Станок по металлу чпу своими руками – ЧПУ станок своими руками: пошаговая инструкция, схемы, советы

alexxlab | 31.03.2018 | 5 | Вопросы и ответы

Содержание

Строим самодельный ЧПУ фрезерный станок: пошаговая инструкция

Фрезерный

Самодельный ЧПУ фрезерный станок: подробности процесса сборки, обзор нужных комплектов и наборов, личный опыт. Откроем секреты сборки станка своими руками.

Итак, вы решили построить самодельный ЧПУ фрезерный станок или, может быть, вы просто над этим только задумываетесь и не знаете с чего начать? Есть много преимуществ в наличии машины с ЧПУ. Домашние станки могут производить фрезерование и резать практически все материалы. Будь вы любитель или мастер, это открывает большие горизонты для творчества. Тот факт, что один из станков может оказаться в вашей мастерской, еще более соблазнителен.

Есть много причин, по которым люди хотят построить собственный фрезерный станок ЧПУ своими руками. Как правило, это происходит потому, что мы просто не можем позволить себе купить его в магазине или от производителя, и в этом нет ничего удивительного, ведь цена на них немаленькая. Или же вы можете быть похожи на меня и получать массу удовольствия от собственной работы и создания чего-то уникального. Вы можете просто заниматься этим для получения опыта в машиностроении.

Личный опыт

Когда я впервые начал разрабатывать, продумывать и делать первый ЧПУ фрезер своими руками, на создание проекта ушел примерно один день. Затем, когда начал покупать части, я провел небольшое исследование. И нашел кое-какие сведения в различных источниках и форумах, что привело к появлению новых вопросов:

  • Мне действительно нужны шарико-винтовые пары, или обычные шпильки и гайки будут работать вполне нормально?
  • Какой линейный подшипник лучше, и могу ли я его себе позволить?
  • Двигатель с какими параметрами мне нужен, и лучше использовать шаговик или сервопривод?
  • Деформируется ли материал корпуса слишком сильно при большом размере станка?
  • И т.п.

К счастью, на некоторые из вопросов я смог ответить благодаря своей инженерно-технической базе, оставшейся после учебы. Тем не менее, многие из проблем, с которыми я бы столкнулся, не могли быть рассчитаны. Мне просто нужен был кто-то с практическим опытом и информацией по этому вопросу.

Конечно, я получил много ответов на свои вопросы от разных людей, многие из которых противоречили друг другу. Тогда мне пришлось продолжить исследования, чтобы выяснить, какие ответы стоящие, а какие – мусор.

Каждый раз, когда у меня возникал вопрос, ответ на который я не знал, мне приходилось повторять тот же процесс. По большему счету это связано с тем, что у меня был ограниченный бюджет и хотелось взять лучшее из того, что можно купить за мои деньги. Такая же ситуация у многих людей, создающих самодельный фрезерный станок с ЧПУ.

Комплекты и наборы для сборки фрезеров с ЧПУ своими руками

Да, есть доступные комплекты станков для ручной сборки, но я еще не видел ни одного, который можно было бы подстроить под определенные нужды.

Также нет возможности вносить изменения в конструкцию и тип станка, а ведь их много, и откуда вы знаете, какой из них подойдет именно вам? Независимо от того, насколько хороша инструкция, если конструкция продумана плохо, то и конечная машина будет плохой.

Вот почему вам нужно быть осведомленным относительно того, что вы строите и понимать какую роль играет каждая деталь!

Руководство

Это руководство нацелено на то, чтобы не дать вам совершить те же ошибки, на которые я потратил свое драгоценное время и деньги.

Мы рассмотрим все компоненты вплоть до болтов, глядя на преимущества и недостатки каждого типа каждой детали. Я расскажу о каждом аспекте проектирования и покажу, как создать ЧПУ фрезерный станок своими руками. Проведу вас через механику к программному обеспечению и всему промежуточному.

Имейте в виду, что самодельные чертежи станков с ЧПУ предлагают немного способов решения некоторых проблем. Это часто приводит к «неаккуратной» конструкции или неудовлетворительному функционированию машины. Вот почему я предлагаю вам сначала прочитать это руководство.

ДАВАЙТЕ НАЧНЕМ

ШАГ 1: Ключевые конструктивные решения

В первую очередь необходимо рассмотреть следующие вопросы:

  1. Определение подходящей конструкции конкретно для вас (например, если будете делать станок по дереву своими руками).
  2. Требуемая площадь обработки.
  3. Доступность рабочего пространства.
  4. Материалы.
  5. Допуски.
  6. Методы конструирования.
  7. Доступные инструменты.
  8. Бюджет.

ШАГ 2: Основание и ось X-оси

Тут рассматриваются следующие вопросы:

  1. Проектирование и построение основной базы или основания оси X.
  2. Разбивка различных конструкций на элементы.
  3. Жестко закрепленные детали.
  4. Частично закрепленные детали и др.

ШАГ 3: Проектирование козловой оси Y

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

  1. Проектирование и строительство портальной оси Y.
  2. Разбивка различных конструкций на элементы.
  3. Силы и моменты на портале и др.

ШАГ 4: Схема сборки оси Z

Здесь рассматриваются следующие вопросы:

  1. Проектирование и сборка сборки оси Z.
  2. Силы и моменты на оси Z.
  3. Линейные рельсы / направляющие и расстояние между подшипниками.
  4. Выбор кабель-канала.

ШАГ 5: Линейная система движения

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

  1. Подробное изучение систем линейного движения.
  2. Выбор правильной системы конкретно для вашего станка.
  3. Проектирование и строительство собственных направляющих при малом бюджете.
  4. Линейный вал и втулки или рельсы и блоки?

