Я купил их у человека, который построил тестовую машину для своего интернет-магазина. Я использовал ту же электронику для этой машины, что и для деревянной тестовой машины, которую построил ранее.
Это основные размеры и детали, используемые для станка:
Габаритные размеры
X: 1050 мм
Y: 840 мм
Z: 400 мм
Ход
X: 730 мм
Y: 650 мм
Z: 150 мм
длина направляющих и шарико-винтовых пар зависит от размера машины, которую вы хотите построить.
Электроника
— 3x 3 Нм Nema 23 Stepper Motors
— 3x DM556 Драйвер шагового двигателя Leadshine
— Источник питания 36 В (для шаговых двигателей)
— Плата Breakout Board
— Источник питания 5 В (для Breakout Board)
Лучше: Ethernet Smoothstepper (не использует порт LPT старого типа).
— Переключатель ВКЛ. / ВЫКЛ.
— Экранированный провод 18/4 Awg
— 3x Датчик приближения (концевой выключатель)
Вы также можете купить полный комплект электроники, который включает шаговые двигатели и драйверы.Они работают нормально, но иногда могут быть более низкого качества, чем настоящие драйверы Leadshine.
— Шпиндель : Kress FME 800 или Bosch Colt или Dewalt Compact Router
Если вы также хотите резать алюминий и другие цветные металлы, шпиндель с водяным или воздушным охлаждением будет намного лучше. Вы можете купить комплект, в котором есть все необходимое.
Я приобрел его в качестве обновления после завершения моего ЧПУ
Дополнительно:
— Корпус электроники
— Энергетическая цепь
— Разъемы
Механический
— Линейные направляющие: X: SBR 20 Y / Z: SBR 16
— ШВП: X / Y: 16 мм, шаг 5 мм
Вы можете сэкономить много денег, купив комплект, который включает линейные направляющие и ШВП.
— Приводной винт оси Z : M10 с самодельной гайкой из делрина, но лучше использовать шарико-винт
— Алюминиевые профили : 30/60 мм Misumi 100 мм
— Алюминиевые пластины : толщина 15 мм
— CAD / CAM программное обеспечение: CamBam / Fusion 360
— Программное обеспечение контроллера: Mach4
Машина почти полностью построена из алюминиевой пластины толщиной 15 мм и алюминиевых профилей 30×60 мм. Я построил этот фрезерный станок с ЧПУ, используя очень ограниченное количество инструментов.
В основном я использовал сверлильный станок и токарный станок. Поскольку у меня не было подходящих инструментов для резки алюминиевых пластин по размеру, я сконструировал машину в соответствии со стандартными размерами и заказал пластины онлайн, уже обрезанные по длине. Алюминиевые профили, которые я использовал, также были отрезаны по длине, и я заказал их в компании Misumi Europe.
При проектировании фрезерного станка с ЧПУ полезно задать себе несколько вопросов. Здесь вы найдете процесс разработки моего фрезерного станка с ЧПУ.
Какой тип фрезерного станка с ЧПУ вы хотите построить?
В основном есть два типа фрезерных станков с ЧПУ: конструкция с подвижным столом и конструкция с подвижным порталом.Конструкции в стиле подвижного стола часто используются для фрезерных станков с ЧПУ меньшего размера. Их легче сконструировать, и они могут быть более жесткими, чем подвижные портальные машины. Обратной стороной возможности перемещения стола вместо портала является то, что общая занимаемая площадь машины в сравнении с рабочей зоной резки примерно в два раза больше, чем при конструкции подвижного портала.
Поэтому, вероятно, лучше сделать машину с подвижным порталом, если размер конверта для резки превышает 30×30 см. Поскольку я хотел построить станок с размером режущей кромки примерно 65×65 см, я использовал дизайн в стиле подвижного портала.
Что вы хотите вырезать с помощью фрезерного станка с ЧПУ?
