Самодельный ЧПУ фрезерный станок. Самодельный чпу фрезер

чертежи, конструкция, самостоятельная сборка, советы

Станки с числовым программным управлением стали прорывом в механической обработке материалов. Благодаря компьютерному управлению токарный станок или фрезер ЧПУ способны выполнять геометрически сложные детали с высокой точностью и повторяемостью. Развитие техники постепенно сделало такие станки доступными не только для промышленных предприятий, но и для домашнего использования. Сегодня, любой умелец может приобрести или изготовить своими руками фрезер с ЧПУ и использовать его в различных проектах.

Область применения

Фрезерные станки применяются для сложной обработки деталей по трем координатам. Среди простейших видов фрезеровки: процесс гравировки и вырезание деталей из листовых материалов. Исходное сырье — фанера, текстолит, пластмасса. Результатом становятся плоские детали, которые в дальнейшем собираются в какие-то конструкции. Это могут быть коробки, шкатулки, корпуса электроаппаратуры, каркасы объемных изделий. Используется двумерная обработка и при создании художественных изделий.

Более сложный вид обработки — объемная или трехмерная. Из массивных заготовок она позволяет вырезать изделия со сложной поверхностью. Например, резьба по дереву, выполненная на станке, зачастую превосходит рукотворные изделия. Установка на станке дополнительной поворотной оси еще больше расширяет его возможности. Четырехосевое точение позволяет выполнять цилиндрические детали или трехмерные изделия с высокой сложностью рельефа. Примером могут ступать скульптуры или изогнутые мебельные фасады. Возможно создание станков и с еще большим числом степеней свободы, но сегодня это остается уделом профессионалов.

Кроме классического фрезерования, фрезер с ЧПУ может использоваться для выполнения других типов работ. Вместо фрезерной головки легко монтируются плоттерные ножи, лазеры или экструдеры 3D принтеров. В некоторых случаях устанавливается плазмотроны для резки металла. Все эти инструменты не изменяют конструкцию оборудования и методы управления.

Особенности выбора конструкции фрезера

Возможности современного оборудования с ЧПУ огромны. Но, ни один станок не является универсальным. Каждая модель имеет свои особенности и предпочтительную область применения. Перед выбором конкретной конструкции, следует четко определить, для чего будет использоваться станок. Попытка совместить все в одном, приведет к большим материальным и физическим затратам, без гарантии результата.

Сегодня выделяют два направления конструирования настольных фрезеров. Первое, самое простое, ориентировано на обработку дерева, пластмассы и других мягких заготовок. Такие станки не предъявляют высоких требований к конструкционным материалам, отличаются простотой и низкой стоимостью. Они доступны для самостоятельного изготовления, без применения дополнительного оборудования. Металлические изделия на таких устройствах обычно не фрезеруются. В редких случаях точатся только мягкие цветные металлы с небольшой подачей.

Второе направление фрезеров ориентировано работу с металлическими заготовками. Эти станки обладают значительной массой и состоят из деталей, выполнить которые можно только с использованием серьезного станочного парка.

Самостоятельно браться за такую конструкцию рекомендуется только при наличии серьезного опыта и доступа к заводскому металлообрабатывающему оборудованию.

Вторым по важности, параметром станка выступают размеры обрабатываемых деталей. Новичкам сразу хочется крупногабаритное поле, на котором они смогут делать все, что захотят. Но чем больше станок, тем больше технических проблем придется решать при его конструировании. Да и стоимость его будет не самой оптимальной. Если нет конкретных задач для большого станка, то рекомендуется в первом проекте ограничиться полем обработки размером в стандартный бумажный лист А4. Максимум можно выбрать А3.

Конструкция станка

Общая конструкция фрезерного станка состоит из трех независимых линейных осей, обеспечивающих продольное, поперечное и вертикальное движения рабочего инструмента. Распространены два варианта реализации их взаимного расположения. В простых станках большую популярность, приобрела портальная конструкция. Ее особенность в том, что поперечная и вертикальная оси закреплены на подвижном портале продольной оси. Вариант обеспечивает небольшие габариты, но существенно проигрывает в жесткости.