ШАГ 6: Компоненты механического привода

В этом пункте рассматриваются следующие аспекты:

  1. Детальный обзор частей привода.
  2. Выбор подходящих компонентов для вашего типа станка.
  3. Шаговые или серводвигатели.
  4. Винты и шарико-винтовые пары.
  5. Приводные гайки.
  6. Радиальные и упорные подшипники.
  7. Муфта и крепление двигателя.
  8. Прямой привод или редуктор.
  9. Стойки и шестерни.
  10. Калибровка винтов относительно двигателей.

ШАГ 7: Выбор двигателей

В этом шаге необходимо рассмотреть:

  1. Подробный обзор двигателей с ЧПУ.
  2. Типы двигателей с ЧПУ.
  3. Как работают шаговые двигатели.
  4. Типы шаговых двигателей.
  5. Как работают сервомоторы.
  6. Типы серводвигателей.
  7. Стандарты NEMA.
  8. Выбор правильного типа двигателя для вашего проекта.
  9. Измерение параметров мотора.

ШАГ 8: Конструкция режущего стола

В этом шаге рассматриваются следующие вопросы:

  1. Проектирование и строительство собственных столов при малом бюджете.
  2. Перфорированный режущий слой.
  3. Вакуумный стол.
  4. Обзор конструкций режущего стола.
  5. Стол можно вырезать при помощи фрезерного станка с ЧПУ по дереву.

ШАГ 9: Параметры шпинделя

В этом шаге рассматриваются следующие вопросы:

  1. Обзор шпинделей с ЧПУ.
  2. Типы и функции.
  3. Ценообразование и затраты.
  4. Варианты монтажа и охлаждения.
  5. Системы охлаждения.
  6. Создание собственного шпинделя.
  7. Расчет нагрузки стружки и силы резания.
  8. Нахождение оптимальной скорости подачи.

ШАГ 10: Электроника

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

  1. Панель управления.
  2. Электропроводка и предохранители.
  3. Кнопки и переключатели.
  4. Круги MPG и Jog.
  5. Источники питания.

ШАГ 11: Параметры контроллера Программного Управления

В этом шаге рассматриваются следующие вопросы:

  1. Обзор контроллера ЧПУ.
  2. Выбор контроллера.
  3. Доступные опции.
  4. Системы с замкнутым контуром и разомкнутым контуром.
  5. Контроллеры по доступной цене.
  6. Создание собственного контроллера с нуля.

ШАГ 12. Выбор программного обеспечения

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

  1. Обзор программного обеспечения, связанного с ЧПУ.
  2. Подбор программного обеспечения.
  3. Программное обеспечение CAM.
  4. Программное обеспечение САПР.
  5. Програмное обеспечение NC Controller.

vseochpu.ru

Станок ЧПУ своими руками, конструкции

В наше время у рукодельных людей всё чаще можно встретить новые станки, которые управляются не руками, как мы все привыкли, а компьютерной программной и компьютеризированной оснасткой. Такое новшество получило название ЧПУ (числовое программное управление).

Такая технология применяется во многих учреждениях, на больших производствах, а также в хозяйских мастерских. Автоматизированная система управления позволяет сэкономить очень много времени, а также повысить качество производимой продукции.

Автоматизированной системой управляет программа с компьютера. В эту систему входят асинхронные двигатели с векторным управлением, имеющие три оси движения электрического гравера: X, Z, Y. Ниже мы рассмотрим, какими бывают станки с автоматическим управлением и расчётами.

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.

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.

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.

  1. Непосредственно рабочая область, которая производится из фанеры – это столешница и боковой каркас.
  2. Направляющие элементы.
  3. Держатели направляющих.
  4. Линейные подшипники и втулки скольжения.
  5. Опорные подшипники.
  6. Ходовые винты.
  7. Контролёр шаговых двигателей.
  8. Блок питания контролёра.
  9. Электрический гравер или фрезер.
  10. Муфта, соединяющая вал ходового винта с валом шаговых двигателей.
  11. Шаговые двигатели.
  12. 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.

Принцип работы

Пожалуй, самым главным элементом на этом станке является фрезер, гравер или шпиндель. Это зависит от вашего выбора. Если у вас будет стоять шпиндель, то хвостик фрезы, который имеет цангу для крепления, будет плотно крепиться в цанговый патрон.

Сам патрон непосредственно закреплён на шпиндельном вале. Режущая часть фрезы подбирается исходя из выбранного материала. Электрический мотор, который располагается на движущейся каретке, вращает шпиндель с фрезой, что позволяет обрабатывать поверхность материала. Управление шаговыми двигателями происходит от контролера, на который подаются команды с компьютерной программы.

Электроника станка работает непосредственно на обеспечении компьютерного обеспечения, которое должно поставляться с заказываемой электроникой. Программа передаёт команды, в виде G – кодов на контролер. Тем самым эти коды сохраняются в оперативной памяти контролера.

После выбора на станке программы обработки (чистовой, черновой, трёхмерной), команды распределяются на шаговые двигатели, после чего происходит обработка поверхности материала.

Совет: Перед началом работы, необходимо протестировать станок, специализированной программой и пропустить пробную деталь, чтобы убедиться в правильности работы ЧПУ.

Сборка

Сборка станка своими руками не займёт у вас слишком много времени. Тем более что в интернете сейчас можно скачать очень много различных схем и чертежей. Если вы купили набор деталей для самодельного станка, то его сборка будет очень быстрой.

Итак, разберём один из чертежей собственно ручного станка.

Чертёж самодельного станка ЧПУ.

Как правило, первым делом из фанеры, толщиной 10-11 миллиметров, изготавливается каркас. Столешница, боковые стенки и подвижный портал для установки фрезера или шпинделя, изготавливаются только из фанерного материала. Столешница делается подвижной, используются мебельные направляющие соответствующих размеров.

В итоге должен получиться вот такой вот каркас. После того, как каркасная конструкция готова, в дело вступает дрель и специальные коронки, с помощью которых можно сделать отверстия в фанере.