Это определяет практически каждый ответ на приведенные ниже вопросы. Я хотел использовать станок в основном для фанеры, твердых пород дерева и пластика, но также и для алюминия. Если вы хотите резать материалы тверже алюминия, я рекомендую построить фрезерный станок с ЧПУ вместо фрезерного станка.
Из какого материала вы будете строить машину?
Это определяется указанным выше вопросом. Хорошим ориентиром является то, что материал, который вы используете для изготовления станка, должен быть прочнее или прочнее материала, который вы хотите разрезать.Поэтому, если вы хотите резать алюминий, вам следует использовать алюминий или даже сталь для изготовления станка.
Я видел деревянные фрезерные станки с ЧПУ, которые могут резать алюминий (вы найдете некоторые из них на YouTube), но это происходило очень медленно, и машины должны быть очень хорошо сконструированы. Поскольку я хотел резать алюминий с помощью этого фрезерного станка с ЧПУ, я построил его из алюминия. Я мог бы использовать сталь, но ее труднее обрабатывать, и у меня не было для этого подходящих инструментов.
Какая длина хода вам нужна для каждой оси?
Моим первым намерением было построить фрезерный станок с ЧПУ, который мог бы обрабатывать листовые товары стандартного размера, такие как фанера и МДФ.В Нидерландах это 62 х 121 см. Поэтому для оси Y я хотел, чтобы расстояние перемещения составляло не менее 620 мм. Машина находится в небольшом сарае на моем заднем дворе с очень ограниченным пространством. Я не мог сделать машину слишком большой, потому что тогда она действительно мешала бы и занимала все пространство. Таким образом, ход оси X составляет всего 730 мм.
Это меньше, чем полная длина листа фанеры (1210 мм), но я подумал, что если я хочу обработать что-то действительно большое, я могу разрезать первую часть, а затем сдвинуть лист вперед и разрезать последнюю часть.Используя эту технику, вы можете вырезать детали, которые намного больше, чем обычное расстояние X-перемещения. Для оси Z я решил, что 150 мм будет достаточно для возможного использования четвертой оси в будущем.
Какой тип линейного перемещения вы будете использовать для станка?
Существует множество вариантов линейного перемещения: направляющие выдвижных ящиков, шарикоподшипники на направляющей V, подшипники с V-образной канавкой, круглая линейная направляющая без опоры, круглая линейная направляющая с полной опорой и профильная линейная направляющая. Используемая вами система линейного перемещения в значительной степени определяет качество резки, которого вы можете достичь.Я бы порекомендовал выбрать лучшую систему, которую вы можете себе позволить.
Проведя небольшое исследование, я обнаружил, что линейные рельсы с полной опорой были бы лучшим вариантом, который я все еще мог себе позволить. Если вы выполните поиск SBR12, SBR16 или SBR20 на ebay или Amazon, вы найдете множество разных продавцов и наборов на выбор. Если вы строите 3-осевой фрезерный станок с ЧПУ, вам следует купить комплект, состоящий из трех наборов линейных направляющих и двух линейных подшипников на направляющую.
Какую систему линейного привода вы будете использовать для каждой оси?
Основные опции для привода каждой оси: зубчатый ремень, зубчатая рейка и ведущие винты.Для самодельных фрезерных станков с ЧПУ чаще всего используются приводные винты. Системы винтовых приводов работают путем размещения неподвижной гайки на движущейся части машины и удерживания винта на месте с обоих концов. Винт прикрепляется к двигателю. Если моторы начнут вращаться, гайка с прикрепленной к ней подвижной частью станка переместится вдоль винта и приведет машину в движение.
Для осей X и Y я использовал шарико-винтовые пары. Шарико-винтовые пары обеспечивают очень плавное движение без люфта. Люфт — это величина люфта между приводным винтом и гайкой, и это то, чего вы не хотите в фрезерном станке с ЧПУ.Если вы хотите узнать больше о люфте, я рекомендую заглянуть на сайт cncroutersource.com. Шарико-винтовые пары
дороже, чем винты ACME (которые являются хорошей альтернативой), но они снова значительно улучшают скорость резания и качество резания, которых вы можете достичь.
