Самодельный чпу: Трехосный фрезерный станок по дереву с ЧПУ своими руками

Содержание

Сделал самодельный чпу фрезер, позади год. — Фрезерно-гравировальные станки

Здравствуйте, коллеги. Многих интересует возможность самостоятельной постройки ЧПУ станка для обработки камня.  Хочу поделиться своим опытом по постройке станка. Для начала предыстория моей эпопеи. В камнеобрабатывающем бизнесе, я человек случайный, хотя уже и не новичок, будем откровенны —  бизнес тяжёлый как для  человека рабочего, так для тех кто руководит таким бизнесом. В моей ситуации все плюсы и минусы нашего дела слились воедино, я и резчик и полировщик и установщик и бухгалтер и менеджер по работе с клиентами и гравёр (станок сауно), я же разрешаю все конфликтные ситуации. Пытался работать с людьми: одни пьют, другие халтурят, третьи ценник поднимают, что мне клиенты в жизни столько не заплатят. Плюс заказчики в последние годы, от бедности, всё скупее да горше становятся. И решил я, да пошло оно всё куда подальше, а не вернуться ли мне в деревообработку. Материал легче, его ***** какого хочешь, обрабатывается легче в разы, опыт богатейший, одна мечта станка ЧПУ  мне всегда не хватало в деревообработке.

  И вот по окончанию сезона 2018 года решил я вложится в свою новую затею, заказал комплектующие на станок ЧПУ с рабочим полем 180 на 130 см. и пока всё это добро выдвинулось из Китая в моём направлении, сам тем временем, дайка  думаю, почву прозондирую в деревообрабатывающей отрасли, да за одно вспомню, что да как в руках держать, благо не весе станочки да инструмент распродал. Посмотрел на ютубе, кто да, что творит, что по чём .  Да и сваял несколько эксклюзивных вещиц, да и поскорее их в продажу , на торговых интернет площадках. И каково было моё удивление, три месяца и ноль продаж, даже особого интереса никто не проявил, ой ля-ля думаю я, хороша бизнес идея. Тут и комплектующие из Китая подоспели. Сложил я комплектующие в один угол, станочки и инструмент в другой, эксклюзивчик свой раздарил родственникам,  и засучив рукава начал сезон 2019 года. Но всё же решил , срублю-ка я бабла, буду делать всё сам от начала и до конца, весь заказ, и не буду я зависеть от пьяного резчика и установщика халтурщика, а на хорошего мастерового мне просто не заработать (у меня подрабатывали хорошие специи, зарплата от 700 до 1000 долларов и объёмы подавай), ай думаю справлюсь сам.
Взял подсобника, так себе, но без запоев (первые три месяца), и давай пахать, подъём в 5 отбой в 24 а то и в час ночи, подсобник с 9 до 17 часов (законно!).  Под занавес сезона запил мой подсобник (девушка его бросила – понять можно). В одиночку работать стало веселей, брал иногда на подработку бичей (работа в удовольствие, но нервишки сдают). Попросил своего стародавнего работягу помочь, благо он питает ко мне дружеские чувства, да плюс здоровьем не обижен. Короче фундаменты и подъёмные детали комплексов, ваял я в одиночку, а неподъёмные плиты Андрей, друг и товарищ  мой, очень здорово выручал меня, совместно мы делали работу на легке. В итоге денег я так и не срубил, сезон выдался так себе, работы много, заработок не ахти какой. А в самом конце сезона накрылся мой бус, пришлось продать на запчасти, благо опять Андрей пришёл на выручку, своей машиной прицеп двухосник тягал, был у меня и второй бус, я на учёт его ставить, ан нет, рама переварина, в чермет его, так и поступил, продал  на металлолом.

Так я и закончил сезон 2019 года, подытожив его результаты, понял, что выбор для меня не велик. Вариант первый: сам, всё сам и между делом присматривать и себе местечко повыше, дабы водичкой не подмывало. Вариант второй: приём заказа, а всю работу по изготовлению и монтажу отдавать тем, кто делает свой кусок работы профессионально, самому в это время заняться художественным оформлением, благо опыт работы на гравировальных станках есть, да и сам станок в наличии. Прикупил ещё пару убитых станков (с пользой: получил богатейший опыт в ремонте станков сауно), даже привнёс некоторые конструктивные доработки, есть идея полной переделки механики станка на более распространённые и дешёвые комплектующие (но не менее качественные, чем сегодня использует сауно), ну это будущая история.   Сегодня о фрезерном станке ЧПУ.  Разыскал я в углу свои комплектующие, поразмыслил что у меня есть из железа для рамы (так как докупать особо средств нет), нарисовал примитивный проект станка в программке ПРО100, просчитал стоимость железа и алюминиевого профиля необходимого для конструкции станка с рабочим полем 180 на 130 см.