Каркас будущего станка ЧПУ.

В готовом каркасе необходимо подготовить все отверстия, чтобы установить в них подшипники, направляющие болты. После этой установки, можно производить установку всех крепёжных элементов, электрических установок и т.д.

После того, как сборка завершена, важным этапом становится настройка программного обеспечения станка и компьютерной программы. При настройке программы проверяется работа станка на правильность заданных размеров. Если всё готово, можно приступать к долгожданным работам.

Совет: Перед началом работы необходимо проверить правильность крепления заготовочного материала и надёжность крепления рабочей насадки. Также убедиться в том, что выбранный материал соответствует изготовленному станку.

Наладка оборудования

Наладка станка ЧПУ производится непосредственно с рабочего компьютера, на котором установлена программа для работы со станком. Именно в программу загружаются необходимые чертежи, графики, рисунки. Которые в последовательности преобразуются программой в G – коды, необходимые для управления станком.

Когда всё загружено, совершаются пробные действия, относительно выбранного материала. Именно при этих действиях совершается проверка всех необходимых предустановленных размеров.

Совет: Только после тщательной проверки работоспособности станка можно приступать к полноценной работе.

Техника безопасности

Правила и техника безопасности при работе с данным станком ничем не отличается от работы на всех остальных станках. Ниже будут представлены самые основные:

  • Перед работой проверить исправность станка.
  • Одежда должна быть заправлена должным образом, чтобы нигде ничего не торчало и не могло попасть в рабочую зону станка.
  • Должен быть одет головной убор, который будет прижимать ваши волосы.
  • Около станка должен быть резиновый коврик или невысокая деревянная обрешётка, которые защитят от утечки электричества.
  • Доступ к станку детям должен быть категорически запрещён.
  • Перед работой со станком проверить все крепёжные элементы на их прочность.

Совет: К работе на станке необходимо подходить с трезвой головой и пониманием, что при неправильной работе вы можете нанести себе непоправимый вред.

С полными требованиями к безопасности при работе со станком вы сможете найти во всемирной паутине, т.е. в интернете и ознакомиться с ними.

Видео обзоры

Обзор сборки станка самодельного с ЧПУ

Видео обзор простого станка с ЧПУ

Обзор возможностей самодельного ЧПУ станка

Обзор шаговых двигателей

Обзор видео многоканального драйвера для шаговых двигателей

stanki-info.ru

ЧПУ станок своими руками: чертежи и схемы

Считается, что ЧПУ станок сложен в изготовлении, кроме технических составляющих, он имеет электронное устройство, установить которое в состоянии только специалист. Вопреки этому мнению, возможность собрать ЧПУ станок своими руками велика, если заранее подготовить необходимые чертежи, схемы и комплектующие материалы.

Проведение подготовительных работ

При проектировании ЧПУ своими руками в домашних условиях необходимо определиться, по какой схеме он будет работать.

Часто в качестве основы будущего аппарата берут использованный сверлильный станок.

Сверлильный станок может быть использован как основа для ЧПУ станка

В нем потребуется замена рабочей головки на фрезерную.

Наибольшее затруднение при проектировании ЧПУ станка своими руками вызывает создание устройства, при помощи которого рабочий инструмент перемещается в трех плоскостях.

Частично решить задачу помогут каретки, взятые из обычного принтера. Инструмент сможет двигаться в обеих плоскостях. Выбирать каретки для ЧПУ станка лучше из того принтера, который имеет большие габариты.

Подобная схема позволяет в дальнейшем подключать к станку управление. Минус в том, что фрезерный станок с ЧПУ работает только с деревянными, пластиковыми изделиями, изделиями из тонкого металла. Это связано с тем, что каретки принтера не имеют нужной жесткости.

Внимание необходимо уделить двигателю будущего агрегата. Его роль сводится к передвижению рабочего инструмента. От этого зависит качество работы и возможность выполнения фрезерных операций.

Удачным вариантом для самодельного ЧПУ фрезера является шаговый двигатель.

Шаговый двигатель

Альтернативой такому двигателю является электромотор, предварительно усовершенствованный и подогнанный под стандарты аппарата.

Любой фрезерный станок по дереву, использующий шаговый двигатель, позволяет не использовать винтовую передачу, это никак не влияет на возможности такого ЧПУ по дереву. Рекомендуется использовать для фрезерования на таком агрегате ремни зубчатого типа. В отличие от стандартных ремней они не проскальзывают на шкивах.

Требуется правильно спроектировать фрезер будущего станка, для этого понадобятся подробные чертежи.

Материалы и инструменты, необходимые для сборки

Общий набор материалов для станка с ЧПУ включает в себя:

  • шпиндель;
  • кабель длиной 14–19 м;
  • фрезы, обрабатывающие дерево;
  • патрон для фрезы;
  • преобразователь частот, имеющий одинаковую мощность со шпинделем;
  • подшипники;
  • плата для управления;
  • водяная помпа;
  • охлаждающий шланг;
  • три двигателя шагового типа для трех осей перемещения конструкции;
  • болты;
  • защитный кабель;
  • шурупы;
  • фанера, ДСП, плита из дерева или металлическая конструкция на выбор в качестве корпуса будущего аппарата;
  • муфта мягкого типа.

Муфта мягкого типа

Рекомендуется при изготовлении устройства с ЧПУ по дереву своими руками использовать шпиндель с охлаждающей жидкостью. Это позволит не отключать его каждые 10 минут для остужения. Для работы подойдет самодельный станок с ЧПУ, мощность его составляет не меньше 1,2 кВт. Оптимальным вариантом станет устройство мощностью 2 кВт.

Набор инструментов, требующийся для изготовления агрегата, включает в себя:

  • молотки;
  • изоленту;
  • сборочные ключи;
  • клей;
  • отвертку;
  • паяльник, герметик;
  • болгарку, ее часто заменяют на ножовку;
  • пассатижи, агрегат для сварки, токарный станок, ножницы, плоскогубцы.

