Фрезерный станок с ЧПУ своими руками: чертежи, видео, фото

Зная о том, что фрезерный станок с ЧПУ является сложным техническим и электронным устройством, многие умельцы думают, что его просто невозможно изготовить своими руками. Однако такое мнение ошибочно: самостоятельно сделать подобное оборудование можно, но для этого нужно иметь не только его подробный чертеж, но и набор необходимых инструментов и соответствующих комплектующих.

Обработка дюралевой заготовки на самодельном настольном фрезерном станке

Решившись на изготовление самодельного фрезерного станка с ЧПУ, имейте в виду, что на это может уйти значительное количество времени. Кроме того, потребуются определенные финансовые затраты. Однако не побоявшись таких трудностей и правильно подойдя к решению всех вопросов, можно стать обладателем доступного по стоимости, эффективного и производительного оборудования, позволяющего выполнять обработку заготовок из различных материалов с высокой степенью точности.

Чтобы сделать фрезерный станок, оснащенный системой ЧПУ, можно воспользоваться двумя вариантами: купить готовый набор, из специально подобранных элементов которого и собирается такое оборудование, либо найти все комплектующие и своими руками собрать устройство, полностью удовлетворяющее всем вашим требованиям.

Инструкция по сборке самодельного фрезерного станка с ЧПУ

Ниже на фото можно увидеть сделанный собственными руками фрезерный станок с ЧПУ, к которому прилагается подробная инструкция по изготовлению и сборке с указанием используемых материалов и комплектующих, точными «выкройками» деталей станка и приблизительными затратами. Единственный минус — инструкция на английском языке, но разобраться в подробных чертежах вполне можно и без знания языка.

Скачать бесплатно инструкцию по изготовлению станка: Самодельный фрезерный станок с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ собран и готов к работе. Ниже несколько иллюстраций из инструкции по сборке данного станка

Подготовительные работы

Если вы решили, что будете конструировать станок с ЧПУ своими руками, не используя готового набора, то первое, что вам необходимо будет сделать, — это остановить свой выбор на принципиальной схеме, по которой будет работать такое мини-оборудование.

Схема фрезерного станка с ЧПУ

За основу фрезерного оборудования с ЧПУ можно взять старый сверлильный станок, в котором рабочая головка со сверлом заменяется на фрезерную. Самое сложное, что придется конструировать в таком оборудовании, — это механизм, обеспечивающий передвижение инструмента в трех независимых плоскостях. Этот механизм можно собрать на основе кареток от неработающего принтера, он обеспечит перемещение инструмента в двух плоскостях.

К устройству, собранному по такой принципиальной схеме, легко подключить программное управление. Однако его основной недостаток заключается в том, что обрабатывать на таком станке с ЧПУ можно будет только заготовки из пластика, древесины и тонкого листового металла. Объясняется это тем, что каретки от старого принтера, которые будут обеспечивать перемещение режущего инструмента, не обладают достаточной степенью жесткости.

Облегченный вариант фрезерного станка с ЧПУ для работы с мягкими материалами

Чтобы ваш самодельный станок с ЧПУ был способен выполнять полноценные фрезерные операции с заготовками из различных материалов, за перемещение рабочего инструмента должен отвечать достаточно мощный шаговый двигатель. Совершенно не обязательно искать двигатель именно шагового типа, его можно изготовить из обычного электромотора, подвергнув последний небольшой доработке.

Применение шагового двигателя в вашем фрезерном станке даст возможность избежать использования винтовой передачи, а функциональные возможности и характеристики самодельного оборудования от этого не станут хуже. Если же вы все-таки решите использовать для своего мини-станка каретки от принтера, то желательно подобрать их от более крупногабаритной модели печатного устройства. Для передачи усилия на вал фрезерного оборудования лучше применять не обычные, а зубчатые ремни, которые не будут проскальзывать на шкивах.

Узел ременной передачи

Одним из наиболее важных узлов любого подобного станка является механизм фрезера. Именно его изготовлению необходимо уделить особое внимание. Чтобы правильно сделать такой механизм, вам потребуются подробные чертежи, которым необходимо будет строго следовать.

Чертежи фрезерного станка с ЧПУ

Чертеж №1 (вид сбоку)

Чертеж №2 (вид сзади)

Чертеж №3 (вид сверху)

Приступаем к сборке оборудования

Основой самодельного фрезерного оборудования с ЧПУ может стать балка прямоугольного сечения, которую надо надежно зафиксировать на направляющих.

Несущая конструкция станка должна обладать высокой жесткостью, при ее монтаже лучше не использовать сварных соединений, а соединять все элементы нужно только при помощи винтов.

Узел скрепления деталей рамы станка посредством болтового соединения

Объясняется это требование тем, что сварные швы очень плохо переносят вибрационные нагрузки, которым в обязательном порядке будет подвергаться несущая конструкция оборудования. Такие нагрузки в итоге приведут к тому, что рама станка начнет разрушаться со временем, и в ней произойдут изменения в геометрических размерах, что скажется на точности настройки оборудования и его работоспособности.

Сварные швы при монтаже рамы самодельного фрезерного станка часто провоцируют развитие люфта в его узлах, а также прогиб направляющих, образующийся при серьезных нагрузках.

Установка вертикальных стоек

Во фрезерном станке, который вы будете собирать своими руками, должен быть предусмотрен механизм, обеспечивающий перемещение рабочего инструмента в вертикальном направлении. Лучше всего использовать для этого винтовую передачу, вращение на которую будет передаваться при помощи зубчатого ремня.

Важная деталь фрезерного станка – его вертикальная ось, которую для самодельного устройства можно изготовить из алюминиевой плиты. Очень важно, чтобы размеры этой оси были точно подогнаны под габариты собираемого устройства. Если в вашем распоряжении есть муфельная печь, то изготовить вертикальную ось станка можно своими руками, отлив ее из алюминия по размерам, указанным в готовом чертеже.

Узел верхней каретки, размещенный на поперечных направляющих

После того как все комплектующие вашего самодельного фрезерного станка подготовлены, можно приступать к его сборке. Начинается данный процесс с монтажа двух шаговых электродвигателей, которые крепятся на корпус оборудования за его вертикальной осью. Один из таких электродвигателей будет отвечать за перемещение фрезерной головки в горизонтальной плоскости, а второй — за перемещение головки, соответственно, в вертикальной. После этого монтируются остальные узлы и агрегаты самодельного оборудования.

Финальная стадия сборки станка

Вращение на все узлы самодельного оборудования с ЧПУ должно передаваться только посредством ременных передач. Прежде чем подключать к собранному станку систему программного управления, следует проверить его работоспособность в ручном режиме и сразу устранить все выявленные недостатки в его работе.

Посмотреть процесс сборки фрезерного станка своими руками можно на видео, которое несложно найти в интернете.

Шаговые двигатели

В конструкции любого фрезерного станка, оснащенного ЧПУ, обязательно присутствуют шаговые двигатели, которые обеспечивают перемещение инструмента в трех плоскостях: 3D. При конструировании самодельного станка для этой цели можно использовать электромоторы, установленные в матричном принтере. Большинство старых моделей матричных печатных устройств оснащались электродвигателями, обладающими достаточно высокой мощностью. Кроме шаговых электродвигателей из старого принтера стоит взять прочные стальные стержни, которые также можно использовать в конструкции вашего самодельного станка.

Закрепление шагового двигателя на верхней каретке

Чтобы своими руками сделать фрезерный станок с ЧПУ, вам потребуются три шаговых двигателя. Поскольку в матричном принтере их всего два, необходимо будет найти и разобрать еще одно старое печатное устройство.

Окажется большим плюсом, если найденные вами двигатели будут иметь пять проводов управления: это позволит значительно увеличить функциональность вашего будущего мини-станка. Важно также выяснить следующие параметры найденных вами шаговых электродвигателей: на сколько градусов осуществляется поворот за один шаг, каково напряжение питания, а также значение сопротивления обмотки.

Для подключения каждого шагового двигателя понадобится отдельный контроллер

Конструкция привода самодельного фрезерного станка с ЧПУ собирается из гайки и шпильки, размеры которых следует предварительно подобрать по чертежу вашего оборудования. Для фиксации вала электродвигателя и для его присоединения к шпильке удобно использовать толстую резиновую обмотку от электрического кабеля. Такие элементы вашего станка с ЧПУ, как фиксаторы, можно изготовить в виде нейлоновой втулки, в которую вставлен винт. Для того чтобы сделать такие несложные конструктивные элементы, вам понадобятся обычный напильник и дрель.

Электронная начинка оборудования

Управлять вашим станком с ЧПУ, сделанным своими руками, будет программное обеспечение, а его необходимо правильно подобрать. Выбирая такое обеспечение (его можно написать и самостоятельно), важно обращать внимание на то, чтобы оно было работоспособным и позволяло станку реализовывать все свои функциональные возможности. Такое ПО должно содержать драйверы для контроллеров, которые будут установлены на ваш фрезерный мини-станок.

В самодельном станке с ЧПУ обязательным является порт LPT, через который электронная система управления и подключается к станку. Очень важно, чтобы такое подключение осуществлялось через установленные шаговые электродвигатели.

Схема подключения униполярных шаговых электродвигателей для 3-х координатного станка с ЧПУ (нажмите для увеличения)

Выбирая электронные комплектующие для своего станка, сделанного своими руками, важно обращать внимание на их качество, так как именно от этого будет зависеть точность технологических операций, которые на нем будут выполняться. После установки и подключения всех электронных компонентов системы ЧПУ нужно выполнить загрузку необходимого программного обеспечения и драйверов. Только после этого следуют пробный запуск станка, проверка правильности его работы под управлением загруженных программ, выявление недостатков и их оперативное устранение.

Все вышеописанные действия и перечисленные комплектующие подходят для изготовления своими руками фрезерного станка не только координатно-расточной группы, но и ряда других типов. На таком оборудовании можно выполнять обработку деталей со сложной конфигурацией, так как рабочий орган станка может перемещаться в трех плоскостях: 3d.

Ваше желание своими руками собрать такой станок, управляемый системой ЧПУ, должно быть подкреплено наличием определенных навыков и подробных чертежей. Очень желательно также посмотреть ряд тематических обучающих видео, некоторые из которых представлены в данной статье.

Как собрать самодельный фрезерный станок с ЧПУ + Чертежи и схемы!

Возможно, меня уволят за это!

Я давно хотел разместить серию постов по теме самодельных станков с ЧПУ. Но всегда останавливал тот факт, что Станкофф — станкоторговая компания. Дескать, как же так, мы же должны продавать станки, а не учить людей делать их самостоятельно. Но увидев этот проект я решил плюнуть на все условности и поделиться им с вами.

И так, в рамках этой статьи-инструкции я хочу, что бы вы вместе с автором проекта, 21 летним механиком и дизайнером, изготовили свой собственный настольный фрезерный станок с ЧПУ. Повествование будет вестись от первого лица, но знайте, что к большому своему сожалению, я делюсь не своим опытом, а лишь вольно пересказываю автора сего проекта. 

В этой статье будет достаточно много чертежей, примечания к ним сделаны на английском языке, но я уверен, что настоящий технарь все поймет без лишних слов. Для удобства восприятия, я разобью повествование на «шаги».

Предисловие от автора

Уже в 12 лет я мечтал построить машину, которая будет способна создавать различные вещи. Машину, которая даст мне возможность изготовить любой предмет домашнего обихода. Спустя два года я наткнулся на словосочетание ЧПУ или если говорить точнее, то на фразу «Фрезерный станок с ЧПУ». После того как я узнал, что есть люди способные сделать такой станок самостоятельно для своих нужд, в своем собственном гараже, я понял, что тоже смогу это сделать. Я должен это сделать! В течение трех месяцев я пытался собрать подходящие детали, но не сдвинулся с места. Поэтому моя одержимость постепенно угасла.

В августе 2013 идея построить фрезерный станок с ЧПУ вновь захватила меня. Я только что окончил бакалавриат университета промышленного дизайна, так что я был вполне уверен в своих возможностях. Теперь я четко понимал разницу между мной сегодняшним и мной пятилетней давности. Я научился работать с металлом, освоил техники работы на ручных металлообрабатывающих станках, но самое главное я научился применять инструменты для разработки. Я надеюсь, что эта инструкция вдохновит вас на создание своего станка с ЧПУ! 

Шаг 1: Дизайн и CAD модель

Все начинается с продуманного дизайна. Я сделал несколько эскизов, чтобы лучше прочувствовать размеры и форму будущего станка. После этого я создал CAD модель используя SolidWorks. После того, как я смоделировал все детали и узлы станка, я подготовил технические чертежи. Эти чертежи я использовал для изготовления деталей на ручных металлообрабатывающих станках: токарном и фрезерном.

Признаюсь честно, я люблю хорошие удобные инструменты. Именно поэтому я постарался сделать так, чтобы операции по техническому обслуживанию и регулировке станка осуществлялись как можно проще. Подшипники я поместил в специальные блоки для того, чтобы иметь возможность быстрой замены. Направляющие доступны для обслуживания, поэтому моя машина всегда будет чистой по окончанию работ.

Файлы для скачивания «Шаг 1»

Габаритные размеры

Шаг 2: Станина

Станина обеспечивает станку необходимую жесткость. На нее будет установлен подвижной портал, шаговые двигатели, ось Z и шпиндель, а позднее и рабочая поверхность. Для создания несущей рамы я использовал два алюминиевых профиля Maytec сечением 40х80 мм и две торцевые пластины из алюминия толщиной 10 мм. Все элементы я соединил между собой на алюминиевые уголки. Для усиления конструкции внутри основной рамы я сделал дополнительную квадратную рамку из профилей меньшего сечения. 

Для того, чтобы в дальнейшем избежать попадания пыли на направляющие, я установил защитные уголки из алюминия.  Уголок смонтирован с использованием Т-образных гаек, которые установлены в один из пазов профиля.

На обоих торцевых пластинах установлены блоки подшипников для установки приводного винта.

Несущая рама в сборе

Уголки для защиты направляющих

Файлы для скачивания «Шаг 2»

Чертежи основных элементов станины

Шаг 3: Портал

Подвижной портал — исполнительный орган вашего станка, он перемещается по оси X и несет на себе фрезерный шпиндель и суппорт оси Z. Чем выше портал, тем толще заготовка, которую вы можете обработать. Однако, высокий портал менее устойчив к нагрузкам которые возникают в процессе обработки. Высокие боковые стойки портала выполняют роль рычагов относительно линейных подшипников качения.

Основная задача, которую я планировал решать на своем фрезерном станке с ЧПУ — это обработка алюминиевых деталей. Поскольку максимальная толщина подходящих мне алюминиевых заготовок 60 мм, я решил сделать просвет портала (расстояние от рабочей поверхности до верхней поперечной балки) равным 125 мм.  В SolidWorks все свои измерения я преобразовал в модель и технические чертежи. В связи со сложностью деталей, я обработал их на промышленном обрабатывающем центре с ЧПУ, это дополнительно мне позволило обработать фаски, что было бы весьма затруднительно сделать на ручном фрезерном станке по металлу.

