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.
2 Рекомендации по сборке станка с ЧПУ
Для того, чтобы сделать представленный агрегат для резки фанеры или пенопласта своими руками, необходимо подготовить исходное оборудование. Для этого может быть пригоден бывший в употреблении сверлильный станок для печатных плат.
Это позволит двигаться рабочей фрезе в направлении двух плоскостей. Далее к конструкции подключается электроника, ключевым элементом которой является контроллер и платы «Arduino».
Схема сборки позволяет сделать своими руками самодельный агрегат ЧПУ автоматическим. Такое оборудование может быть предназначено для резки пластика, пенопласта, фанеры или тонкого металла. Для того, чтобы устройство смогло выполнять более сложные виды работ, необходим не только контроллер, но и шаговый двигатель.
Самодельный станок с ЧПУ
Он должен обладать высокими мощностными показателями – не менее 40-50 ватт. Рекомендуется использовать обычный электродвигатель, так как с его применением отпадет необходимость в создании винтовой передачи, а контроллер будет обеспечивать своевременную подачу команд.
Нужное усилие на вал передачи в самодельном устройстве должно передаваться посредством зубчатых ремней. Если для передвижения рабочей фрезы самодельный станок с ЧПУ будет использовать каретки от принтеров, то для этой цели необходимо выбрать детали от принтеров больших размеров.
Сварочные швы будут подвергаться деформации из-за постоянных нагрузок при работе станка. Элементы крепления при этом разрушаются, что приведет к сбою настроек, а контроллер будет работать некорректно.
2.1 О шаговых двигателях суппортах и направляющих
Агрегат с ЧПУ, собранный самостоятельно, должен быть оснащен шаговыми электродвигателями. Как уже упоминалось выше, для сборки агрегата лучше всего использовать двигатели от старых матричных принтеров.
Для эффективного функционирования устройства понадобится три отдельных двигателя шагового типа. Рекомендуется применять двигатели с пятью отдельными проводами управления. Это позволит увеличить функциональность самодельного аппарата в несколько раз.
При подборе двигателей для будущего станка нужно знать число градусов на один шаг, показатель рабочего напряжения и сопротивление обмотки. Впоследствии это поможет произвести корректную настройку всего программного обеспечения.
Деревянный станок с ЧПУ собранный своими руками
Крепление вала шарового двигателя производится с применением резинового кабеля, покрытого толстой обмоткой. Кроме того, с помощью такого кабеля можно присоединить двигатель к ходовой шпильке. Станину можно изготовить из пластмассы с толщиной в 10-12 мм.
Ведущие детали каркаса крепятся с помощью саморезов, а при использовании древесины можно крепить элементы клеем ПВА. Направляющие представляют собой стальные прутья с сечением в 12 мм и длиной в 20 мм. На каждую ось приходится по 2 прута.
Суппорт изготавливают из текстолита, его размеры должны составлять 30×100х40 см. Направляющие части текстолита скрепляются винтами марки М6, а суппорты «Х» и «У» в верху должны иметь 4 резьбовых отверстия для закрепления станины. Шаговые электродвигатели устанавливаются с помощью крепежей.
Крепления можно сделать с использованием стали листового типа. Толщина листа должна составлять 2-3 мм. Далее винт соединяется с осью шагового двигателя посредством гибкого вала. С этой целью можно задействовать обычный резиновый шланг.
Любое гаечное соединение рекомендуется производить с помощью чугунных гаек.
Технология изготовления
- Из фанеры необходимо вырезать стенки корпуса – боковые 37х37 см, задняя 34х37 см, 9х34 передняя. Фиксацию данных элементов следует произвести при помощи саморезов, проделав электродрелью небольшие отверстия.
- По оси Y в качестве направляющих можно использовать уголки. Их крепят к боковым стенкам на расстоянии 3см от дна. Для более точной установки в нужном месте делается шпунт 2 мм. Сами уголки (рекомендуемая длина 34 см) прикручиваются при помощи саморезов.
- Рабочую поверхность следует сформировать из уголков длиной 14 см. К ним снизу крепят один подшипник, а сверху два. Во время выполнения данной операции нужно соблюдать высокую точность, что обеспечит правильное перемещение столешницы.