и пришёл к выводу – нет у меня таких средств,  исходя из своих возможностей, уменьшил рабочее поле до 115*105 см. Проект перерисовывал раз 20, всю раму варил из того материала который был в наличии, что то разрезал и делал из профильной трубы швеллера, что то напротив сращивал, увеличивая длину (сразу скажу, сварщик я нулевой, но получилось не плохо), всему учился на ютубе, благо там достаточно материала.  Вся рама разборная, состоит из сварных секций, соединённых на резьбовые соединения. Это позволило почти полностью исключить деформацию рамы при сварке. Тем не менее в условиях гаража сделать идеальную стальную раму не возможно, поэтому под направляющие по У и портал полностью сделаны из алюминиевого конструкционного профиля сечением 60*30мм., которые скручены в балки по оси У сечением 90*90мм. И портал 240*90мм., такой профиль брался исключительно исходя из его доступности в наших краях. Стальные бока портала, под каретки , заказал у мастеров под фрезеровку однако они , не хорошие люди, вырезали плазмой, три дня доводил их до ума посредством болгарки, напильника и какой то матери.
Винты отдал токарю, укоротили достаточно неплохо. Рельсы укоротил самостоятельно без особых затруднений.   Дальнейшая работа это изготовление деталей из уголков, профилей и обычных крепёжных уголков из хозмага. В принципе вполне увлекательное занятие. Сборка электрики и элементов управления отлично разжованы на ютубе, смотри, слушай, снимай на телефон. Больше всего беспокоился за моторы (серия 57), хватит ли им мощности таскать портал весом под 50-70 кг., оказалось вполне достаточно, но на больших скоростях происходит пропуск шагов (для обработки камня скорости вредны, потому не критично), в следующем станке буду применять моторы 86 серии с энкодерами (совет оптимистам). Для серьёзной работы шпиндель моего станка мягко говоря слабоват 2.2 киловата, но как учебный вполне, минимум необходимого 3.5 кв. Сразу смонтировал систему смазки ШВП и кареток, вещь не плохая но требует настройки путём подкручивания клапанов (винтиков) подачи масла. Затруднения вызвали настройки датчиков и частотника, но стоило посидеть пару часов, посмотреть видео и пришло понимание ( в общем всё гораздо проще чем кажется).
Фрезеровать пока не пробовал, только сегодня настроил частотник и запустил обкатку шпинделя.  Какие я возлагаю задачи на станок ЧПУ: 1.фрезеровка букв и знаков, 2.фрезеровка небольших крестиков и возможно простейших цветочков, 3.научиться работать на станке ЧПУ, 4.заработать немного для строительства станка с более тяжеловесными характеристиками.  Ну и наконец главный вопрос: и сколько это стоило?  Реально ответить тяжело, не считал, не записывал, приобретено много лишней мелочёвки, которую если сгрести в кучу выльется в некую сумму.  Смею предположить затрачено от 3.500 до 4.000 долларов. Много это или мало не берусь судить. Если бы использовать более мощный шпиндель и моторы 86 серии предполагаю цена возросла бы примерно на 1000 долларов.  Если есть вопросы по возможности отвечу, в пределах полученных познаний, раздавать советы, в том в чём сам слаб не обессудьте, не стану.   В будущем планирую разместить видео по станку (отсняты часы материала), но надо ещё всё смонтировать, много видео и по ремонту механики сауно, но опять таки нужно всё обработать, поэтому всё в планах.

Направляющие и каретки для ЧПУ своими руками: типы, конструкции

Механика каждого станка, независимо от его предназначения и типа, содержит комплектующие, которые относятся к базовым. Поэтому игнорировать их параметры недопустимо. Общепризнанно, что такой важной составляющей для металлорежущих или деревообрабатывающих устройств считаются направляющие. Именно ними определятся безошибочная и цикличная работа.