Файлы для скачивания «Шаг 3»

Шаг 4: Суппорт оси Z

В конструкции оси Z я использовал переднюю панель, которая крепится к подшипникам перемещения по оси Y, две пластины для усиления узла, пластину для крепления шагового двигателя и панель для установки фрезерного шпинделя. На передней панели я установил две профильные направляющие по которым будет происходить перемещение шпинделя по оси Z. Обратите внимание на то, что винт оси Z не имеет контропоры внизу.

Файлы для скачивания «Шаг 4»

Шаг 5: Направляющие

Направляющие обеспечивают возможность перемещения во всех направлениях, обеспечивают плавность и точность движений. Любой люфт в одном из направлений может стать причиной неточности в обработке ваших изделий.
Я выбрал самый дорогой вариант — профилированные закаленные стальные рельсы. Это позволит конструкции выдерживать высокие нагрузки и обеспечит необходимую мне точность позиционирования. Чтобы обеспечить параллельность направляющих, я использовал специальный индикатор во время их установки. Максимальное отклонение относительно друг друга составило не более 0,01 мм.

Шаг 6: Винты и шкивы

Винты преобразуют вращательное движение от шаговых двигателей в линейное. При проектировании своего станка вы можете выбрать несколько вариантов этого узла: Пара винт-гайка или шарико-винтовая пара (ШВП). Винт-гайка, как правило, больше подвергается силам трения при работе, а также менее точна относительно ШВП. Если вам необходима повышенная точность, то однозначно необходимо остановить свой выбор на ШВП. Но вы должны знать, что ШВП достаточно дорогое удовольствие.

Я все же решил использовать винт-гайку для своего станка. Я выбрал гайки со специальными пластиковыми вставками которые уменьшают трение и исключают люфты.

Необходимо обработать концы винтов в соответствии с чертежами. На концы винтов устанавливаются шкивы

Файлы для скачивания «Шаг 6»

Шаг 7: Рабочая поверхность

Рабочая поверхность — это место на котором вы будете закреплять заготовки для последующей обработки. На профессиональных станках часто используется стол из алюминиевого профиля с Т-пазами. Я решил использовать лист обычной березовой фанеры толщиной 18 мм.

Шаг 8: Электрическая схема

Основными  компонентами электрической схемы являются:

1. Шаговые двигатели
2. Драйверы шаговых двигателей
3. Блок питания
4. Интерфейсная плата
5. Персональный компьютер или ноутбук
6. Кнопка аварийного останова 

Я решил купить готовый набор из 3-х двигателей Nema, 3-х подходящих драйверов, платы коммутации и блока питания на 36 вольт. Также я использовал понижающий трансформатор для преобразования 36 вольт в 5 для питания управляющей цепи. Вы можете использовать любой другой готовый набор или собрать его самостоятельно. Так как мне хотелось быстрее запустить станок, я временно собрал все элементы на доске. Нормальный корпус для системы управления сейчас находится в разработке )).

Электрическая схема станка

Шаг 9: Фрезерный шпиндель

Для своего проекта я использовал фрезерный шпиндель Kress. Если есть необходимость, средства и желание, то вы вполне можете поставить высокочастотный промышленный шпиндель с водяным или воздушным охлаждением. При этом потребуется незначительно изменить электрическую схему и добавить несколько дополнительных компонентов, таких как частотный преобразователь.

Шаг 10: Программное обеспечение

В качестве управляющей системы для своего детища я выбрал MACh4. Это одна из самых популярных программ для фрезерных станков с ЧПУ. Поэтому про ее настройку и эксплуатацию я не буду говорить, вы можете самостоятельно найти огромное количество информации на эту тему в интернете.

Шаг 11: Он ожил! Испытания

Если вы все сделали правильно, то включив станок вы увидите, что он просто работает!

Я уверен, моя история вдохновит вас на создание собственного фрезерного станка с ЧПУ.

Послесловие

Друзья, если вам понравилась история, делитесь ей в социальных сетях и обсуждайте в комментариях. Успехов вам в ваших проектах!

Фрезерный станок с чпу своими руками видео

Самодельный фрезерный станок с ЧПУ: собираем своими руками

Зная о том, что фрезерный станок с ЧПУ является сложным техническим и электронным устройством, многие умельцы думают, что его просто невозможно изготовить своими руками. Однако такое мнение ошибочно: самостоятельно сделать подобное оборудование можно, но для этого нужно иметь не только его подробный чертеж, но и набор необходимых инструментов и соответствующих комплектующих.

Обработка дюралевой заготовки на самодельном настольном фрезерном станке

Решившись на изготовление самодельного фрезерного станка с ЧПУ, имейте в виду, что на это может уйти значительное количество времени. Кроме того, потребуются определенные финансовые затраты. Однако не побоявшись таких трудностей и правильно подойдя к решению всех вопросов, можно стать обладателем доступного по стоимости, эффективного и производительного оборудования, позволяющего выполнять обработку заготовок из различных материалов с высокой степенью точности.

Чтобы сделать фрезерный станок, оснащенный системой ЧПУ, можно воспользоваться двумя вариантами: купить готовый набор, из специально подобранных элементов которого и собирается такое оборудование, либо найти все комплектующие и своими руками собрать устройство, полностью удовлетворяющее всем вашим требованиям.

Инструкция по сборке самодельного фрезерного станка с ЧПУ

Ниже на фото можно увидеть сделанный собственными руками фрезерный станок с ЧПУ, к которому прилагается подробная инструкция по изготовлению и сборке с указанием используемых материалов и комплектующих, точными «выкройками» деталей станка и приблизительными затратами. Единственный минус — инструкция на английском языке, но разобраться в подробных чертежах вполне можно и без знания языка.

Скачать бесплатно инструкцию по изготовлению станка: Самодельный фрезерный станок с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ собран и готов к работе. Ниже несколько иллюстраций из инструкции по сборке данного станка

Подготовительные работы

Если вы решили, что будете конструировать станок с ЧПУ своими руками, не используя готового набора, то первое, что вам необходимо будет сделать, — это остановить свой выбор на принципиальной схеме, по которой будет работать такое мини-оборудование.

Схема фрезерного станка с ЧПУ

За основу фрезерного оборудования с ЧПУ можно взять старый сверлильный станок, в котором рабочая головка со сверлом заменяется на фрезерную. Самое сложное, что придется конструировать в таком оборудовании, — это механизм, обеспечивающий передвижение инструмента в трех независимых плоскостях. Этот механизм можно собрать на основе кареток от неработающего принтера, он обеспечит перемещение инструмента в двух плоскостях.

К устройству, собранному по такой принципиальной схеме, легко подключить программное управление. Однако его основной недостаток заключается в том, что обрабатывать на таком станке с ЧПУ можно будет только заготовки из пластика, древесины и тонкого листового металла. Объясняется это тем, что каретки от старого принтера, которые будут обеспечивать перемещение режущего инструмента, не обладают достаточной степенью жесткости.

Облегченный вариант фрезерного станка с ЧПУ для работы с мягкими материалами

Чтобы ваш самодельный станок с ЧПУ был способен выполнять полноценные фрезерные операции с заготовками из различных материалов, за перемещение рабочего инструмента должен отвечать достаточно мощный шаговый двигатель. Совершенно не обязательно искать двигатель именно шагового типа, его можно изготовить из обычного электромотора, подвергнув последний небольшой доработке.

Применение шагового двигателя в вашем фрезерном станке даст возможность избежать использования винтовой передачи, а функциональные возможности и характеристики самодельного оборудования от этого не станут хуже. Если же вы все-таки решите использовать для своего мини-станка каретки от принтера, то желательно подобрать их от более крупногабаритной модели печатного устройства. Для передачи усилия на вал фрезерного оборудования лучше применять не обычные, а зубчатые ремни, которые не будут проскальзывать на шкивах.

Узел ременной передачи

Одним из наиболее важных узлов любого подобного станка является механизм фрезера. Именно его изготовлению необходимо уделить особое внимание. Чтобы правильно сделать такой механизм, вам потребуются подробные чертежи, которым необходимо будет строго следовать.

Чертежи фрезерного станка с ЧПУ

Чертеж №1 (вид сбоку)

Чертеж №2 (вид сзади)

Чертеж №3 (вид сверху)

Приступаем к сборке оборудования

Основой самодельного фрезерного оборудования с ЧПУ может стать балка прямоугольного сечения, которую надо надежно зафиксировать на направляющих.

Несущая конструкция станка должна обладать высокой жесткостью, при ее монтаже лучше не использовать сварных соединений, а соединять все элементы нужно только при помощи винтов.

Узел скрепления деталей рамы станка посредством болтового соединения

Объясняется это требование тем, что сварные швы очень плохо переносят вибрационные нагрузки, которым в обязательном порядке будет подвергаться несущая конструкция оборудования. Такие нагрузки в итоге приведут к тому, что рама станка начнет разрушаться со временем, и в ней произойдут изменения в геометрических размерах, что скажется на точности настройки оборудования и его работоспособности.

Сварные швы при монтаже рамы самодельного фрезерного станка часто провоцируют развитие люфта в его узлах, а также прогиб направляющих, образующийся при серьезных нагрузках.

Установка вертикальных стоек

Во фрезерном станке, который вы будете собирать своими руками, должен быть предусмотрен механизм, обеспечивающий перемещение рабочего инструмента в вертикальном направлении. Лучше всего использовать для этого винтовую передачу, вращение на которую будет передаваться при помощи зубчатого ремня.

Важная деталь фрезерного станка – его вертикальная ось, которую для самодельного устройства можно изготовить из алюминиевой плиты. Очень важно, чтобы размеры этой оси были точно подогнаны под габариты собираемого устройства. Если в вашем распоряжении есть муфельная печь, то изготовить вертикальную ось станка можно своими руками, отлив ее из алюминия по размерам, указанным в готовом чертеже.

Узел верхней каретки, размещенный на поперечных направляющих

После того как все комплектующие вашего самодельного фрезерного станка подготовлены, можно приступать к его сборке. Начинается данный процесс с монтажа двух шаговых электродвигателей, которые крепятся на корпус оборудования за его вертикальной осью. Один из таких электродвигателей будет отвечать за перемещение фрезерной головки в горизонтальной плоскости, а второй — за перемещение головки, соответственно, в вертикальной. После этого монтируются остальные узлы и агрегаты самодельного оборудования.

Финальная стадия сборки станка

Вращение на все узлы самодельного оборудования с ЧПУ должно передаваться только посредством ременных передач. Прежде чем подключать к собранному станку систему программного управления, следует проверить его работоспособность в ручном режиме и сразу устранить все выявленные недостатки в его работе.

Посмотреть процесс сборки фрезерного станка своими руками можно на видео, которое несложно найти в интернете.

Шаговые двигатели

В конструкции любого фрезерного станка, оснащенного ЧПУ, обязательно присутствуют шаговые двигатели, которые обеспечивают перемещение инструмента в трех плоскостях: 3D. При конструировании самодельного станка для этой цели можно использовать электромоторы, установленные в матричном принтере. Большинство старых моделей матричных печатных устройств оснащались электродвигателями, обладающими достаточно высокой мощностью. Кроме шаговых электродвигателей из старого принтера стоит взять прочные стальные стержни, которые также можно использовать в конструкции вашего самодельного станка.

Закрепление шагового двигателя на верхней каретке

Чтобы своими руками сделать фрезерный станок с ЧПУ, вам потребуются три шаговых двигателя. Поскольку в матричном принтере их всего два, необходимо будет найти и разобрать еще одно старое печатное устройство.

Окажется большим плюсом, если найденные вами двигатели будут иметь пять проводов управления: это позволит значительно увеличить функциональность вашего будущего мини-станка. Важно также выяснить следующие параметры найденных вами шаговых электродвигателей: на сколько градусов осуществляется поворот за один шаг, каково напряжение питания, а также значение сопротивления обмотки.

Для подключения каждого шагового двигателя понадобится отдельный контроллер

Конструкция привода самодельного фрезерного станка с ЧПУ собирается из гайки и шпильки, размеры которых следует предварительно подобрать по чертежу вашего оборудования. Для фиксации вала электродвигателя и для его присоединения к шпильке удобно использовать толстую резиновую обмотку от электрического кабеля. Такие элементы вашего станка с ЧПУ, как фиксаторы, можно изготовить в виде нейлоновой втулки, в которую вставлен винт. Для того чтобы сделать такие несложные конструктивные элементы, вам понадобятся обычный напильник и дрель.

Электронная начинка оборудования

Управлять вашим станком с ЧПУ, сделанным своими руками, будет программное обеспечение, а его необходимо правильно подобрать. Выбирая такое обеспечение (его можно написать и самостоятельно), важно обращать внимание на то, чтобы оно было работоспособным и позволяло станку реализовывать все свои функциональные возможности. Такое ПО должно содержать драйверы для контроллеров, которые будут установлены на ваш фрезерный мини-станок.

В самодельном станке с ЧПУ обязательным является порт LPT, через который электронная система управления и подключается к станку. Очень важно, чтобы такое подключение осуществлялось через установленные шаговые электродвигатели.

Схема подключения униполярных шаговых электродвигателей для 3-х координатного станка с ЧПУ (нажмите для увеличения)

Выбирая электронные комплектующие для своего станка, сделанного своими руками, важно обращать внимание на их качество, так как именно от этого будет зависеть точность технологических операций, которые на нем будут выполняться. После установки и подключения всех электронных компонентов системы ЧПУ нужно выполнить загрузку необходимого программного обеспечения и драйверов. Только после этого следуют пробный запуск станка, проверка правильности его работы под управлением загруженных программ, выявление недостатков и их оперативное устранение.

Все вышеописанные действия и перечисленные комплектующие подходят для изготовления своими руками фрезерного станка не только координатно-расточной группы, но и ряда других типов. На таком оборудовании можно выполнять обработку деталей со сложной конфигурацией, так как рабочий орган станка может перемещаться в трех плоскостях: 3d.

Ваше желание своими руками собрать такой станок, управляемый системой ЧПУ, должно быть подкреплено наличием определенных навыков и подробных чертежей. Очень желательно также посмотреть ряд тематических обучающих видео, некоторые из которых представлены в данной статье.

Как собрать самодельный фрезерный станок с ЧПУ + Чертежи и схемы!

Возможно, меня уволят за это!

Я давно хотел разместить серию постов по теме самодельных станков с ЧПУ. Но всегда останавливал тот факт, что Станкофф — станкоторговая компания. Дескать, как же так, мы же должны продавать станки, а не учить людей делать их самостоятельно. Но увидев этот проект я решил плюнуть на все условности и поделиться им с вами.