Для оси Z я использовал резьбовой стержень M10 из высококачественной нержавеющей стали с самодельной гайкой из делрина.
Какой тип приводного двигателя и контроллера вы собираетесь использовать?
Что касается двигателей, то существует два основных варианта: серводвигатели и шаговые двигатели.Серводвигатели
в основном используются для высокопроизводительных фрезерных станков с ЧПУ и очень дороги. Они используют энкодеры для обеспечения обратной связи по положению и требуют более дорогих контроллеров.
Шаговые двигатели широко используются на самодельных фрезерных станках с ЧПУ и бывают разных типов и размеров. Размер шагового двигателя, который вам нужен, зависит от того, что вы хотите резать, с какой скоростью вы хотите его резать, какой тип линейного привода и компонентов движения вы используете, насколько велика машина и т. Д. Я использовал шаговые двигатели 3 Нм для своей машины , что, вероятно, является излишним.
Контроллер должен соответствовать используемому двигателю. Вы можете использовать отдельные драйверы для каждого двигателя, как это сделал я, или вы можете купить плату драйвера с 3 или 4 осями. Вы можете узнать больше об электронике, которую я использовал на шаге 14.
Какой тип шпинделя вы будете использовать?
В большинстве самодельных фрезерных станков с ЧПУ в качестве режущего шпинделя станка используется стандартный деревообрабатывающий или обрезной фрезерный станок. Моя не исключение. Я использовал фрезер Kress, который немного более высокого качества, чем стандартные фрезы по дереву, и у него хороший зажимной фланец 43 мм.
Если вы хотите резать много разных материалов, вам может пригодиться какой-нибудь регулятор скорости. Маршрутизатор Kress имеет встроенный регулятор скорости, но вы найдете его на большинстве маршрутизаторов. Если вы собираетесь выполнять очень тяжелую резку, возможно, стоит взглянуть на шпиндели с воздушным или водяным охлаждением. Вы также можете найти их на Amazon / Ebay, но они будут стоить вам намного дороже, чем стандартный маршрутизатор. Они используют VFD для управления скоростью и могут быть намного тише стандартных маршрутизаторов.
Сколько будет стоить машина и хочу ли я потратить столько денег?
Я оценил общие затраты на этот фрезерный станок с ЧПУ примерно в 1500 евро.Фрезерный станок с ЧПУ стоит дорого, но вы можете сэкономить много денег, построив его самостоятельно.
После того, как я нашел ответы на все вышеперечисленные вопросы, я разработал окончательный дизайн моего фрезерного станка с ЧПУ. Как видите, мой дизайн не очень детализирован.
Например, вы не увидите точное расположение отверстий на всех деталях. Трудно определить, сколько болтов нужно использовать, чтобы соединить две детали, если вы никогда раньше не держали их в руках.
Для меня этого дизайна было достаточно, чтобы дать мне хорошее представление о том, как все будет работать и какие детали мне следует заказать.
После того, как дизайн был завершен и несколько раз отклонен / переделан, я мог начать заказывать все необходимые детали. Алюминиевые профили 30×60 мм и все алюминиевые пластины для портала и оси Z, которые я использовал для оси X, были предварительно отрезаны по длине. Я также заказал несколько усиленных антивибрационных регулирующих ножек.
Linux с маршрутизатором DIY с ЧПУ
Абстрактные
Итак, вы решили создать собственный маршрутизатор с ЧПУ (компьютерное числовое управление).Теперь вам нужно программное обеспечение для управления ЧПУ. Чтобы создавать свои шедевры, вам нужна программа для дизайна. Вам необходимо преобразовать свой шедевр для программного обеспечения ЧПУ. На помощь приходит Linux. Приходите на интересную прогулку по дереву, работающему в стиле Linux.
Итак, вы поработали над текстом, в основном не слишком сложным, но вы готовы принять вызов. Просто вы достаточно разбираетесь в компьютерном оборудовании. А теперь посмотрим, какой интересный проект у нас получится.
