Чпу своими руками: пошаговая инструкция постройки различных видов станков в домашних условиях (85 фото и видео)

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.

Правила работы с ручным фрезерным инструментом

Работа с электроинструментом требует особых правил, тем более, когда имеются быстро вращающиеся элементы. Кроме этого, в результате работы образуется стружка, которая разлетается во все стороны. Несмотря на то, что большинство моделей оборудованы защитным щитком, это не защищает в полной мере от потока стружки. Поэтому, работать с таким инструментом лучше в защитных очках.

На фото представлена модель, где подключается пылесос для отвода стружки.

Общие требования

Если выполнять основные требования безопасной работы с электрическим ручным фрезером, то конечный результат порадует качеством работы и безопасным исходом. Вот эти условия:

• Следует всегда использовать только острый инструмент. Насколько острая фреза можно судить по качеству обработки поверхности. К тому же, в таких условиях начинает сильно греться мотор.
• Материал, который требуется обработать, должен быть надежно закреплен, иначе нормальной работы не будет.
• Не рекомендуется снимать всю поверхность за один проход, так как это увеличивает нагрузку на фрезу и на инструмент (двигатель). Это влечет за собой снижение скорости обработки, а значит и к снижению качества. Поэтому, если глубина приличная, то лишнее лучше убрать за несколько раз.
• Заменяется фреза только на обесточенном агрегате, причем одного отключения выключателем мало. Необходимо вытащить вилку из розетки.

Требования не очень сложные и вполне выполнимые, а игнорировать их, значит подвергать себя опасности

И еще одно, не менее важное – это умение держать в руках фрезерный инструмент и чувствовать, как он работает. Если чувствуются серьезные вибрации, то нужно остановиться и проанализировать причины. Возможно, что фреза затупилась или попался сучок

Иногда требуется правильно установить скорость вращения фрезы. Здесь можно поэкспериментировать: или добавить обороты или их уменьшить

Возможно, что фреза затупилась или попался сучок. Иногда требуется правильно установить скорость вращения фрезы. Здесь можно поэкспериментировать: или добавить обороты или их уменьшить.

X-Y-Z

Устанавливаем Z на Y.

Устанавливаем боковые стенки портала и клеммную коробочку для кабелей.

Устанавливаем портал на раму.

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

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

Выбор конструктивных особенностей

Перечень действий при разработке, изготовлению мини устройства для фрезерования по дереву следующий:

1. Первоначально нужно определиться о каких работах идёт речь. Это подскажет, какие габариты и толщины деталей можно будет на нём обрабатывать.
2. Сделать компоновку и предполагаемый перечень деталей на самодельный настольный станочек для изготовления своими руками.
3. Выбрать программное обеспечение по приведению его в рабочее состояние, чтобы он работал по заданной программе.
4. Приобрести нужные компоненты, детали, изделия.
5. Имея чертежи, сделать своими руками недостающие элементы, собрать и отладить готовое изделие.

Разновидность станков ЧПУ

Технологические признаки и возможности данных станков приравниваются к универсальным станкам. Однако, в современном мире, выделяют три разновидности станков ЧПУ:

Токарные

Предназначение таких станков заключается в создании деталей по типу тел вращения, которое заключается в обработке поверхности заготовки. Также производство внутренних и наружных резьб.

Фрезерные

Автоматизированная работа этих станков заключается в обработке плоскостей и пространств различных корпусных заготовок. Осуществляют фрезеровку плоскую, контурную и ступенчатую, под различными углами, а также с нескольких сторон. Производят сверление отверстий, нарезание резьб, развёртывание и растачивание заготовок.

Сверлильно — расточные

Выполняют рассверливание, сверление отверстий, растачивание и развёртывание, зенкерование, фрезеровка, нарезание резьб и многое другое.

Как мы видим, станки ЧПУ имеют большой ряд функционала, которые они совершают. Поэтому и приравниваются к универсальным станкам. Все они стоят очень дорого и купить какую-нибудь установку из вышеперечисленных просто невозможно, в силу финансовой недостаточности. И можно подумать, что придётся совершать все эти действия вручную, на протяжении всей жизни.