И так, в рамках этой статьи-инструкции я хочу, что бы вы вместе с автором проекта, 21 летним механиком и дизайнером, изготовили свой собственный настольный фрезерный станок с ЧПУ. Повествование будет вестись от первого лица, но знайте, что к большому своему сожалению, я делюсь не своим опытом, а лишь вольно пересказываю автора сего проекта.

В этой статье будет достаточно много чертежей, примечания к ним сделаны на английском языке, но я уверен, что настоящий технарь все поймет без лишних слов. Для удобства восприятия, я разобью повествование на «шаги».

Предисловие от автора

Уже в 12 лет я мечтал построить машину, которая будет способна создавать различные вещи. Машину, которая даст мне возможность изготовить любой предмет домашнего обихода. Спустя два года я наткнулся на словосочетание ЧПУ или если говорить точнее, то на фразу «Фрезерный станок с ЧПУ». После того как я узнал, что есть люди способные сделать такой станок самостоятельно для своих нужд, в своем собственном гараже, я понял, что тоже смогу это сделать. Я должен это сделать! В течение трех месяцев я пытался собрать подходящие детали, но не сдвинулся с места. Поэтому моя одержимость постепенно угасла.

В августе 2013 идея построить фрезерный станок с ЧПУ вновь захватила меня. Я только что окончил бакалавриат университета промышленного дизайна, так что я был вполне уверен в своих возможностях. Теперь я четко понимал разницу между мной сегодняшним и мной пятилетней давности. Я научился работать с металлом, освоил техники работы на ручных металлообрабатывающих станках, но самое главное я научился применять инструменты для разработки. Я надеюсь, что эта инструкция вдохновит вас на создание своего станка с ЧПУ!

Шаг 1: Дизайн и CAD модель

Все начинается с продуманного дизайна. Я сделал несколько эскизов, чтобы лучше прочувствовать размеры и форму будущего станка. После этого я создал CAD модель используя SolidWorks. После того, как я смоделировал все детали и узлы станка, я подготовил технические чертежи. Эти чертежи я использовал для изготовления деталей на ручных металлообрабатывающих станках: токарном и фрезерном.

Признаюсь честно, я люблю хорошие удобные инструменты. Именно поэтому я постарался сделать так, чтобы операции по техническому обслуживанию и регулировке станка осуществлялись как можно проще. Подшипники я поместил в специальные блоки для того, чтобы иметь возможность быстрой замены. Направляющие доступны для обслуживания, поэтому моя машина всегда будет чистой по окончанию работ.

Файлы для скачивания «Шаг 1»

Шаг 2: Станина

Станина обеспечивает станку необходимую жесткость. На нее будет установлен подвижной портал, шаговые двигатели, ось Z и шпиндель, а позднее и рабочая поверхность. Для создания несущей рамы я использовал два алюминиевых профиля Maytec сечением 40х80 мм и две торцевые пластины из алюминия толщиной 10 мм. Все элементы я соединил между собой на алюминиевые уголки. Для усиления конструкции внутри основной рамы я сделал дополнительную квадратную рамку из профилей меньшего сечения.

Для того, чтобы в дальнейшем избежать попадания пыли на направляющие, я установил защитные уголки из алюминия. Уголок смонтирован с использованием Т-образных гаек, которые установлены в один из пазов профиля.

На обоих торцевых пластинах установлены блоки подшипников для установки приводного винта.

Фрезерный станок с ЧПУ своими руками. Часть 1.

Сегодня я расскажу о самом большом на сегодняшний день моем проекте. Это сборка фрезерного станка с ЧПУ. В процессе работы были испытания, ошибки и их исправления, но как говорят «из песни слов не выбросишь» — описание ошибок наглядно объясняет причину конструктивных решений. Даже в кратком изложении текст получился очень длинный, поэтому я разбил статью на 3 части.

Нужен ли вообще в домашней мастерской деревообрабатывающий станок с ЧПУ? Вопрос спорный. Мастера скажут, что все можно сделать и руками, причем изделие будет нести свою энергетику, станет неповторимо и т. п. Возможно они будут правы, но на дворе 21 век и никуда от компьютерных технологий уже не деться. Даже эту статью не получилось бы сейчас читать, если не было бы компьютера или планшета/смартфона. Свой станок я собрал 2 года назад и могу сказать, что у меня стало больше возможностей, а многие детали изготовлять получается гораздо проще и точнее, особенно, если требуются абсолютно одинаковые. Вот небольшие примеры.

Например, фоторамку из фанеры 10мм и размером 60*90см было бы проблематично сделать из цельного куска фанеры без моего станка. Изготовление «барашков», гнезд под гайки, различные круги без центрального отверстия – работа не сложная, но требует времени. Теперь это все делается только на станке.

Сейчас предлагается огромное количество различных готовых станков, но стоимость их для хобби часто недоступна, хотя цена бывает вполне обоснована. Для меня был в первую очередь интересен сам процесс разработки и сборки станка, а уж потом перспективы его применения и возможности хотя бы вернуть потраченные деньги. Перед началом сборки я перечитал огромное количество статей в интернете, насмотрелся до тошноты фотографий готовых станков и с удивлением понял, что внятной инструкции нигде нет. Часто предложены готовые чертежи, что меня не устраивало или общее описание теории. Поэтому попытаюсь изложить ту информацию, которую удалось собрать и которой я в последствии руководствовался. К сожалению, статья тоже не раскрывает многие детали, так как информации очень много – по некоторым вопросам я хочу написать отдельные статьи.

Возможно многим это будет не интересно, так как информации слишком много, тогда при желании можно просто посмотреть картинки.

Сначала немного теории – только основные моменты . Все 3D станки имеют одно общее решение. Есть 3 оси по которым может двигаться обрабатывающий инструмент по нужной траектории. В зависимости от инструмента (фреза, лазер, нож, экструдер, карандаш и т.д.) можно получить разные по функционалу станки. Так как места в моей мастерской не много, я решил сделать универсальную станину на разные инструменты. Изначально рассчитывалось рабочее поле 600х900мм с ходом по вертикали 250мм, но реально получилось чуть меньше. За основу была взята конструкция фрезерно-гравировального станка.

Существует основные 2 конструкции:

1. С подвижным столом и неподвижным порталом;

2. С подвижным порталом и стационарным столом.

Первый вариант более прост конструктивно, но рассчитан только на небольшие по площади столы, второй наиболее распространен, причем эта конструкция различается по типу привода: с одним приводом по центру или двумя по бокам.

Два привода используются также в более громоздких конструкциях, так как меньше вариантов перекоса портала на направляющих из-за неравномерного скольжения по ним и при этом портал имеет большую жесткость.

В первую очередь нужно определиться с максимальными размерами рабочей области. Она зависит от предполагаемых задач. Нужно помнить, чем меньше станок, тем он получается бюджетнее. Нет смысла замахиваться сразу на большие размеры. Исправление ошибок в конструкции также обходятся дешевле на маленьких станках. Многие, кто собирал самодельные ЧПУ станки начинали с малых конструкций, а уже с помощью них делали более мощные модели.

Я буду рассматривать конструкцию с мобильным козловым порталом и стационарным столом. Для начала определимся с системой координат. Она стандартная – три оси X Y Z. Ось Х перемещает фрезер по порталу влево-вправо и она параллельна к торцу станка. Ось Y перемещает портал вперед-назад вдоль длинной стороны стола. Ось Z перемещает фрезер вверх-вниз.

Форма портала, соотношения расстояний между осями и направляющими, расстояние между подшипниками требует отдельной статьи — там много физики, сапромата, механики и возможно будет моя отдельная статья. Я перечислю только конечные выводы, которыми желательно пользоваться при проектировании конструкции (данные советы актуальны для фрезерного станка, для лазера конструкция может быть значительно легче и проще):

— минимизировать расстояние по вертикали между направляющими оси Y и нижней направляющей оси X, то есть чем меньше зазор над столом, тем жестче конструкция. В некоторых станках проектировщики специально поднимают рельсы оси Y выше над столом, чтобы увеличить толщину заготовки, но сократить это расстояние;

— направляющие оси Z должны быть максимально жесткими и не очень длинными, чтобы избежать прогиба и биения при движении фрезы в заготовке;

— стараться максимально увеличить расстояние между направляющими оси Х, это снизит кручение;

— желательно определить центр тяжести портала и выбрать такую форму боковых опор, чтобы он попадал в точку размещения фрезы и при этом находился между передним и задним подшипниками оси Y. Поэтому вертикальные стойки часто имеют изогнутую назад форму. В своем станке я определял примерный центр тяжести экспериментально и об этом расскажу ниже.

Есть еще несколько моментов, но я их сразу не учел и это привело к необходимости изменения конструкции. О них я подробно расскажу в процессе описания сборки как собственные ошибки, поэтому советую дочитать статью до конца.

Кроме этого, обязательно при сборке станка нужно добиться максимальной жесткости соединений. Любые люфты приводят к потере как точности (инструмент будет двигаться не по нужной траектории), так и повторяемости (траектория правильная, но второй проход может быть смещен относительно первого).

Выбор материала. Как и многие самоделки, свой первый вариант я начал делать из фанеры. Это значительно дешевле алюминия и проще в сборке, тем более что нужно прочувствовать конструкцию и выявить ее недостатки. В качестве направляющих я брал рельсы и стержни из полированной нержавейки. Это достаточно не дешевый вариант, но наиболее долговечный и жесткий конструктивно (цена-качество для меня была наиболее оптимальное).

Приводные винты – ШВП. Это на сегодня самый дорогой вариант. Можно делать привод используя обычную строительную шпильку, зубчатые ремни, шпильку с трапецеидальной резьбой, велосипедные цепи, тросы и т.д. Все они имеют люфты, с которыми придется бороться, но в моем варианте они минимальны. Шаговые двигатели покупал специализированные. Часто бытует мнение, что можно взять двигатели от матричных или лазерных принтеров. Я имею отношение к ремонту этого оборудования и могу сказать, что возможно они подойдут только для привода с зубчатым ремнем и на небольшие станочки, так как слабые по моменту сил и имеют огромный угол поворота за один шаг. ШВП у меня перемешает гайку за один оборот на 5мм. Если у двигателя угол 12 градусов, то за один шаг будет 1мм – это максимальная точность, поэтому использовать их не получится.

Для удешевления конструкции использовал обычные подшипники, а все фланцы и кронштейны делал фанерными. По опыту других конструкций могу сказать, что на небольших оборотах, где нет сильного нагрева подшипников они ничем не хуже и если плотно запрессовать подшипник, то вынуть его удастся только распилив деталь. Существует несколько способов установки подшипников на винт. Я использовал вариант, когда винт имеет 2 независимых подшипника на концах и крепится к двигателю на гибкой муфте. Это было среднее по простоте-качеству соединение. Можно купить готовые наборы со всеми крепежами и подшипниками для ШВП – работы заметно убавится, но расходы тоже существенно возрастут и опять же – ремонт будет возможен только заменой детали, а фанерную можно вырезать заново и быстро.

Сборку всех основных деталей решил делать на ящичных шипах. Такого я нигде не видел и считаю собственным изобретением, так как мне очень не нравились конструкции скрепленные с помощью болтов и ощетинившиеся гайками как броненосец «Потемкин». Для нарезки шипа использовал свою самодельную ящичную шипорезку .

Сборку станка начал с вертикальной оси Z как самой маленькой, но на которой можно было отработать все детали. Начал со сборки ШВП. Гайки и винты продаются как отдельно, так и в сборе. Я брал отдельно, так как не смог подобрать нужные по длине готовые винты. Кроме этого, заводская проточка рассчитана на фирменные подшипники и крепеж, который сложно заменить на обычный. Минусом такого выбора является необходимость самостоятельно обтачивать винт. Я думал, что с этим справится любой токарь и оказался не прав. Получилось только со второго раза и далеко не так идеально как я рассчитывал, но это другая история. После токарной обработки нужно надеть гайку на винт – это очень ответственная операция и любая ошибка может привести к высыпанию шариков. Поэтому советую собирать над емкостью, чтобы шарики не потерялись. Если гайка рассыпалась – это конечно печально, но не смертельно – ее можно собрать, хоть и не просто. У меня уже есть по этому поводу опыт.

Наконец винты в сборе и на гайку вырезал я крепежный блок. С первого раза он не получился, так как сложно было определить его высоту. Это уже окончательный вариант. После этого собрал весь модуль оси Z. Длина направляющих больше винта. Это для экономии.

Мини-станок для фрезерования – технология изготовления + Видео

Настольный фрезерный агрегат с ЧПУ имеет компактные размеры и характеризуется отличной функциональностью. Такой мини-станок вполне реально собрать своими руками и выполнять на нем работы по металлу, керамике, древесине, камню, пластмассе.

1 Мини-станок – мал, да удал

Настольные варианты фрезерных, токарно-фрезерных и сверлильных агрегатов по металлу используются для мелкосерийного либо несерийного изготовления разнообразных изделий своими руками. Такие мини-станки, оснащенные системами ЧПУ, представляют собой универсальные установки, которые обеспечивают качественную и точную обработку заготовок небольших размеров.

Описываемые устройства обладают следующими достоинствами:

• достаточно высокая производительность;
• современное программное обеспечение;
• простое управление, которое может освоить любой домашний умелец;
• минимум отходов при выполнении токарно-фрезерных операций своими руками;
• легкость ухода за оборудованием и его ремонта в случае необходимости;
• малое потребление электроресурсов.

Настольный станок для токарно-фрезерных операций

Как видим, небольшой фрезерный, сверлильный или токарно-фрезерный станок по металлу имеет ощутимые эксплуатационные плюсы. Работа с таким оборудованием доставляет обычному человеку настоящее удовольствие. Обладателем такого маленького чуда вы можете стать, приобретя готовый мини-станок, произведенный в заводских условиях. Также есть возможность купить специальный набор узлов и деталей и за пару часов собрать из них сверлильный или токарно-фрезерный агрегат с ЧПУ для бытового применения.

Но и в первом, и во втором случае необходимо затрачивать финансовые средства (причем немалые). Таких трат можно избежать, если заняться изготовлением настольного агрегата своими руками. Поверьте, этот процесс не так сложен, как может себе представить неопытный домашний умелец. При правильном подходе к делу вы без особых проблем сделаете эффективный и надежный в работе токарно-фрезерный либо сверлильный агрегат. Нужно лишь запастись требуемыми инструментами и материалами, а также просмотреть чертежи самодельных мини-установок.

2 Конструирование станков с ЧПУ

Выполнение работ своими руками нужно начинать с подбора подходящей схемы собираемого агрегата. Специалисты рекомендуют использовать в качестве базового оборудования старый сверлильный станок, который давно не применяется или находится в нерабочем состоянии.