Создайте свой ЧПУ
В процессе исследования того, каким проектом вы хотите заниматься, вы наткнулись на интересный веб-сайт с книгой о DIY CNC. Итак, вы полагаете, что взглянете и купите книгу для своего Kindle. Kindle Book под Chrome
Ознакомившись с информацией, вы поймете, что вы можете работать с деревом, учитывая всю доступную документацию. У вас есть большая часть инструментов для обработки дерева, но вы добавляете несколько штук в свою коллекцию.
Затем вам нужно получить механические детали, не обрабатываемые деревом, такие как подшипники, резьбовой стержень и, наконец, комплект двигателя с ЧПУ.Есть также такие вещи, как гайки и болты и уголки, но их можно купить в местном хозяйственном магазине.
В процессе создания станка с ЧПУ интересно посмотреть некоторые из множества видеороликов YouTube DIY CNC, чтобы узнать о различных способах сборки вашего станка. Я имею в виду, что в конце концов, это ваш проект, поэтому редактирование его частей в процессе сборки — это часть удовольствия.
Подключение вашего ЧПУ
После того, как вы закончили базовую машину, вам нужно подключить ее. Да, есть инструкции по подключению проводов.Но это общие идеи, вам нужно точно выяснить, как их реализовать.
Есть некоторые письменные диаграммы, подобные этой от Longs Motor, на которых не указано необходимое напряжение питания 5 Вольт. Кроме того, отсутствует проводка для концевых выключателей.
Наконец, но не в последнюю очередь, вам понадобится проводка для таких вещей, как переключатель аварийной остановки, питание для шаговых двигателей и питание для маршрутизатора. Эти вещи подсказываются дополнительным чтением, поэтому я постарался собрать все лучшее из прочитанного в законченный отрывок.
Наконец, поскольку это числовой элемент управления компьютером, вам понадобится компьютер и место для его установки. Одно из требований — это параллельный порт. В прошлом это было обычным делом для принтеров. Сегодня они менее распространены, поскольку все используют порты USB. Но это отличный вариант для старого настольного компьютера, поскольку вам не нужна большая вычислительная мощность. В конце концов, это контроллер прибора, а не универсальный компьютер.
Готовый станок с ЧПУLinux для вас ЧПУ
Итак, теперь, когда у вас есть физическая машина, вам нужно программное обеспечение для управления двигателями.Ну, как я люблю говорить, LinuxCNC приходит вам на помощь. Авторы уже выполнили работу по созданию программного обеспечения для управления вашим новым устройством.
Программа принимает инструкции в формате, известном как G-код, которые инструктируют три двигателя, как двигаться. Моторы не только отправляются инструкциями, но и включают график, показывающий, что он делает во время обработки.
Одна точка срабатывания — это конфигурация, которую необходимо выполнить для согласования вашего оборудования с программным обеспечением.Это требует некоторого понимания оборудования и некоторых проб и ошибок, чтобы все исправить. В конце концов, я получил информацию из нескольких источников и экспериментировал, чтобы найти лучший баланс между скоростью и точностью.
Если честно, в течение всего процесса были приняты решения, которые влияют на то, как будет построена конечная машина. Например, у вас есть количество шагов, необходимое каждому двигателю для полного оборота. Затем вы должны решить, сколько витков на дюйм будет использовать ваш резьбовой стержень.Наконец, вам нужно будет решить, сколько микрошагов вы хотите для каждого шага. Теперь, когда у вас слишком много тусклых глаз, есть много помощи в Интернете.
Прежде чем я начну описывать инструменты и методы, используемые при создании объектов с помощью фрезерного станка с ЧПУ, давайте посмотрим, могу ли я дать вам визуальное представление о том, как работает этот инструмент.
