Содержание
- Возможно, меня уволят за это!
- Предисловие от автора
- Шаг 1: Дизайн и CAD модель
- Шаг 2: Станина
- Вопросы по конструкции оси Z
- Re: Вопросы по конструкции оси Z
- Re: Вопросы по конструкции оси Z
- Re: Вопросы по конструкции оси Z
- Re: Вопросы по конструкции оси Z
- Re: Вопросы по конструкции оси Z
- Re: Вопросы по конструкции оси Z
- Re: Вопросы по конструкции оси Z
- Re: Вопросы по конструкции оси Z
- Re: Вопросы по конструкции оси Z
- Re: Вопросы по конструкции оси Z
- Re: Вопросы по конструкции оси Z
- Re: Вопросы по конструкции оси Z
- Re: Вопросы по конструкции оси Z
- Re: Вопросы по конструкции оси Z
- Введение
- Необходимые материалы
- Инструменты которые вам понадобятся
- Из подручных средств ЧПУ
- Пошаговая инструкция
- Ошибки и недочеты с которыми можно столкнуться
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».
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: токарном и фрезерном.
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»
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.
Вопросы по конструкции оси Z
Re: Вопросы по конструкции оси Z
gekaxxx83 » 01 июл 2015, 23:56
Re: Вопросы по конструкции оси Z
gekaxxx83 » 01 июл 2015, 23:58
Re: Вопросы по конструкции оси Z
alexg-nn » 02 июл 2015, 00:07
Re: Вопросы по конструкции оси Z
gekaxxx83 » 02 июл 2015, 08:43
Re: Вопросы по конструкции оси Z
gekaxxx83 » 02 июл 2015, 12:47
Re: Вопросы по конструкции оси Z
michael-yurov » 02 июл 2015, 12:53
Re: Вопросы по конструкции оси Z
gekaxxx83 » 02 июл 2015, 13:05
Re: Вопросы по конструкции оси Z
gekaxxx83 » 02 июл 2015, 13:08
Re: Вопросы по конструкции оси Z
michael-yurov » 02 июл 2015, 13:23
А с мотором, вроде бы все нормально.
Re: Вопросы по конструкции оси Z
gekaxxx83 » 02 июл 2015, 13:27
Re: Вопросы по конструкции оси Z
michael-yurov » 02 июл 2015, 13:42
Re: Вопросы по конструкции оси Z
gekaxxx83 » 02 июл 2015, 14:52
Re: Вопросы по конструкции оси Z
michael-yurov » 02 июл 2015, 16:36
Re: Вопросы по конструкции оси Z
T72 » 06 авг 2015, 22:42
Продолжаю свою эпопею с портальником. Поле 800 х 450 х 150 мм, в основном по МДФ. Взялся таки станину проектировать. Видел в какие винты ведёт со временем фанеру, потому морально готов делать станок по-человечески — из дюрали, пока за исключением стола.
Заметил по различным конструкциям: зачастую длина ШВП больше длины рельсов и мотор выносится на кронштейн/4 втулки или ставится на основание оси Z которое таким образом вырастает в размерах:
Вот и в том наборе что я заказывал в китае все ШВП длиннее рельсов на 5 сантиметров. Т.е. 1050 и 1000, 650 и 600, 350 и 300 мм.
Если по X и Y малую опору ШВП (BF) ещё можно вынести дальше края рельса — за опору портала по Y и соответственно за фронтальную панель основания по X (для возможности вытащить ШВП без разборки станка, наверное, так и должно быть), то на оси Z это влечёт уменьшение расстояния от портала до поверхности стола.
В противном случае у мотора получается холостой вылет в несколько сантиметров (кронштейн/втулки). Даже в случае выноса опоры BF на осях X и Y на 16 мм (толщина дюрали), под мотор придётся ставить проставку.
Вариантов вижу несколько:
1. забить, рассчитывать с учётом того, что есть
2. заказать хотя бы по оси Z новые рельсы
3. проточить заново концы ШВП под опоры BF
В первом случае "некрасиво", что меня не очень радует.