Поэтому тот, кто решил создать станок, должен позаботиться, чтобы в его конструкции использовались качественные направляющие для ЧПУ, положительно влияющие на функционал устройства. На приобретении комплектующих не экономят.

Основные типы направляющих

В процессе конструирования и монтажа станков (заводского и самодельного изготовления) применяют разные типы направляющих устройства.

Это связано с их предназначением – фрезерование, сверление или токарные работы. Они могут быть двух типов.

Направляющие скольжения

Их используют в оборудовании небольшой мощности, не требующем особой точности и высокой производительности. Такими деталями комплектуют сверлильные и токарные агрегаты настольного типа, деревообрабатывающие станки.

Полированный вал, как вид направляющей, относится к бюджетным. Он наиболее распространен.

ВАЖНО! Его изготавливают из высоколегированной стали, выполняют индукционную закалку и, впоследствии, шлифовку. Такая обработка служит для увеличения продолжительности работы, а вал изнашивается меньше.  

Полированный вал имеет недостатки:

  • крепление в концевых точках, со станиной нет крепления, из-за чего налицо отсутствие жесткой связи со столом и наличие погрешностей в обработке,
  • провисание при увеличенной длине, поэтому допустим её максимум – 1 метр. Рекомендуют иметь оптимальное соотношение диаметра вала и его длины (0. 06-0.1), чтобы достичь нормальных результатов.

Направляющие качения

Они сконструированы при участии подшипников качения.

У линейных подшипников – больший люфт, чем у каретки рельсовых направляющих, он меньше нагружен. Но у него есть ряд минусов:

  • низкий уровень грузоподъемности,
  • недолговечность,
  • изготовление с солидным люфтом,
  • чувствительный к воздействию пыли и стружек на вал.

Материал для производства втулок – бронза, латунь, капролон. Если имеет место соблюдение допусков, бронзовые подшипники скольжения не уступают подшипникам качения. Время от времени, если подшипник скольжения износился, его подгоняют, и чтобы устранить зазоры. Поэтому шариковая втулка более предпочтительна, благодаря тому, что она доступна и взаимозаменяема.

Вал и его виды

Стоит дать краткую характеристику и остальным видам.

  • Шлицевому валу свойственно наличие специальной дорожки для шариков втулки. Отличаясь большей жесткостью и износостойкостью, сравнительно с валом обычного вида, применим в механизмах, в которых желателен монтаж направляющих на концах. В конструкции станков задействованы крайне редко из-за дороговизны.
  • Вал на опоре в виде цилиндрических рельс линейного типа не допускает прогибания под нагрузкой и собственным весом. Его крепят на станине, надежно фиксируя. Несмотря на минусы, выражающиеся в наличии большого люфта втулок, их малом сроке эксплуатации, у цилиндрических рельс – большая грузоподъемность. Отличаясь от линейных подшипников, каретка по-разному реагирует на степень нагрузок. У небольшого станка ЧПУ, имеющего тяжелый шпиндель, есть вероятность того, что снизится точность.

  • Предназначение профильных рельсовых направляющих – большая точность. Они также прикреплены к станине. Благодаря специальным дорожкам качения, нагрузки на каретку распределяются равномерно по поверхности, а профилем касания шарика к рельсе есть дуга. Среди плюсов – наличие хорошей грузоподъемности и износоустойчивости, а люфт сведен к минимуму. Сложности производства таких рельсов, отрицательно сказываются на ценообразовании, они дорогостоящие. Особенно это относится к направляющим, поставляемым известными брендами, у которых станки имеют числовое программное управление.
  • У роликовых рельсов – плоские дорожки качения, а в опорном модуле, на месте шариков, установлены ролики, улучшающие все параметры направляющей. Их применяют в станках, фрезерующих черные металлы, сталь и камень.
  • «Ласточкин хвост» выбирают для промышленного металлообрабатывающего оборудования, если нужна повышенная жесткость крепления. В направляющих этого типа – скольжение плоских поверхностей при максимальной площади контакта. Их выполняют в виде монолита со станиной. Вследствие сложности и трудоемкости процесса изготовления и ремонта, поэтому хоббийное станкостроение не приемлет эти направляющие.