Представьте, что перед вами лист бумаги и фломастер в руке, и вы делаете знак с надписью «Я (Сердце) Linux». Сначала вы выбираете на странице начальную точку для заглавной буквы I.Вы кладете кончик фломастера на бумагу и рисуете верхнюю часть прописной буквы I. Затем вы берете ручку, перемещаетесь к середине верха большой буквы I и кладете ручку. Переместите ручку вниз к основанию заглавной буквы I. Возьмите ручку и переместитесь к началу перекладины у основания заглавной буквы I. Положите ручку вниз и проведите линию для нижней части. Возьмите ручку, переместитесь в центр сердца, положите стержень. Нарисуйте одну сторону сердца. И Т. Д. Надеюсь, к настоящему времени вы поняли.
Поступательное описание этого может показаться утомительным, но именно так программируется робот, именно так работает ЧПУ.
Начальная точка известна как начало координат и обозначается как X0, Y0 и Z0. X — перемещение стола вперед-назад, Y — перемещение влево и вправо, а Z перемещает маршрутизатор вверх и вниз. Благодаря этой комбинации трех осей вы можете перемещать фрезерный станок в любом месте на поверхности стола.
Это действие или фрезерный станок в фрезерном станке с ЧПУ. Так же работает 3D-принтер.3D-принтер перемещается к месту на столе и выплевывает каплю пластика или любого другого материала. Итак, если у вас есть фрезерный станок с ЧПУ, у вас уже есть 90% 3D-принтера, вы просто заменяете маршрутизатор пластиковым инжектором и подключаете провод для управления депозитором.
Гравировка или 3D-дизайн
Фрезерный станок с ЧПУ — вычитающий инструмент. Это означает, что вы начинаете с блока какого-то материала, обычно дерева, и срезаете лишнее, чтобы создать свой объект. Это полная противоположность 3D-принтера.В принтере вы собираетесь использовать аддитивный процесс для создания чего-либо.
Фрезерный станок с ЧПУ, может использоваться как для гравировки, так и для 3D-дизайна.
2D, 2.5D, 3DРазница между 2D, 2.5D и 3D заключается в том, как маршрутизатор выполняет резку. Когда фрезерный станок с ЧПУ используется для гравировки, движение по осям X и Y плавно перемещает режущую головку, как если бы это была ручка для рисования.
Когда мы говорим о 3D, обычно мы перемещаем все 3 оси одновременно, чтобы создать глубину, такую как рельеф или форму.В 3D режущая головка будет перемещаться вперед и назад по заготовке, удаляя слои материала.
Язык ЧПУ
Прежде чем мы обсудим, как создавать объекты для ЧПУ, давайте уделим минуту и обсудим, какой язык использует инструмент LinuxCNC. Этот язык называется G-кодом, он предназначен для всех станков с ЧПУ. Это язык программирования, управляющий тремя или более двигателями.
Вы можете найти разумное руководство в LinuxCNC G Code Tutorial.
Прежде чем мы рассмотрим, как создавать ваши творения, давайте взглянем на образец G-кода, чтобы увидеть, как он работает.На самом деле вы могли бы писать свои творения напрямую в G-коде, но это было бы похоже на написание ваших компьютерных программ на ассемблере. Помимо понимания G-кода, это поможет вам понять, как работает фрезерный станок с ЧПУ.
Пример G-кодаМы говорили о том, как построить фрезерный станок с ЧПУ, теперь давайте поговорим о том, как вы собираетесь что-то сделать. Сначала поговорим о том, как перейти от идеи к готовому продукту. Затем мы обсудим инструменты, необходимые для выполнения работы.
Первый образец
Как и в любом дизайне, вы начинаете с идеи и обычно сначала делаете рисунок или набросок. Это часть мозгового штурма, для которой часто нужны только карандаш и бумага.
На этом этапе вы принимаете высокоуровневые решения о том, что вы хотите построить и как вы это себе представляете. На данный момент единственным ограничением является ваше воображение.
На этом этапе мозгового штурма больше, вам нужно решить, как вы хотите подойти к проекту.Например, если вы разрабатываете стул, вы можете потратить некоторое время на размышления о том, как вы собираетесь собирать детали, если у вас нет ОЧЕНЬ большой машины, которая могла бы вырезать его из цельного куска дерева.