В этом устройстве вам нужно будет всего лишь установить фрезу вместо сверла. А затем доработать конструкцию агрегата, сделав из него полноценный фрезерный настольный станок или даже многофункциональный токарно-обрабатывающий центр. Основная задача на этом этапе – проектирование механизма, который будет обеспечивать перемещение рабочего инструмента в нескольких независимых плоскостях. Реальных сложностей возникнуть не должно. Вы можете собрать указанное устройство из кареток обычного принтера матричного типа.

Конструкция настольного фрезерного агрегата

Совсем не обязательно покупать новое копирующее приспособление и разбирать его. Допускается использовать переработанные каретки. Важно! Если вы хотите, чтобы ваш токарно-фрезерный самодельный станок имел высокую производительность, берите каретки от крупных принтеров. После сборки механизма передвижения фрезы описанного вида вам останется только подключить к сделанному своими руками агрегату соответствующее программное обеспечение. И мини-станок с ЧПУ будет готов к эксплуатации. Но такое устройство даст возможность работать исключительно по очень тонкому металлу, пластику либо древесине.

Для повышения мощности токарно-фрезерного оборудования, изготавливаемого своими руками, необходимо подключить к нему шаговый электродвигатель. Тогда ваш настольный станок будет справляться с намного более серьезными задачами. На нем можно будет фрезеровать достаточно толстые металлические заготовки, изделия из камня и керамического материала. Шаговый двигатель на кустарный фрезерно-сверлильный станок без проблем делается из обычного (можно старого) движка. Его потребуется лишь немного доработать, используя схемы и чертежи, выкладываемые на интернет-сайтах любителями домашнего технического творчества.

К советам опытных «самоделкиных» придется обратиться и для создания механизма фрезера. К этому вопросу следует относиться особенно ответственно. Если вы сделаете своими руками некачественный фрезерный механизм, работать на собранном мини-станке будет просто-напросто невозможно.

3 Как собрать настольный агрегат?

Основание самодельного агрегата для работ по металлу обычно делается из стальной балки прямоугольной формы. Ее максимально надежно фиксируют на металлических направляющих. Заметим, что использовать сварку для скрепления такой конструкции нежелательно. Сварочные швы при относительно высоких нагрузках, которые испытывает любой сверлильный либо токарно-фрезерный станок, будут деформироваться и с течением времени разрушаться.

Это обусловлено вибрациями, воздействующими на соединения, выполненные с помощью сварочного аппарата. Подобные воздействия нарушают жесткость и прочность крепежа. Основание агрегата будет расшатываться. А для фрезерных станков с ЧПУ – это смерти подобно. Ведь в таких ситуациях настройки оборудования будут сбиваться. Работать на нем на должном уровне качества уже не получится.

Оптимально выполнять сборку основы посредством нержавеющих метизов, например, подходящих по сечению винтов. Такие виды крепежа:

• гарантируют отсутствие при повышенных нагрузках прогиба металлических направляющих агрегата;
• исключают опасность люфта при эксплуатации оборудования.

Сборка основы станка для фрезерования

Теперь разбираемся с механизмом подъема фрезы (либо сверла, если вы делаете сверлильный станок по металлу) по вертикали. Сооружать его лучше всего при помощи стандартной винтовой передачи. Она будет обеспечивать отдачу на ходовой винт самодельной установки вращение. Эта процедура обеспечивается зубчатым ремнем. Подробнее данный этап работ представлен на видео. Следующий шаг – сооружение вертикальной оси для агрегата с ЧПУ. Ее можно изготовить из алюминиевой заготовки (плиты) подходящих размеров.

Обратите внимание! Ось обязана соответствовать параметрам (до миллиметра!), которые закладываются в конструкцию настольного мини-агрегата по металлу на стадии его разработки.

Домашние умельцы в большинстве случаев отливают описываемый элемент агрегата самостоятельно, используя для этих целей муфельную печь. Затем нужно смонтировать ось на корпус станка, а за ней установить шаговые двигатели. Их должно быть два. Один станет перемещать инструмент в вертикальном направлении, другой – в горизонтальном. Движки соединяются с валом посредством ремней. Именно они, как мы уже говорили, обеспечивают требуемое вращение всем движущимся элементам, которыми располагает самодельный фрезерный (сверлильный, комбинированный) агрегат по металлу.

4 Программное обеспечение настольного станка

ПО для агрегата с ЧПУ считается основной составляющей. Вы можете установить готовое программное обеспечение либо подготовить его своими руками, собрав из контроллеров, требуемых драйверов, питающих блоков и шаговых электродвигателей. Здесь, опять же таки, придется «побродить» по специализированным сайтам, чтобы выбрать оптимальную схему для самодельного станка.

ПО для агрегата с ЧПУ

Не забудьте о LPT-порте и о специальной рабочей программе. Она нужна как непосредственно для управления всеми эксплуатационными режимами фрезерной установки, так и для контроля работоспособности оборудования. Сам ЧПУ-блок подсоединяется к настольному агрегату через электродвигатели и порт LPT. Важный нюанс. При выборе двигателей обращайте внимание на их сопротивление на обмотках и на рабочее напряжение. Эти показатели нужны для правильной и максимально точной настройки ПО для мини-фрезера.

После установки программного обеспечения производится загрузка драйверов и программ. Теперь можете запустить оборудование и проверить его работоспособность. Если все функционирует правильно и без сбоев, значит, у вас получилось создать полноценный фрезерный агрегат настольного типа.

Фрезерный станок с ЧПУ по металлу своими руками: чертежи, схемы

Конструкция станка

самодельный фрезер с ЧПУ
Станину для самодельного фрезерного станка по металлу проще всего сделать из трубы квадратного сечения 80 х 80 мм, достаточно низкой. Небольшая высота делает устройство достаточно устойчивым, предотвращает вибрацию. Подставка для фиксации направляющих также изготавливается из прямоугольной металлической трубы 60 х 20 мм. Станина выполняется на болтовых креплениях, так как сварные соединения деформируют конструкцию. Болтовые крепления позволяют выставить устройство точно по уровню, площадь соприкосновения велика, крепление надежно и достаточно жестко, без люфтов.

Размер рабочего поля самодельного станка надо сделать от 32 х 35 см. Длина направляющих валов по У и Х — 1,6 см, по Z — 1 см.

Направляющие лучше всего сделать профильными, в противном случае по оси Х они будут прогибаться.

Подшипники скольжения лучше выбирать промышленные, пусть и самые недорогие. Их использование уменьшит вероятность люфтов.

Ось Z устанавливается на винтовой передаче, так как она достаточно тяжела. Чтобы передавать кручение на ходовой винт от оси Z используется зубчатый ремень шириной 10 мм. Подобная схема позволяет уменьшить биения и облегчить размещение шагового мотора относительно винта хода. Уменьшается вес станка и экономится пространство по вертикали.

Сама ось выполняется из алюминиевой плиты, а позади нее устанавливаются два шаговых мотора. Их назначение — передача кручения на винт оси Z посредством зубчатого ремня, другой двигатель ремнем передает движение по оси Х. Ходовой винт оси Z можно сделать из строительной шпильки.

Если вместо ремня сделать в чертеже винтовую передачу, повысится скорость до 850 оборотов в минуту и точность самодельного cnc станка. Но такая конструкция получается значительно дороже.

Если планируется водяное охлаждение шпинделя, следует предусмотреть и водяную помпу, а также комплект резиновых трубочек.

Большой портальный фрезерный станок с ЧПУ своими руками

Здравствуй дорогой читатель, в этой статье хочу поделиться своим опытом постройки фрезерного портального станка с числовым программным управлением.

Подобных историй в сети очень много, и я наверное мало кого удивлю, но может эта статья будет кому то полезна. Эта история началась в конце 2016 года, когда я со своим другом – партнером по разработке и производству испытательной техники аккумулировали некую денежную сумму. Дабы просто не прогулять деньги (дело то молодое), решили их вложить в дело, после чего пришла в голову идея изготовления станка с ЧПУ. У меня уже имелся опыт постройки и работы с подобного рода техникой, да и основной областью нашей деятельности является конструирование и металлообработка, что сопутствовало идее с постройкой станка ЧПУ.

Вот тогда то и началась движуха, которая длиться и по сей день…

Продолжилось все с изучения форумов посвященных ЧПУ тематике и выбора основной концепции конструкции станка. Предварительно определившись с обрабатываемыми материалами на будущем станке и его рабочим полем, появились первые бумажные эскизы, в последствии которые были перенесены в компьютер. В среде трех мерного моделирования КОМПАС 3D, станок визуализировался и стал обрастать более мелкими деталями и нюансами, которых оказалось больше чем хотелось бы, некоторые решаем и по сей день.

Одним из начальных решений было определение обрабатываемых на станке материалов и размеры рабочего поля станка. Что касается материалов, то решение было достаточно простым — это дерево, пластик, композитные материалы и цветные металлы (в основном дюраль). Так как у нас на производстве в основном металлообрабатывающие станки, то иногда требуется станок, который обрабатывал бы быстро по криволинейной траектории достаточно простые в обработке материалы, а это в последствии удешевило бы производство заказываемых деталей. Отталкиваясь от выбранных материалов, в основном поставляемых листовой фасовкой, со стандартными размерами 2,44х1,22 метра (ГОСТ 30427-96 для фанеры). Округлив эти размеры пришли к таким значениям: 2,5х1,5 метра, рабочее пространство определенно, за исключением высоты подъёма инструмента, это значение выбрали из соображения возможности установки тисков и предположили что заготовок толще 200мм у нас не будет. Так же учли тот момент, если потребуется обработать торец какой либо листовой детали длиной более 200мм, для этого инструмент выезжает за габариты основания станка, а сама деталь/заготовка крепится к торцевой стороне основания, тем самым может происходить обработка торца детали.

Конструкция станка

представляет собой сборное рамное основание из 80-й профильной трубы со стенкой 4мм. По обе стороны длинны основания, закреплены профильные направляющие качения 25-го типоразмера, на которые установлен портал, выполненный в виде трех сваренных вместе профильных трубы того же типоразмера что и основание.

Станок четырех осевой и каждую ось приводит в движение шарико-винтовая передача. Две оси расположены параллельно по длинной стороне станка, спаренных программно и привязанных к Х координате. Соответственно оставшиеся две оси – это Y и Z координаты.

Почему именно остановились на сборной раме: изначально хотели делать чисто сварную конструкцию с закладными приваренными листами под фрезеровку, установку направляющих и опор ШВП, но для фрезеровки не нашли достаточно большого фрезерно-координатного станка. Пришлось рисовать сборную раму, чтобы была возможность обработать все детали своими силами с имеющимися на производстве металлообрабатывающими станками. Каждая деталь, которая подвергалась воздействию электродуговой сварки, была отожжена для снятия внутренних напряжений. Далее все сопрягаемые поверхности были выфрезерованны, и в последствии подгонки пришлось местами шабрить.

Залезая вперед, сразу хочу сказать, что сборка и изготовление рамы оказалась самым трудоемким и финансово затратным мероприятием в постройке станка. Первоначальная идея с цельно сваренной рамой по всем параметрам обходит сборную конструкцию, по нашему мнению. Хотя многие могут со мной и не согласиться.

Многие любители и не только, собирают такого рода и размера (и даже большего) станки у себя в мастерской или гараже, делая целиком сварную раму, но без последующего отжига и механической обработки за исключением сверления отверстий под крепление направляющих. Даже если повезло со сварщиком, и он сварил конструкцию с достаточно хорошей геометрией, то в последствии работы этого станка ввиду дребезга и вибраций, его геометрия будет уходить, меняться. Я конечно могу во многом ошибаться, но если кто то в курсе этого вопроса, то прошу поделиться знаниями в комментариях.

Сразу хочу оговориться, что станки из алюминиевого конструкционного профиля мы тут пока рассматривать не будем, это скорее вопрос другой статьи.

Продолжая сборку станка и обсуждая его на форумах, многие начали советовать сделать внутри рамы и снаружи диагональные стальные укосины для добавления еще большей жесткости. Мы этим советом пренебрегать не стали, но и добавлять укосины в конструкцию то же, так как рама получилась достаточно массивной (около 400 кг). А по завершению проекта, периметр обошъётся листовой сталью, что дополнительно свяжет конструкцию.

Давайте теперь перейдем к механическому вопросу этого проекта. Как было ранее сказано, движение осей станка осуществлялось через шарико–винтовую пару диаметром 25мм и шагом 10мм, вращение которой передается от шаговых двигателей с 86 и 57 фланцами. Изначально предполагали вращать непосредственно сам винт, дабы избавиться от лишних люфтов и дополнительных передач, но без них не обошлось в виду того, что при прямом соединении двигателя и винта, последний на больших скоростях начало бы разматывать, особенно когда портал находится в крайних положениях. Учитывая тот факт, что длина винтов по Х оси составила почти три метра, и для меньшего провисания был заложен винт диаметром 25мм, иначе хватило бы и 16 мм-го винта.

Этот нюанс обнаружился уже в процессе производства деталей, и пришлось быстрым темпом решать эту проблему путем изготовления вращающейся гайки, а не винта, что добавило в конструкцию дополнительный подшипниковый узел и ременную передачу. Такое решение так же позволило хорошо натянуть винт между опорами.

Конструкция вращающейся гайки довольно проста. Изначально подобрали два конических шарикоподшипника, которые зеркально одеваются на ШВП гайку, предварительно нарезав резьбу с ее конца, для фиксации обоймы подшипников на гайке. Подшипники вместе с гайкой вставали в корпус, в свою очередь вся конструкция крепится на торце стойки портала. Спереди ШВП гайки закрепили на винты переходную втулку, которую в последствии в собранном виде на оправке обточили для придания соостности. На неё одели шкив и поджали двумя контргайками.

Очевидно, что некоторые из вас, зададутся вопросом о том – «Почему бы не использовать в качестве механизма передающего движения зубчатую рейку?». Ответ достаточно прост: ШВП обеспечит точность позиционирования, большую двигающую силу, и соответственно меньший момент на валу двигателя (это то, что я с ходу вспомнил). Но есть и минусы – более низкая скорость перемещения и если брать винты нормального качества, то соответственно и цена. Кстати, мы взяли ШВП винты и гайки фирмы TBI, достаточно бюджетный вариант, но и качество соответствующее, так как из взятых 9 метров винта, пришлось выкинуть 3 метра, ввиду несоответствия геометрических размеров, ни одна из гаек просто не накрутилась… В качестве направляющих скольжения, были использованы профильные направляющие рельсового типоразмера 25мм, фирмы HIWIN. Под их установку были выфрезерованны установочные пазы для соблюдения параллельности между направляющими.

Опоры ШВП решили изготовить собственными силами, они получились двух видов: опоры под вращающиеся винты (Y и Z оси) и опоры под не вращающиеся винты (ось Х). Опоры под вращающиеся винты можно было купить, так как экономии ввиду собственного изготовления 4 деталей вышло мало. Другое дело с опорами под не вращающиеся винты – таких опор в продаже не найти.