Во втором случае
— или вырастает рабочее поле по Z со 150 до 200 мм, что не очень хорошо в плане жесткости. 50 мм, конечно могут пригодиться, но портал и так будет над столом в 20 сантиметрах, минус жертвенный слой, плюс возможность смещать шпиндель в кронштейне
— или можно будет разнести немного подшипники по вертикали — сейчас от края до края 150 мм — половина рельса
— или и то и другое, "что-то среднее".
В третьем получится как-то так:
Сейчас бы я заказывал ШВП именно такой длины для Z и из расчёта длина рельса +1 сантиметр для двух других, чтобы моторы крепились без проставок к раме и порталу, большие опоры BK соответственно к раме с проставкой или к столу по X и задней стенке портала по Y.
Конструкция будет самая обычная, как на первом фото.
Вопрос, наверное, скорее концепционно-религиозный, чем конструктивный, но всё же очень хотелось бы узнать ваше мнение.
Здравствуйте уважаемые читатели и подписчики блога Андрея Ноака! Переработка древесины это не просто распиловка дерева, это и получение мебели и получение сложных изделий из древесины, изделий которые прошли десятки этапов обработки и стали полноценным изделием. И именно когда дело доходит до глубокой деревообработки, бывает очень сложно, а иногда и даже невозможно обойтись без ЧПУ станка. Сегодня я хочу поговорить о том, как сделать станок ЧПУ своими руками.
Введение
ЧПУ кроме дерева может пригодиться в обработке металла, пластика, оргстекла, алюминия, комбинированных материалов. Такой станок будет называться фрезерно гравировальный. Можно также такой станок использовать и для лазерного выжигания по дереву, все будет зависеть от насадки которая будет использоваться для обработки.
Отличие же в обработке древесины и металла, заключается в жесткости корпуса, надежности элементов и тонкостях технологии обработки элементов.
Ориентировочная стоимость станка для обработки дерева составит 35 — 40 тысяч рублей. По большому счету сборка машины сводится к подбору и покупке комплектующих и затем их сборке на раме.
Заказ комплектующих популярней всего сегодня в Китае, но возможно также заказать их и у нас в специализированных магазинах или интернет ресурсах. Ниже смотрите фото самодельного станка ЧПУ.
С чем стоит определиться перед изготовлением ЧПУ:
- Материалы которые планируется обрабатывать;
- Габариты изделий для обработки (высота, ширина и длина будущих изделий). Определяются размеры машины по осям X, Y, Z. Стоит не забывать, что эти размеры должны обозначать рабочее пространство станка;
- Точность последующей обработки изделий (параметр зависит от точности сборки корпуса машины и соответственно от материала корпуса).
Необходимые материалы
Итак для изготовления нам понадобятся следующие агрегаты:
- Материал для изготовления корпуса. Можно использовать древесные плиты, такие как МДФ, ДСП, из древесных плит оптимально я бы рекомендовал применять фанеру, так как она наиболее прочная и жесткая. Если же хотите еще надежней то придется сделать конструкцию из металла;
- Шпиндель. Для обработки древесины подойдет мощностью 1,3 — 2 КВт. Если желаете не остужать станок каждые 15 минут работы, то шпиндель нужно устанавливать с водяным охлаждением;
- Частотник, он же частотный преобразователь, он же инвертор. Подбирается такой же мощностью как и мощность шпинделя;
- Управляющая плата;
- Шаговые двигатели — 3 штуки, один будет передвигать нашу конструкцию по оси Y, другой по оси X, третий по оси Z.
- Кабель канал для защиты кабеля от повреждений и поломок, так как оборудование много будет двигаться;
- Кабель 15 — 20 метров, лучше просчитать все на чертеже;
- Цанга для шпинделя — по другому патрон для фрезы;
- Шланг для охлаждения;
- Подшипники;
- Мягкая муфта для передачи плавного хода и компенсации соосности шагового двигателя;
- Конечно же фрезы для обработки древесины;
- Шурупы и болты;
- Водяная помпа.