- На расстоянии 5 см от дна на оси Y просверливается отверстие для двигателя диаметром 2,2 см. Также на передней стенке корпуса следует проделать дырочку размером 7 мм. Она необходима для установки подшипника опоры винта хода.
- Винт хода можно сделать самостоятельно из строительной шпильки.
- Устанавливается муфта из резинового шланга. Она гасит вибрацию от винта хода и увеличивает срок службы подшипников мотора. Для изготовления муфты следует подобрать шланг, имеющий такой же диаметр, как ось мотора. С одного конца его надевают на шкив привода и приклеивают. С другой стороны шланг крепят к винту хода.
- На гайке проделывается винтовое отверстие с поперечником 2,5 мм и резьбой М3. После этого ее закручивают на ось.
- По осе Х устанавливаются направляющие из принтера.
- Готовые каретки устанавливаются на оси.
- Для получения оси Z следует сделать основание из фанеры толщиной 6 мм, которое изготовляется при помощи клея ПВА. В последующем на него устанавливаются подшипники с применением эпоксидной смолы. Также делают ходовую гайку, используя прежнюю схему. Направляющие – из принтера.
- Вместо шпинделя в самодельном станке будет установлен дремель с кронштейновым держателем. Данный узел закрепляется к оси Z при помощи саморезов.
- Опоры для каретки по Z оси также делают из фанеры (основание 15х9 см, дно и верх 9х5 см). На верхней доске делают отверстие под подшипник, а на нижней – под направляющие.
- После сборки всех элементов оси Z их монтируют на корпус.
Сборка ЧПУ фрезера из фанеры
Сборка станка из фанеры с ЧПУ происходит в следующей последовательности:
- Подготовка чертежей с учетом прокладок и подключения электрического оборудования.
- Заказ необходимых частей.
- После доставки всех частей можно приступить к установке станины.
- Установка шпинделя.
- Установка системы водоохлаждения. При такой процедуре придется применить фумленту и простой герметик, чтобы конструкция была надежной.
- Подключение электрической проводки, установка кнопки аварийной остановки.
- Подключение управляющей платы (она же контроллер).
- Установка программного обеспечения и установка чертежей.
- Настройка станка.
При сборке самодельного устройства необходимо учитывать несколько нюансов:
Клей нужно наносить на поверхность всех частей из фанеры при помощи маленькой кисточки. После этого детали совместить и прижать друг к другу с максимально безопасным для их целостности усилием. Лучше установить их под давлением, чтобы клей полностью высох.
Если будет применен эпоксидный клей, то схема нанесения такая же, как и в случае с ПВА
Большое внимание следует уделять тщательному размешиванию клея и соотношению отвердителя смолы. В любом случае нужно добавить больше необходимого количества отвердителя, благодаря чему полимеризация смолы будет более быстрая.
Остатки выдавившегося клея необходимо удалять с поверхности всех элементов сразу: после высыхания сделать швы гладкими будет достаточно сложно.
Чертежи
На начальном этапе рабочего процесса делают чертежи. Чертежи могут отличаться друг от друга в зависимости от того, какой тип оборудования с программным управлением был выбран, какое рабочее поле предусмотрено
Создавая чертёж будущему станку, заостряют внимание на следующих факторах:
- какие детали нужно будет сделать самостоятельно, а какие купить в готовом виде;
- какой толщины потребуется фанера;
- каким образом будут фиксироваться детали.
Элементы простой формы делают самостоятельно. К таким деталям относят: станину, столешницу, держатели, кожух, суппорт и некоторые другие. Элементы посложнее покупают готовыми. Люди, не имеющие опыта в создании чертежей, могут отыскать готовые чертежи, их можно найти в разных источниках, к примеру, в интернете. Там же есть чертежи мебели и схемы прочих фанерных изделий.
рабочий стол
макет станка
Сборка
На этой стадии тонкостей минимум:
Клей ПВА наносится на поверхность соединяемых деталей ватной палочкой или кисточкой (в зависимости от площади склеивания), после чего детали совмещаются и прижимаются друг к другу с максимальным безопасным для их целостности усилием. Желательно зафиксировать их под давлением до полного высыхания клея (около суток);
Использовать эпоксидный клей нужно аналогичным образом
Уделите особое внимание его тщательному перемешиванию с отвердителем и соотношению отвердителя и смолы. В общем случае лучше добавить немного больше рекомендованного количества отвердителя: это сделает полимеризацию смолы более быстрой.