Из сказанного ранее, ось Х приводится в движение вращающимися гайками и через ременную зубчатую передачу. Так же через ременную зубчатую передачу решили сделать и две другие оси Y и Z, это добавит большей мобильности в изменении передаваемого момента, добавит эстетики в виду установки двигателя не вдоль оси винта ШВП, а сбоку от него, не увеличивая габариты станка.

Теперь давайте плавно перейдем к электрической части

, и начнем мы с приводов, в качестве них были выбраны шаговые двигатели, разумеется из соображений более низкой цены по сравнению с двигателями с обратной связью. На ось Х поставили два двигателя с 86-м фланцем, на оси Y и Z по двигателю с 56-м фланцем, только с разным максимальным моментом. Ниже постараюсь представить полный список покупных деталей…

Электрическая схема станка довольно проста, шаговые двигатели подключаются к драйверам, те в свою очередь подключается к интерфейсной плате, она же соединяется через параллельный порт LPT с персональным компьютером. Драйверов использовал 4 штуки, соответственно по одной штуке на каждый из двигателей. Все драйвера поставил одинаковые, для упрощения монтажа и подключения, с максимальным током 4А и напряжением 50В. В качестве интерфейсной платы для станков с ЧПУ использовал относительно бюджетный вариант, от отечественного производителя, как указанно на сайте лучший вариант. Но подтверждать или опровергать это не буду, плата проста в своем применении и самое главное, что она работает. В своих прошлых проектах применял платы от китайских производителей, они тоже работают, и по своей периферии мало отличаются, от использованной мной в этом проекте. Заметил во всех этих платах, один может и не существенный, но минус, на них можно всего лишь установить до 3-х концевых выключателя, но на каждую ось требуется как минимум по два таких выключателя. Или я просто не разобрался? Если у нас 3-х осевой станок, то соответственно нам надо установить концевые выключатели в нулевых координатах станка (это еще называется «домашнее положение») и в самых крайних координатах чтобы в случае сбоя или не хватки рабочего поля, та или иная ось просто не вышла из строя (попросту не сломалась). В моей схеме использовано: 3 концевых без контактных индуктивных датчика и аварийная кнопка «Е-СТОП» в виде грибка. Силовая часть запитана от двух импульсных источников питания на 48В. и 8А. Шпиндель с водяным охлаждением на 2,2кВт, соответственно включенный через частотный преобразователь. Обороты устанавливаются с персонального компьютера, так как частотный преобразователь подключен через интерфейсную плату. Обороты регулируются с изменения напряжения (0-10 вольт) на соответствующем выводе частотного преобразователя.

Все электрические компоненты, кроме двигателей, шпинделя и конечных выключателей были смонтированы в электрическом металлическом шкафу. Все управление станком производится от персонального компьютера, нашли старенький ПК на материнской плате форм фактора ATX. Лучше бы, чуть ужались и купили маленький mini-ITX со встроенным процессором и видеокартой. При не малых размерах электрического ящика, все компоненты с трудом разместились внутри, их пришлось располагать достаточно близко друг к другу. В низу ящика разместил три вентилятора принудительного охлаждения, так как воздух в нутрии ящика сильно нагревался. С фронтальной стороны прикрутили металлическую накладку, с отверстиями под кнопки включения питания и кнопки аварийного останова. Так же на этой накладке разместили панельку для включения ПК, ее я снял с корпуса старого мини компьютера, жаль, что он оказался не рабочим. С заднего торца ящика тоже закрепили накладку, в ней разместили отверстия под разъемы для подключения питания 220V, шаговых двигателей, шпинделя и VGA разъем.

Все провода от двигателей, шпинделя, а также водяные шланги его охлаждения проложили в гибкие кабель каналы гусеничного типа шириной 50мм.

Что касается программного обеспечение, то на ПК размещенного в электрическом ящике, установили Windows XP, а для управления станком применили одну из самых распространенных программ Mach4. Настройка программы осуществляется в соответствии с документацией на интерфейсную плату, там все описано достаточно понятно и в картинках. Почему именно Mach4, да все потому же, был опыт работы, про другие программы слышал, но их не рассматривал.

Технические характеристики:

Рабочее пространство, мм: 2700х1670х200; Скорость перемещения осей, мм/мин: 3000; Мощность шпинделя, кВт: 2,2; Габариты, мм: 2800х2070х1570; Вес, кг: 1430.

Список деталей:

Профильная труба 80х80 мм. Полоса металлическая 10х80мм. ШВП TBI 2510, 9 метров. ШВП гайки TBI 2510, 4 шт. Профильные направляющие HIWIN каретка HGh35-CA, 12 шт. Рельс HGh35, 10 метров. Шаговые двигатели: NEMA34-8801: 3 шт. NEMA 23_2430: 1шт. Шкив BLA-25-5M-15-A-N14: 4 шт. Шкив BLA-40-T5-20-A-N 19: 2 шт. Шкив BLA-30-T5-20-A-N14: 2 шт.

Плата интерфейсная StepMaster v2.5: 1 шт. Драйвер шагового двигателя DM542: 4шт. (Китай) Импульсный источник питания 48В, 8А: 2шт. (Китай) Частотный преобразователь на 2,2 кВт. (Китай) Шпиндель на 2,2 кВт. (Китай)

Основные детали и компоненты вроде перечислил, если что-то не включил, то пишите в комментарии, добавлю.
Опыт работы на станке:
В конечном итоге спустя почти полтора года, станок мы все же запустили. Сначала настроили точность позиционирования осей и их максимальную скорость. По словам более опытных коллег максимальная скорость в 3м/мин не высока и должна быть раза в три выше (для обработки дерева, фанеры и т.п.). При той скорости, которой мы достигли, портал и другие оси упершись в них руками (всем телом) почти не остановить — прёт как танк. Начали испытания с обработки фанеры, фреза идет как по маслу, вибрации станка нет, но и углублялись максимум на 10мм за один проход. Хотя после заглубляться стали на меньшую глубину.

По игравшись с деревом и пластиком, решили погрызть дюраль, тут я был в восторге, хоть и сломал сначала несколько фрез диаметром 2 мм, пока подбирал режимы резания. Дюраль режет очень уверенно, и получается достаточно чистый срез, по обработанной кромке.

Сталь пока обрабатывать не пробовали, но думаю, что как минимум гравировку станок потянет, а для фрезеровки шпиндель слабоват, жалко его убивать.

А в остальном станок отлично справляется с поставленными перед ним задачами.

Вывод, мнение о проделанной работе:
Работа проделана не малая, мы в итоге изрядно приустали, так как ни кто не отменял основную работу. Да и денег вложено не мало, точную сумму не скажу, но это порядка 400т.р. Помимо затрат на комплектацию, основная часть расходов и большая часть сил, ушла на изготовление основания. Ух как мы с ним намаялись. А в остальном все делалось по мере поступления средств, времени и готовых деталей для продолжения сборки.

Станок получился вполне работоспособным, достаточно жестким, массивным и качественным. Поддерживающий хорошую точность позиционирования. При измерении квадрата из дюрали, размерами 40х40, точность получилась +- 0,05мм. Точность обработки более габаритных деталей не замеряли.

Что дальше…:

По станку есть еще достаточно работы, в виде закрытия пыле — защитой направляющих и ШВП, обшивки станка по периметру и установки перекрытий в середине основания, которые будут образовывать 4 больших полки, под объем охлаждения шпинделя, хранения инструмента и оснастки. Одну из четвертей основания хотели оснастить четвертой осью. Также требуется на шпиндель установить циклон для отвода и сбора стружки о пыли, особенно если обрабатывать дерево или текстолит, от них пыль летит везде и осаждается повсюду.

Что касается дальнейшей судьбы станка то тут все не однозначно, так как у меня возник территориальный вопрос (я переехал в другой город), и станком заниматься сейчас почти некому. И вышеперечисленные планы не факт что сбудутся. Не кто этого два года назад и предположить не мог.

В случае продажи станка с его ценником все не понятно. Так как по себестоимости продавать откровенно жалко, а адекватная цена в голову пока не приходит.

На этом я пожалуй закончу свой рассказ. Если что-то я не осветил, то пишите мне, и я постараюсь дополнить текст. А в остальном многое показано в видео про изготовления станка на моем YouTube канале.

Двигатель и программное обеспечение

схема блока управления

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

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

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

Начало сборки

Одним из важнейших элементов мини-станков данного ручного типа является стол, и его сборке следует уделить особое внимание.

Для его самостоятельной сборки потребуются лист фанеры, который можно заменить оргстеклом или листовым металлом.

Кроме этого, необходимо будет приобрести качественный контактный клей и двухсторонний скотч.

Также потребуется и большое количество наждачной бумаги. Необходимо будет приобрести копировальный фрезер, метизы и струбцины.

Копировальный фрезер должен обладать высокой точностью и иметь острую и гладкую поверхность.

От того, какой именно копировальный фрезер будет использоваться, во многом зависят функциональные возможности самодельного станка.

Сборки начинают с изготовления крышки. Крышка собирается преимущественно из фанеры, которую нарезают на необходимые заготовки и монтируют между собой.

Далее следует установка крепежных элементов, также монтируется копировальный фрезер и все остальные необходимые элементы.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Сборка токарного станка по металлу своими руками

Всю работу необходимо будет сделать с максимальной точностью и аккуратностью.

Видео:

После самостоятельной сборки плиты для самодельного фрезеровального устройства, переходят к установке монтажной плиты.

Для этого в рабочем столе делается углубление определенных размеров и конфигурации.

Далее в сделанный вырез следует уложить саму монтажную пластину и прочно зафиксировать при помощи скотча.

Также по контуру пластины следует в определенной последовательности уложить прокладки и зафиксировать их при помощи струбцин.

Особое внимание следует уделить установке подшипников непосредственно под копировальный фрезер.

Все необходимые технологические отверстия на рабочем столе легче всего делать при помощи ручной дрели.

Все деревянные поверхности будущего станка необходимо тщательно отшлифовать при помощи наждачной бумаги.

На следующем этапе собирается основания, для чего необходимо взять чертеж и выполнить всю работу в соответствии с ним.

С особой тщательностью необходимо провести работы по монтажу упора и прижимной гребенки.

Данные составляющие имеют большое значение для фрезерного станка, а поэтому работу необходимо выполнять с максимальной точностью и в соответствии с технологией.

Готовый набор для сборки станка

станок, собранный из набора

Большинство мастеров, собирающих станок своими руками, сталкиваются с необходимостью приобретения многих готовых деталей. В результате цена самодельного устройства может превысить заводскую. Процесс самостоятельной сборки весьма длителен, а результат часто разочаровывает. Нередко умельцы переделывают по нескольку раз станки, собранные без чертежей и расчетов, доводя их работу до желаемого стандарта.

Существует возможность за один рабочий день с помощью гаечного ключа и отвертки сделать своими руками фрезер с ЧПУ, используя готовый набор — своего рода простой конструктор для взрослых, содержащий абсолютно все детали и чертежи. Набор — это гарантия высокого качества будущего станка.

Устройство и испытание самодельного фрезера:

Устройство и принцип действия

Профессиональное фрезерное оборудование имеет достаточно сложную конструкцию и состоит из множества механизмов и узлов.

Станок, собранный в домашних условиях, будет иметь достаточно простую конструкцию и минимальный набор обязательных элементов.

В любом случае, самодельное устройство ручного типа должно состоять из некоторых обязательных элементов и узлов, которые позволят ему выполнять свои функции по прямому назначению.

Любой агрегат ручного типа в обязательном порядке должен иметь достаточно жесткую и прочную станину, которая сможет выдержать определенную нагрузку.

Также в состав самодельного фрезерного агрегата необходимо включить привод, который будет отвечать за вращение.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Работа долбежного станка по металлу

Для этих целей можно воспользоваться обыкновенной ручной дрелью, а можно взять двигатель несколько мощней, что только увеличит его общую производительность.

Обязательным элементом любого оборудования фрезерного типа является рабочий стол, на котором следует разметить своими руками и элементы крепления для заготовок .

Конечно же, в состав любого агрегата фрезерного типа входит режущий инструмент, в роли которого, как правило, выступает остро наточенная фреза.

Конечно, домашний мастер будет стремиться сделать достаточно функциональный агрегат при минимальных вложениях, однако, рекомендуется использовать только качественные составляющие, выполненные из прочных материалов.

В любом случае, на технические характеристики и возможности фрезерного самодельного агрегата будут влиять некоторые факторы и параметры.

В первую очередь, это габариты рабочего стола, а также максимальные вес и размеры заготовки, которые в дальнейшем можно будет обрабатывать на станке.

Также на рабочие параметры фрезерного устройства будет оказывать влияние мощность установленного привода и число максимальных оборотов.

Большое значение будет играть и правильность сборки самодельного мини-агрегата своими руками, а также правильно составленный чертеж.

На видео, которое размещено ниже, подробно рассказано о том, как своими руками собрать фрезерный станок для работы с металлом.

Видео:

Примеры чертежей и самодельных моделей

Фрезерный станок с ЧПУ своими руками: чертежи, видео, фото

Зная о том, что фрезерный станок с ЧПУ является сложным техническим и электронным устройством, многие умельцы думают, что его просто невозможно изготовить своими руками. Однако такое мнение ошибочно: самостоятельно сделать подобное оборудование можно, но для этого нужно иметь не только его подробный чертеж, но и набор необходимых инструментов и соответствующих комплектующих.

Обработка дюралевой заготовки на самодельном настольном фрезерном станке

Решившись на изготовление самодельного фрезерного станка с ЧПУ, имейте в виду, что на это может уйти значительное количество времени. Кроме того, потребуются определенные финансовые затраты. Однако не побоявшись таких трудностей и правильно подойдя к решению всех вопросов, можно стать обладателем доступного по стоимости, эффективного и производительного оборудования, позволяющего выполнять обработку заготовок из различных материалов с высокой степенью точности.

Чтобы сделать фрезерный станок, оснащенный системой ЧПУ, можно воспользоваться двумя вариантами: купить готовый набор, из специально подобранных элементов которого и собирается такое оборудование, либо найти все комплектующие и своими руками собрать устройство, полностью удовлетворяющее всем вашим требованиям.

Инструкция по сборке самодельного фрезерного станка с ЧПУ

Ниже на фото можно увидеть сделанный собственными руками фрезерный станок с ЧПУ, к которому прилагается подробная инструкция по изготовлению и сборке с указанием используемых материалов и комплектующих, точными «выкройками» деталей станка и приблизительными затратами. Единственный минус — инструкция на английском языке, но разобраться в подробных чертежах вполне можно и без знания языка.