Инструменты которые вам понадобятся
Для фрезерного ЧПУ нужны будут следующие инструменты:
- Сварочный аппарат для изготовления металлического корпуса. Преимуществом пользуются сварка — автомат;
- Необходимо будет выточить шпильки, возможно еще какие то токарные работы. Поэтому в идеале нужно было бы иметь доступ к токарному станку для выполнения работ по изготовлению комплектующих;
- Болгарка или ножовка по металлу;
- Отвертка;
- Молоток;
- Паяльник;
- Ножницы;
- Плоскогубцы и пассатижи;
- Изолента;
- Супер клей;
- Фумлента и герметик;
- Ключи для сборки.
Из подручных средств ЧПУ
Разнообразие техники и руки растущие откуда нужно могут послужить для импровизации народным умельцам. Сегодня в сети можно встретить что фрезерно гравировальные ЧПУ станки изготавливают:
- Из CD ROM и СД дисков можно получить хороший мини станочек. Видео ниже;
- Из принтера и его запчастей, видео ниже;
Пошаговая инструкция
Для того чтобы понять с чего начать, давайте будем ориентироваться на принципиальную схему ЧПУ.
Итак, сборка готового станка производится в следующей последовательности:
- Создание чертежей, с учетом прокладки и подключения электрооборудования. Можно начертить вручную, но я бы рекомендовал такие программы как Компас, Автокад или Визио. В них легче будет подправить чертеж, а в Визио даже имеются сразу готовые библиотеки по электрооборудование;
- Следующий шаг — заказ комплектующих;
- После поступления комплектующих можно приступить к монтажу станины. Почему после поступления? Да для того чтобы сделать станину с учетом уже пришедших комплектующих;
- Монтаж шпинделя;
- Монтаж системы водоохлаждения. При данной операции скорей всего придется использовать фумленту и обычный автомобильный герметик, для того чтобы конструкция была надежней и не протекала;
- Подключение электропроводки, установка кнопки аварийной остановки;
- Подключение управляющей платы (она же контроллер). В качестве такой платы можно использовать — KY-2012 — 5 Axis CNC Breakout Board for Stepper Motor Driver with DB25 Cable. Найти такую будет не сложно в просторах интернета. Также часто можно встретить самодельные станки на базе arduino;
- Установка программного обеспечения и загрузка чертежей;
- Настройка станка или так называемая «пуско наладка».
Чертежи
Как я уже выше говорил, при создании чертежей необходимо прорисовывать все тонкости от размеров до электропроводки. Это позволит уменьшить число ошибок в проектировании станка.
Изготавливаем каркас
Как я уже говорил каркас можно сделать как из фанеры, так и из металла. Можно комбинировать применение этих материалов. Ниже выкидываю чертеж каркаса.
Не забываем о жесткости конструкции и ее геометрии. Очень важно оставить регулировки для более тонкой настройки станка:
- По высоте машины как на видео;
- По осям Х и У.
Видео вам в помощь, чтобы не сделать ошибок:
Монтаж шпинделя
Устанавливаем шпиндель только после полного монтажа каркаса. При монтаже необходимо оставить на шпинделе возможность регулировки по высоте и вертикали. Иначе говоря, если шпиндель будет установлен не вертикально, нужна регулировка, которая бы задала нужный угол.
Ошибки и недочеты с которыми можно столкнуться
В процессе сборки машины можно столкнуться с рядом проблем, поэтому рекомендую прежде чем приступать к заказу и понимать что нужно искать, определиться с габаритами станка, габаритами изделий которые вы будете обрабатывать. Итак ошибка номер один — не создается чертеж станка с мельчайшими деталями, от каждого винтика, до каждого провода.
Следующей ошибкой является неправильная подборка шпинделя и частотника, поэтому будьте внимательны.
Еще одна частая ошибка — шаговый двигатель имеет часто не очень распространенное питание, и для него просто необходимо подбирать индивидуальный блок питания. Поэтому сравнивайте имеющееся у вас питание с напряжением для шагового двигателя.
Ну и конечно ошибки возникающие по причине недостатка опыта, тут можно посоветовать тщательней продумывать чертеж и руководствоваться пословицей «Дорогу осилит идущий».
Не забывайте делиться статьями в социальных сетях. Удачи и до новых встреч, с вами был Андрей Ноак!