Проектирование
Позвольте мне привести простой пример того, о чем я говорю. Допустим, вы хотите сделать коробку. Предположим, это будет просто, с четырьмя сторонами и дном.
Итак, вы набросали это на бумаге, а затем вы могли бы использовать программу CAD, чтобы разложить его.На данный момент выглядит хорошо.
Но для этого вам нужно вырезать 4 стороны отдельно. Также нужно будет подумать о том, как стороны стыкуются друг с другом. Давайте посмотрим на простую коробку, чтобы увидеть, как она была собрана.
Коробка для пальцевЭто дает вам некоторое представление о том, какие идеи необходимы. В качестве следующего примера давайте посмотрим на коробку в разобранном виде.
Keepsake BoxХорошо, теперь, когда я вас напугал, давайте поговорим о более простом использовании вашего фрезерного станка с ЧПУ.
Гравировка
Начнем с гравировки.Начну с гравировки, так как вывески создавать проще. Процесс обучения стал проще, и приложение F-Engrave стало намного проще в использовании. Кроме того, он генерирует G-код напрямую, поэтому преобразование не требуется.
Обычно вы сами решаете, какой текст или рисунок вы хотите гравировать. Затем вы запускаете программу и начинаете проектирование. Вы выбираете шрифт, решаете, что вы хотите, чтобы он говорил, излагаете слова в приятной манере и генерируете свой G-код.
Вместо того, чтобы я пытался это объяснить, давайте посмотрим видео на YouTube от автора F-Engrave.
|
<большой> <большой> <центр>
V0.1 Видеоруководство по F-Engrave |
Проектирование 3D
Написано Джоном Ф. Мур
Последняя редакция: среда, 18 октября, 11:01:33 EDT 2017
Это произведение находится под лицензией Лицензия Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Непортированный Лицензия.
7 Лучший DIY-фрезерный станок с ЧПУ (станки для деревообработки)
4. CNC Piranha FXЭто в основном менее дорогой вариант в линейке Piranha и хорошо сравнивается с более ранней Piranha XL , хотя, как следует из названия, у этой машины рабочая зона меньше, чем у ее старшего брата.
По размерам FX это очень респектабельные 300 мм x 330 мм с диапазоном высот 75 мм.
Хорошая конструкция:
Piranha FX — это хорошо спроектированная машина, в которой сочетание стали и алюминиевого сплава обеспечивает большую жесткость.
Вы получите хорошую точность от этого станка, и он справится с некоторыми тяжелыми работами, если вам это нужно, легко поедая резьбу по дереву и формовку.
Переход к делу:
Как и его старший брат, FX не поставляется с маршрутизатором, но он поставляется с тремя различными зажимными модулями, которые могут работать либо с De Walt, либо с Porter Cable, либо с маршрутизатором Bosch.
Это отлично сработает, если у вас есть один из них, который валяется в мастерской.
Однако:
Вам нужно будет учесть дополнительные расходы, если вам нужно будет купить выделенный маршрутизатор для использования с этим устройством, поэтому имейте это в виду перед покупкой.
Снова в постель:
Станина и общая конструкция этой машины хорошо спроектированы и хорошо выполнены, поэтому вам будет легко настроить работу, и ваша работа не должна перемещаться.
Поставляется с парой зажимов, что приятно, но, вероятно, вам понадобится еще пара.
Стоимость этого устройства позволяет это, поэтому должен быть бюджет, чтобы получить биты, необходимые для работы.
С воротником:
Стоит отметить, что сообщалось о некоторых проблемах с некоторыми зажимами маршрутизатора, поставляемыми с FX.
Они не всегда идеально подходят к роутерам, которые должны быть установлены, поэтому будьте готовы к некоторым ухищрениям в некоторых случаях.
Деревообрабатывающий станок с ЧПУ | Построен в США | Лучшие станки с ЧПУ для деревообработки