Скачать бесплатно инструкцию по изготовлению станка: Самодельный фрезерный станок с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ собран и готов к работе. Ниже несколько иллюстраций из инструкции по сборке данного станка

«Выкройки» деталей станка (уменьшенный вид)

Начало сборки станка

Промежуточный этап

Заключительный этап сборки

Подготовительные работы

Если вы решили, что будете конструировать станок с ЧПУ своими руками, не используя готового набора, то первое, что вам необходимо будет сделать, — это остановить свой выбор на принципиальной схеме, по которой будет работать такое мини-оборудование.

Схема фрезерного станка с ЧПУ

За основу фрезерного оборудования с ЧПУ можно взять старый сверлильный станок, в котором рабочая головка со сверлом заменяется на фрезерную. Самое сложное, что придется конструировать в таком оборудовании, — это механизм, обеспечивающий передвижение инструмента в трех независимых плоскостях. Этот механизм можно собрать на основе кареток от неработающего принтера, он обеспечит перемещение инструмента в двух плоскостях.

К устройству, собранному по такой принципиальной схеме, легко подключить программное управление. Однако его основной недостаток заключается в том, что обрабатывать на таком станке с ЧПУ можно будет только заготовки из пластика, древесины и тонкого листового металла. Объясняется это тем, что каретки от старого принтера, которые будут обеспечивать перемещение режущего инструмента, не обладают достаточной степенью жесткости.

Облегченный вариант фрезерного станка с ЧПУ для работы с мягкими материалами

Чтобы ваш самодельный станок с ЧПУ был способен выполнять полноценные фрезерные операции с заготовками из различных материалов, за перемещение рабочего инструмента должен отвечать достаточно мощный шаговый двигатель. Совершенно не обязательно искать двигатель именно шагового типа, его можно изготовить из обычного электромотора, подвергнув последний небольшой доработке.

Применение шагового двигателя в вашем фрезерном станке даст возможность избежать использования винтовой передачи, а функциональные возможности и характеристики самодельного оборудования от этого не станут хуже. Если же вы все-таки решите использовать для своего мини-станка каретки от принтера, то желательно подобрать их от более крупногабаритной модели печатного устройства. Для передачи усилия на вал фрезерного оборудования лучше применять не обычные, а зубчатые ремни, которые не будут проскальзывать на шкивах.

Узел ременной передачи

Одним из наиболее важных узлов любого подобного станка является механизм фрезера. Именно его изготовлению необходимо уделить особое внимание. Чтобы правильно сделать такой механизм, вам потребуются подробные чертежи, которым необходимо будет строго следовать.

Чертежи фрезерного станка с ЧПУ

Чертеж №1 (вид сбоку)

Чертеж №2 (вид сзади)

Чертеж №3 (вид сверху)

Приступаем к сборке оборудования

Основой самодельного фрезерного оборудования с ЧПУ может стать балка прямоугольного сечения, которую надо надежно зафиксировать на направляющих.

Несущая конструкция станка должна обладать высокой жесткостью, при ее монтаже лучше не использовать сварных соединений, а соединять все элементы нужно только при помощи винтов.

Узел скрепления деталей рамы станка посредством болтового соединения

Объясняется это требование тем, что сварные швы очень плохо переносят вибрационные нагрузки, которым в обязательном порядке будет подвергаться несущая конструкция оборудования. Такие нагрузки в итоге приведут к тому, что рама станка начнет разрушаться со временем, и в ней произойдут изменения в геометрических размерах, что скажется на точности настройки оборудования и его работоспособности.

Сварные швы при монтаже рамы самодельного фрезерного станка часто провоцируют развитие люфта в его узлах, а также прогиб направляющих, образующийся при серьезных нагрузках.

Установка вертикальных стоек

Во фрезерном станке, который вы будете собирать своими руками, должен быть предусмотрен механизм, обеспечивающий перемещение рабочего инструмента в вертикальном направлении. Лучше всего использовать для этого винтовую передачу, вращение на которую будет передаваться при помощи зубчатого ремня.

Важная деталь фрезерного станка – его вертикальная ось, которую для самодельного устройства можно изготовить из алюминиевой плиты. Очень важно, чтобы размеры этой оси были точно подогнаны под габариты собираемого устройства. Если в вашем распоряжении есть муфельная печь, то изготовить вертикальную ось станка можно своими руками, отлив ее из алюминия по размерам, указанным в готовом чертеже.

Узел верхней каретки, размещенный на поперечных направляющих

После того как все комплектующие вашего самодельного фрезерного станка подготовлены, можно приступать к его сборке. Начинается данный процесс с монтажа двух шаговых электродвигателей, которые крепятся на корпус оборудования за его вертикальной осью. Один из таких электродвигателей будет отвечать за перемещение фрезерной головки в горизонтальной плоскости, а второй — за перемещение головки, соответственно, в вертикальной. После этого монтируются остальные узлы и агрегаты самодельного оборудования.

Финальная стадия сборки станка

Вращение на все узлы самодельного оборудования с ЧПУ должно передаваться только посредством ременных передач. Прежде чем подключать к собранному станку систему программного управления, следует проверить его работоспособность в ручном режиме и сразу устранить все выявленные недостатки в его работе.

Посмотреть процесс сборки фрезерного станка своими руками можно на видео, которое несложно найти в интернете.

Шаговые двигатели

В конструкции любого фрезерного станка, оснащенного ЧПУ, обязательно присутствуют шаговые двигатели, которые обеспечивают перемещение инструмента в трех плоскостях: 3D. При конструировании самодельного станка для этой цели можно использовать электромоторы, установленные в матричном принтере. Большинство старых моделей матричных печатных устройств оснащались электродвигателями, обладающими достаточно высокой мощностью. Кроме шаговых электродвигателей из старого принтера стоит взять прочные стальные стержни, которые также можно использовать в конструкции вашего самодельного станка.

Закрепление шагового двигателя на верхней каретке

Чтобы своими руками сделать фрезерный станок с ЧПУ, вам потребуются три шаговых двигателя. Поскольку в матричном принтере их всего два, необходимо будет найти и разобрать еще одно старое печатное устройство.

Окажется большим плюсом, если найденные вами двигатели будут иметь пять проводов управления: это позволит значительно увеличить функциональность вашего будущего мини-станка. Важно также выяснить следующие параметры найденных вами шаговых электродвигателей: на сколько градусов осуществляется поворот за один шаг, каково напряжение питания, а также значение сопротивления обмотки.

Для подключения каждого шагового двигателя понадобится отдельный контроллер

Конструкция привода самодельного фрезерного станка с ЧПУ собирается из гайки и шпильки, размеры которых следует предварительно подобрать по чертежу вашего оборудования. Для фиксации вала электродвигателя и для его присоединения к шпильке удобно использовать толстую резиновую обмотку от электрического кабеля. Такие элементы вашего станка с ЧПУ, как фиксаторы, можно изготовить в виде нейлоновой втулки, в которую вставлен винт. Для того чтобы сделать такие несложные конструктивные элементы, вам понадобятся обычный напильник и дрель.

Электронная начинка оборудования

Управлять вашим станком с ЧПУ, сделанным своими руками, будет программное обеспечение, а его необходимо правильно подобрать. Выбирая такое обеспечение (его можно написать и самостоятельно), важно обращать внимание на то, чтобы оно было работоспособным и позволяло станку реализовывать все свои функциональные возможности. Такое ПО должно содержать драйверы для контроллеров, которые будут установлены на ваш фрезерный мини-станок.

В самодельном станке с ЧПУ обязательным является порт LPT, через который электронная система управления и подключается к станку. Очень важно, чтобы такое подключение осуществлялось через установленные шаговые электродвигатели.

Схема подключения униполярных шаговых электродвигателей для 3-х координатного станка с ЧПУ (нажмите для увеличения)

Выбирая электронные комплектующие для своего станка, сделанного своими руками, важно обращать внимание на их качество, так как именно от этого будет зависеть точность технологических операций, которые на нем будут выполняться. После установки и подключения всех электронных компонентов системы ЧПУ нужно выполнить загрузку необходимого программного обеспечения и драйверов. Только после этого следуют пробный запуск станка, проверка правильности его работы под управлением загруженных программ, выявление недостатков и их оперативное устранение.

Все вышеописанные действия и перечисленные комплектующие подходят для изготовления своими руками фрезерного станка не только координатно-расточной группы, но и ряда других типов. На таком оборудовании можно выполнять обработку деталей со сложной конфигурацией, так как рабочий орган станка может перемещаться в трех плоскостях: 3d.

Ваше желание своими руками собрать такой станок, управляемый системой ЧПУ, должно быть подкреплено наличием определенных навыков и подробных чертежей. Очень желательно также посмотреть ряд тематических обучающих видео, некоторые из которых представлены в данной статье.

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями:

Плазморез чпу своими руками: схема самодельного устройства, видео

Оптимальное решение для эксплуатации в бытовых условиях — самодельный плазморез. Более того, на многих предприятиях сейчас активно применяется подобное оборудование, так как сделать его своими руками, гораздо дешевле, чем купить аналогичную по характеристикам модель.

Особенно, если речь идет о станках с ЧПУ, которые обеспечивают максимальную продуктивность работы, но требуют значительных затрат. Как же работает подобное устройство, какая схема используется для подключения основных элементов, а главное, как сделать такое оборудование самостоятельно?

Особенности и преимущества ЧПУ

Прежде чем приступать к созданию аппарата, необходимо тщательно изучить его основные особенности и характеристики.

Это позволит не допустить ошибку, а также гарантировано добиться желаемого результата.
Так, к примеру, оборудование, которое оснащено числовым программным управлением (ЧПУ), отличается простой и удобством использования.

Благодаря этому значительно упрощается процесс изготовления основных элементов — разрабатывается основной макет, после чего работа выполняется в соответствии с заданной программой. Это очень удобно, так как позволяет добиться максимальной идентичности каждой созданной детали.

Недостатки

Что же касается недостатков моделей с ЧПУ, то они не слишком удобны из-за достаточно существенных габаритов, а потому потребуется выделить определенную часть пространства для установки подобного изделия.

Соответственно и вес изделия значителен, поэтому изменить его расположение отнюдь не просто.

Но главный минус этого изделия — высокая стоимость. Поэтому все большее количество мастеров предпочитает создавать подобную технику своими руками. При правильной сборке, самодельные модели отнюдь не отразятся на качестве результата, но при этом позволят сэкономить значительную сумму.

Основные элементы устройства

Простейшая схема такого оборудования представляет собой блок, источник электроэнергии, а также детали, используемые для создания электрической дуги — наконечник и шланг. Это оптимальный вариант, который можно получить при небольших затратах — для домашних условий он поистине оптимален.

При этом в отличие от моделей, оснащенных ЧПУ, изделие отличается небольшими размерами, благодаря чему не возникает сложностей с его транспортировкой и последующим хранением.

Если же говорить о стандартной комплектации оборудования, создаваемого своими руками, то можно выделить следующие детали:

• Плазменный резак.
• Плазморез.
• Сопло.
• Компрессор.

В большинстве моделей в качестве расходных материалов используются электроды, которые могут быть выполнены из различных материалов. Выбор зависит и от характеристик используемого оборудования, и от сферы применения изделия.

Особенности прямого или косвенного воздействия

Как же работает стандартный плазморез? Этот метод обработки материалов основан на том, что на раскраиваемый металл подается воздух, который разогрет до максимальной температуры.

При этом подача плазмы подается под большим давлением, а размер сопла позволяет сформировать дугу оптимального диаметра. Это позволяет аккуратно разрезать лист своими руками, добившись поистине идеальной точности.

Основа оборудования, которое используется для плазменной резки — плазмотрон. Именно он используется для выполнения основной части работы.

Существуют горелки косвенного и прямого воздействия.

Выбор зависит от того, с какими материалами предстоит работать в дальнейшем:

1. Прямое — токопроводящие металлы.
2. Косвенное — обработка всех типов материалов, а не только металлов.

Второй вариант является универсальным решением, но и соответственно, более дорогостоящим. Это важно учитывать при создании оборудовании, так как для подобных устройств будут использованы различные схемы.

Важно знать, что чем шире и длиннее сопло, тем удобнее работать.

Но в тоже время слишком большой шов может испортить материал, а потому выбор должен быть целесообразным.

Оборудование для резки: основные детали

Чтобы сделать необходимое оборудование в домашних условиях, потребуется закупить и подготовить все элементы конструкции плазмореза. При этом важно учитывать, что станок, оснащенный ЧПУ, даже при условии создания его своими руками, обходится отнюдь недешево.

Общая стоимость изделия зависит от качества выбранных комплектующих. Экономить на запчастях не рекомендуется, так как иначе срок эксплуатации устройства будет минимален.

Основные используемые элементы:

• Стол.
• Элементы шага.
• Ременная передача.
• Направляющие.
• Система управления.
• Терминал.

Видео : устройство блока управления.

Поэтапный порядок изготовления

Процесс создания конструкции, управляемой при помощи ЧПУ, состоит из нескольких основных этапов:

1. Подготовку основания. Очень важно выровнять поверхность идеально ровно, поэтому лучше всего использовать для этой цели уровень.
2. Варится рама. «Ножки» изделия дополнительное укрепляются. Для изготовления можно использовать трубы различного диаметра.
3. Чтобы изделие прослужило владельцу далеко не один год, необходимо позаботиться о его защите. Для этой цели поверхность обрабатывается специальным средством, которое используется для предотвращения образования коррозии.
4. Устанавливаются опоры, водяной стол и рейки.
5. После того как основные элементы готовы, необходимо смонтировать направляющие, а также покрасить стол.

Когда основной объем работ завершен, остается лишь позаботиться об установке завершающих элементов системы. На направляющие ставится портал, а на него — датчики и двигатель. После этого крепится рейка, двигатель для каждой оси, а также датчики поверхности.

Важно учитывать, что если на портал не будет установлен ограничитель, то в момент работы он может просто съехать с поверхности.

Чтобы не повредить изделие в процессе эксплуатации, необходимо аккуратно спрятать провода!

Монтаж терминала с ЧПУ

Когда основная конструкция готова, важно аккуратно установить терминал с ЧПУ. Если предыдущий этап прошел успешно, то с выполнением этой задачи своими руками не возникнет ни малейших сложностей.

Основные элементы системы управления:

• Монитор.
• Модуль.
• Кнопки.
• Клавиатура.

Все они монтируются в определенном порядке — устройство готово к использованию. После этого можно применять изделие, как в бытовых, так и промышленных целях.

Прежде чем приступать к раскрою основных деталей, необходимо предварительно оценить качество раскроя, точность швов и необходимость зачистки поверхности после обработки. Это позволит своевременно выровнять и модернизировать устройство, чтобы не испортить дорогостоящие материалы в процессе использования.

Заключение

Плазморез — достаточно простая конструкция, применение, как и создание которой, не представляет особых сложностей. При желании, её прекрасно можно сделать и своими руками — при этом придется заплатить лишь ¼ или же вовсе 1/5 от общей стоимости.