Каким конструкциям отдать предпочтение

Не все могут позволить себе приобрести, скажем, обрабатывающий центр с ЧПУ для изготовления мелкосерийных деталей в домашних условиях, станок форматного типа или для токарных работ. Но самодельный агрегат с ЧПУ, сделанный собственноручно – реально. Собранное устройство в умелых руках продемонстрирует образцы правильной обработки деталей.

Собирая механику программируемых станков, обычно применяют самодельные линейные направляющие, так как в устройствах с круговым движением нет необходимости. Обратим внимание на некоторые конструкции, применяемые при этом.

Оцинкованные или хромированные трубы

Они идут с различным диаметром можно использовать как стержни при монтаже маломощных устройств – плоскошлифовальных наждаков, сверлильных или токарных станков. По шлифованному цилиндрическому стержню осуществляется движение бронзовой втулки. Иногда суппорт делают и без нее. У труб – невысокая цен, их легко обрабатывать. Хотя есть минус: небольшой ресурс (стирание защитного слоя наступает спустя 15-20 проходок, после чего сталь изнашивается более интенсивно), нет нужного уровня прочности при высоких нагрузках.

Фрезер

Эффективен фрезер, в котором направляющий механизм изготовлен на основе бывшего в употреблении матричного принтера или печатной машинки «Янтарь». При таком варианте прослужит долго. Не нужно искать очень широкие подшипники, их внутренний поперечник должен равняться диаметру болтов.

Мебельные стержни

Проблему механики для станков с ЧПУ можно правильно решить при помощи мебельных стержней. Тем более, что самоделки с их применением гарантируют тщательную обработку на деревообрабатывающем, ленточно-шлифовальном оборудовании, и даже фрезерном с невысокой мощностью. Мебельные комплектующие относятся к дешевым, хотя ресурс у них небольшой.

Полированный вал

Недорогой и часто применяющийся тип направляющей. Сущность обработки – индукционно закалить верхний слой, что способствует повышению длительности эксплуатации и снижению интенсивности процесса изнашивания. Затем вал полируется, и каретка движется при минимальном трении.

Самодельные

Часто практикуется установка самодельных направляющих, используя то, что есть в наличии. Например, можно воспользоваться стальным уголком, подшипниками, гайками и болтами.

ВАЖНО! Не берите алюминиевый, в таком случае надо быть готовым к частой замене детали. Дорожки в ней выедают шарикоподшипники каретки.

Предпочтение лучше отдать стальному уголку. Если использование механизма ожидается интенсивным, лучше его закалить и отшлифовать для снижения трения на подшипниках.

Штоки

Собирая маленький домашний станок, иногда пользуются, как направляющими, штоками автомобильных стоек из отечественного авто. Они прочны и изготовлены из металла высокого качества. Это ощутимо сократит затрату средств на стоимость комплектующих.

Шины

Есть и такой вариант: алюминиевые шины из распредустройства трансформаторной подстанции с впрессованными медно-графитными втулками от стартера МАЗа. А подвижные узлы делают из пневмоклапанов, которые применяются для управления пневмоцилиндрами.

При изготовлении направляющих и кареток для чпу своими руками (роликовых или шариковых), надо пользоваться такими ожидаемыми критериями:

  • сохранение заданных параметров,
  • плавное линейное перемещение кареток,
  • эффективность работы,
  • низкое трение.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Некоторые умельцы советуют в механике на станке обойтись без втулок. Такой вариант возможен, но это чревато ухудшением производимых изделий, а сроки эксплуатации установленного устройства из стержней – снизятся.

Заключение

Если установленные комплектующие же умельцем подобраны или обработаны неточно, с таким устройством будут проблемы. Поэтому важно всегда учитывать эти рекомендации:

  • в фрезеровке металлических или каменных заготовок, профильным рельсам нет замены,
  • если строится станок с рабочим полем, превышающим 7 кв. м., лучше подобрать вариант профильных направляющих,
  • в оборудовании по обработке мягких материалов с маленьким рабочим полем, меньшим формата А4, применим полированный вал с диаметром 16-25 мм.

Если направляющая соответствует всем критериям, и каретка по ней движется плавно и равномерно, то и работа такого узла будет правильная.