Простой ЧПУ станок своими руками

Порядок действий при сборке станка

Самодельный ЧПУ фрезерный станок собирается по схеме:

  • изготовление чертежей и схем устройства с указанием системы электрооборудования;
  • покупка материалов, содержащих в себе будущий самодельный ЧПУ станок;
  • установка станины, на ней будут крепиться двигатели, рабочая поверхность, портал, шпиндель;
  • установка портала;
  • установка оси Z;
  • фиксация рабочей поверхности;
  • установка шпинделя;
  • установка водоохлаждающей системы;
  • установка электросистемы;
  • подключение платы, с ее помощью осуществляется управление аппаратом;
  • настройка программного обеспечения;
  • стартовый пуск агрегата.

В качестве основы для станины берется материал, сделанный из алюминия.

Станину нужно делать с алюминия

Профили из этого металла выбирают с сечением 41*81 мм с толщиной пластин 11 мм. Сам корпус станины соединяют при помощи алюминиевых уголков.

От установки портала будет зависеть, какой толщины изделие сможет обработать станок ЧПУ. Особенно если он, сделанный своими руками. Чем выше портал, тем более толстое изделие он сможет обработать. Важно не установить его слишком высоко, так как такая конструкция будет менее прочной и надежной. Портал движется по оси Х и несет шпиндель на себе.

В качестве материала для рабочей поверхности агрегата применяют профиль из алюминия. Часто берут профиль, имеющий Т-пазы. Для домашнего использования принимают фанеру, ее толщина составляет не менее 17 мм.

После того как каркас устройства будет готов, приступают к установке шпинделя. Важно устанавливать его вертикально, так как в дальнейшем потребуется его регулировка, это проводится для фиксации требуемого угла.

Для установки электросистемы необходимо присутствие таких компонентов:

  • блок питания;
  • компьютер;
  • шаговый двигатель;
  • плата;
  • кнопка остановки;
  • драйверы двигателя.

Драйвер шагового двигателя

Для работы системы требуется порт LPT. Помимо этого, устанавливается программа, управляющая работой аппарата и позволяющая отвечать на вопрос, как сделать ту или иную операцию. Управление подключается через двигатели к самому фрезерному станку.

После того как электроника будет установлена на станок, потребуется загрузка драйверов и необходимых для работы программ.

Распространенные ошибки при сборке

Часто встречающейся ошибкой при сборке станка с числовым программным управлением является отсутствие чертежа, но по нему и проводится сборка. В результате этого возникают упущения в проектировании и установке конструкций аппарата.

Часто неправильная работа станка связана с неверно подобранными частотником и шпинделем.

Для корректной работы станка необходимо правильно подбирать шпиндель

Во многих случаях шаговые двигатели не получают должного питания, поэтому для них необходимо выбирать специальный отдельный блок питания.

Необходимо учитывать то, что правильно установленная электросхема и программное обеспечение позволяет выполнять на устройстве многочисленные операции разного уровня сложности. Станок ЧПУ своими руками выполнить под силу мастеру среднего звена, конструкция агрегата имеет ряд особенностей, но с помощью чертежей собрать детали несложно.

С ЧПУ, своими руками составленным, работать легко, необходимо изучить информативную базу, провести ряд тренировочных работ и проанализировать состояние агрегата и детали. Не стоит торопиться, дергать движущиеся детали или вскрывать ЧПУ.

Видео по теме: ЧПУ станок своими руками

promzn.ru

чертежи и изготовление своими руками

Многие мастера часто задумываются над тем, чтобы собрать самодельный ЧПУ станок. Он обладает рядом преимуществ и позволит решить большое количество задач более качественно и быстро.

Домашние станки осуществляют фрезеровку и резку практически всех материалов. В связи с этим соблазн изготовления подобного устройства достаточно велик. Может уже пришло время взять все в свои руки и пополнить свою мастерскую новым оборудованием?

Назначение фрезерных станков

Станки с числовым программным управлением получили широкое распространение не только в промышленном производстве, но и в частных мастерских. Они позволяют осуществлять плоскую и профильную обработку металла, пластмассы и дерева.

Кроме того, без них не обойтись при выполнении гравировальных и сверлильно-присадочных работах.

Практически любая задача, решаемая с использованием подобных устройств, выполняется на высоком уровне.

При необходимости что-то начертить на плате или деревянной плите, достаточно создать макет в компьютерной программе и с помощью CNC Milling перенести это на изделие. Выполнить подобную операцию вручную в большинстве случаев просто невозможно, особенно если речь идет о высокой точности.

Все профессиональное оборудование данного типа характеризуется высоким уровнем автоматизации и простотой работы. Необходимы лишь базовые навыки работы в специализированных компьютерных программах, чтобы решать несложные задачи обработки материалов.

В то же время даже самодельные станки с ЧПУ справляются с поставленными целями. При должной настройке и использовании качественных узлов, можно добиться от аппарата хорошей точности, минимального люфта и приемлемой скорости работы.

Станок с ЧПУ своими руками

Функциональная схема станка с ЧПУ.

Итак, как сделать данное устройство? Чтобы изготовить станок ЧПУ своими руками, необходимо потратить время на разработку проекта, а также ознакомиться с существующими заводскими моделями. Следуя этим первым и самым простым правилам, удастся избежать самых распространенных ошибок.

Стоит отметить, что фрезеровочный ЧПУ станок – технически сложное устройство с электронными элементами. Из-за этого многие люди полагают, что его невозможно сделать вручную.

Конечно же, данное мнение ошибочно. Однако необходимо иметь в виду, что для сборки понадобится не только чертеж, но и определенный комплект инструментов и деталей. Например, понадобится шаговый двигатель, который можно взять из принтера и т.д.