Следы выдавившегося клея лучше удалить с поверхности деталей сразу: после его высыхания сделать окрестности шва гладкими будет неизмеримо труднее.
На фото — собранный станок.
Конструкция
Конструкция станка ЧПУ полностью зависит от вашего выбора. Можно приобрести уже готовый стандартный набор всех необходимых деталей и просто собрать его в своём гараже или мастерской. Или заказывать всё оснащение отдельно.
Рассмотрим стандартный набор деталей на фото:
Фото: набор деталей.
- Непосредственно рабочая область, которая производится из фанеры — это столешница и боковой каркас.
- Направляющие элементы.
- Держатели направляющих.
- Линейные подшипники и втулки скольжения.
- Опорные подшипники.
- Ходовые винты.
- Контролёр шаговых двигателей.
- Блок питания контролёра.
- Электрический гравер или фрезер.
- Муфта, соединяющая вал ходового винта с валом шаговых двигателей.
- Шаговые двигатели.
- Ходовая гайка.
Используя данный перечень деталей, вы смело сможете создать свой собственный фрезерный по дереву с ЧПУ станок с автоматизированной работой. Когда вы соберёте всю конструкцию, можете смело приступать к работе.
Фото: конструкция.
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.
Схема фрезерного станка с ЧПУ
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.
Облегченный вариант фрезерного станка с ЧПУ для работы с мягкими материалами
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.
Узел ременной передачи
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
Необходимые материалы и инструменты
На подготовительном этапе производства мебели из фанеры своими руками подбирают все необходимые материалы и оборудование. Работа не требует необычных инструментов. Чтобы изготовить предмет интерьера, нужен стандартный столярный набор:
- шуруповерт (отвертки);
- дрель;
- молоток;
- стамески;
- рулетка;
- линейка (уголок);
- ножовка;
- электролобзик;
- крепежные элементы;
- фурнитура;
- декоративные детали.
Классификация шкафов из массива дерева, особенности мебели Тип и класс материала подбираются индивидуально для каждого предмета. Для домашнего производства наиболее востребованной является фанера первого (I/B) и второго (II/BB) сорта. Это качественные плиты, в которых практически отсутствуют трещины, сучки, места с засохшим клеем и другие дефекты.
Если планируется пользоваться мебелью в сухом помещении, для работы подойдет невлагостойкая фанера (ФБА, БВ). Если изделия будут эксплуатироваться во влажных условиях, для сборки нужен влагостойкий материал (ФБ, ФБС, БС). Для садовой мебели, которая будет стоять на открытом воздухе, необходимо приобретать супервлагостойкую разновидность (ФСФ).
Важным критерием является толщина листов. Для изготовления конструкций, предназначенных для больших нагрузок (полок, каркасов кроватей), необходима фанера толщиной не менее 18 мм. Для фасадов шкафов оптимальна толщина до 12 мм. Для небольших дверок, крепящихся с помощью ребер жесткости, достаточно 6 мм.
Основные изделия
На сегодняшний день существует огромное количество предметов, которые можно сделать с помощью станка ЧПУ, таких как:
- Уникальная мебель из различных материалов, включая ценные породы дерева.
- Сувениры: различные шкатулочки, рамочки для фото, статуэтки и прочее.
- Рекламная продукция: красивые массивные буквы, таблички и т.д.
Давайте более детально разберем каждый из предложенных вариантов.
Дизайнерская мебель. Она окружает нас повсюду: спальные комнаты, кухня, детская. Современное мебельное производство очень продумано и имеет высокую точность.
Шаги для создания изделия на станке ЧПУ:
- Разработка эскиза. Для данного пункта существует большое количество программ, которые помогают виртуально моделировать обстановку. Для того, чтобы создать 3х мерный макет рисунка используйте вычислительные программы, такие как САПР. Подготовленные компьютерные файлы дадут возможность получить мебельное изделие на фрезерном станке ЧПУ.