Можно не расстраиваться. Умелые руки страны, ещё с первого появления заводских станков ЧПУ, начали создавать самодельные прототипы, которые работают не хуже профессиональных.

Все комплектующие материалы для станочков ЧПУ можно заказать в интернете, где они находятся в свободном доступе и стоят довольно-таки недорого. Кстати, корпус автоматизированного станка можно изготовить своими руками, а за правильными размерами можно обратиться в интернет.
Совет: Перед выбором станка ЧПУ определитесь с тем, какой материал вы будете обрабатывать. Этот выбор будет иметь главное значение при сооружении станка, так как это напрямую зависит от размеров оборудования, а также затрат на него.

Работы подготовительного этапа

Чтобы сделать самодельный ЧПУ для фрезерования, есть два варианта:

1. Берёте готовый ходовой набор деталей (специально подобранные узлы), из которого собираем оборудование самостоятельно.
2. Найти (изготовить) все комплектующие и приступить к сборке ЧПУ станка своими руками, который бы отвечал всем требованиям.

Важно определиться с предназначением, размерами и дизайном (как обойтись без рисунка самодельного станка ЧПУ), подыскать схемы для его изготовления, приобрести или изготовить некоторые детали, которые для этого нужны, обзавестись ходовыми винтами

Есть различные примеры выбора варианта. Зачастую выполняют станок из МДФ, многие используют фанеру для изготовления самого рабочего стола, других деталей, также для направляющих можно купить трубу нержавеющую.

Возможна схема фрезерного станка с ЧПУ, в котором взяли, как основу, старый сверлильный станок, и рабочую головку со сверлом заменили на фрезерную.

А для этого нужно сконструировать механизм (в его конструкции есть подшипник), отвечающий за то, чтобы инструмент перемещался в трех плоскостях (по осях). Обычно его собирают на базе кареток принтера. Когда выполнена сборка по такой принципиальной схеме, останется подключить к устройству программное управление.

Но на таком самодельном станке, вследствие недостаточной жесткости кареток, будет возможность освоить производство печатных плат, выполнять обработку только пластиковых заготовок, древесины и тонкого листового металла. Для ЧПУ станка и полноценных фрезерных операций на нем, нужен мощный двигатель и хорошая электроника. И, в частности, печатная плата.

Обычно, найдя принципиальную схему устройства, сначала моделируют все детали станка, готовят технические чертежи, а потом по ним на токарном и фрезерном станках (иногда надо использовать и сверлильный) изготовляют комплектующие из фанеры или алюминия. Чаще всего, рабочие поверхности (называют еще рабочим столом) – фанерные с толщиной 18 мм.

Электрическая начинка

Промышленные станки могут иметь лазерные или другие датчики. Самодельное оборудование работает на основе программного обеспечения

При его выборе следует уделить внимание тому, чтобы возможности электрической начинки позволяли реализовать функциональность станка. Применяемое ПО должно иметь драйвера для контроллеров, которые будут устанавливаться на оборудовании

К особенностям электрической начинки отнесем:

1. Самодельный станок ЧПУ должен иметь порт LPT. Он применяется для подключения электронной системы управления к оборудованию.
2. Подключение электрического блока управления проводится через шаговый мотор.
3. От качества выбранной электрической начинки зависит то, насколько точно будут проводиться технологические операции.
4. После установки и подключения электрических компонентов проводится загрузка программного обеспечения и требуемых драйверов.

Originally posted 2018-07-04 08:20:10.

Конструктивные особенности

Самодельный граверный станок

После выбора чертежной схемы и блока ЧПУ следует рассчитать характеристики составляющих компонентов. В качестве примера можно рассмотреть методику конструирования настольного граверного станка с CNC.

Специалисты рекомендуют начать работу с выбора механической части. Затем после ее сборки можно по фактическим параметрам выбрать ЧПУ. Для начала необходимо разобраться с комплектующими, из которых будет состоять будущая установка.