Следует также учитывать необходимость определенных финансовых и временных затрат. Если подобные проблемы не страшны, тогда изготовить доступный по стоимости и эффективный агрегат с координатным позиционированием режущего инструмента для обработки металла или дерева не составит труда.

Схема

Наиболее трудным этапом изготовления станка ЧПУ по металлу и дереву является выбор оптимальной схемы оборудования. Тут все определяется размерами заготовки и степени ее обработки.

Для бытовых целей лучше отдать предпочтение чертежу небольшого устройства с необходимым набором функций.

Одним из вариантов может быть конструкция, состоящая из двух кареток, которые будут перемещаться в плоскости. Стальные шлифовальные прутки отлично подойдут в качестве основания. На них крепятся каретки.

Также понадобятся ШД и винты с подшипниками качения, чтобы обеспечить трансмиссию. Управление фрезера самодельного станка с ЧПУ будет осуществляться с помощью программы.

Подготовка

Для автоматизации самодельного фрезерного станка с ЧПУ необходимо максимально продумать электронную часть.

Чертеж самодельного станка.

Ее можно разделить на несколько элементов:

  • блок питания, обеспечивающий подачу электроэнергии на ШД и контроллер;
  • контроллер;
  • драйвер, регулирующий работу подвижных частей конструкции.

Затем, чтобы построить самому станок, необходимо подобрать сборочные детали. Лучше всего использовать подручные материалы. Это поможет максимально уменьшить расходы на инструменты, которые вам понадобятся.

Основу обычно делают из дерева, оргстекла или металла. Важно, чтобы во время движения суппортов не возникали колебания. Они приведут к неточной работе аппарата. В связи с этим нужно правильно разработать их конструкцию.

Вот некоторые советы по выбору деталей:

  • в качестве направляющих подойдут прутки диаметром до 12 мм;
  • лучшим вариантом для суппорта будет текстолит;
  • ШД обычно берут от принтеров;
  • блок фиксации фрезы также делается из текстолита.

Инструкция по сборке

После подготовки и выбора деталей можно приступать к сборке фрезеровального агрегата для обработки дерева и металла.

В первую очередь следует еще раз проверить все комплектующие и удостовериться в правильности их размеров.

Схема устройства ЧПУ.

Порядок выполнения действий при сборке выглядит приблизительно следующим образом:

  • установка направляющих суппорта, их крепление к боковым поверхностям конструкции;
  • притирка суппортов в результате их перемещения до тех пор, пока не удастся добиться плавного хода;
  • затяжка болтов;
  • установка компонентов на основании устройства;
  • закрепление ходовых винтов с муфтами;
  • крепление к винтам муфт шаговых двигателей.

Всю электронную составляющую следует расположить в отдельном блоке. Таким образом, вероятность сбоя во время работы будет сведена к минимуму. Подобный вариант размещения электроники можно назвать лучшей конструкцией.

Особенности работы

После того, как самодельный станок с ЧПУ был собран своими руками, можно приступать к испытаниям.

Контролировать действия станка будет программное обеспечение. Его необходимо выбирать правильно. В первую очередь важно, чтобы программа была рабочей. Во-вторых, она должна максимально реализовывать все возможности оборудования.

Кинематическая схема работы устройства.

В ПО должны содержаться все необходимые драйверы для контроллеров.

Начинать следует с несложных программ. При первых запусках необходимо следить за каждым проходом фрезы, чтобы убедиться в правильности обработке по ширине и глубине. Особенно важно проконтролировать трехмерные варианты подобных устройств.

Итог

Устройства для обработки дерева с числовым программным управлением имеют в своей конструкции различную электронику. Из-за этого, на первый взгляд, может показаться, что подобное оборудования очень трудно изготовить самостоятельно.

На самом деле сделать станок ЧПУ своими руками – посильная задача для каждого. Достаточно просто поверить в себя и в свои силы, и тогда можно стать обладателем надежного и эффективного фрезеровального станка, который станет гордостью любого мастера.

tutsvarka.ru

Домашний ЧПУ станок своими руками (13 фото) . Чёрт побери

По многочисленным просьбам представяю здесь свой станок с ЧПУ. Постараюсь ответить на частые вопросы о цене основных компонентов механики и электрики. Возможно кому-то статья поможет решиться на постройку своего ЧПУ.


Смотреть все фото в галерее

От идеи до готового станка прошло около пяти лет. За это время был построен маленький координатный стол с моторами от 5ти дюймовых флоппиков, для тестирования софта и компонентов электрики.
Были рассмотренны разные варианты конструкции, от совсем уже самопальных решений вроде направляющих для мебели или из уголков, ремней для приводов и так далее было решено отказаться, но в тоже время не выходить за скромные рамки бюджета.

Станок строился для помощи в моем основном хобби — авиамоделизме, то есть для бальзы, фанеры, дерева, потолочки, оргстекла и текстолита. Грызть металл он и не обязан, хотя 1-2мм алюминия проблемы вызвать не должны.

Рабочей объем составляет 400ммх550ммх75мм. Есть возможность обрабатывать длинные штуки в несколько приемов, свешивая их спереди и сзади.

Для создания станка был освоен Autodesk Inventor. На 3Д показан в итоге забракованный вариант — по оси У был недостаток жесткости.

С развитием хобби-3Д печати, цена на направляющие, винтовые валы, подшипники и шаговые двигатели сильно упала. Почти все приобреталось на Алиэкспрессе. Что бы не превращать статью в рекламу Али ссылок давать не буду. Покупалось все это добро постепенно, втечении без малого года, выискивались лучшие предложения, кое что не прошло проверку и было заказано вновь.

И так механика:
Направляющие оси Х: две круглые штанги WSC S16 ( 16мм ) длинной 650мм и два линейных подшипника SCS16LUU цена около 35$

Направляющие оси Y: две рельсы SBR12 ( 12мм ) длинной 500мм и 4 линейных подшипника SBR12UU цена около 30$ На осях Х и У есть возможность выбора люфта.