- Подготовка модели для станка. Готовый эскиз в 3D – базисе для изготовления любого комплекта деталей. К данному эскизу необходимо добавить функцию луча (вектор, который будет отвечать за направление фрезы относительно заготовочной детали). Существует также автоматическая формировка модели, которая является достаточно удобной и поможет сэкономить ваше время. Современное оборудование упрощает процесс изготовления, и передает даже самые маленькие и трудные линии.
- Подборка типа режущих инструментов, настройка мощности и режима обработки.
- Загрузка файлов в память машины, установка инструмента для резки, закрепление заготовки и запуск производства. Дальнейшую работу фрезерный станок ЧПУ делает самостоятельно по уже заданной программе.
- Окончательная сборка. Займет незначительное количество времени, нет надобности подгонки деталей.
Сувенирная продукция. Это могут быть следующие сувениры:
- шкатулочки из дерева, которые можно украсить орнаментом;
- коробки для бисера или швейных принадлежностей;
- ящички для украшений;
- иконы и многое другое.
Наиболее популярными продуктами среди сувениров являются те изделия, которые изготовлены по 3D или 2D векторным рисункам.
Также сейчас массово внедряются в производство многошпиндельные станки (2-16 шпинделей).
Рекламная продукция. Ее создание – это актуальный на сегодняшний день вид деятельности, в котором большую популярность имеет применение фрезерных станков с числовым программным управлением. Такие машины отлично справляются с такими задачами, как производство световых коробов, стендов, панна, фигурных надписей и наружных рекламных вывесок, а также с приготовлением конструкций для выставок.
ЧПУ станок помогает выполнять следующие операции, которые связаны с рекламной продукцией:
- раскрой дерева, акрила и прочих материалов;
- гравировка/вырезка массивных надписей;
- создание логотипа, эмблемы;
- изготовление табличек, подставок и др.
Подводя итоги, можно сказать, что количество изделий, который можно сделать на фрезерном ЧПУ станке огромное количество. От вас лишь требуется оборудование, желание работать и небольшой опыт.
Токарный станок с ЧПУ/CNC переделать из обычного или собрать с нуля
Ну, если никто не отвечает попробую я.
Введение.
Во-первых нужно четко прописать (явно, на бумаге) характеристики деталей. Причем желательно оценить требуемую партию для каждого типоразмера. Обработка вала ф30х300 и диска ф200х50 — это абсолютно разные задачи требующие разных характеристик станка.
Во-вторых нужно оценить требуемую точность деталей.
В-третьих выбор инструмента. Очень сложный вопрос. Современный инструмент любит скорость и жесткость, хорошо работает только на современном оборудовании. Для старых станков нужно искать «медленный» инструмент. Ну и конечно инструмент не должен быть эксклюзивным.
Последнее — уровень автоматизации.
Все эти вещи нужно четко прописать с учетом приоритетности. Не исключено, что придется чем-то жертвовать, потому что абсолютных станков не бывает. Хвост вытащил — нос увяз)
По вопросам.
1. Построение станка с нуля задача непростая с большим количеством «резких» телодвижений, колхозных решений, доработок «по месту» и прочих неувязок. Проблема очпушивания станка лишена большинства этих проблем, но производительность будет сравнительно низкая, особенно остро будет стоять проблема смены инструмента. Есть компромиссный вариант — купить токарно-револьверный станок с ЧПУ советского производства, востановить его и навесить Мач или ЛинуксСНС. По механике сплошные плюсы: жесткий, оптимизированная конструкция, есть револьверная головка, направляющие качения (хоть и устаревшие).
Минусы: направляющие могут быть и изношены, точность многих станков ниже критики.
Электрику надо менять.
2. Очевидно имеются ввиду направляющие скольжения самой станины. Дело в том, что направляющие скольжения имеют серьезный недостаток. Трение покоя больше трения скольжения, поэтому микроперемещения всегда будут скачкообразные и без точности. Методы борьбы — преднатяг. Следствие — большие потери на трение, низкий КПД и высокая мощность привода. Для подумать: КПД трапецеидального винта 20…30%, КПД ШВП 80%. На направляющих скольжения получить стабильную точность (в бытовых условиях) выше 0.1 мм проблематично, На направляющих качения можно получить 0.01 мм. С сугубо практической точки зрения если требуется только автоматизация процесса то можно оставить направляющие скольжения, если нужна точность — то шариковые.