Перечень элементов граверного станка CNC:

• суппорт. Он представляет собой рабочий стол, на котором будет размещена заготовка для обработки. В качестве материала изготовления лучше всего применять текстолит;
• направляющие для перемещения рабочей головки. Они изготавливаются из шлифованных прутков. Рекомендуется использовать алюминиевые модели, так как они достаточно надежны и обладают небольшим весом. Для крепления лучше всего устанавливать корпусные элементы с подшипниками скольжения;
• ходовые винты. Необходимы для передачи движения от электродвигателей к раме. Они должны быть заводского изготовления, так как другие не обеспечат должного уровня точности;
• двигатели. Для подобных конструкций обычно применяют шаговые электродвигатели, которые можно подключить к ЧПУ;
• блок крепления инструмента. Он может обладать функцией изменения положения фрезы по высоте. Таким образом можно формировать 3D модели при правильно выбранном ПО для ЧПУ. Но это сказывается на сложности изготовления оборудования.

Корпус станка можно изготовить из стальных уголков или аналогичных им материалов

Важно, чтобы он обладал должным показателем жесткости

Как сделать самодельный аппарат по дереву и металлу?

Начинать создание токарного станка с ЧПУ следует с разработки сборочного чертежа и деталировки. Затем выбираются из «хлама» подходящие куски проката для изготовления конкретных элементов станины и других узлов.

Основные узлы токарного станка с ЧПУ:

• станина с направляющими;
• передняя бабка;
• шпиндель;
• патрон;
• суппорт;
• салазки с резцедержателем;
• задняя бабка с центром;
• привод;
• компьютер и шкаф управления.

Корпуса выполняются из тонкого листа. Опорные конструкции и основания свариваются из проката толщиной от 8 мм.

Делаем опоры

На станине крепятся все основные узлы. Одновременно основание:

• обеспечивает соосность вращающегося и неподвижного центров;
• параллельность расположения направляющих и оси вращения; гасит вибрацию.

Для токарного станка по дереву достаточно взять плиту ДСП толщиной 30–40 мм. Снизу к ней прикрепить деревянные брусья вдоль торцов на расстоянии 10 мм от края. Они заменят ножки при установке станка на столе. отдельно стоящему оборудованию потребуются прочные опоры в виде трапецеидальных конструкций из бруса с наклонными поперечинами.

Лист размечается под установку бабки, направляющих и двигателя. Делаются отверстия и крепится все к опорам. Можно собрать все основание совместно с опорами и после этого по подметке делать отверстия под крепеж.

Собираем аппарат

Передняя, задняя бабка и суппорт предварительно устанавливаются на опорную плиту. Проверяется их соосность и параллельность. После этого узлы закрепляются на станине.

1. Крепится к основанию передняя бабка.
2. Устанавливаются направляющие.
3. Монтируется ходовой винт.
4. На направляющие устанавливается суппорт, через него пропускается винт и крепится в муфте.
5. Выставляется задняя бабка – неподвижный центр.

Для обработки деталей разной длины, задняя бабка закрепляется через втулки на круглых направляющих или в основании опоры делаются продольные пазы, чтобы перемещать ее вдоль оси и зажимать болтами.

Изготавливаем 3-кулачковый патрон

Крепление планшайбы патрона к шпинделю осуществляется через резьбовую или коническую втулку. Ее можно выточить самостоятельно из дерева, желательно твердой породы. Для этого на место шпинделя закрепляется электродрель.

Сверло заменяется зенкером или зубчатой фрезой для ручного фрезера. Торец заготовки прижимается к инструменту и вращается вместе с ним. Резец подводится суппортом и перемещается поперечно салазками. Обработка производится в ручном режиме управления.

Для соединения с планшайбой, втулка изготавливается с фланцем по размеру отверстия в диске. Разметить 3 паза на планшайбе от центра строго под 120⁰. Они не должны до края 12–15 мм и от втулки быть на расстоянии 8–10 мм.