Направляющие оси Z: две круглые штанги WSC S10 (10мм) и 4 линейных подшипника SCS10UU цена около 20$

Подача на всех осях осуществляется с помощью винтовых валов Т8 (8мм) с шагом 2мм и бронзовых гаек, люфт которых выбран с помощью пружины. Не ШВП. Цена около 30$ за все три. В последнее время у китайцев появились и доступные валы ШВП, замена валов стоит первым пунктом в списке тюнинга.

Мелочи вроде опорных подшипников ( KLF08 ), гибких муфт для посадки двигателей на вал и цепей для кабеля пусть еще 15$. Моторы мне покупать не пришлось, у меня они уже были, б.у. от автомата для пипетирования.
Посадочные места сделаны под типоразмер Nema23, три штуки с Алиэкспресса не самого плохого качества — это около 50$

Станок выполнен из 12мм листового алюминия, резкой лазером. Все отверстия так же были намечены лазером и позже высверлены на станке. Фрезеровочных работ почти не потребовалось, отфрезерованы только торцы пластины оси У с рельсами и посадочные места деталей оси Z.

Думаю подобная конструкция из 12-16мм буковой фанеры будет работать не хуже. Окна облегчения можно и не делать .

Неподвижный опорный подшипник вала Х

Почти вся электрика станка, кроме питания, располагается внутри. Это три драйвера для шаговых двигателей и сам ЧПУ контроллер для УСБ. Драйверы бывают от 9$ за штуку, я потратил на них около 50$. Родные радиаторы драйверов были выброшены, для экономии места. Драйверы привинчены к алюминевой пластине.
Питание станка состоит из двух источников на 24 Вольт /12 Ампер каждый соединенных последовательно. Полученные 48 Вольт нужны для фрезерного шпинделя, 24 Вольт для питания шаговых моторов.

Плата ЧПУ контроллера, ищется по запросу «CNC USB Mach4», стоит от 35$. В комплекте китаец кладет диск с инструкциями и лицензией для софта Масн3. Работает отлично и просто настраивается, нареканий за 2 года эксплуатации нет. Софт Mach4 может немного и устарел, но работает на ура.
Возможна замена на новые контроллеры на основе Arduino.

Рабочая поверхность — пластина из буковой фанеры толщиной 12мм. Сначала была просто гладкая пластина на которую я приколачивал заготовки кнопками или гвоздиками, но это было не дело. Позже станок сам насверлил в своей плите отверстий с шагом 50х50мм, а я ввинтил туда мебельные цилиндрики с внутренней резьбой М5. Этого более чем достаточно, профильная пластина с пазами выйдет по цене дороже раза в три чем весь этот станок.
Палки спереди торчат, потому что жалко обрезать длинные направляющие, может быть позже построю более длинный станок.

Китайский шпиндель на 400 Ватт — мотор постоянного тока на 48 вольт и 13500 оборотов. Шел в комплекте с держателем и цангой для инструмента ER11. Цанга для 3мм, остальные докупал отдельно. Люфта нет, концентричность хорошая, пашет уже два года. Для моих целей его более чем достаточно. Цена от 50$. Честно говоря инстумент больше 4 мм использовать не приходилось пока.

Итого 280 баксов плюс труд, плюс мелочь на шурупы, гайки и кабель — получился вполне рабочий и годный станок. Практическая точность 0.1мм. Максимальная скорость подачи 1000 мм/мин, но в реальности больше 500мм-600мм подача и не используется. Наверное нужен более оборотистый шпиндель. На нем я пилил доски толщиной 18мм, оргстекло толщиной 10мм, фанеру 12мм, делал украшения из березовой сувели (капа), гравировал различные материалы. Точности вполне хватает чтобы изготавливать деревянные шестеренки для часов.

Спасибо за внимание.

Вот мой ютуб-канал с поделками изготовленными на этом станке:
https://www.youtube.com/user/ingwilhelm/

chert-poberi.ru

Собираем ЧПУ лазерный станок своими руками

В этом посте мы расскажем вам историю о том, как построить ЧПУ лазерный станок своими руками, которую нам поведал один из подписчиков.

Предисловие

Пару месяцев назад я просматривал записи с конкурса, в котором увидел несколько довольно крутых гравировальных машин, и я подумал: «Почему бы мне не создать свою собственную?». И так я и сделал, но не хотелось копировать чужой проект, я хотел сделать свой собственный уникальный ЧПУ станок своими руками. И так началась моя история …

Технические характеристики

Этот лазерный гравер оснащен 1,8 Вт 445 нм лазерным модулем, конечно, это ничто по сравнению с промышленными лазерными резаками, которые используют лазеры более 50 Вт. Но для нас будет достаточно и этого лазера. Он может вырезать бумагу и картон, и может выгравировать все виды древесины или изделия из фанеры. Я еще не тестировал другие материалы, но уверен, что он может наносить гравировку на многие другие поверхности. Сразу зайду наперед и скажу, что он имеет большое рабочее поле размером около 500×380 мм.

Кому под силу сделать такой лазерный станок? Каждому, не важно, вы инженер, юрист, учитель или студент, как я! Все, что вам необходимо – терпение и большое желание получить действительно качественный станок.

Мне потребовалось около трех месяцев, чтобы спроектировать и построить эту гравировальную машину, в том числе я около месяца ждал детали. Конечно, такую работу можно выполнить и быстрее, но мне всего 16 лет, поэтому работать я мог только на выходных.