3. Компоновка универсального токарного станка типовая. Все станины похожи друг на друга, поэтому я принципиальной разницы не вижу. Тем не менее можно сказать, чем шире направляющие тем жестче упругая система. Поэтому станины от крупных станков с маленьким РМЦ предпочтительнее.
Конструкция фрезерного стола
При желании можно сделать фрезерный самодельный стол из обычного верстака, но лучше изготовить специальную конструкцию. Объясняется это тем, что станок с фрезой создает при работе сильную вибрацию, поэтому станина, используемая для фиксации фрезера, должна отличаться высокой устойчивостью и надежностью. Следует также учитывать и то, что само фрезерное устройство крепится к нижней части столешницы для фрезерного стола, поэтому под ней должно быть достаточно свободного места.
При креплении устройства к столешнице самодельного стола для ручного фрезера используется монтажная пластина, которая должна обладать высокой прочностью и жесткостью, либо специальные прижимы для фрезерного станка. Такая пластина может быть изготовлена из металлического листа, текстолита или прочной фанеры. На подошвах большинства моделей фрезеров уже есть резьбовые отверстия, они и нужны для соединения такого устройства со столешницей и монтажной пластиной. Если таких отверстий нет, можно просверлить их самостоятельно и нарезать в них резьбу либо использовать специальные прижимы для фрезерного станка.
Фрезы для различных видов обработки на фрезерном столе
Прижимы для фрезерного станка или монтажная пластина должны располагаться на одном уровне со столешницей, для этого в последней делается выборка соответствующих размеров. В пластине необходимо просверлить несколько отверстий, одни из которых необходимы для ее соединения со столешницей при помощи саморезов, а другие – для того, чтобы такая пластина могла быть зафиксирована на подошве фрезера. Винты и саморезы, которые вы будете использовать, должны быть обязательно с потайной головкой.
Чтобы сделать включение своего более удобным, на столешнице можно расположить обычную кнопку, а также кнопку-грибок, которая сделает ваше устройство еще и более безопасным в работе. Для повышения удобства своего домашнего станка можно закрепить на поверхности фрезерного стола, изготовленного для ручного фрезера своими руками, длинную металлическую линейку.
Прежде чем начинать конструировать фрезерный координатный стол своими руками, необходимо определить место, где он будет располагаться, а также решить, какой тип фрезерного оборудования вы хотите изготовить. Так, можно сделать агрегатный фрезер своими руками (стол будет располагаться с боковой части пильного оборудования, служить его расширением), компактный настольный станок, отдельно стоящее стационарное оборудование.
Остановить свой выбор на компактном настольном оборудовании для работы по дереву и другим материалам можно в том случае, если вы обращаетесь к нему нерегулярно или часто используете его вне своей мастерской. Такая установка, которую отличают небольшие размеры, занимает совсем немного места, а при желании, ее можно повесить на стену.
Если размеры вашей мастерской позволяют, то под фрезер лучше приспособить основу стационарного фрезерного станка, работать на котором намного удобнее, чем на настольном оборудовании. Чтобы сделать такое устройство более мобильным, его можно поставить на колеса, с помощью которых вы сможете легко менять его месторасположение.
Простейший фрезерный стол или стол для сверлильного станка можно сделать очень быстро. Для изготовления такой конструкции, легко располагающейся и на обычном рабочем столе, вам понадобится лист ДСП, на котором закрепляются направляющие элементы. В качестве такой направляющей, которая может использоваться в качестве параллельного упора для фрезерного стола, подойдет обычная доска небольшой толщины, которая крепится к столешнице при помощи болтовых соединений. При необходимости, параллельно можно прикрепить вторую такую доску, которая будет служить ограничительным упором.
ВДля врезки фрезера в стол в листе из ДСП необходимо будет сделать отверстие для его размещения, а фиксироваться на столешнице, он будет при помощи двух струбцин. После этого изготовление фрезерного стола можно считать законченным. Чтобы сделать использование такой конструкции более удобным, на столешнице можно разместить простейшие прижимы для фрезерного станка.
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.