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

Верхняя пластина оси Z для крепления шагового двигателя.pdf:

Задняя пластина оси Z.pdf:

Ложемент фрезерного шпинделя.pdf:

Нижняя и средняя пластины оси Z.pdf:

Пластина для крепления фрезерного шпинделя на оси Z.pdf:

Пластина для крепления гайки перемещения по оси Y.pdf:

Передняя пластина оси Z для крепления линейных направляющих.pdf:

Двигатель и программное обеспечение

схема блока управления

Для самодельного фрезерного станка с ЧПУ (их называют еще cnc) подойдет шаговый двигатель с крутящим моментом от 18 кг\см. Такого мотора достаточно для шпинделя с мощностью 1,5 киловатта. Обрабатывать получится детали из мягких металлов и простых работ по углеродистой стали.

Контроллер, частотный конвектор и материнскую плату можно установить в единый защитный короб. Хотя многие боятся помех, они наблюдаются достаточно редко. Подобный центр управления в жаркую погоду подвержен перегреву!

Фрезерные станки с ЧПУ, собранные своими руками по чертежам, работают под руководством Linux. Некоторые драйвера придется написать своими руками, например, для шагового двигателя с микрошаговым режимом. Контроллеры с выходом USB не работают под управлением Linux, это следует учитывать при их подборе. Покупать нужно четырехосный контроллер и сделать соответствующие настройки.

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.

Немного о шаговых двигателях

Любой агрегат с ЧПУ, в том числе и гравировальный станок, в обязательном порядке оснащается электродвигателями шагового типа.

При сборке самодельного фрезеровального оборудования с ЧПУ в качестве такого мотора можно использовать двигатели от старых матричных принтеров. В большинстве матричных принтеров установлено два таких элемента с достаточной мощностью.

Кроме этого, в матричных принтерах имеются еще и стальные стержни, изготовленные из прочной стали, которые также можно использовать в самодельном станке.

В этом случае следует отметить, что для сборки такого агрегата своими руками потребуется три отдельных двигателя шагового типа, а значит, придется искать и разбирать два матричных принтера.

Лучше, если такие двигатели будут иметь порядка пяти отдельных проводов управления, так как в этом случае функциональность самодельного станка увеличится в несколько раз.

Подбирая двигатели шагового типа для самодельного фрезерного станка с ЧПУ, необходимо выяснить число их градусов на один шаг, а также рабочее напряжение и обмоточное сопротивление.

Это поможет впоследствии правильно настроить все программное обеспечение оборудования.

Крепить вал двигателя шагового типа лучше всего при помощи резинового кабеля с толстой обмоткой. Он поможет и при присоединении самого двигателя непосредственно к шпильке.

Выполнить фиксаторы можно из изготовленной своими руками втулки с винтом. Для этого следует взять нейлон, а в качестве инструмента дрель и напильник.

О том, как сделать своими руками гравировально-фрезерный станок с блоком ЧПУ, подробно рассказано на видео ниже.

Видео:

Резка алюминия и как получить хорошие результаты

Баланс: Фрезерный станок по металлу с высокой скоростью подачи и очень малой глубиной за проход позволяет хорошо охлаждать фрезу. Она будет проходить по заготовке из алюминиевого сплава достаточно быстро, чтобы охладить себя, но, если инструмент задержится слишком долго (медленная подача и глубокая глубина за проход) в одном и том же месте, он будет нагреваться и плавить место реза на заготовке из-за трения. Следует учитывать, что фрезерные станки с ЧПУ практически любого типа могут успешно разрезать алюминий.

Рассмотрим такую аналогию: взрослый может выкопать яму довольно быстро и набирать большое количество песка в лопату за раз. Ребенок может копать песок тоже, но только царапать поверхность раз за разом, а не набирать полную лопату. Ребенок, в конце концов, достигнет такой же глубины, что и взрослый, но это займет немного больше времени.

Проблема: ребенок не использует лопату наиболее эффективно, потому что острый кончик лопаты будет затупляться быстрее, чем верхняя часть лопаты, тогда как взрослый будет равномерно работать всей лопатой. Так обстоит дело и с торцевыми фрезами. Чем глубже вы сможете пройти по заготовке фрезой, тем более равномерно она будет изнашиваться, продлевая свой срок службы.