Другой подход подразумевает две оси, жестко закрепленные к основанию. Общее название таких механизмов – станки с подвижным столом. Именно такие модели наиболее часто применяются в промышленном оборудовании, так как в них проще обеспечить высокую жесткость. Простота и собираемость конструкции оказывается выше, чем у портальных вариантов. Жертвовать приходится размерами обрабатываемой детали.

В процессе строительства фрезера с ЧПУ решаются задачи выбора комплектующих, сборки механической части устройства, оснащения проекта электроприводами и системой управления.

Станина

В основе механической части лежит станина станка. Несмотря на кажущуюся простоту, от качества выполнения этого элемента будут зависеть многие характеристики работы готового изделия. Классические, литые из чугуна, станины в небольших станках популярностью не пользуются. Высокая сложность изготовления, необходимость дополнительной обработки и большая масса заставляет конструкторов искать альтернативные подходы. Самыми распространенными стали станины, собранные из плоских алюминиевых деталей или стандартного станочного профиля.

Наличие алюминиевых листов толщиной от 10 мм, позволяет вырезать из них детали необходимой формы, а затем собрать с помощью винтов. Высокое качество исходного сырья, при некоторой аккуратности, обеспечивает конструкцию, не требующую дополнительной механической обработки. Тем не менее, рекомендуется для резки и сверления отверстий использовать заводское оборудование. Готовое основание алюминиевое основание характеризуется небольшой массой и жесткостью, достаточной для обработки мягких материалов.

Станочный алюминиевый профиль стал использоваться относительно недавно. Выбор этого решения позволяет изготовить самодельный фрезерный станок с ЧПУ вообще без тяжелого оборудования. Все что необходимо – отрезать детали в размер.

Дальнейший монтаж выполняется с использованием пазов на профиле и готовых узлов крепления. Сам процесс больше напоминает сборку поделок из детского конструктора. Простота, высокая скорость сборки и неплохие результаты позволяют рекомендовать алюминиевый профиль начинающим самодельщикам для сборки станков самого разного назначения.

Линейные перемещения

Реализация подвижных осей требует наличия направляющих и механических передач. В любительском станкостроении наибольшее распространение получили цилиндрические оси, благодаря их относительно низкой стоимости и простоте использования. Диаметр таких направляющих должен быть значительным, что бы обеспечить отсутствие прогиба в процессе обработки. Использовать распространенные варианты диаметром 8 мм допустимо только при поле обработки в несколько сантиметров или в конструкциях с небольшими нагрузками.

На больших длинах они будут прогибаться и нарушат точность фрезерования. Наряду с цилиндрическими, встречаются рельсовые направляющие. Они имеют более высокую стоимость, но обеспечивают гораздо лучшие характеристики по точности, жесткости и долговечности. При наличии достаточных средств рекомендуется оснастить самодельный ЧПУ фрезер именно рельсами.

Привод подвижных узлов выполняется через передачу винт-гайка. В самом простом варианте используется резьбовая шпилька и обычная метрическая гайка. Единственным достоинством такого варианта является низкая стоимость. Комплекс остальных характеристик ограничивает использования область такого решения демонстрационными макетами оборудования. Для обеспечения приемлемой точности и долговечности передачи рекомендуется применять шарико-винтовые пары. Несмотря на высокую стоимость, они имеют множество преимуществ по сравнению с другими типами винтов. Альтернативой винтам выступают ременные передачи и передачи типа рейка-шестерня. Несмотря на активное использование в разнообразном оборудовании, особых преимуществ в небольших они станках не имеют.

Электрооборудование и электроника

Фрезер с ЧПУ оснащается специализированным комплектом электрооборудования, обеспечивающего согласованное перемещение по координатам, необходимые блокировки и защиты. В его состав обычно входят двигатели подач, преобразователи для двигателей, датчики и блок управления. Простейшим вариантом построения становится использование готовых комплектов шаговых двигателей с драйверами. Такие двигатели не требуют тщательного подбора и настройки, просты и относительно дешевы.