 

Нужные материалы для сборки

Понятно, что вы не сможете сделать лазерный гравер, не имея нужных деталей, поэтому я составил спецификацию с почти всем необходимым для его изготовления. Практически все детали куплены на Aliexpress, потому что это дешево, и есть бесплатная доставка для большинства товаров. Другие детали, такие как обработанные стержни и листы МДФ (можно сделать из фанеры), были куплены в местном строительном магазине. Лазер и драйвер лазера были заказаны на ebay.
Я попытался найти самые низкие цены для всех деталей (не включая доставку).

Было потрачено много времени, прежде чем я пришел к этому дизайну. Сначала я сделал несколько других, но именно этот был действительно самым красивым из всех остальных. Первым делом я нарисовал все детали в графическом редакторе и распечатал их в натуральном размере.
Весь гравер я собираю из листов МДФ толщиной 18 мм и 12 мм.
Выбор пал на этот дизайн также потому что можно было легко прикрепить ось Z и инструмент, превратив наш станок в фрезерный.

Конечно, я мог бы сделать другой, более простой дизайн … Но нет! Хотелось чего-то особенного!

Процесс сборки

Распечатав чертежи, у меня появились детали, которые необходимо было собрать в кучу. Первое, что я сделал, – это установил дверь корпуса электроники с левой стороны и замок с петлей (дверца устанавливается без трудностей, поэтому я сделал это в первую очередь. Чтобы собрать корпус для электроники, я использовал множество L-образных железных скоб с отверстиями под саморезы. Если корпус планируется изготавливать из фанеры, то предварительно необходимо просверлить в ней также отверстия под саморезы.

Сначала была взята снова левая сторона корпуса электроники и установлена на нее передняя и задняя части корпуса при помощи скоб. Я не использовал винты или гвозди для установки крышки и панели управления, а прикрутил те же скобы к стенкам и просто положил крышку с панелью на них чтобы в дальнейшем при установке электроники не возникало никаких неудобств.

Отложив корпус электроники в сторону и взяв опорную плиту и опорные части оси Х необходимо установить их таким образом, как показано на фотографиях, убедившись, что ось Х и крепление мотора находятся на правой стороне станка с ЧПУ. Теперь можно смело установить корпус электроники таким же образом, как и показано на рисунках.

Далее были взяты два 700-мм вала, нанизаны на них по два линейных подшипника на каждый, и они были зафиксированы на самом станке при помощи специальных концевых опор для шлифованных валов.
На данном этапе у меня получилось вот что:


Уберите в сторону эту половину лазерного станка на некоторое время и займитесь подвижной частью X, а ось Y поддержите и прикрепите на весу опоры вала к движущейся части оси X гайками и болтами и прикрепите двумя гайками опору на ось Х.

  1. Теперь возьмите два 500-миллиметровых вала, наденьте по одному линейному подшипнику на каждый вал, наденьте опору вала на каждый конец каждого вала и установите их на станок.
  2. Прикрепите ходовую гайку оси Y на подвижную часть оси Y с помощью гаек и болтов, и прикрутите ее к линейным подшипникам с помощью саморезов.
  3. Прикрепите ходовой винт и шаговый двигатель.
  4. Подсоедините все это к другой половине гравера и закрепите ходовой винт и шаговый двигатель.

Теперь у вас должно выйти что-то похожее на то, что изображено на этом фото:


Электроника для станка

Я также установил деревянную деталь в корпус электроники, чтобы закрепить шаговый двигатель.

Далее была прикреплена верхняя часть корпуса электроники, пульт управления и рабочий стол уже после того, как была установлены несколько печатных плат, схема к которым прилагается в комплекте.

Ну или можно просто положить крышку и панель на гравёре, чтобы полюбоваться проделанной работой и великолепным дизайном.»

Выводы

Это, пожалуй, и вся информацию, которую он нам донес, но это довольно неплохая инструкция для тех, у кого есть мечта собрать собственноручно хороший самодельный лазерный станок для домашних и хоббийных целей.

Сама сборка лазерного гравера не особо затратная, поскольку количество деталей минимально, да и стоимость их не особо высока. Самыми дорогими деталями являются, наверное, шаговые двигатели, направляющие и, конечно же, детали самой лазерной головки с системой охлаждения.

Именно этот станок заслуживает особого внимания, поскольку не каждый лазерный гравер позволяет быстро устанавливать на 3 ось фрезерную машинку и превращать станок в полноценный ЧПУ фрезер.

В заключение хочется сказать: если вам действительно хочется самому собрать качественный станок ЧПУ своими руками, который будет служить верой и правдой долгие годы, не нужно экономить на каждой детали и пытаться сделать направляющие ровнее заводских или заменять ШВП на шпильку с гайкой. Такой станок работать хоть и будет, но качество его работы и постоянная настройка механики и программного обеспечения просто расстроит вас, заставив пожалеть о потраченном на него времени и средствах.

vseochpu.ru

Станок токарно-фрезерный по металлу с ЧПУ для дома своими руками

Токарно-фрезерные станки позволяют заниматься обработкой металлических изделий. За счет ЧПУ есть возможность дистанционно управлять инструментом. Непосредственно обработка материала осуществляется при помощи фрезы. Отличаются станки между собой по мощности двигателя, а также форме стойки.

Также различают модификации с горизонтальным и вертикальным расположением шпинделя. Еще важно отметить, что пиноли могут быть фиксированного либо подвижного типа. Чтобы узнать больше информации о сборке станков, необходимо рассмотреть конкретные конфигурации.

Горизонтально-фрезерный станок

Сделать данного типа токарно-фрезерный станок по металлу своими руками довольно просто. Двигатель в данном случае можно использовать небольшой мощности. Непосредственно фреза подбирается на 0.7 см. Однако в данном случае многое зависит от толщины будущих заготовок. В первую очередь для сборки собирается станина. Для этого потребуются металлические листы толщиной до 1.4 мм.