Итак, какие же параметры должны быть соблюдены? Это важный вопрос, потому что результат может вылиться в копеечку. У нас есть хороший пример. Как уже было написано выше, используется компактный фрезерный станок по металлу с ЧПУ и вихревая система для продувки фрезы воздухом с температурой -50 градусов

Разрезаемый материал марки 6061, который является структурным сортом алюминия, а его толщина составляет 5 мм, но не важно, так как резка производится с большим количеством проходов. Чем толще материал, тем дольше потребуется времени на обработку, впрочем, это и так ясно

Для резки используется китайский шпиндель со скоростью 13 000 оборотов в минуту. Скорость подачи (скорость, с которой концевая фреза проходит через разрез) устанавливается между 300 и 430 мм/мин. Глубина за проход – это важный параметр, который следует тщательно подбирать. Компания Onsrud, имеющая большой опыт в производстве торцевых фрез, рекомендует, чтобы глубина за проход составляла 1/2 диаметра режущей части фрезы. Для 3 мм концевой фрезы — это около 1,5 мм, но для чистовой обработки все же лучше брать глубину, равную четверти диаметра режущего инструмента.

При резке металла вибрация заготовки является основной проблемой, которую необходимо устранить. В домашних условиях можно использовать самые различные способы фиксации, начиная от струбцин и заканчивая специальным вакуумным столом. Независимо от того, какой метод зажима или закрепления используется, убедитесь, что он вообще не будет двигаться и что зажим (винты, хомут) находится как можно ближе к месту реза.

Подведем итоги

Исходя из вышесказанного, можно выделить такие пункты, запомнив которые фрезеровать металл станет гораздо проще:

1. Не торопитесь. Лучше потратить больше времени на обработку, чем убить гору недешевого инструмента и испортить не одну заготовку.
2. Используйте твердосплавные фрезы. Именно они будут служить очень долго при правильно подобранных режимах резания. И желательно покупать фрезы проверенных производителей и в специализированных магазинах.
3. Используйте фрезы меньшего диаметра. Лучше сделать больше проходов и получить красивое место реза, чем снять килограмм алюминия за один рез, выбросить «сгоревший» инструмент и увидеть оборванные края заготовки.
4. Не параноить по поводу чистки мест реза. Не нужно стоять со щеткой или пылесосом над заготовкой, которую обрабатываете, достаточно в конце просто смести все отходы или собрать их магнитом (если это ферромагнитный материал).
5. Смазывать рабочий инструмент туманом из охлаждающей жидкости. Эффект «тумана» достигается при использовании специального штуцера на подающем жидкость патрубке.
6. Не замедляйте подачу слишком сильно. При слишком медленной подаче фреза вместо того, чтобы резать материал, начинает тереться о него и очень сильно греться, что приводит к перегреву инструмента и оплавлению места реза (если заготовка из легкоплавкого материала).
7. Если ваши станки по металлу не имеют достаточно быстрой подачи, используйте меньшее количество проходов и увеличьте диаметр фрезы.

Важные моменты

Собрать нужный комплект всех деталей станет главной задачей, которая окажется под силу многим. Мини машина с системой ЧПУ может пригодиться в обработке некоторых материалов. Основными задачами для данного оборудования можно назвать:

• обработка дерева и металла;
• заключение жесткости в корпусе;
• отличная надежность элементов;
• тонкости технологической обработки элементов.

Но можно использовать насадку, которая предоставит возможность использовать станок для лазерного выжигания древесины. Еще одним важным моментом в создании данного агрегата является создание необходимых чертежей, прорисовывая основные тонкости электропроводки.

Уменьшение количества ошибок увеличит шанс качественного исполняемой работы на фрезерном станке. Можно остановиться на примере схемы фрезерного станка и разобраться с размерами рабочей поверхности довольно легко.

После данных расчетов передач можно приступить к моделированию в системе CAD. Сам процесс превращения электронного варианта в металлический аппарат очень интересен. На каждую деталь фрезерного станка нужно составить соответствующую программу изготовления.

Нарезать заготовки стоит нужной формы, так как сборка является ответственной частью, несмотря на то, что все собирается на одном дыхании. Финальная механическая сборка, пайка электроники и первый запуск станка станут заключительным этапом сборки.