Стоит учитывать, что создание ручного аппарата гораздо проще, чем конструкции с ЧПУ. Но второй вариант более продуктивен, а также позволяет тратить минимум усилий на производстве деталей, добившись уникальной точности.

Тематическое видео:

Создайте фрезерный станок с ЧПУ с нуля (Часть 1): Полное видео-руководство: 3 шага

Полностью соберите фрезерный станок с ЧПУ с нуля без планов, только ваши руки, некоторые дешевые материалы и основные инструменты и здравый смысл. Я упоминал, что тебе не нужны планы? Это легко, и я проведу вас через процесс построения, при котором измерения будут производиться с помощью логического подхода, так что все части будут соответствовать друг другу, а структура будет прочной. Более того, вы сможете построить ЧПУ практически любого размера.

И когда вы закончите Часть 1, не забудьте перейти к Части 2, где я детализирую оси Z и Y и начинаю с Gantry.

Некоторое время назад я построил очень ветхую машину и знал, что должна быть конструкция получше. Вы сможете воспользоваться тем, что я узнал в результате глубоких исследований в Интернете и личного строительства, тестирования и экспериментов.

Инструктаж будет очень длинным. Я, наверное, возьму торт по длине, поэтому разделю инструктаж на несколько частей.Это часть 1, если вы еще этого не определили. Это так долго из-за количества деталей, которые я предоставлю. Поскольку мы обсуждаем детали, я также предоставлю почти все детали через видео. Картинки говорят тысячу слов, но видео должно быть в геометрической прогрессии. Я действительно надеюсь, что вам понравится эта серия статей, и вы оставите комментарии, которые помогут мне стать лучше и эффективнее.

Несмотря на то, что есть еще одно руководство по созданию фрезерного станка с ЧПУ, в нем подробно описывается совершенно другой подход, и я чувствую, что эта серия видео будет способствовать пониманию механических компонентов и уникальных методов сборки.

Что такое фрезерный станок с ЧПУ, спросите вы? Я определю его как управляемый компьютером маршрутизатор, где маршрутизатор будет перемещаться по трем осям, а компьютер управляет движением по этим осям.

Что вам понадобится:

95% структурных компонентов можно найти в местном хозяйственном магазине, например, MDF (древесноволокнистая плита средней плотности). Поручите строительному магазину сделать большую часть резки, вам в основном понадобится 4 дюйма ширины и разной длины (вы еще не знаете длину, потому что в этой сборке вы можете сделать фрезерный станок с ЧПУ почти любого размера).Не берите ДСП. Алюминиевый уголок толщиной 3/4 дюйма и 1/8 дюйма.

Несколько основных инструментов, таких как отвертка и торцовочная пила. Оба довольно недорогие, и детали шириной 4 дюйма обычно помещаются в торцовочную пилу, особенно если она пластиковая и угловая коробка может немного сгибаться. Циркулярная пила может быть полезной, но используйте услуги по раскрою в хозяйственном магазине в своих интересах.

Несколько ссылок, которые могут оказаться полезными для этих типов сборок: cnczone.com. Моя официальная сборка этой машины находится здесь, на моем сайте BuildYourCNC.com почти со всем этапом видео, но не обманывайте себя и не переходите к следующему этапу. Серия разработана для следования логическому процессу получения измерений и т. Д.

Создайте свой ЧПУ — ЧПУ, фрезерный станок с ЧПУ, комплекты фрезерного станка с ЧПУ, комплекты станков с ЧПУ, лазерные станки, станки с ЧПУ и станки для резки с ЧПУ

Создайте свой ЧПУ

greenBull v2Fabricator ProMachine База:

Характеристики машины:

Зона резки с ЧПУ:

Угол кровати:

ПланыПланы и оборудованиеКомплект деталейСобранный станок Варианты покупки:

Планы покупки на 0,000.00

Свяжитесь с отделом продаж, чтобы узнать цены для учебных заведений

Что входит в планы Вариант :

Чертежи ЧПУ Опция включает в себя большой набор планов размером 24 дюйма x 36 дюймов, который включает спецификацию (спецификацию материалов) для всего станка, все структурные компоненты, которые необходимо вырезать или изготовить, а также полный набор подробных деталей. инструкция по сборке машины. Инструкции также будут включать подробную схему проводки с предлагаемой проводкой через машину.Для этого варианта доставка внутри страны бесплатна.

Планы ЧПУ и опция аппаратного обеспечения включает набор больших планов, электронные блоки управления движением (двигатели, драйверы, источники питания и контроллер / интерфейс), оборудование для скрепления всех компонентов вместе, шпиндель с водяным охлаждением и частотно-регулируемым приводом и все необходимое механическое оборудование. комплектующие (рельсы, подшипниковые узлы, ходовые винты, подшипники и т. д.). Этот вариант не включает структурные компоненты или провод / кабель.Планы включают обмеры и листы для конструктивных элементов. Стоимость доставки будет предоставлена, когда детали будут готовы к отправке.

Комплект ЧПУ включает в себя планы, оборудование, электронику, провод, кабель, трубы, компоненты водяного охлаждения, механические компоненты, шпиндель с водяным охлаждением и структурные компоненты. Все, что вам нужно сделать, это собрать машину или найти кого-нибудь в вашем районе, кто сможет собрать машину (мы составляем список людей, которые помогут собрать машину в вашем районе).Стоимость доставки будет предоставлена, когда детали будут готовы к отправке.

Собранный вариант включает в себя полный фрезерный станок с ЧПУ и / или собранный лазер. Полностью собранная машина будет доставлена ​​грузовым транспортом или самовывозом. Заказчик несет ответственность за транспортные расходы. Мы используем FreightQuote.com (внутренний) и iContainers.com (международный) для определения стоимости логистики и доставки. Стоимость фрахта будет предоставлена, когда машина будет готова к отправке.

LEAD CNC 1010 (40 «x 40»)

CENTROID CNC Support Videos

leonvandenbeukel / Самодельное ЧПУ: Самодельное ЧПУ, которое я нашел на моем канале YouTube.

Самодельное ЧПУ

Предупреждение!

Если вы хотите создать его самостоятельно, вы можете загрузить все необходимые файлы из каталога V2, но у меня нет достаточно времени, чтобы оказать вам серьезную поддержку, поэтому создавайте его на свой страх и риск! 😃

Введение

Это вторая версия моего самодельного ЧПУ.Это полный редизайн из-за некоторых проблем, которые у меня были с первым. Основная проблема с первой версией заключалась в том, что деревянная ось Y деформировалась (я думаю, из-за влаги). Кроме того, подшипники были слишком маленькими, а алюминиевые X-образные рельсы были недостаточно прочными, чтобы выдерживать вес. Вот почему я перешел на использование квадратных стальных труб 20 мм x 20 мм для осей Y и X.

Видео на YouTube

Дизайн

Я разработал 3D-печатные детали с помощью Fusion 360 и использовал Inkscape для шаблона сверления по оси Y.Для управления машиной я использую Arduino UNO с прошивкой GRBL и Arduino CNC Shield. Существует множество руководств о том, как подключить и использовать его, поэтому я не показывал его на видео. Вот несколько полезных ссылок:

3D-печать

Я использую 3D-принтер Anet A8. Детали печатаются из PLA, в основном с заполнением 20% и настройкой 0,2 или 0,4. Используйте более высокий заполнитель для деталей, которые должны быть более прочными, например, для опор шагового двигателя.

Смета

Размеры

Базовые передние мультиплексные Y-панели имеют размер 710 x 180 x 22 мм или 28 дюймов x 7 дюймов x 0.86 «.
Боковые панели оси X из ламинированного МДФ имеют размер 180 x 370 мм или 7 дюймов x 14,4 дюйма.

Трубы представляют собой квадратные стальные трубы размером 20 мм x 20 мм (0,78 дюйма). Длина трубок оси Y составляет 1000 мм (40 дюймов), а длина оси X составляет прибл. 820 мм (32 дюйма). В качестве альтернативы вы также можете использовать другие размеры, кроме 20 мм x 20 мм (возможно, даже закругленные трубы), если они примерно того же размера.
Трубки оси Z представляют собой алюминиевые квадратные трубки 15 мм x 15 мм (0,59 дюйма) и длиной около 215 мм (8,5 дюйма). Вы должны сами это измерить, посмотрите видео сборку.

Стержни с резьбой для реек Y и X изготовлены из нержавеющей стали диаметром 8 мм (0,31 дюйма).

Мощность и двигатели

Для питания шаговых двигателей NEMA 17 я переделал старый блок питания ATX для ПК и использовал выход 12 В. Типы шаговых двигателей, которые я использую для осей Y и Z: 17HS19-2004S1, тип для оси X: 42BYGHW811. Для разводки я использовал сетевой кабель CAT5.

Программное обеспечение, которое я в основном использую для генерации и отправки GCode:

Помогите мне сделать больше вещей!

Все мои дизайны можно использовать бесплатно! Если вы хотите поддержать мою работу, вы можете пожертвовать:

Спасибо!

Обзор и сборка комплекта DIY-фрезерного станка с ЧПУ

[Классный проект!]

Почему фрезерный станок с ЧПУ своими руками?

Какое-то время я хотел сделать серию видеопроектов и решил, что создание комплекта для фрезерования с ЧПУ Shapeoko было правильным.Нам нужно было получить ЧПУ начального уровня, это будет предвестник для большего количества видео проектов, сделанных с помощью маршрутизатора, и я также хотел получить самостоятельно маршрутизатор с ЧПУ.

Вы убили этим камнем 3 зайцев!

Почему именно Shapeoko, а не какой-нибудь другой фрезерный станок с ЧПУ своими руками? Почему бы не создать с нуля потрясающий фрезерный станок с ЧПУ своими руками? Почему комплект фрезерного станка с ЧПУ?

Короткий ответ: у Shapeoko убийственное соотношение цены и качества — он предлагает большое соотношение цены и качества.

Carbide3D / Shapeoko (Carbide3D — это компания, а Shapeoko — их продукт) в нашем опросе маршрутизаторов с ЧПУ в течение двух лет абсолютно потрясли оценку удовлетворенности клиентов.Я знал, что люди действительно любят свои Шапоки!

Почему бы не сделать с нуля DIY-фрезерный станок с ЧПУ, который намного более эффективен, чем Shapeoko?

Конечно, можно построить большой фрезерный станок с ЧПУ для самостоятельного изготовления с нуля, но это огромный объем работы. Я выполнил проект DIY-фрезерного станка с ЧПУ: я преобразовал RF-45 в CNC. Это была полноценная работа с сервоприводами, дышлом с приводом, масленками, защитой от наводнения и многими другими модификациями.

Но черт возьми, работы было много.

Я провел почти 2 года, ничего не делая, кроме работы на этой мельнице в свободное время.Плюс ко всему, я потратил на это около 6500 долларов. Когда я готовился приступить к модернизации шпинделя плюс устройство смены инструмента и купил шпиндельный картридж Tormach для этого проекта, я понял, что сэкономлю огромное количество времени и буду производить детали раньше, если продам свой существующий фрезерный станок и куплю Tormach. Так и было, и я никогда не оглядывался назад.

В наши дни CNCCookbook значительно вырос, и у меня еще меньше свободного времени для большого проекта. Я не хочу тратить год или два на создание машины — я хочу закончить ее и сделать с ней несколько отличных проектов!

Но я тоже не хотел получать законченный фрезерный станок с ЧПУ.Итак, набор DIY фрезерного станка с ЧПУ был хорошим ответом — гораздо более короткое время сборки, а также более низкая стоимость, чем готовый фрезерный станок с ЧПУ.

И еще одно: Shapeoko — это продукт множества итеративных разработок и обновлений. Я встречал ребят из Carbide3D несколько раз, и они инженеры-инженеры. Они любят улучшать свои продукты. И они изучают каждый станок с ЧПУ, который попадает в их руки, чтобы убедиться, что ни один из конкурентов не превзойдет их. Их комплект фрезерного станка с ЧПУ Shapeoko не является исключением.За прошедшие годы он прошел через массу обновлений и почти идеален.

Это означает, что они легко сочетаются друг с другом и хорошо работают после того, как вы их построили. Для такого парня, как я, который жалуется, что он слишком занят, и для парня, который знает не понаслышке, когда вы создаете его самостоятельно, версия 1.0 всегда полна вещей, которые вы бы хотели, чтобы вы делали по-другому, Shapeoko был идеальным выбором.

Другая моя проблема в том, что у меня действительно нет места для полноразмерного фрезерного станка с ЧПУ 4 x 8 дюймов. Я думаю, это то, что нужно, чтобы серьезно превзойти Шапоко.Я выбрал модель XXL, у которой большой рабочий диапазон — 33 ″ (X), 17 ″ (Y), 3 ″ (Z). Он весит 115 фунтов. Полноразмерный маршрутизатор будет больше похож на мощную жесткую машину от 1000 до 1500 фунтов, но у меня нет места для этого. Shapeoko XXL достаточно жесткий для любительской машины и имеет достаточно большой размер для проектов, которые я имею в виду.

В итоге эта машина убила 3 ​​зайцев одним выстрелом:

• Отличная производительность и рабочий диапазон машины для хобби-класса.
• Набор фрезерного станка с ЧПУ можно собрать довольно быстро в свободное время.
• Отличное соотношение цены и качества — меньше денег на мой бюджет!

Говоря о проектах, я написал статью, в которой приводится множество отличных примеров того, что возможно с фрезерным станком с ЧПУ Shapeoko. Ознакомьтесь с другими идеями, но вот одна из самых потрясающих. Посмотрите на этот безумный проект пистолета с резиновой лентой:

.

Построен с фрезерным станком с ЧПУ Shapeoko DIY!

Да ладно, если вы сделаете что-то такое крутое на Shapeoko, это, должно быть, чертовски хорошая машина, не так ли?

Приступим.

Съемка замедленного видео

Я подробно расскажу о сборке с помощью серии покадровых видео. Я всегда любил их за то, что они необычны, и они хорошо помогают ускорить что-то интересным.

Цейтраферное видео — это серия неподвижных кадров, сделанных с фиксированным интервалом и обычно из фиксированного места. Я собираю Shapeoko на нашем обеденном столе (моя жена потакает моим странным привычкам), поэтому я установил штатив, чтобы я мог запускать камеру с одного и того же места на каждом сеансе.

Я использую беззеркальную камеру Sony Nex 5t, которая мне очень нравится. Это уже не последняя разработка, но когда я получил свой около 3 лет назад, он получил очень хорошие отзывы. Более современным эквивалентом будет Sony A5100:

.

Беззеркальная камера Sony A5100…

A5100 по-прежнему имеет очень хорошие обзоры и по очень разумной цене — 548 долларов с зум-объективом 15-50, когда я пишу это.

Вы, наверное, задаетесь вопросом, почему я не выбрал более красивую зеркалку?

Я видел лицо Uber-Camera еще во времена SLR.У меня есть модный Nikon и куча дорогих стекол (это были бы линзы), чтобы доказать это. Я сделал несколько отличных фотографий и довольно долго увлекался фотографией. Затем в один отпуск я понял, что таскаю целую кучу оборудования и большую часть отпуска наблюдаю через видоискатель. Меня внезапно осенило, что, хотя мне нравится фотографировать, я ненавижу это. В довершение всего, оборудование было действительно дорогим.

К счастью, оригинальный Canon Elph вышел примерно в то же время, что и Nikon.Мне понравилась его компактность и возможность обрабатывать изображения в моей «Цифровой фотолаборатории» (также известной как Photoshop). Я снова полюбил фотографию — это было проще, дешевле, меньше снаряжения, и я снова мог наслаждаться отпуском. Я прошел через череду все более и более мощных цифровых камер, но упустил возможность смены объективов. Серия Sony Nex стала откровением — лучшим из обоих миров!

Я мог бы иметь сменные объективы очень высокого качества в форм-факторе, почти таком же компактном, как мои любимые камеры для «моментальных снимков».Настоящий секрет камер Sony заключается в том, что они объединяют сенсор качества DSLR в этот небольшой форм-фактор. Сочетание качественной оптики и невероятного сенсора просто потрясающее. На данном этапе я не вижу причин желать полноценной зеркалки.

Возвращаясь к покадровой съемке, вот еще одна отличительная черта Sony. Обычно вам нужен гаджет под названием «Интервалометр» для покадровой съемки. Есть несколько камер со встроенными функциями, но их немного.

Многие из них не так уж и дороги, но это еще одна вещь, которую нужно носить с собой, вставлять батарейки и не потерять.К счастью, камеры Sony обладают прекрасной возможностью загружать приложения. Правильно — есть магазин приложений, как и для вашего телефона.

Апплет Time Lapse стоит всего 9,95 доллара, поэтому я его схватил.

У него миллиард настроек, но важным было время ожидания между кадрами. Он делает неподвижный снимок с этим интервалом, а затем сшивает их все вместе, так что вы получите фильм в формате AVI, когда закончите.

Для моего первого таймлапса я использовал 1 секунду.

Типичное онлайн-видео — 20 кадров в секунду, поэтому получение 1 кадра в секунду увеличивает скорость в 20 раз.

Думаю получилось прилично и отлично подойдет для этой серии проектов.

Распаковка Shapeoko

Первое видео в серии сборки Shapeoko — это распаковка. Мой Shapeoko XXL прибыл в двух коробках — маленькой и очень тяжелой (более 100 фунтов) большой. Мой дружелюбный водитель ИБП любит оставлять тяжелые ящики внизу крутой подъездной дорожки. Я думаю, она боится, что не сможет развернуть свой грузовик наверху. Итак, я побежал туда со своей тележкой, фыркал, пыхтел и толкал коробку на холм в дом.

Когда я открываю коробки, я всегда беру свой удобный «ТУКК»:

TUKK идеально подходит для открывания ящиков…

TUKK изготовлен из титана и оснащен сменным лезвием X-acto. Он карманный и идеально подходит для открывания коробок. Более того, TUKK производятся Tactical Keychains, которые являются клиентом G-Wizard, LOL!

Владелец

Брэд — отличный парень, и я настоятельно рекомендую TUKK для вашего брелка. Лучший карманный пух, эм, я имею в виду, лучшая тактическая вещь на каждый день! Извини, я дразню Брэда и других обо всем этом «тактическом» снаряжении при каждой возможности.Все еще ждем тактическую титановую зубочистку, ребята!

Ладно, хватит всего этого. Вот распаковка:

Блин, промелькнуло в спешке, но идею вы поняли. Все хорошо упаковано и надежно. В боковой стенке коробки было отверстие диаметром 2 дюйма (в моих больших коробках почти всегда есть какие-то звонки), но ни одна деталь фрезерного станка с ЧПУ не пострадала при съемке этого фильма.

Я собираюсь приступить к сборке этой штуки завтра (мне нужно присутствовать на свадьбе друга сегодня!), И я буду держать вас в курсе с помощью покадровой видеозаписи.

Будет очень весело иметь этот мощный маленький DIY-фрезерный станок с ЧПУ в мастерской CNCCookbook!

Руководств ТОП-12 фрезерных станков с ЧПУ для малого и среднего бизнеса и любителей [Обновление 2020]

Хотите попробовать станки с ЧПУ для резки, гравировки и резьбы, не выходя из дома или небольшой мастерской? Мы рассмотрели множество машин и составили для вас некоторые из наиболее рекомендуемых с несколькими новейшими маршрутизаторами. Список включает как настольные, так и стационарные версии, собранные и наборы для самостоятельного изготовления, чтобы обеспечить большее разнообразие.

У вас есть или вы планируете купить фрезерный станок с ЧПУ? Начните обслуживание ЧПУ на Treatstock.

BobsCNC: E3 CNC Router Kit

Этот фрезерный станок с ЧПУ поставляется в виде набора для сборки и обеспечивает зону резки 17,7 x 15,3 x 3,3 дюйма (450 x 390 x 85 мм). Рама BobsCNC изготовлена ​​из древесины, вырезанной лазером, что делает ее немного нестабильной при резке твердых материалов. С другой стороны, такая рама снижает стоимость машины, что делает ее одним из популярных вариантов для малобюджетных мастерских.

Фрезерный станок с ЧПУ E3 может резать и гравировать МДФ, дерево и некоторые другие материалы. В основном это фрезерный станок с ЧПУ для деревообработки. Пользователи рассказывают, что без смены инструмента фрезерный станок позволяет прорезать примерно 1,2 дюйма в древесину толщиной 3,3 дюйма или полностью пройти через ложу 2,25 дюйма. Смена инструмента увеличивает режущие способности до толщины примерно 3,3 дюйма.

E3 имеет микропроцессор Arduino для интерпретации файла G-кода и позволяет использовать программное обеспечение с открытым исходным кодом для подготовки файлов к обработке.

Резюме: хороший стартовый станок с приемлемой стоимостью для древесины и более мягких материалов.

CNC Piranha Fx

Этот необычный резной станок с ЧПУ вырос из кампании Kickstarter и теперь доступен для покупки через Интернет. Piranha Fx — это модульный инструмент 3-в-1, который является не только резаком, но также 3D-принтером и гравером. Он может фрезеровать алюминий и дерево, резать печатные платы, гравировать кожу и печатать 3D-модели.

В машине используются модульные головки для переключения с одной работы на другую, что делает ее реальной экономией места в мастерской. Количество выбранных головок влияет на цену, поэтому можно приобрести только один или два инструмента, которые вам нужны, и сэкономить немного денег.

Возможным недостатком данной модели является небольшая рабочая зона. Его ось Z составляет около 3 дюймов в высоту, поэтому к тому времени, когда вы установите испорченную доску, материал и бит, у вас не останется много этой высоты. Чтобы преодолеть этот предел, вы, вероятно, захотите проверить CNC Piranha XL

Краткое описание: компактный инструмент для тех, кто хочет сразу попробовать ЧПУ, 3D-печать и лазерную гравировку.

CNCShop CNC Engraver 3040T

Этот станок имеет хромированные валы и с использованием спиральные канавки, он поддерживает гравировку большего количества материалов, таких как металл, нержавеющая сталь, плита МДФ, твердая древесина, композитная фанера и камень.

Этот фрезерный станок является хорошей моделью для работы с резьбой с высокоскоростным двигателем, обеспечивающим быстрые сплошные пропилы. Он хорошо вписывается в домашние мастерские и имеет аварийную кнопку для предотвращения опасностей.

Некоторые недостатки заключаются в том, что для этого маршрутизатора требуется активное подключение к компьютеру, и на данном этапе он не поддерживает операционную систему Mac. У некоторых пользователей также возникают проблемы с исходным программным обеспечением, предоставленным производителем.

Краткое описание: доступный маршрутизатор с широкими материальными возможностями, требующий определенных затрат времени и навыков.

JFT 3040 Маршрутизатор с ЧПУ

Маршрутизатор JFT имеет 4-осевые возможности и использует реализацию функции оси Z автоматического инструмента. Он конкурирует за высокую точность, обеспечивая точность позиционирования инструмента 0,03 мм. JFT 3040 также позволяет выбирать мощность шпинделя 600 или 1500 Вт. Этот фрезерный станок с ЧПУ используется для резьбы по таким материалам, как дерево, камень, металлы, включая медь, сталь, железо и алюминиевый сплав.

Описание: более совершенный станок для резьбы по дереву и мягким металлам.

Carbide 3D Shapeoko

Фрезерный станок с ЧПУ Shapeoko имеет алюминиевый профиль и стальную раму, шпиндель мощностью 1,25 л.с. и двигатели NEMA 23. Он имеет прочную конструкцию и обеспечивает высокую точность и повторяемость.

Станок продается как частично собранный комплект и использует собственное программное обеспечение для проектирования и управления. Сборка описывается пользователями как простая и довольно быстрая.

На выбор доступны три размера зоны резки с максимальным размером 33 x 33 дюйма.Shapeoko позволяет резать алюминий, дерево и пластик.

Резюме: надежная машина с высокой точностью и прочностью.

Pocket NC

Несмотря на высокую цену, этот станок позиционируется как настольный фрезерный станок с ЧПУ. Этот ЧПУ имеет 5 осей, обеспечивает скорость вращения шпинделя от 2 000 до 10 000 об / мин, использует 5 двигателей NEMA 17 и алюминиевую раму.

Благодаря этим функциям Pocket NC можно использовать для создания точных мастер-моделей из воска, вырезания из дерева и стали для более сложного производства мелких деталей.По сравнению с другими станками с ЧПУ из нашего списка, Pocket NC более ориентирован на профессионализм.

Резюме: точный и сверхмощный станок с 5 осями по высокой цене.

ЧПУ Maslow

Maslow сложно назвать станком для дома, но это хороший вариант для гаражной мастерской. Этот ЧПУ был создан для резки больших деревянных деталей для изготовления мебели, декора и многого другого. Он начинался как проект с открытым исходным кодом, а теперь продается как комплект для сборки.

Кроме того, покупателю потребуются деревянные детали, кирпичи и стандартный фрезерный станок по дереву. Этот проект все еще находится в стадии бета-версии, но он дает заманчивые обещания и демонстрирует впечатляющие проекты, созданные с его помощью, такие как деревянные стулья и лодки.

Краткое описание: интересный ЧПУ своими руками для гаражной мастерской.

Carbid 3D Nomad 883 Pro

Nomad 883 Pro — еще один фрезерный станок с ЧПУ от Carbid 3D. Эта машина имеет полностью закрытый корпус, алюминиевую раму и скорость вращения шпинделя 2000-10 000 об / мин.Nomad также использует автоматическое измерение длины инструмента и специальные шпиндели. Этот фрезерный станок с ЧПУ может вырезать 2D и 3D объекты как из дерева, так и из воска.

Размер аппарата очень компактен, поэтому роутер умещается на рабочем столе. С рабочей областью 203 x 203 x 76 мм этот маршрутизатор подходит для небольших проектов, таких как ювелирные изделия, миниатюры и печатные платы.

Краткое описание: компактный, но мощный ЧПУ с хорошей точностью для конструкций с защелкой.

3018 GRBL control DIY mini CNC

Этот настольный фрезерный станок с ЧПУ имеет доступную цену и множество отзывов в Интернете.Он может гравировать и фрезеровать пластик, дерево, печатные платы, а также поддерживает установку лазерной головки.

Корпус ЧПУ состоит из профилей и пластиковых деталей, что делает его легким и доступным. 3018 GRBL не сможет резать алюминий, но обеспечит рабочую область 300 x 180 x 45 мм и довольно среднюю прочность для ваших проектов. Не ожидайте, что он вырежет профили из фанеры 3/4 дюйма, но убедитесь, что вы можете резать тонкие материалы с помощью подходящей фрезы.

Фрезерный станок продается в виде комплекта, который требует сборки.Пользователи говорят, что определенные шаги по настройке были сложными, но в целом процесс не был слишком утомительным.

Резюме: хорошо подходит для гравировки и резки более тонких материалов, обеспечивает хорошее качество по цене.

MYSWEETY DIY CNC Router Kit 1610 GRBL control

MYSWEETY Станок постоянно упоминается как один из лучших фрезерных станков с ЧПУ по невысокой цене. Он очень близок к предыдущему роутеру с гибридом пластиковых и металлических профилей в корпусе.Рабочая зона MYSWEETY меньше — 160 х 100 х 45 мм, напротив, у него есть возможность 3-х осевой на борту.

Станок гравирует акрил, дерево, ПВХ и другие подобные материалы. Пользователи MYSWEETY утверждают, что он довольно прочный и простой в сборке. Еще одна хорошая сторона этого ЧПУ — то, что он открыт для обновлений, таких как концевые выключатели.

Тем не менее, эта машина в основном предлагается более продвинутым пользователям, которые имеют некоторые знания о процессе, а также терпение, чтобы проработать некоторые входы и выходы.

Резюме: популярный маршрутизатор с хорошими характеристиками, с которым нужно время, чтобы уживаться.

Услуги ЧПУ

Axiom Precision Axiom Pro V5

Этот фрезерный станок с ЧПУ далеко не доступен по цене и не подходит для новичка. Однако это обнаружилось на нашем радаре из-за качества машины. Axiom Pro V5 может работать по 4 осям и обеспечивает рабочую область размером от 24 дюймов x 24 дюйма.

Машина отличается прочной конструкцией и надежностью, поэтому подходит для опытных пользователей, ищущих разумные инвестиции.

Описание: дорогой и небольшой станок с ЧПУ с компактной рабочей зоной для профессионального использования.

Ooznest Workbee

Этот настольный фрезерный станок с ЧПУ произведен британской компанией. Он начался как проект станков с ЧПУ с открытым исходным кодом и превратился в настраиваемый, но эффективный комплект. Размер машины варьируется от 500 x 500 мм до целых 1500 x 1500.

Машина может работать с такими материалами, как пенопласт, дерево, пластик и алюминий.Ooznest Workbee отличается системой управления движением и прочностью. Кроме того, комплект легко собрать и уживаться.

Описание: доступный маршрутизатор с открытым исходным кодом для больших компонентов.

ЧПУ Genmitsu от SainSmart 3018-PRO

Genmitsu отличается простым дизайном, который легко понять и к которому легко привыкнуть. Этот фрезерный станок с ЧПУ совместим с пластиком, мягким алюминием, деревом, акрилом, ПВХ и печатными платами с эффективной глубиной гравировки 1.8 дюймов

Рабочая зона этого маршрутизатора хорошо вписывается в рабочий стол: 300 x 180 x 45 мм. Поставляется в виде комплекта для сборки. Маршрутизатор Genmitsu поставляется с автономным контроллером и может быть модернизирован до лазерного гравера.