Загрузка…

ЧПУ фрезер своими руками – чертежи, технология изготовления

ЧПУ фрезер своими руками – чертежи, технология изготовления

Итак, предлагаем поговорить о том, как сделать своими руками ЧПУ фрезер – подробности процесса, обзор требуемых наборов и комплектов, а еще общий опыт мастеров, которые уже это делали. Давайте откроем секреты сборки станка собственноручно. Итак, вы решили изготовить своими руками фрезерный ЧПУ станок, или, может быть, вы просто над этим лишь задумывались и не знаете, с чего начинать работы?

Есть огромное количество достоинств в наличии машины с ЧПУ. Станки домашнего типа могут произвести фрезерование и разрезать практически все виды материалов. Будь вы мастер или любитель, это будет открывать вам большой горизонт для творчества.

Сам факт, что один из станков может оказаться в личной мастерской, еще больше соблазнителем.

Общие сведения

Есть огромное количество причин, по которым люди желают построить собственный фрезеровальный станок, имеющий числовое программное управление, своими руками. Как правило, это происходит лишь по той причине, что мы просто не способны позволить приобрести себе его в магазине или напрямую от производителя, и в этом нет ничего странного, потому что их стоимость крайне велика. Или же вы можете быть похожи на домашних мастеров и получить множество удовольствия от проделанной своими руками работы и создания чего-то невероятного, оригинального. Вы можете просто заниматься таким для получения опыта в деле машиностроения.

Опыт

Когда мастера начали впервые разрабатывать, продумывать и изготавливать первый ЧПУ фрезеровальный станок своими руками, на подготовку проекта ушел приблизительно 1 день. Далее, после этого пришлось покупать элементы, и тут были проведены исследования.

И в форумах, как оказалось, можно найти в разных форумах и источниках, что привело к образованию новых вопросов:

  • Действительно ли требуются шарико-винтовые пары, или простые шпильки и гайки будут тоже работать вполне нормально.
  • Какой из линейных подшипников лучше, и стоит ли его покупать?
  • Двигатели с какими параметрами требуются, и лучше использовать сервопривод или шаговик?
  • Деформируется ли корпусный материал очень сильно при огромном размере станка?

К огромной радости, на некоторые вопросы можно сразу ответить за счет своей инженерно-технической базе, которая часто остается после учебы в соответствующем заведении. И все-таки, многие из проблем, с которыми можно столкнуться, не могли быть рассчитаны. Возможно, вам потребуется кто-то, имеющий практический опыт и информацию по такому вопросу. Естественно, что на форумах по данному вопросу можно найти много ответов от разных людей, и многие из которых противоречили друг другу. В этом случае потребуется продолжить исследования, чтобы выяснить, какие из ответов правда, а что является лишь словесным мусором. Но так приходится делать, если у вас ограниченный бюджет и хочется взять все лучшее из того, что можно приобрести за имеющиеся деньги. Аналогичная ситуация у большинства людей, которые создают самодельный станок фрезера с ЧПУ.

Комплекты и сборочные наборы фрезеров с ЧПУ

Да, существуют доступные комплекты станков для ручных работ по сборке, но еще не было таких наборов, которые можно было бы подстраивать под определенные нужды. Еще нет возможности вносить конструкционные изменения и разновидности станка, а еще их много, и откуда вы знаете, какой из них подойдет конкретно вам? Вне зависимости от того, насколько хороша инструкция, если конструкция продумана ужасно, то конечная машина останется плохой. Вот по этой причине требуется быть осведомленной относительно того, что вы строите и понимать определенную роль играют все детали.

Руководство

Данное руководство нацелено на то, чтобы не давать вам повторить те же ошибки, на которые другие мастера потратили своего драгоценного времени и средства. Мы рассмотрим все компоненты даже до болтиков, глядя на достоинства и недостатки всех типов деталей. Мы расскажем вам о каждом аспекте проектирования, а еще вы узнаете о том, как создавать ЧПУ станок своими руками. Мы проведем вас через механику до программного обеспечения и всему промежуточному.

Обратите внимание, что самодельные чертежи ЧПУ станков предлагают мало методов решения определенных проблем. Это часто может привести к «неаккуратной» конструкции или даже неудовлетворительной работе машины. Вот этой причине предлагаем вам для начала прочесть следующее руководство.