Альтернативным вариантом может стать использование сервопривода на основе моторов переменного тока. Это отличное решение для любого типа оборудования имеет только один существенный недостаток — высокую стоимость.

Блок управления миниатюрным станком обычно выполняется на основе персонального компьютера. Все необходимые расчеты возложены на специализированное программное обеспечение. Преобразование сигналов ПК в управляющие сигналы драйверов двигателей производится через дополнительную плату — преобразователь. К этой же плате подключаются датчики, ограничивающие перемещения, органы управления шпинделем и другое оборудование.

Шпиндель

Важную роль в работе станка играет шпиндель. В небольших станках нашли применение электрические гравировальные машины. Их мощности достаточно для работы с небольшими фрезами при гравировке и вырезании деталей из фанеры. В крупных станках, применяются так называемые, прямо-шлифовальные машины или небольшие фрезеры. С их помощью можно выполнять большое число работ на высоких скоростях. Профессиональные фрезерные головы и специализированные шпиндели применяются в основном при большом поле обработки или в промышленном оборудовании.

Совет: самодельный фрезерный ЧПУ станок выйдет вам в разы дешевле, нежели покупка нового!

vseochpu.ru

Самодельный ЧПУ фрезерный станок / DIYtimes

Эта статья покажет весь путь по изготовлению самодельного ЧПУ фрезеро-гравировального станка под управлением MACh4. Разберемся с конструкцией самоделки, подключения электрики и настойки программ.Для сборки ЧПУ станка нам понадобятся направляющие из принетра EPSON - 4 штуки длинной 450 мм диаметром 14 мм и шаговые двигатели EM-181 в количестве 3 штук.

Размеры

Стол:100х500 2шт.100х420 2шт.420х410 1шт.

Портал:100х230 2шт.100х420 1шт.100х465 1шт.

Каретка "Z"100х215 1шт.95х210 1шь.100х50 1шт.

Корпус принтера будет из мебельной ДСП. Что бы улучшить эстетические характеристики нашего ЧПУ станка торцы ДСП с помощью утюга проклеим торцевой лентой. Купить ее как и ДСП можно в любом магазине мебельной фурнитуры. Детали скрепляем между собой саморезами или конфирмантами.Для фрезерования отверстий под подшипники ходовых винтов я использовал перьевое сверло и дрель. Размер брал чуть меньше и доводил наждачкой для плотной посадки обоймы подшипника. Направляющие у меня были диаметром 14 мм, подшипники 22 мм в диаметре.

Направляющие я взял от принтера Epson с которого снял и сами валы. Сразу закреплять направляющие в корпусе не стал т.к. сложно сохранить их правильную ориентацию относительно валов, нужно иметь возможность регулировать. По тому взял сантехническую ПВХ трубу на 1/4 дюйма и зажимы для крепления на стену. Трубу разрезал на куски по 95 мм и тисками запрессовал в них направляющие. В таком виде их стало удобно регулировать и закреплять.

Теперь можно собрать основание ЧПУ станка. Основание лучше поставить на регулируемых ножках. Конструкция хоть и жесткая, но при точной настройке размеры могут заметно гулять если станок сдвинуть. Возможность регулировать длину ножек позволит избежать таких проблем при калибровке.

К нашим ПВХ трубкам с направляющим прикручиваем перекладину. Нужно добиться отсутствия перекосов, что бы при движении салазок по всей длине направляющих наша перекладина не подклинивала и двигался легко.

Аналогичным способом собирается вторая ось - Y. Высоту портала выбираем таким образом, что бы хватало места для закрепления фрезерного инструмента.

Не забываем, что хоть наш станок и деревянный, но есть детали установка которых требует высокой точности. Расстояние между установленными направляющими валами должно вымеряться штангенциркулем. Если непараллельность, то нужно растачивать отверстие шкуркой и ставить жестяные клинья. Добиваться максимальной параллельности.

Ходовые винты сделаны из обычной шпильки М8/М6. Соединение вала с шаговых двигателем выполнялось через самодельную трубчатую муфту, но лучше заказать специальные т.к. нельзя допускать жесткой фиксации валов - будут биения.

Для оси Z решено было использовать мебельные направляющие для шкафов. Они достаточно жесткие и легко монтируются. Те, что были у меня - двигались без заметного люфта.

Двигатель вертикальной оси закрепляем на втулках что бы был доступ к муфте.

Собранная ось Z ЧПУ фрезера:

В качестве шпинделя был использован гравер-дремель. Его мощность позволяет обрабатывать дерево на малых подачах. Для более твердых материалов потребуется шпиндель большей мощности, но тогда и направляющие оси Z придется сменить.

Гайки ходового винта были вытачены на токарном станке. Закреплены через строительный уголок.

Теперь нам остается отрегулировать ходовую гайку и ходовой винт. Положение винта вымеряется так же штангенциркулем относительно направляющих валов, затягиваются. Ходовая гайка фиксируется в последний момент когда мы убедимся, что нет перекосов.

Обращу внимание, что подшипники на шпильку сажаем через подложку из жести. Зажимать гайками ее следует не сильно, что бы шпильку не выгибало в сторону. Само резьбовое соединение проклеивается бакситной смолой. Она устранит люфты и не даст раскручиваться во время работы станка.

Далее нам предстоит размещение концевых выключателей (лимиты рабочего поля) подключение и настройка электроники. Изначально планировалось собирать электронику самостоятельно, но изучив схемы, стоимость комплектующих и необходимое время на изготовление плат было принято решение покупать готовое. Изучив предложения в интернете, сравнив цены были приобретены:интерфейсная плата с опторазвязкой BL-MACH-V1.1 $ 5.03драйверы шаговых двигателей BL-TB6560-V2.0 $ 4.84 за 1 штуку.Начнем с доработки двигателей. Двигатели EM-181 униполярные, это значит, что они имеют 4 обмотки соединенные определенным образом. Драйверы, которые мы используем, работают с биполярными двигателями, в которых 2 обмотки. Откручиваем 4 болта и снимаем заднюю крышку двигателя. Необходимо перерезать дорожку в обозначенном месте. Контакты обмотки 1 обозначены буквами "А" обмотки 2 буквами "В".

Подробно описывать подключение всей электроники смысла нет, просто покажу фотографии из которых все предельно понятно. Одно только хочу заметить, что концевики не будут работать пока к плате опторазвязи кроме 5V от USB не будет подключено 12V. не знаю почему но нигде в описании я этого не нашел и долго не мог понять почему MACH не запускался.

В качестве кабелеукладчика в автомагазине были приобретена пластиковая гофра диаметром около 10 мм. Кабель канал сделан из алюминиевого уголка.

При пробных прогонах станка были неверно настроены драйверы, а точнее ток был выставлен на 3а что не понравилось двигателям и через 20 минут из них пошел дым. Для того чтобы это больше не повторилось, ток был ограничен на уровне 1.2а и были установлены радиаторы и вентиляторы охлаждения. (Позже в процессе эксплуатации выяснилось, что двигатели разогреваются сильно на малой подаче, при правильно выставленном значении тока и подаче в 10-15 мм/с. двигатели греются не сильно)

Электронику упаковываем в симпатичный корпус, нашел случайно на рынке, стоил 4$ подошел идеально.

НАСТРОЙКА MACh4Теперь пара слов о настройке программы управления MACh4.В тонкости вдаваться не буду, опишу необходимый минимум, как заставить моторы вращаться в нужную сторону и на нужное расстояние. Скачиваем и устанавливаем программу mach4.

Установка порта:В меню "config"(«Конфигурации») выбираем "Port and Pins" (Порты и Пины) ставим галку на нужный порт.Частоту ядра выбираем 25000Hz чтобы разогнать станок на нормальную скорость, на драйверах устанавливаем делитель 1:8

Настройка пинов управления двигателями:Выберите вкладку "Motor Outputs"(«Выходы двигателей») Ставим галочки напротив осей X,Y,Z. Тем самым мы делаем их активными. Смотрим, к каким портам платы опторазвязки подключены наши драйверы и вписываем эти номера в поля "Step" (шаг) и "Dir" (направление) галочки "Step low active" отвечают за реверс вращения двигателей "step low active" шаг двигателя при положительном или отрицательном импульсе.

Концевые выключатели и кнопка экстренной остановки:Концевики установленные на осях работают как индикатор достижения крайнего положения рабочего поля. Это предотвращает поломку механики. При срабатывании выключателя в процессе работы станок просто остановится.В данном случае ось "X" подключена к 13 порту "Y" к 12 порту "Z" к 11 порту платы опторазвязки.Кнопка E stop подключена к 15 порту и срабатывает при замыкании.

Теперь один очень важный момент. Даже если драйверы подключены правильно и пины управления подключены без ошибок двигатели не будут вращаться без команды включения. Переходим на вкладку ''output signale'' и ставим, галочки напротив "enable'' номер порта прописываем тот, к которому подключен контакт ''EN-'' теоретически их можно подключить на один порт, но я все 3 драйвера подключен на порты 14-16-17

Вот и все, мы закончили настройки. Остался один маленький штрих. Ходовые гайки у нас без компенсации люфтов, и убрать их в таком исполнении убрать тяжело. Разработчики программы позаботились об этом и нам нужно всего лишь включить функцию компенсации и задать их величину. В меню "config"(«Конфигурации») выбираем "Backlash" Ставим галочку включить и прописываем значения для каждой оси.

Работа в ArtCAM Чтобы статья получилась полноценной расскажу в вкратце как работать в программе "ArtCAM pro". В качестве примера возьмем чертеж моторамы от самолета "MicroAngel" в формате *.dxf Открываем ArtCAM выбираем "файл" - "открыть" в поле тип файлов выбираем *.dxf

В меню "размер новой модели" задаем высоту и ширину нашей заготовки из фанеры, которую мы закрепили на рабочем столе. Чтобы не испортить стол станка заготовку я креплю прижимами на подложке из потолочной плитки или подложки для ламината. Задаем размер заготовки 300х300 и нажимаем 2 раза "ОК"

Компонуем элементы от нижнего левого угла, это по умолчанию нулевая точка.

Вначале необходимо вырезать внутренние элементы. Для этого в нижнем левом углу панели инструментов выбираем "УП" Выделяем часть внутренних элементов и в разделе "2D УП" выбираем "обработка по профилю"

В поле "сторона обработки" выбираем внутри начальный проход оставляем "0" это верх нашей заготовки. Финишный проход ставим чуть больше толщины фанеры. В данном случае фанера 3мм. значит, в поле финишный проход ставим 3.2мм.

Далее "плоскость безопасности" тут все понятно, это высота перемещения инструмента над заготовкой. Следующий пункт выбор инструмента. Выбираем из библиотеки инструмент, при необходимости корректируем скорость подачи, скорость заглубления инструмента и максимальная глубина за проход. В данном случае фреза кукуруза диаметром 1мм. Подача инструмента 10 мм/с Заглубление 3мм/с Максимальная глубина за проход 1.1мм. При такой глубине заготовка будет прорезана за 3 прохода. Нажимаем "выбрать"

В поле "заготовка" нажимаем определить. Нулевую плоскость заготовки выбираем вверху, смещение вниз, высота заготовки 7мм. это толщина подложки 4мм. и 3мм. толщина фанеры.

Далее пишем имя данного участка "УП" например №1 и нажимаем "сейчас" На чертеже по внутренней стороне обрисовывается вектор движения инструмента.

Выделяем остальные элементы внутри, а параметры обработки менять не будем. Каждому новому элементу задаем новое название.. Для обработки внешнего контура выбираем обработку по внешнему контуру, присваиваем имя и нажимаем "сейчас". После завершения фрезировки деталь не должна вываливаться и для этого выделяем внешний вектор и выбираем функцию "создания переходов". Высоту и ширину переходов задаем 1 мм, а в поле "постоянное количество" ставим 3-4 шт. Осталось только кликнуть "создать переходы".

По завершению необходимо сохранить "УП" вверху нажимаем "УП" - "Сохранить УП"

Слевой стороны список подпрограмм, которые сгенерировались для обработки детали под фрезу. В какой последовательности мы перенесем их в правое окно в такой, и будет, производится обработка. Переносим все вправо и нажимаем сохранить и присваиваем нашей программе имя. Все, наша программа готова к загрузке в "mach4"

Программа для нашего станка готова. Крепим нашу заготовку из фанеры. Включаем станок, стрелками на клавиатуре перемещаем шпиндель в нулевую точку (у нас это левый нижний угол) кнопками "PgUp" "PgDn" опускаем фрезу так, чтобы она коснулась заготовки. Затем в меню "MACh4" устанавливаем нулевое положение по всем осям и загружаем нашу программу нажатием кнопки "Load G-Code".

Включаем шпиндель, нажимаем кнопу "Cycle Start" и идем пить кофе.Есть один важный момент. Фанера может быть кривая или при фиксации к столу ее может слегка выгнуть. На большой площади этот перепад может быть до 1мм. Станочек не сильно мощный и фрезы тонкие. Глубина обработки у нас выставлена 1мм за проход, а при изгибе фанеры заглубление может оказаться 1.5-2 мм. фреза начнет гореть или даже может сломаться. Поэтому я прогоняю фрезу над заготовкой и смотрю максимальную высоту и при обработке учитываю эту погрешность.После того как фрезер закончит свою работу наслаждаемся результатом.

В качестве пробной детали была профрезирована рамка для фотографии.

diytimes.ru

Самодельный ЧПУ фрезер / Развлекательный портал Funon.cc

После публикации статьи о самодельном режущем плоттере, многие просили рассказать о постройке бюджетного ЧПУ фрезерного станка на котором были изготовлены детали вышеупомянутого плоттера.

Многие боятся сложностей связанных с постройкой самодельного ЧПУ станка. Это является основным тормозом который всех останавливает. А ведь данное устройство можно собрать не вкладывая огромные суммы денег. Эта статья в первую очередь для людей, которые хотят сделать что-то подобное, но боятся начинать. Я постараюсь максимально подробно рассказать о нюансах, которые вас ждут. В одной статье мы пройдем весь путь от создания станка до изготовления первых деталей на этом станке.

Сразу предупреждаю, статья очень длинная, но я надеюсь кому-то будет интересна.

Перед сборкой необходимо посетить разборку и собрать некоторые комплектующие. Нас интересуют детали от матричного принтера EPSON. Из принтера нам понадобятся направляющие валы 4 штуки длинной 450 мм. и 14 мм. диаметром и шаговые двигатели EM-181 в количестве 3 штук. Для изготовления каркаса едем в ближайшую мебельную фабрику и заказываем раскрой ДСП.

Размеры

Стол:

100х500 2 шт.

100х420 2 шт.

420х410 1 шт.

Портал:

100х230 2 шт.

100х420 1 шт.

100х465 1 шт.

Каретка "Z"

100х215 1 шт.

95х210 1 шь.

100х50 1 шт.

Кромку наклеиваем утюгом, так дешевле.

Для тех, кто хоть раз занимался изготовлением мебели все будет просто. Размечаем отверстия и сверлим. Отверстия под конфирмат сверлятся или двойным сверлом или двумя разными сверлами 6 и 4 мм. диаметром. 4 мм. под сам шуруп и 6 под шляпку. Посадочные отверстия для подшипников и направляющих сверлятся "пером" по дереву. Хочу заметить что размеры на таких сверлах не точные, обычно они в + на 1 мм. поэтому посадочные отверстия под направляющие 14 мм. сверлятся пером на 13 мм. для подшипников 22 мм. перо пришлось протачивать чтобы подшипник не болтался.

Подшипники скольжения изготавливаем следующим образом. Идем в магазин, торгующий сантехническим оборудованием, покупаем трубу 1 метр ПВХ 25 мм. и крепеж для этой же трубы. Еще нам понадобится болты и гайки.

Режем трубу на отрезки 95 мм и запрессовываем при помощи тисков медно-графитовые втулки от печатной каретки принтера EPSON.

Важно! резать трубу надо ровно, иначе подшипники становятся криво и начинают подклинивать (О том как регулировать расскажу позже) После того как запрессовали втулки, на трубу надеваем пластиковый крепеж и наш узел принимает следующий вид.

На этом этапе, мы можем собирать стол (основу нашего станка) Для сборки используем мебельный конфирмат. Далее таким же образом собираем портал и монтируем всю конструкцию воедино. Далее таким же образом собираем портал

И вот мы уже приближаемся к нашей цели. На данном этапе вы, скорее всего, столкнетесь с проблемой подклинивания подвижных узлов ближе к крайним точкам. Все дело в том, что как бы вы не старались просверлить все отверстия точно у вас этого не выйдет. Я решал эту проблему следующим образом: Брал наждачную бумагу средней зернистости, скручивал в рулон и растачивал просверленные отверстия для направляющих. После, из жести изготавливаю клинья и запрессовываю их с нужной стороны. Для того чтобы определить с какой стороны ставить клин, берем маркер, рисуем кольцо вокруг направляющего вала с обоих сторон. При движении, в местах трения маркер будет затираться.

В качестве ходовых винтов были использованы строительные шпильки М8 для оси Х и У для оси Z шпилька М6 Шпильки с двигателем соединяются при помощи заказанных у токаря жестких муфт. Для ровного соединения муфты со шпилькой я использовал ФУМ ленту, она же выполняла роль некого демпфера. Собранная конструкция просверливалась сбоку, И вставляется стопор предотвращающий раскручивание. ВАЖНО! нельзя закручивать резьбовые соединения до упора, их перекашивает. (Я рекомендую приобрести готовые муфты, стоят они 1-2$ не дорого и работать будет лучше)

Далее изготавливаем ось Z нам понадобится комплект мебельных направляющих и заказанная у токаря ходовая гайка. Выглядит все это следующим образом.

Двигатель оси Z крепим на стойках чтобы не мешала муфта.

В собранном виде все это выглядит так.

В качестве шпинделя был использован ручной гравер RIOBY мощностью 150 Ватт. Для крепления был использован строительный уголок.

Ходовые гайки осей X и Y заказывались у токаря и крепятся на строительные уголки, выглядят все это следующим образом (гайку лучше делать из бронзы или капролона)

Все болтовые соединения имеют небольшую свободу для регулировки перед окончательной затяжкой. Это поможет избежать подклинивания. Главная задача при изготовлении этого узла избежать заедания при крайних положениях. Собираем узел, болты не затягиваем, перемещаем в крайнее положение, необходимо убедится, что шпилька вращается свободно, затягиваем болты. Если после затяжки шпилька вращается туго, ослабляем болты, определяем причину подклинивания, при необходимости используем проставки и затягиваем все обратно. На этом механические работы заканчиваются.

Шпильки на противоположной стороне от двигателя закрепляются в подшипниках, перед установкой необходимо прикрепить упор для подшипника. Изготавливаем упор из строительной шайбы.

Важный нюанс, подшипники на шпильку устанавливаем на подложку из жести, ее нужно обернуть вокруг шпильки, поверх насаживаем подшипник и зажимаем с обоих сторон гайками. Стоит обратить внимание, что гайки следует зажимать не сильно, в противном случае шпильку выгнет дугой. Гайки затягиваются так чтобы не было люфта, после фиксируются клеем.

Для крепления заготовок в столе сверлим отверстия и с нижней стороны вставляем шип-гайку. Собственно на фотографии все видно.

интерфейсная плата с опторазвязкой BL-MACH-V1.1 $ 5.03

драйверы шаговых двигателей BL-TB6560-V2.0 $ 4.84 за 1 штуку

Начнем с доработки двигателей. Двигатели EM-181 униполярные, это значит, что они имеют 4 обмотки соединенные определенным образом. Драйверы, которые мы используем, работают с биполярными двигателями, в которых 2 обмотки. Откручиваем 4 болта и снимаем заднюю крышку двигателя. Необходимо перерезать дорожку в обозначенном месте. Контакты обмотки 1 обозначены буквами "А" обмотки 2 буквами "В"

При пробных прогонах станка были неверно настроены драйверы, а точнее ток был выставлен на 3 а. что не понравилось двигателям и через 20 минут из них пошел дым. Для того чтобы это больше не повторилось, ток был ограничен на уровне 1.2 а. и были установлены радиаторы и вентиляторы охлаждения. (Позже в процессе эксплуатации выяснилось, что двигатели разогреваются сильно на малой подаче, при правильно выставленном значении тока и подаче в 10-15 мм/с. двигатели греются не сильно)

Электронику упаковываем в симпатичный корпус, нашел случайно на рынке, стоил 4$ подошел идеально.

Подробно и с картинками о настройке драйверов можно прочитать здесь.

НАСТРОЙКА MACh4

Теперь пара слов о настройке программы управления MACh4.

В тонкости вдаваться не буду, опишу необходимый минимум, как заставить моторы вращаться в нужную сторону и на нужное расстояние. Скачиваем и устанавливаем программу mach4.

Установка порта:

В меню "config"(«Конфигурации») выбираем "Port and Pins" (Порты и Пины) ставим галку на нужный порт (адрес физического LPT порта 0х378)

Частоту ядра выбираем 25000Hz чтобы разогнать станок на нормальную скорость, на драйверах устанавливаем делитель 1:8

Настройка пинов управления двигателями:

Выберите вкладку "Motor Outputs"(«Выходы двигателей») Ставим галочки напротив осей X,Y,Z. Тем самым мы делаем их активными. Смотрим, к каким портам платы опторазвязки подключены наши драйверы и вписываем эти номера в поля "Step" (шаг) и "Dir" (направление) галочки "Step low active" отвечают за реверс вращения двигателей "step low active" шаг двигателя при положительном или отрицательном импульсе.

Концевые выключатели и кнопка экстренной остановки:

Концевики установленные на осях работают как индикатор достижения крайнего положения рабочего поля. Это предотвращает поломку механики. При срабатывании выключателя в процессе работы станок просто остановится.

В данном случае ось "X" подключена к 13 порту "Y" к 12 порту "Z" к 11 порту платы опторазвязки.

Кнопка E stop подключена к 15 порту и срабатывает при замыкании.

К сожалению не все поместилось в одной статье, по этому более подробно о настройке mach4 и создании управляющей программы в ArtCAM вы можете прочитать здесь (вордовский документ).

После того как мы все настроили, включаем шпиндель (в данном случае гравер), нажимаем кнопу "Cycle Start" и идем пить кофе.

Есть один важный момент. Фанера может быть кривая или при фиксации к столу ее может слегка выгнуть. На большой площади этот перепад может быть до 1мм. Станочек не сильно мощный и фрезы тонкие. Глубина обработки у нас выставлена 1мм за проход, а при изгибе фанеры заглубление может оказаться 1.5-2 мм. фреза начнет гореть или даже может сломаться. Поэтому я прогоняю фрезу над заготовкой и смотрю максимальную высоту и при обработке учитываю эту погрешность.

После того как станок закончит свою работу наслаждаемся результатами :)

После настройки станка и пробных прогонов пришлось выполнить заказ жены, так сказать компенсация за шум и пыль)) Собственно вот такая рамка для детской фотографии моей дочери.

Напоследок небольшое видео работы станка. А так я резал метровые детали для ДВС тренера

Под видео вы найдете некоторые комплектующие которые я покупал для постройки.

Спасибо всем за внимание, я надеюсь эта статья поможет новичкам, вдохновит их и поможет творчески развиваться.

funon.cc