Непосредственно пиноль для станков данного типа целесообразнее подбирать фиксированного типа. Направляющие можно приваривать только после опорных стоек. Если рассматривать простую модель, то стол делается без роликового механизма. С целью контроля положения фрезы применяются подъемные устройства. На рынке чаще всего продаются модификации с гидравлическими механизмами.

Вертикально-фрезерные устройства

Собирается данного типа станок (токарно-фрезерный) по металлу на базе коллекторного двигателя. Мощность его обязана составлять не менее 4.5 кВт. Все это позволит развивать большую скорость вращения шпинделя. Чтобы зафиксировать рабочую платформу, делается в первую очередь станина.

Особое внимание на этом этапе следует уделить нижней раме. С целью фиксации пиноли часто к стойке приваривают отдельную пластину. Для ее крепления на станке не обойтись без сварочного инвертора. Непосредственно направляющие фиксируются под шпинделем. Механизм для контроля фрезы можно подбрить гидравлического типа. Также специалисты советуют рассмотреть варианты с маховиками. В этом случае над станиной уславливается шкифт.

Универсальные модели

Универсальный станок (токарно-фрезерный) по металлу собирается с фиксированными фланцами. Пиноли чаще всего подбираются с люнетом. Непосредственно суппорт для станка устанавливается продольного типа. Чтобы фиксировать материал, используются боковые стойки. Двигатель располагается в нижней части конструкции. ЧПУ в данном случае находится рядом с ним.

Перед установкой люнета важно закрепить направляющие. Для этого стандартно используется сварочный инвертор. Фланец целесообразнее подбирать небольших размеров. Электродвигатель на универсальный станок (токарно-фрезерный) по металлу подходит коллекторного типа. Мощность его максимум должна составлять 4.5 кВт. В среднем частота у таких устройств колеблется в районе 3 тыс. оборотов в минуту. Все это позволяет обрабатывать металлические заготовки различной толщины.

Мини-модель

Сделать мини токарно-фрезерный станок по металлу довольно просто. Чаще всего он собирается с асинхронным двигателем не большой мощности. Непосредственно суппорт для модели подбирается продольного типа. Фиксироваться он обязан сразу за направляющими. Стойку можно сделать с роликовым механизмом. Для удобства эксплуатации инструмента привариваются боковые поры. Нижний блок указанных устройств представляет собой цельносварную раму. С целью регулировки положения фрезы подойдет обычный люнет.

Устройства с горизонтальным шпинделем

Модификации с горизонтальным шпинделем являются очень распространенными. Электродвигатель для станков используется, как правило, коллекторного типа. С целью фиксации шкифа применяется прижимная пружина небольшого диаметра. Для защиты механизма контроля фрезы используется кожух. Направляюще у моделей устанавливаются за суппортом.

Непосредственно упоры нужно приваривать к стойке при помощи сварочного инвертора. Перед этим для модели собирается стойка. В качестве рабочей зоны можно использовать небольшую пластину из нержавеющей стали. ЧПУ обязано располагаться вместе с двигателем. Пиноль для моделей данного типа подойдет с осевым штифтом. С целью защиты рук во время работы с материалом используются пластины выгнутой формы. Зафиксировать их можно на верхней стойке при помощи винтов.

Модели с вертикальным шпинделем

Токарно-фрезерный станок по металлу для дома с вертикальным шпинделем позволяет очень быстро обрабатывать заготовки небольшой толщины. Основным недостатком конструкции являются громоздкие размеры. В данном случае двигатели применяются как коллекторного, так и асинхронного типа. В среднем мощность их равняется не более 3.5 кВ. Для того чтобы сделать станину для модели, потребуются листы металла с толщиной 1.5 мм. Несущая плита может устанавливаться непосредственно на раму. Для фиксации фрезы используются фланцы.

Направляющие в данном случае устанавливаются только после суппорта. Для повышения устойчивости конструкции часто привариваются боковые стойки. Также важно отметить, что пиноль на станок (токарно-фрезерный) по металлу целесообразнее подбирать подвижного типа. Для защиты рук во время работы устанавливаются щитки. Как правило, они используются небольшой толщины. Для их фиксации на верней стойке используются винты.

Станок с широкой опорой

Собрать настольный токарно-фрезерный станок по металлу с широкой опорой можно довольно просто. В первую очередь для работы изготавливается станина. Непосредственно суппорт для модели подбирается продольного типа. На рынке, как правило, представлены модификации с гидравлическими механизмами подачи фрезы. Самостоятельно их изготовить довольно сложно.

В данном случае целесообразнее отдать предпочтение обычным моделям с поворотными механизмами. Для этого возле пиноли крепится небольшой шкифт. Для защиты рук используются щитки. Непосредственно ЧПУ устанавливаются с двигателями коллекторного либо асинхронного типа.

Консольные модели

Консольный токарно-фрезерный станок с ЧПУ по металлу подходит для обработки изделий различной формы. Собираются модели на базе обычного коллекторного двигателя. Фланцы в данном случае фиксируются на пружине небольшого диаметра.

Непосредственно направляющие специалисты рекомендуют использовать из нержавеющей стали. Крепиться они обязаны за суппортом в горизонтальном положении. Нижний блок станка должен обладать высокой жесткостью. Для этого привариваются боковые опоры. Также они помогут надежно зафиксировать заготовку на рабочей плите. Модификации с роликовыми механизмами встречаются довольно редко.

Модели без суппорта

Токарно-фрезерный станок с ЧПУ по металлу без суппорта делается на базе кулачкового люнета. В первую очередь для сборки подбирается двигатель. В этой ситуации подойдет небольшой мощности коллекторная модификация. Направляющие нужно использовать не слишком длинные.

Однако если рассматривать устройства с широкими стойками, то это не так. Для того чтобы регулировать положение фрезы, применяются маховики. Шкиф для модели устанавливается диаметром в 1.5 см. Для защиты суппорта применяется кожух. ЧПУ обязано располагаться возле электродвигателя.

fb.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *