Як зібрати фрезерний верстат чпу по дереву. Створення чпу верстата своїми руками

Багато майстрів часто замислюються над тим, щоб зібрати саморобний ЧПУ верстат. Він має ряд переваг і дозволить вирішити велику кількість завдань якісніше та швидко.

Здійснюють фрезерування та різання практично всіх матеріалів. У зв'язку з цим спокуса виготовлення такого пристрою досить велика. Може вже настав час взяти все у свої руки та поповнити свою майстерню новим обладнанням?

Верстати з числовим програмним управлінням набули широкого поширення не тільки в промислове виробництво, а й у приватних майстернях. Вони дозволяють здійснювати плоску та профільну обробку металу, пластмаси та дерева.

Крім того, без них не обійтися при виконанні гравірувальних та свердлильно-присадних робіт.

Практично будь-яке завдання, яке вирішується з використанням подібних пристроїв, виконується на високому рівні.

При необхідності щось накреслити на платі чи дерев'яній плиті, достатньо створити макет у комп'ютерній програмі та за допомогою CNC Milling перенести це на виріб. Виконати подібну операцію вручну здебільшого просто неможливо, особливо якщо мова йдепро високу точність.

Все професійне обладнання цього типу характеризується високим рівнемавтоматизації та простотою роботи. Необхідні лише базові навички роботи у спеціалізованих комп'ютерних програмахдля вирішення нескладних завдань обробки матеріалів.

Водночас навіть із ЧПУ справляються з поставленими цілями. При належному налаштуванні та використанні якісних вузлів, можна домогтися від апарата гарної точності, мінімального люфту та прийнятної швидкості роботи.

Верстат із ЧПУ своїми руками

Функціональна схема верстата з ЧПУ.

Отже, як зробити цей пристрій? Щоб виготовити верстат ЧПУ своїми руками, необхідно витратити час на розробку проекту, а також ознайомитись із існуючими заводськими моделями. Слідуючи цим першим і самим простим правилам, вдасться уникнути найпоширеніших помилок

Варто зазначити, що фрезерувальний ЧПУ верстат – технічно складний пристрій із електронними елементами. Через це багато людей вважають, що його неможливо зробити вручну.

Звичайно ж, ця думка помилкова. Однак необхідно мати на увазі, що для збирання знадобиться не тільки креслення, а й певний комплект інструментів та деталей. Наприклад, знадобиться кроковий двигун, який можна взяти з принтера тощо.

Слід також враховувати необхідність певних фінансових та тимчасових витрат. Якщо подібні проблеми не страшні, тоді виготовити доступний за вартістю ефективний агрегат з координатним позиціонуванням ріжучого інструментудля обробки металу або дерева не складе труднощів.

Схема

Найбільш важким етапом ЧПУ по металу та дереву є вибір оптимальної схеми обладнання. Тут усе визначається розмірами заготівлі та її обробки.

Для побутових цілей краще надати перевагу кресленню невеликого пристрою з необхідним набором функцій.

Одним із варіантів може бути конструкція, що складається з двох кареток, які переміщатимуться в площині. Сталеві шліфувальні прутки відмінно підійдуть як основа. На них кріпляться каретки.

Також знадобляться ШД та гвинти з підшипниками кочення, щоб забезпечити трансмісію. Управління фрезера з ЧПУ здійснюватиметься за допомогою програми.

Підготовка

Для автоматизації саморобного фрезерного верстата із ЧПУ необхідно максимально продумати електронну частину.

Креслення саморобного верстата.

Її можна розділити на кілька елементів:

• блок живлення, що забезпечує подачу електроенергії на ШД та контролер;
• контролер;
• драйвер, що регулює роботу рухомих частин конструкції.

Потім, щоб побудувати самому верстат, необхідно підібрати складальні деталі. Найкраще використовувати підручні матеріали. Це допоможе максимально зменшити витрати на інструменти, які вам знадобляться.

Основу зазвичай роблять із дерева, оргскла або металу. Важливо, щоб під час руху супортів не виникали вагання. Вони призведуть до неточної роботи апарату. У зв'язку з цим потрібно правильно розробити їхню конструкцію.

Ось деякі поради щодо вибору деталей:

• як напрямні підійдуть прутки діаметром до 12 мм;
• найкращим варіантомдля супорту буде текстоліт;
• ШД зазвичай беруть від принтерів;
• Блок фіксації фрези також виготовляється з текстоліту.

Інструкція по збірці

Після підготовки та вибору деталей можна приступати до збирання фрезерувального агрегату для обробки дерева та металу.

Насамперед слід ще раз перевірити всі комплектуючі та переконатися у правильності їх розмірів.

Схема пристрою ЧПУ.

Порядок виконання дій при складанні виглядає приблизно так:

• встановлення направляючих супорта, їх кріплення до бокових поверхонь конструкції;
• притирання супортів в результаті їх переміщення доти, доки не вдасться досягти плавного ходу;
• затягування болтів;
• встановлення компонентів на підставі пристрою;
• закріплення ходових гвинтів із муфтами;
• кріплення до гвинтів муфт крокових двигунів.

Всю електронну складову слід розташувати в окремому блоці. Таким чином, ймовірність збою під час роботи буде зведена до мінімуму. Подібний варіант розміщення електроніки можна назвати найкращою конструкцією.

Особливості роботи

Після того, як з ЧПУ було зібрано власноруч, можна приступати до випробувань.

Контролюватиме дії верстата програмне забезпечення. Його потрібно вибирати правильно. Насамперед важливо, щоб програма була робочою. По-друге, вона має максимально реалізовувати усі можливості обладнання.

Кінематична схема роботи пристрою.

ПЗ повинні мати всі необхідні драйвери для контролерів.

Починати слід із нескладних програм. При перших запусках необхідно стежити за кожним проходом фрези, щоб переконатися у правильності обробки по ширині та глибині. Особливо важливо проконтролювати тривимірні варіанти таких пристроїв.

Підсумок

Пристрої для обробки дерева з числовим програмним керуванням мають у своїй конструкції різну електроніку. Через це, на перший погляд, може здатись, що подібне обладнання дуже важко виготовити самостійно.

Насправді ЧПУ своїми руками – посильне завданнядля кожного. Достатньо просто повірити в себе і у свої сили, і тоді можна стати володарем надійного та ефективного верстата фрезерування, який стане гордістю будь-якого майстра.

Для того, щоб зробити верстат ЧПУ з принтера своїми руками знадобляться такі підручні матеріали:

• запчастини від кількох принтерів (зокрема приводу та шпильки);
• привід від вінчестера;
• декілька листів ДСП або фанери, меблеві напрямні;
• контролер та драйвер;
• кріпильні матеріали.

1. Основа є ящиком з ДСП. Можна взяти готовий чи виготовити самостійно. Відразу враховуємо, що внутрішня ємність ящика повинна вміщати всю електронну начинку, тому висота борту розраховується від висоти плати з деталями, кріплення та запасу до столу. Складання основи та рами з ДСП здійснюється за допомогою саморізів. При цьому всі деталі мають бути рівними та закріпляться під прямим кутом.

2. На кришку основи необхідно закріпити осі верстата. Усього їх три – x y z. Спочатку кріпимо вісь y. Для виготовлення напрямної використовується меблевий полоз на кулькових підшипниках.

Краще використовувати по дві напрямні для двох горизонтальних осей, інакше осі матимуть значний люфт. Для вертикальної осі роль направляючої виконують залишки вінчестера, його частини, де рухався лазер.

В якості ходового гвинтазастосовується шток від принтера. У даному випадкудля горизонтальних осей х y виготовлені гвинти діаметром 8мм з різьбленням. Для вертикальної осі z застосовувався гвинт із різьбленням діаметром 6мм. Як кроковий двигун використовуються приводи від старих принтерів. За одним приводом на кожну вісь.

3. До площини шпилька кріпитися за допомогою металевого куточка.

Вал двигуна з'єднується зі шпилькою через гнучку муфту. Усі три осі кріпляться до основи через раму із ДСП. У цій конструкції фрезер рухатиметься лише у вертикальній площині, а переміщення деталі здійснюється за рахунок горизонтального переміщення платформи.

4. Електронний блок складається з контролера та драйвера. Контролер виконаний на радянських мікросхемах К155ТМ7, для цієї нагоди використовувалося три штуки.

Від кожної мікросхеми дроту йдуть до драйвера кожного із трьох двигунів. Драйвер виконано на транзисторі. У розгойдуванні використовується КТ 315, транзистори КТ 814, КТ 815. Від цих транзисторів електричний сигнал надходить на обмотку електричного приводу.

При нормальній напрузі двигуни можуть перегріватися через відсутність в електронному блоці шин. Для запобігання цьому для кожного двигуна потрібно використовувати комп'ютерний кулер.

Відео: простий ЧПУ-верстат своїми руками для початківців.

Електронна начинка

Тут варіанти два:

1. Ви озброюєтеся паяльником, флюсом, припоєм, лупою, і знаєтеся на мікросхемах з принтера. Знайдіть керуючі плати принтера 12F675 та LВ1745. Працюйте з ними, створивши плату керування чпу. Прикріпити їх потрібно буде ззаду чпу верстата, під блоком живлення (його теж беремо від багатостраждального принтера).
2. Використовуйте заводський контролер чпу верстата. Навскидку - п'ятиосьовий чпу контролер. Саморобна електроніка – дивно, проте китайці сильно демпінгують із цінами. Так що легким клацанням мишки замовляємо чпу у них, бо в Росії такий девайс чпу не купиш. Чпу контролер 5 Axis СNC Breakout Board дає можливість підключення 3-х входів кінцевих двигунів, кнопочку відключення, автоматизоване керуваннядремелем і 5 драйверів під управління кроковим двигуном саморобного верстата.

Живиться цей чпу від USB-шнура. У саморобному варіантічпу запитувати плату керування на основі мікросхем принтера потрібно від блока живлення верстата чпу.

Кроковий двигун для саморобного верстата із чпу доведеться вибирати потужністю до 35 вольт. За інших потужностей контролер чпу ризикує перегоріти.

Зніміть блок живлення з принтера. З'єднайте проводкою блок живлення, тумблер увімкнення та вимкнення, контролер чпу та дрімель.

До плати керування верстатом підведіть провід від лептопа/ПК. Інакше, як ви завантажуватимете в верстат завдання. До речі, про завдання: качайте програму Math4 для малювання ескізів. Для непрофесіоналів промислового дизайнузійде CorelDraw.

Різати саморобним верстатом ЧП можна фанеру (до 15 мм), текстоліт до 3 мм, пластик, дерево. Вироби вийдуть трохи більше 30-32 див завдовжки.

metmastanki.ru

Що можна зробити зі старого принтера. ЧПУ верстат своїми руками

Досить часто серед власників оргтехніки, що погано працює або вже несправна, спливає питання про те, що можна зробити зі старого принтера. Звичайно, найпростіший спосіб вирішення цього завдання полягає у відправленні використаного струминника або лазерного принтера на утилізацію. Але якщо ви маєте вільний час і деяке бажання, то з принтера можна зробити верстат ЧПУ, тобто. обладнання з числовим програмним керуванням, яке знайшло широке застосуваннядля вирішення як аматорських, і професійних завдань. Дізнатися про це детальніше ви можете нижче, але для початку розглянемо питання про те, що можна витягти зі старого друкувального пристрою.

Виймаємо майбутні запчастини

Отже, якщо ваш принтер (чи то струминний чи лазерний) вже вийшов з ладу або його експлуатаційний терміндобігає кінця, то не поспішайте його викидати. Справа в тому, що стару оргтехніку краще розібрати на запчастини, які надалі можна використовувати для ремонту нових принтерів. Найкраще для аналізу підходять функціональні пристрої і аксесуари, що використовують матричну технологію друку, т.к. з них можна дістати багато чого корисного для тих, хто бажає зробити верстат ЧПУ власноруч.

• У першу чергу розберіть старий девайс на частини, причому всі гайки, гвинтики та болтики можуть надалі виявитися необхідними, тому не викидайте їх, а складіть в якусь коробочку і заберіть убік. Тим нерідко нерідко доводиться стикатися з ситуацією, коли під рукою немає потрібної гайки.
• Однією з найцінніших деталей у будь-якому друкувальному девайсі є сталева гартована напрямна. Особливо це стосується принтерів старих моделей, що направляють дуже важко зігнути. А ось у деяких 3D-принтерах нерідко економлять саме на цих деталях, в результаті чого направляючі в них можуть згинатися навіть під тиском ременя приводного типу, що натягується. Якісні та надійні напрямні зі сталі відмінно підходять для верстатів, тому сміливо вийміть деталь такого роду зі свого девайсу.
• Разом із вищеназваною деталлю йде і т.зв. вузол ковзання головки пристрою. У принтерів струменевих моделей подібна деталь виконана із пластику, в результаті чого вона підійде тільки для не навантажених осей ЧПУ граверів – обов'язково врахуйте це! Що стосується старих девайсів матричного типу, то в їхньому вузлі знаходиться втулка з бронзи – деталь такого типу можна сміливо використовувати на саморобному обладнанні з числовим програмним керуванням, яке використовуватиметься для обробки пластмаси та кольорового металу.
• Ще однією важливою деталлю, якою можна скористатися для виготовлення верстата, є зубчастий ремінь приводу. Варто зазначити, що подібна деталь є і в старому копірі, і лазерному МФУ.
• Крім того, обов'язково витягніть крокові двигуни, які застосовуються для пересування головки пристрою та руху паперу. На матричному девайсі, як правило, встановлений потужніший кроковий двигун, ніж на принтерах іншого типу. З МФУ, що використовує лазерний друк, можна витягнути кроковик, який цілком підійде для виробництва фрезера з числовим програмним управлінням, який буде використовувати в побутових умовах.
• Разом із кроковиком не забудьте витягти також контролер, який здійснює керування ним.
• Ще одним відмінним пристроєм, який можна використовувати як запчастини є кінцеві вимикачі. У друкуючій оргтехніці вони призначені для того, щоб здійснювати контроль над тим, чи є у пристрої папір чи його там немає. Подібні вимикачі поділяються на пристрої автоматичного та механічного типу.

Збираємо верстат

Як основу верстата використовуйте принтер - відмінним варіантом є матричний девайс. Двигуни від подібної оргтехніки можна встановити абсолютно самостійно, до того ж є довговічними і малошумними. Крім цього, обзаведіться всіма необхідними інструментами та дрібними деталями у вигляді саморізів, підшипників, алюмінієвих куточків, болтів та будівельних шпильок. Серед інструментів вам знадобляться бокорізи, напилок, лещата, електричний дриль, плоскогубці, викрутка та ножівка.

• На першому етапі візьміть і випиліть з фанери два шматки квадратної форми 370×370 мм, для бічних стінок, один 90×340 мм для передньої та 340×370 мм для задньої стінки.
• Стінки для майбутнього верстата необхідно скріпити, скориставшись шурупами. Для цього заздалегідь зробіть отвори за допомогою дриля на відстані 6 мм до краю.
• Як напрямні Y-осі вам слід використовувати алюмінієві куточки. Зробіть шпунт 2 мм, щоб прикріпити ці куточки до бокових стінок корпусу верстата на відстані 3 см від його дна. Прикручувати куточки необхідно через центральну поверхню, вдавшись за допомогою саморізів.
• Для виготовлення робочої поверхніслід скористатися куточками завдовжки 14 см. На болти знизу потрібно закріпити один підшипник 608.
• Виконайте вихід для двигуна осі Y приблизно в 5 см від дна. Також просвердлити отвір у передній стінці діаметром 7 мм, щоб туди можна було просунути підшипник опори гвинта ходу.
• Що стосується безпосередньо гвинта ходу, то зробити його можна зі шпильки будівельного типу. З мотором він взаємодіятиме за допомогою муфти. Останню можна зробити абсолютно самостійно.
• Виконайте в гайці М8 отвори, діаметр яких повинен становити 2.5 мм.
• Для виготовлення осі X необхідно скористатися сталевими напрямними, знайти які можна у корпусі старого принтера. Звідти ж витягніть і каретки, які надягатимуть на осі.
• Основу Z-осі необхідно виконати з такого матеріалу, як фанера No6. Закріпіть елементи фанери за допомогою ПВА-клею. Зробіть ще одну ходову гайку.
• Встановіть у верстаті з ЧПУ замість шпинделя дрімель, який матиме тримач, виконаний з кронштейна для дошки. Виконайте знизу отвір, діаметр якого повинен дорівнювати 19 мм, щоб туди можна було просунути дрімель. Далі слідує фіксація кронштейна на саморізі до основи осі Z.
• Для виготовлення опор, призначених для осі Z необхідно використовувати фанеру з основою 15 на 9 см. Верхня та нижня її сторони повинні дорівнювати 5×9 см. Під напрямні також потрібно буде просвердлити відповідні виходи.
• на останньому етапівам потрібно буде виконати складання осі Z з кронштейном дремеля, а також зайнятися його монтажем у корпус практичного готового верстата.

Загалом, як бачите, старий принтер може стати чудовою основою для виготовлення верстата з ЧПУ. Звичайно, якщо вашої майстерності та навичок для створення подібного обладнання не вистачає, то краще розберіть старий девайс на комплектуючі, які можуть знадобитися в майбутньому для ремонту нового принтера.

Залишились питання? Задайте їх професіоналам. Що можна зробити із старих принтерів. Конструюємо ЧПУ верстат Посилання на основну публікацію

printeros.ru

Саморобний фрезерний верстат з ЧПУ: збираємо своїми руками

Знаючи про те, що фрезерний верстат з ЧПУ є складним технічним та електронним пристроєм, багато умільців думають, що його просто неможливо виготовити своїми руками. Однак така думка помилкова: самостійно зробити подібне обладнання можна, але для цього потрібно мати не лише його докладний креслення, але і набір необхідних інструментівта відповідних комплектуючих.

Обробка алюмінієвої заготовки на саморобному настільному фрезерному верстаті.

Зважившись на виготовлення саморобного фрезерного верстата з ЧПУ, майте на увазі, що на це може піти значна кількість часу. Крім того, будуть потрібні певні фінансові витрати. Однак не побоявшись таких труднощів і правильно підійшовши до вирішення всіх питань, можна стати власником доступного за вартістю, ефективного та продуктивного обладнання, що дозволяє виконувати обробку заготовок з різних матеріалівз високим ступенемточності.

Щоб зробити фрезерний верстат, оснащений системою ЧПУ, можна скористатися двома варіантами: купити готовий набір, зі спеціально підібраних елементів якого і збирається таке обладнання, або знайти всі комплектуючі та своїми руками зібрати пристрій, який повністю відповідає всім вашим вимогам.

Інструкція зі збирання саморобного фрезерного верстата з ЧПУ

Нижче на фото можна побачити зроблений власноруч фрезерний верстат з ЧПУ, до якого додається докладна інструкціяз виготовлення та збирання із зазначенням використовуваних матеріалів та комплектуючих, точними «викрійками» деталей верстата та приблизними витратами. Єдиний мінус – інструкція на англійськоюАле розібратися в докладних кресленнях цілком можна і без знання мови.

Завантажити безкоштовно інструкцію з виготовлення верстата: Саморобний фрезерний верстат з ЧПУ

Фрезерний верстат з ЧПУ зібраний та готовий до роботи. Нижче кілька ілюстрацій з інструкції зі збирання даного верстата

«Викройки» деталей верстата (зменшений вигляд) Початок складання верстата Проміжний етап Заключний етап складання

Підготовчі роботи

Якщо ви вирішили, що конструюватимете верстат з ЧПУ своїми руками, не використовуючи готового набору, то перше, що вам необхідно буде зробити, - це зупинити свій вибір на принципової схеми, за якою працюватиме таке міні-обладнання.

Схема фрезерного верстата з ЧПУ

За основу фрезерного обладнання з ЧПУ можна взяти старий свердлильний верстат, В якому робоча головка зі свердлом замінюється на фрезерну. Найскладніше, що доведеться конструювати в такому устаткуванні, - це механізм, що забезпечує пересування інструменту у трьох незалежних площинах. Цей механізм можна зібрати на основі кареток від принтера, що не працює, він забезпечить переміщення інструменту в двох площинах.

До пристрою, зібраного за такою принциповою схемою, легко підключити програмне керування. Однак його основний недолік полягає в тому, що обробляти на такому верстаті з ЧПУ можна буде лише заготовки із пластику, деревини та тонкого. листового металу. Пояснюється це тим, що каретки від старого принтера, які забезпечуватимуть переміщення ріжучого інструменту, не мають достатнього ступеня жорсткості.

Полегшений варіант фрезерного верстата з ЧПУ для роботи з м'якими матеріалами

Щоб ваш саморобний верстат з ЧПУ був здатний виконувати повноцінні фрезерні операції із заготовками з різних матеріалів, за переміщення робочого інструменту повинен відповідати потужний кроковий двигун. Зовсім не обов'язково шукати двигун саме крокового типу, його можна виготовити із звичайного електромотора, піддавши останній невеликій доробці.

Застосування крокового двигуна у вашому фрезерному верстаті дасть можливість уникнути використання гвинтової передачі, а функціональні можливостіта характеристики саморобного обладнаннявід цього не стануть гіршими. Якщо ж ви все-таки вирішите використовувати для свого міні-верстата каретки від принтера, то бажано підібрати їх від великогабаритнішої моделі друкарського пристрою. Для передачі зусилля на вал фрезерного обладнання краще застосовувати не звичайні, а зубчасті ремені, які не будуть прослизати на шківах.

Вузол ремінної передачі

Одним з найважливіших вузлів будь-якого подібного верстата є механізм фрезера. Саме його виготовлення необхідно приділити особливу увагу. Щоб правильно зробити такий механізм, вам знадобляться докладні креслення, яким необхідно буде суворо дотримуватися.

Креслення фрезерного верстата з ЧПУ

Креслення №1 (вид збоку)

Креслення №2 (вид ззаду)

Креслення №3 (вид зверху)

Приступаємо до збирання обладнання

Основою саморобного фрезерного обладнання з ЧПУ може стати балка прямокутного перерізу, яку треба надійно зафіксувати на напрямних.

Несуча конструкція верстата повинна мати високу жорсткість, при її монтажі краще не використовувати зварні з'єднання, а з'єднувати всі елементи потрібно тільки за допомогою гвинтів.

Вузол скріплення деталей рами верстата за допомогою болтового з'єднання.

Пояснюється ця вимога тим, що зварні шви дуже погано переносять вібраційні навантаження, яким обов'язково піддаватиметься несуча конструкціяобладнання. Такі навантаження в результаті призведуть до того, що рама верстата почне руйнуватися з часом, і в ній відбудуться зміни в геометричних розмірах, що позначиться на точності налаштування обладнання та його працездатності.

Зварні шви при монтажі рами саморобного фрезерного верстата часто провокують розвиток люфту в його вузлах, а також прогин напрямних, що утворюється при серйозних навантаженнях.

Встановлення вертикальних стійок

У фрезерному верстаті, який ви збиратимете своїми руками, повинен бути передбачений механізм, що забезпечує переміщення робочого інструменту у вертикальному напрямку. Найкраще використовувати для цього гвинтову передачу, обертання на яку передаватиметься за допомогою зубчастого ременя.

Важлива детальфрезерного верстата – його вертикальна вісь, яку для саморобного пристроюможна виготовити із алюмінієвої плити. Дуже важливо, щоб розміри цієї осі були точно підігнані під габарити пристрою, що збирається. Якщо у вашому розпорядженні є муфельна піч, виготовити вертикальну вісь верстата можна своїми руками, відливши її з алюмінію за розмірами, зазначеними в готовому кресленні.

Вузол верхньої каретки, розміщений на поперечних напрямних

Після того, як усі комплектуючі вашого саморобного фрезерного верстата підготовлені, можна приступати до його збирання. Починається цей процес із монтажу двох крокових електродвигунів, які кріпляться на корпус обладнання за його вертикальною віссю. Один з таких електродвигунів відповідатиме за переміщення фрезерної головки у горизонтальній площині, а другий – за переміщення головки, відповідно, у вертикальній. Після цього монтуються інші вузли та агрегати саморобного обладнання.

Фінальна стадія збирання верстата

Обертання на всі вузли саморобного обладнання з ЧПУ має передаватися лише за допомогою ременних передач. Перш ніж підключати до зібраному верстатусистему програмного управління, слід перевірити його працездатність у ручному режимі та відразу усунути всі виявлені недоліки у його роботі.

Подивитися процес збирання фрезерного верстата своїми руками можна на відео, яке нескладно знайти в інтернеті.

Крокові двигуни

У конструкції будь-якого фрезерного верстата, оснащеного ЧПУ, обов'язково присутні крокові двигуни, які забезпечують переміщення інструмента у трьох площинах: 3D. При конструюванні саморобного верстата для цього можна використовувати електромотори, встановлені в матричному принтері. Більшість старих моделей матричних друкарських пристроїв оснащувалися електродвигунами, що мають досить високу потужність. Окрім крокових електродвигунів із старого принтера варто взяти міцні сталеві стрижні, які також можна використовувати у конструкції вашого саморобного верстата.

Закріплення крокового двигуна на верхній каретці

Щоб своїми руками зробити фрезерний верстат з ЧПУ, вам знадобляться три крокові двигуни. Оскільки в матричному принтері їх всього два, необхідно буде знайти та розібрати ще один старий друкарський пристрій.

Виявиться великим плюсом, якщо знайдені вами двигуни матимуть п'ять дротів управління: це дозволить значно збільшити функціональність вашого майбутнього міні-верстата. Важливо також з'ясувати наступні параметри знайдених вами крокових електродвигунів: на скільки градусів здійснюється поворот за один крок, напруга живлення, а також значення опору обмотки.

Для підключення кожного крокового двигуна знадобиться окремий контролер

Конструкція приводу саморобного фрезерного верстата з ЧПУ збирається з гайки та шпильки, розміри яких слід попередньо підібрати за кресленням вашого обладнання. Для фіксації валу електродвигуна та для його приєднання до шпильки зручно використовувати товсту гумову обмотку від електричного кабелю. Такі елементи верстата з ЧПУ, як фіксатори, можна виготовити у вигляді нейлонової втулки, в яку вставлений гвинт. Для того щоб зробити такі нескладні конструктивні елементи, вам знадобляться звичайний напилок та дриль.

Електронна начинка обладнання

Керувати вашим верстатом з ЧПУ, зробленим своїми руками, програмне забезпечення, а його необхідно правильно підібрати. Вибираючи таке забезпечення (його можна написати і самостійно), важливо звертати увагу на те, щоб воно було працездатним та дозволяло верстату реалізовувати всі свої функціональні можливості. Таке програмне забезпечення має містити драйвери для контролерів, які будуть встановлені на ваш фрезерний міні-верстат.

У саморобному верстатіз ЧПУ обов'язковим є порт LPT, через який електронна системауправління та підключається до верстата. Дуже важливо, щоб таке підключення здійснювалося через встановлені крокові електродвигуни.

Схема підключення уніполярних крокових електродвигунів для 3-х координатних верстатів з ЧПУ (натисніть для збільшення)

Вибираючи електронні комплектуючі для свого верстата, зробленого своїми руками, важливо звертати увагу на їхню якість, оскільки саме від цього залежатиме точність технологічних операцій, які на ньому виконуватимуться. Після встановлення та підключення всіх електронних компонентів системи ЧПУ потрібно виконати завантаження необхідного програмного забезпеченнята драйверів. Тільки після цього слідують пробний запуск верстата, перевірка правильності роботи під управлінням завантажених програм, виявлення недоліків та його оперативне усунення.

Усі вищеописані дії та перелічені комплектуючі підходять виготовлення своїми руками фрезерного верстата як координатно-расточной групи, а й інших типів. На такому устаткуванні можна виконувати обробку деталей зі складною конфігурацією, оскільки робочий орган верстата може переміщатися у трьох площинах: 3d.

Ваше бажання своїми руками зібрати такий верстат, керований системою ЧПУ, має бути підкріплене наявністю певних навичок та докладних креслень. Дуже бажано також переглянути ряд тематичних навчальних відео, деякі з яких представлені в цій статті.

Отже, ви вирішили побудувати саморобний ЧПУ фрезерний верстат або, можливо, ви просто над цим тільки замислюєтеся і не знаєте, з чого почати? Є багато переваг у наявності машини з ЧПУ. Домашні верстати можуть проводити фрезерування та різати практично всі матеріали. Будь ви любитель чи майстер, це відкриває великі обрії для творчості. Той факт, що один із верстатів може опинитися у вашій майстерні, ще спокусливіший.

Є багато причин, через які люди хочуть збудувати власний фрезерний верстат ЧПУ своїми руками. Як правило, це відбувається тому, що ми просто не можемо дозволити собі купити його в магазині або від виробника, і в цьому немає нічого дивного, адже ціна на них велика. Або ви можете бути схожі на мене і отримувати масу задоволення від власної роботи та створення чогось унікального. Ви можете займатися цим для отримання досвіду в машинобудуванні.

Особистий досвід

Коли я вперше почав розробляти, продумувати та робити перший ЧПУ фрезер своїми руками, на створення проекту пішов приблизно один день. Потім, коли почав купувати частини, провів невелике дослідження. І знайшов деякі відомості в різних джерелах і форумах, що призвело до появи нових питань:

• Мені дійсно потрібні кулько-гвинтові пари, чи звичайні шпильки та гайки працюватимуть цілком нормально?
• Який лінійний підшипник кращий, і чи можу я собі його дозволити?
• Двигун із якими параметрами мені потрібен, і краще використовувати кроковик чи сервопривід?
• Чи деформується матеріал корпусу занадто сильно при великому розміріверстата?
• І т.п.

На щастя, на деякі питання я зміг відповісти завдяки своїй інженерно-технічній базі, що залишилася після навчання. Тим не менш, багато проблем, з якими я б зіткнувся, не могли бути розраховані. Мені просто потрібен був хтось із практичним досвідом та інформацією з цього питання.

Звичайно, я отримав багато відповідей на свої запитання від різних людей, багато з яких суперечили один одному. Тоді мені довелося продовжити дослідження, щоб з'ясувати, які відповіді стоять, а які сміття.

Щоразу, коли у мене виникало питання, відповідь на яке я не знав, мені доводилося повторювати той самий процес. За великим рахунком, це пов'язано з тим, що в мене був обмежений бюджет і хотілося взяти найкраще з того, що можна купити за мої гроші. Така сама ситуація у багатьох людей, які створюють саморобний фрезерний верстат із ЧПУ.

Комплекти та набори для збирання фрезерів з ЧПУ своїми руками

Так, є доступні комплекти верстатів для ручного складання, але я ще не бачив жодного, який можна було б підлаштувати під певні потреби.

Також немає можливості вносити зміни в конструкцію і тип верстата, а їх багато, і звідки ви знаєте, який з них підійде саме вам? Незалежно від того, наскільки гарна інструкція, якщо конструкція погано продумана, то і кінцева машина буде поганою.

Ось чому вам потрібно бути обізнаним щодо того, що ви будуєте та розуміти яку роль відіграє кожна деталь!

Керівництво

Це керівництво націлене на те, щоб не дати вам зробити ті ж помилки, на які я витратив свій дорогоцінний час та гроші.

Ми розглянемо всі компоненти до болтів, дивлячись на переваги і недоліки кожного типу кожної деталі. Я розповім про кожен аспект проектування та покажу, як створити ЧПУ фрезерний верстат своїми руками. Проведу вас через механіку до програмного забезпечення та всього проміжного.

Майте на увазі, що саморобні креслення верстатів із ЧПУ пропонують кілька способів вирішення деяких проблем. Це часто призводить до «неакуратної» конструкції чи незадовільного функціонування машини. Ось чому я пропоную вам спочатку прочитати цей посібник.

ДАВАЙТЕ ПОЧНЕМО

КРОК 1: Ключові конструктивні рішення

Насамперед необхідно розглянути такі питання:

1. Визначення відповідної конструкції саме для вас (наприклад, якщо робитимете верстат по дереву своїми руками).
2. Необхідна площа обробки.
3. Доступність робочого простору.
4. Матеріали.
5. Допуски.
6. Методи конструювання.
7. Доступні інструменти.
8. Бюджет.

КРОК 2: Основа та вісь X-осі

Тут розглядаються такі вопросы:

1. Проектування та побудова основної бази або основи осі X.
2. Твердо закріплені деталі.
3. Частково закріплені деталі та ін.

КРОК 3: Проектування козлової осі Y

1. Проектування та будівництво портальної осі Y.
2. Розбиває різні конструкції на елементи.
3. Сили та моменти на порталі та ін.

КРОК 4: Схема складання осі Z

Тут розглядаються такі питання:

1. Проектування та складання осі Z.
2. Сили та моменти на осі Z.
3. Лінійні рейки / напрямні та відстань між підшипниками.
4. Вибір кабелю каналу.

КРОК 5: Лінійна система руху

У цьому пункті розглядаються такі питання:

1. Детальне вивчення систем лінійного руху.
2. Вибір правильної системисаме для вашого верстата.
3. Проектування та будівництво власних напрямних за малого бюджету.
4. Лінійний вал та втулки чи рейки та блоки?

КРОК 6: Компоненти механічного приводу

У цьому пункті розглядаються такі аспекти:

1. Детальний огляд частин приводу.
2. Вибір відповідних компонентів для типу верстата.
3. Крокові чи серводвигуни.
4. Гвинти та кулько-гвинтові пари.
5. Привідні гайки.
6. Радіальні та завзяті підшипники.
7. Муфта та кріплення двигуна.
8. Прямий привід чи редуктор.
9. Стійки та шестерні.
10. Калібрування гвинтів щодо двигунів.

КРОК 7: Вибір двигунів

У цьому кроці слід розглянути:

1. Детальний огляд двигунів із ЧПУ.
2. Типи двигунів із ЧПУ.
3. Як працюють крокові двигуни?
4. Типи крокових двигунів.
5. Як працюють сервомотори?
6. Типи серводвигунів.
7. Стандарти NEMA.
8. Вибір правильного типудвигуна для вашого проекту.
9. Вимірювання параметрів двигуна.

КРОК 8: Конструкція різального столу

1. Проектування та будівництво власних столів за малого бюджету.
2. Перфорований ріжучий шар.
3. Вакуумний стіл.
4. Огляд конструкцій ріжучого столу.
5. Стіл можна вирізати за допомогою фрезерного верстата з ЧПУ на дереві.

КРОК 9: Параметри шпинделя

У цьому кроці розглядаються такі питання:

1. Огляд шпинделів із ЧПУ.
2. Типи та функції.
3. Ціноутворення та витрати.
4. Варіанти монтажу та охолодження.
5. Системи охолодження.
6. Створення власного шпинделя.
7. Розрахунок навантаження стружки та сили різання.
8. Знаходження оптимальної швидкості подачі.

КРОК 10: Електроніка

У цьому пункті розглядаються такі питання:

1. Панель управління.
2. Електропроводка та запобіжники.
3. Кнопки та перемикачі.
4. Кола MPG та Jog.
5. Джерела живлення.

КРОК 11: Параметри контролера Програмного управління

У цьому кроці розглядаються такі питання:

1. Огляд контролера ЧПУ.
2. Вибір контролера.
3. Доступні опції.
4. Системи із замкнутим контуром та розімкненим контуром.
5. Контролери за доступною ціною.
6. Створення свого контролера з нуля.

КРОК 12. Вибір програмного забезпечення

У цьому пункті розглядаються такі питання:

1. Огляд програмного забезпечення, пов'язаного з ЧПУ.
2. Підбір програмного забезпечення.
3. Програмне забезпечення CAM.
4. Програмне забезпечення САПР.
5. Програмне забезпечення NC Controller.

——————————————————————————————————————————————————–

Покрокова інструкція зі створення верстата з ЧПУ своїми руками легко та швидко, без зайвих витрат.

ЧПУ верстат із принтера своїми руками

Також вам знадобляться звичайні інструменти, такі як дриль, свердла, викрутка та інші.

Крок 1: знайдіть старий принтер або сканер

Щоб зробити саморобний ЧПУ верстат із принтера, для початку потрібно запастись необхідними матеріалами. Даний етап є найприємнішим у процесі складання верстата, оскільки він є спробою знайти той мотлох, якого люди прагнуть позбутися. Ви можете використовувати матеріали або купити їх. Але якщо ви максимально скоротите витрати на верстат, найкращим варіантом буде ЧПУ зі старого принтера. Ось предмети, які вам потрібно знайти:

• Планшетний сканер
• Старий принтер

Після виконання вищеописаної процедури, просуньте шматки пластику, одягнені на прутки (по 2 шт. на кожному прутку), до потрібних місць і вирівняйте їх, після чого помістіть листи зверху. Потім переверніть конструкцію та приклейте їх.

Повторіть процедуру кожної осі.

Для осі Y.

Тепер саме час просвердлити отвори, необхідні для фіксації заготовок під час обробки на планованому ЧПУ з принтера.

Крок 5: установка електродвигуна

Залежно від того, який ви взяли електродвигун, для його встановлення вам знадобляться різні кріплення, оскільки всі вони відрізняються один від одного.

Бажано використовувати крокові електродвигуни від принтерів через легкість їх встановлення, але електродвигуни від сканерів також добре працюватимуть.

Під час виконання третього кроку ви повинні були просвердлити отвори для встановлення електродвигуна, і тепер вам залишається лише закріпити його.

Вибір відповідного типусполучної муфти, за допомогою якої кроковий електродвигун з'єднується з різьбовим стрижнем, залежить від типу двигуна, що є у вашому розпорядженні.

В даному випадку як з'єднувач використовували подовжену гайку, але ви можете виготовити її з пластику - головне, щоб вона мала достатні розміри.

Все, що вам потрібно буде зробити - це просвердлити отвір у центрі прутка з боку двигуна, відповідний діаметром валу крокового електродвигуна, потім просвердлити отвір діаметром 8 мм під різьбовий стрижень з іншого боку.

Після цього наріжте різьблення з боку, на якому знаходиться отвір діаметром 8 мм, і склейте між собою частини.

Крок 6: Робимо різьблення

Після того, як ви встановили гайку, настав час закріпити різьбовий стрижень і приклеїти гайку до однієї з прямокутних пластин розмірами 38х44х12 мм.

Необхідно переконатися в тому, що центр гайки з різьбовим з'єднаннямзбігається із центром різьбового стрижня.

Після виконання цієї процедури у вас має бути вузол, схожий на той, що зображений нижче.

Необхідні матеріали:

Повторіть цю процедуру для кожної осі.

Крок 7-й: час склеювати

Тепер у вас мають бути готові всі три осі, тому настав час вирівняти їх та склеїти.

Як використався шматок білого оргскла розмірами 508x304x6 мм, який можна придбати в магазині товарів із пластику.

Ви можете використовувати менший розмір, але це небажано.

Як тільки у вас з'явилася основа та саморобний ЧПУ верстат з принтера вже починає набувати своїх рис, приклейте до нього вісь «X», а потім приклейте вісь «Y» до пластикової основи верхньої частини осі «X». У вас повинен вийти вузол, схожий на той, що зображений нижче.

Для виконання цієї процедури використовуйте акриловий клей.

До речі, він також підходить для склеювання спіненого ПВХ.

Після цього приклейте вісь «Z» до шматка оргскла розміром 203x101x6 мм.

Необхідні матеріали:

Крок 8-й: А де вісь Z?

Не хвилюйтеся – про неї теж не забули. Йдемо далі.

Тепер нам необхідно виготовити кріплення для багатофункціонального інструменту на аркуші оргскла, розташованого на осі «Z».

Для цього використовуйте кліпсу для кріплення труб та хомут – ви можете придбати їх у будь-якому будівельному магазині за дуже низькою ціною.

Необхідно зробити невеликий виступ для закріплення багатофункціонального інструменту на аркуші оргскла, оскільки кліпса деформується, коли ви вставите в неї багатофункціональний інструмент.

Розмістіть хомут листі оргскла у верхній частині виступу і приклейте його.

Необхідні матеріали:

Крок 9-й: Райська штуковина

Тепер, коли кріплення для багатофункціонального інструменту на осі «Z» встановлено, саме час встановити стійки та лист оргскла, що з'єднує їх разом.

Для цього необхідно зробити квадратний отвірпо центру аркуша з оргскла розмірами 10"x16"x5/16", щоб просмикнути через нього вісь «Z».

Після цього потрібно встановити товстий шматок оргскла для опори осі «Z».

Тепер приклейте вісь "Z до шматка оргскла" і переконайтеся, що останній виступає над верхнім краєм не менше ніж на 1/16", щоб забезпечити наявність плоскої грані.

Необхідні матеріали:

Крок 10: Які високі стійки!

Тепер настав час приклеїти стійки розмірами 1 1/2"x16"x1" до верхньої частини осі "Z" з оргскла, після чого приклеїти їх до нижньої основи.

Необхідні матеріали:

Крок 11-й: ми вже закінчили?

Відповіддю це питання буде «ні», але щодо механічної частини конструкції - це так. Також вам потрібно провести роботу над електронною частиною верстата, а як це зробити – дізнаєтесь у другій частині статті, яка буде опублікована найближчим часом.

Така робота займає досить багато часу, хоча на перший погляд може здаватися зовсім навпаки, тому на той час, коли ви завершите виконання всіх вищеописаних процедур, інструкція з виготовлення електронної частини верстата буде готова.

Весь необхідний пластик можна знайти в контейнері для сміття з пластиком, а решту придбав у магазині будівельних матеріалівта місцевий спеціалізований магазин виробів з металу.

Спочатку ЧПУ верстат з принтера може працювати на кроковому електродвигуні від принтера, і він буде непогано справлятися зі своїми завданнями, але буде краще, якщо ви вирішите придбати більш потужний мотор.

Готово! Ви зробили ЧПУ з принтера своїми руками практично (або повністю) безкоштовно.

І так, в рамках цієї статті-інструкції я хочу, щоб ви разом з автором проекту, 21-річним механіком і дизайнером, виготовили свій власний . Оповідання вестиметься від першої особи, але знайте, що на превеликий жаль, я ділюся не своїм досвідом, а лише вільно переказую автора цього проекту.

У цій статті буде досить багато кресленьПримітки до них зроблені англійською мовою, але я впевнений, що справжній технар все зрозуміє без зайвих слів. Для зручності сприйняття, я розіб'ю розповідь на кроки.

Передмова від автора

Вже 12 років я мріяв побудувати машину, яка буде здатна створювати різні речі. Машину, яка дасть мені можливість виготовити будь-який предмет домашнього вжитку. Через два роки я натрапив на словосполучення ЧПУабо якщо говорити точніше, то на фразу "Фрезерний верстат з ЧПУ". Після того, як я дізнався, що є люди, здатні зробити такий верстат самостійно для своїх потреб, у своєму власному гаражі, я зрозумів, що теж зможу це зробити. Я маю це зробити! Протягом трьох місяців я намагався зібрати відповідні деталі, але не зрушив із місця. Тому моя одержимість поступово згасла.

У серпні 2013 року ідея побудувати фрезерний верстат з ЧПУ знову захопила мене. Я тільки-но закінчив бакалаврат університету промислового дизайну, так що я був цілком впевнений у своїх можливостях. Тепер я чітко розумів різницю між мною сьогоднішнім та мною п'ятирічної давності. Я навчився працювати з металом, освоїв техніку роботи на ручних металообробних верстатах, але найголовніше я навчився застосовувати інструменти для розробки. Я сподіваюся, що ця інструкція надихне вас на створення верстата з ЧПУ!

Крок 1: Дизайн та CAD модель

Все починається із продуманого дизайну. Я зробив кілька ескізів, щоб краще відчути розміри та форму майбутнього верстата. Після цього я створив модель CAD, використовуючи SolidWorks. Після того, як я змоделював усі деталі та вузли верстата, я підготував технічні креслення. Ці креслення використовувався для виготовлення деталей на ручних металообробних верстатах: і .

Зізнаюся чесно, я люблю гарні зручні інструменти. Саме тому я постарався зробити так, щоб операції з технічного обслуговуваннята регулювання верстата здійснювалися якомога простіше. Підшипники я помістив у спеціальні блоки, щоб мати можливість швидкої заміни. Напрямні доступні для обслуговування, тому моя машина завжди буде чистою після закінчення робіт.

Файли для завантаження «Крок 1»

габаритні розміри

Крок 2: Станіна

Станина забезпечує верстату необхідну жорсткість. На неї буде встановлений рухомий портал, крокові двигуни, вісь Z та шпиндель, а пізніше і робоча поверхня. Для створення несучої рами я використав два алюмінієвих профілю Maytec перетином 40х80 мм та дві торцеві пластини з алюмінію товщиною 10 мм. Усі елементи я поєднав між собою на алюмінієві куточки. Для посилення конструкції всередині основної рами зробив додаткову квадратну рамку з профілів меншого перерізу.

Для того, щоб уникнути попадання пилу на напрямні, я встановив захисні куточки з алюмінію. Куточок змонтований з використанням Т-подібних гайок, встановлених в один із пазів профілю.

На обох торцевих пластинах встановлені блоки підшипників для встановлення гвинта.

Несуча рама у зборі

Куточки для захисту напрямних

Файли для завантаження «Крок 2»

Креслення основних елементів станини

Крок 3: Портал

Рухомий портал - виконавчий органвашого верстата, він переміщається осі X і несе на собі фрезерний шпиндель і супорт осі Z. Чим вище портал, тим товщі заготовка, яку ви можете обробити. Однак, високий портал менш стійкий до навантажень, які виникають у процесі обробки. Високі бічні стійки порталу виконують роль важелів щодо лінійних підшипників кочення.

Основне завдання, яке я планував вирішувати на своєму фрезерному верстаті з ЧПУ - це обробка алюмінієвих деталей. Оскільки максимальна товщина підходящих алюмінієвих заготовок 60 мм, я вирішив зробити просвіт порталу (відстань від робочої поверхні до верхньої поперечної балки) рівним 125 мм. У SolidWorks всі свої вимірювання я перетворив на модель та технічні креслення. У зв'язку зі складністю деталей, я обробив їх на промисловому обробному центрі з ЧПУ, це додатково дозволило мені обробити фаски, що було б дуже важко зробити на ручному фрезерному верстаті по металу.

Файли для завантаження «Крок 3»

Крок 4: Супорт осі Z

У конструкції осі Z я використовував передню панель, яка кріпиться до підшипників переміщення по осі Y, дві пластини для посилення вузла, пластину для кріплення крокового двигуна та панель для встановлення фрезерного шпинделя. На передній панелі я встановив дві профільні напрямні, за якими відбуватиметься переміщення шпинделя по осі Z. Зверніть увагу на те, що гвинт осі Z не має контропори внизу.

Файли для завантаження «Крок 4»

Крок 5: Напрямні

Напрямні забезпечують можливість переміщення у всіх напрямках, забезпечують плавність та точність рухів. Будь-який люфт в одному з напрямків може спричинити неточність в обробці ваших виробів. Я вибрав найдорожчий варіант – профільовані загартовані сталеві рейки. Це дозволить конструкції витримувати високі навантаження та забезпечить необхідну мені точність позиціонування. Щоб забезпечити паралельність напрямних, я використовував спеціальний індикатор під час встановлення. Максимальне відхилення щодо один одного становило не більше 0,01 мм.

Крок 6: Гвинти та шківи

Гвинти перетворюють обертальний рух від крокових двигунів у лінійний. При проектуванні свого верстата ви можете вибрати кілька варіантів цього вузла: Пара гвинт-гайка або кулько-гвинтова пара (ШВП). Гвинт-гайка, як правило, більше піддається силам тертя під час роботи, а також менш точна щодо ШВП. Якщо вам потрібна підвищена точність, то однозначно необхідно зупинити свій вибір на ШВП. Але ви повинні знати, що ШВП досить дороге задоволення.