Подробности

Ключевые особенности

В первую очередь следует рассмотреть такие вопросы:

  • Определите подходящие конструкции конкретно для вас (к примеру, если вы планируете сделать станок по древесине собственноручно).
  • Требуемая площадь обработки.
  • Доступность рабочего места.
  • Допуски.
  • Материалы.
  • Способы конструирования.
  • Доступные инструменты.
  • Бюджет.

Теперь поговорим про оси.

Основание и ось Х-оси

Тут мы рассмотрим такие вопросы:

  • Проектирование и построение главной базы или основания Х-оси.
  • Разбивание разных конструкций на отдельные элементы.
  • Жестко прикрепленные детали.
  • Частично закрепленные элементы и прочее.

Проектирование оси Y

В этом пункте рассмотрим такие вопросы:

  • Проектирование и изготовление портальной оси Y.
  • Разбивайте разные конструкции на элементы.
  • Моменты и силы на порте и прочее.

Как собрать ось Z

Тут мы рассмотрим такие вопросы:

  • Проектирование, а еще сборочные работы по оси Z.
  • Далее рассматриваем моменты и силы на оси.
  • Уделите внимание рельсам и направляющим, а еще расстоянию между подшипниками.
  • Выбор кабель-канала.

Линейная система движения

В таком пункте предлагаем рассмотреть такие вопросы:

  • Подробно изучите системы линейного движения.
  • Подбор правильной системы конкретно для вашего типа станка ЧПУ.
  • Проектирование и возведение собственных направляющих при маленьком бюджете.
  • Втулки и линейный вал или блоки и рельсы?

Компоненты привода механики

Чертежи ЧПУ фрезера своими руками требуется рассматривать, чтобы подбирать компоненты механического привода:

  • Детальный обзор приводных частей.
  • Подбор подходящих элементов для вашего вида станка.
  • Серводвигатели или шаговые.
  • Шариково-винтовые и винты пары.
  • Приводные гайки.
  • Упорные и радиальные подшипники.
  • Крепление и муфта двигателя.
  • Редуктор или прямой привод.
  • Шестерни и стойки.
  • Калибрование винтов относительно двигателей.

Подбор двигателя

Тут потребуется следующее:

  • Подробный обзор двигателей с устройством.
  • Разновидности двигателей с ЧПУ.
  • Как работают двигатели шагового типа.
  • Разновидности шаговых двигателей.
  • Как работают сервомоторы.
  • Разновидности серводвигателей.
  • Стандарты NЕМА.
  • Подбор правильного типа электрического двигателя для вашего проекта.
  • Измерение моторных параметров.

Конструкция режущего стола

Тут мы рассмотрим следующие вопросы:

  • Проектирование и возведение собственных столов при маленьком бюджете.
  • Перфорированный слой резки.
  • Вакуумный столик.
  • Обзор конструкции режущего стола.
  • Стол можно вырезать посредством фрезерного станка по дереву.

Шпиндельные параметры

В этом шаге рассмотрим такие вопросы:

  • Обзор шпинделей с числовым программным обеспечением.
  • Функции и типы.
  • Траты и ценообразование.
  • Варианты установки и охлаждения.
  • Варианты установки и охлаждения.
  • Охладительные системы.
  • Создание шпинделя своими руками.
  • Произведение расчета стружки и силы резки.
  • Нахождение идеальной скорости подачи.

Электроника

Здесь мы рассмотрим следующие вопросы:

  • Панель управления.
  • Предохранители и электрическая проводка.
  • Переключатели и кнопки.
  • Круги МРG и Jоg.
  • Источник питания.

Параметры контроллера ПУ (программного управления)

В этом шаге рассмотрим такие вопросы:

  • Рассмотрите контроллер ЧПУ.
  • Подбор контроллера.
  • Доступные функции.
  • Системы, имеющие замкнутый контур и разомкнутый контур.
  • Контроллеры по умеренной стоимости.
  • Изготовление своего контроллера с нуля.

Подбор ПО (программного обеспечения)

И осталось рассмотреть следующие вопросы:

  • Обзор ПО (программного обеспечения), который связан с ЧПУ.
  • Выбор программного обеспечения.
  • ПО САМ.
  • ПО САПР.
  • ПО NС Соntrоllеr.

Это, пожалуй, и все. На самом деле все не так уж и сложно, главное, разобраться.