12 шагов к построению станка

Надо знать, что есть немало самодельных чертежей станка с ЧПУ, предлагаются различные подходы к решению некоторых задач. Чтобы в этой информации не «заблудиться», опытные специалисты разработали руководство, в котором сформулировано 12 главных шагов для создания функционального агрегата.

Воплощая станок в металле, нужно определиться:

1. С ключевыми конструктивными решениями, учитывающими бюджет.
2. Основанием и элементами Х-оси.
3. С правильным проектированием козловой оси Y.
4. Схемой сборки оси Z.
5. Линейной системой движения.
6. Компонентами механического привода.
7. Выбором двигателей.
8. Конструкцией режущего стола.
9. Параметрами шпинделей и системы охлаждения.
10. Электронной начинкой и источниками питания.
11. Параметрами контроллера ПУ.
12. Выбором необходимого ПО.

Монтаж станка ЧПУ

Собрать самодельные ЧПУ станки, после подготовки комплектующих, лучше строго по чертежу, чтобы они работали. Процесс сборки, применяя ходовые винты, стоит выполнять в такой последовательности:

• знающий умелец начинает с крепления на корпусе первых двух ШД – за вертикальной осью оборудования. Один отвечает за горизонтальное перемещение фрезерной головки (рельсовые направляющие), а второй за перемещение в вертикальной плоскости;
• подвижной портал, перемещающийся по оси X, несет фрезерный шпиндель и суппорт (ось z). Чем выше будет портал, тем большую заготовку удастся обработать. Но у высокого портала, в процессе обработки, – снижается устойчивость к возникающим нагрузкам;

• для крепления ШД оси Z, линейных направляющих используют переднюю, заднюю, верхнюю, среднюю и нижнюю пластины. Там же сделайте ложемент фрезерного шпинделя;
• привод собирают из тщательно подобранных гайки и шпильки. Чтобы зафиксировать вал электродвигателя и присоединить к шпильке, используют резиновую обмотку толстого электрокабеля. В качестве фиксатора могут быть винты, вставленные в нейлоновую втулку.

Затем начинается сборка остальных узлов и агрегатов самоделки.

Общие понятия

Как правило, на всех станках с ЧПУ используется электрический гравер, либо фрезер, на котором можно менять насадки. Станок с числовым управлением применяется для придания тем или иным материалам элементов декора и не только. ЧПУ станки, в связи с продвижениями в компьютерном мире, должны иметь множество функций. К таким функциям относятся:

Фрезерование

Механический процесс обработки материала, в процессе которого, режущий элемент (насадка, в виде фрезы), производит вращательные движения на поверхности заготовки.

Гравировка

Заключается в нанесении того или оного изображения на поверхности заготовки. Для этого используют либо фрезы, либо штихель (стальной стержень с заострённым под углом одним концом).

Сверление

Механическая обработка материала резаньем, с помощью сверла, за счёт которого получаются отверстия разных диаметров и отверстия, имеющие много граней различных сечений и глубин.

Лазерная резка

Способ раскроя и резанья материала, при котором отсутствует механическое воздействие, сохраняется высокая точность заготовки, а также деформации, совершаемые данным способом, имеют минимальные деформации.

Графопостроитель

Производится высокоточное рисование сложнейших схем, чертежей, географических карт. Рисование производится за счёт пишущего блока, посредством специализированного пера.

Рисование и сверление печатных плат

Производство плат, а также рисование электропроводящих цепей на поверхности диэлектрической пластины. Также сверление маленьких отверстий под радиодетали.

Какие функции будет выполнять ваш будущий станок с программным управлением решать только вам. А дальше рассмотрим конструкцию станка ЧПУ.

Игрек

Пошли дальше.

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

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

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

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

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

Нужные моменты для сборки станка

Так как мини ЧПУ станок своими руками должен иметь точную конструкцию, то стоит учитывать, что противном случае придется доработать станок, доводя его до ума, так как в конструкции станка изначально предопределенно точность покупных направляющих и прессованных профилей. Сложных и жестких допусков в конструкции не существует, но чем точнее сделана деталь, тем лучше выпиливается изделие.

Мини ЧПУ своими руками можно сделать из листа алюминия. Резка лазером намечает отверстия, и они высверливаются на станке. В изготовлении оборудования могут потребоваться фрезеровочные работы, которые касаются только фрезеровки торцов пластины и посадочных мест некоторых деталей.

Из фанерной пластины состоит рабочая поверхность и на гладкой пластине насверливаются отверстия, ввинчивая мебельные цилиндры. И этого станет достаточно для поверхности, ведь пластина особого профиля будет выглядеть ничуть не хуже покупной. Данная фанерная конструкция станет работать у мастера даже лучше, чем у того агрегата, который куплен в магазине.

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

Блок подшипников.pdf

17030

Скачать

Т-образная гайка.pdf

12697

Скачать

Боковой рофиль внутренней рамки 40х40 мм.pdf

13306

Скачать

Крепежные элементы внутренней рамки.pdf

11209

Скачать

Основной профиль 80х40 мм.pdf

12874

Скачать

Задняя торцевая пластина.pdf

11617

Скачать

Пылезащитный профиль.pdf

10509

Скачать

Торцевой рофиль внутренней рамки 40х40 мм.pdf

11039

Скачать

Торцевые защитный накладки.pdf

10025

Скачать

Фронтальная торцевая платина.pdf

11768

Скачать

Изготовление станка CNC из дерева на базе Arduino

В статье речь пойдет о том, как своими руками можно сделать ЧПУ станок из дерева. В качестве электроники автор решил использовать Arduino UNO R3, GCode Sender и GRBL. Уникальность идеи в том, что станок сделан из дерева, что делает его сборку проще и доступнее. Сложнее всего собирается механическая часть, подключить электронику не составит большого труда.

Материалы и инструменты для изготовления: — резьбовые валы; — фанера; — болты и гайки; — шариковые подшипники; — шаговые двигатели типа Nema 23; — для шаговых двигателей нужны драйвера TB6560; — питается установка от напряжения 24 В 15 А; — Arduino UNO R3; — металлические втулки, а также втулки из нейлона (можно из капролона или фторопласта); — провода.

Шаг первый. Делаем основание станка (ось Х)

Для изготовления основы понадобится несколько брусков, в которых нужно будет просверлить несколько глухих и сквозных отверстий. Затем устанавливают металлические валы, они служат в качестве привода для оси Х.

Резьбовой вал устанавливается по центру, а по бокам устанавливаются два стальных вала в качестве направляющих. Когда резьбовой вал вращается, каретка перемещает резьбовой стол по оси Х.

Брусок должен быть как можно толще, так как чем тяжелее будет основа, тем надежнее будет стоять станок во время работы. А это, в свою очередь, повышает качество изготовления во время работ.

Шаг второй. Создаем ось Y
Шаг третий. Создаем ось Z
Шаг четвертый. Сборка конструкции
Шаг пятый. Электронная часть устройства

Шаг шестой. Программная часть устройства

На следующем этапе нужно загрузить программное обеспечение, которое будет управлять станком. Процесс это не сложный, нужно загрузить код с помощью программы XLoader на плату Arduino. После этого нужно открыть GCodeSender, чтобы соединить плату Arduino с персональным компьютером. После этого плата будет готова для управления станком CNC. Вот и все, станок готов, можно испытать его на деле. Чтобы задать нужные параметры для обработки объекта, нужно использовать любые чертежи из программы CAD. Далее с помощью программы CAM формируется код G. Для этих целей удобно использовать программу MasterCam X7. В ней есть уже и CAD и CAM. cnc.rar (скачиваний: 2281)

Источник

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Похожие записи:

Подогрев воды в открытом бассейне с помощью солнечных коллекторов Мультиметр dt 830b Как завязать бельевую веревку на кольцо. 10 веревочных узлов которые облегчат вам жизнь Запуск трехфазного двигателя от жесткого диска Обзор гайки. быстрозажимной гайки для ушм (болгарки) Как собрать компьютер самому из комплектующих: пошаговая инструкция