Станки дома Зачем собирать самодельный чпу станок из хлама?
Один знакомый сказал, что ЧПУ станки это сложно и для того, чтобы собрать работающий станок нужно очень много знать и уметь. Я ответил, что я собираю ЧПУ станки из подручных материалов, и многие работают у меня больше 2 лет верой и правдой. Показал, что я на них делаю, и где можно почитать описание моих проектов.
Спустя некоторое время этот знакомый мне говорит, что он рассказал друзьям, и они не верят, что можно собрать ЧПУ станок в домашних условиях. Да даже не то, чтобы он работал, как из магазина, а хотя бы выполнял какую-нибудь работу. И тут он меня спрашивает:
«Ты можешь собрать станок не из старых принтеров, мебельных направляющих, а из материалов, которые я бы купил сам, и повторил бы станок?» Я сказал, что это вполне возможно, и приступил к реализации мини станка с ЧПУ. Скорее всего, это не последний мини ЧПУ станок в домашних условиях. В ближайшее время сделаю еще пару вариантов.
Механическая часть самодельного лазерного гравера.
Недавно делал узел из карандашей (каретку для ЧПУ), и на основе данной каретки решил собрать лазерный гравер с ЧПУ. Но нужно, как минимум, 2 оси, поэтому собрал второй узел, но немного уже. Вот так выглядят узлы оси X и Y для самодельного лазерного гравера.
Как собирал каретку, можете почитать в предыдущей статье. Про нее могу сказать одно: сделана она из карандашей, строительной шпильки и фанеры.
Закрепил с помощью реек и фанеры узлы осей Y и X. Вот такой каркас станка получился. Пора приступить к электронной составляющей самодельного ЧПУ гравировального станка.
Настройка и калибровка самодельного станка с чпу.
После того, как мы загрузили прошивку, все настройки будут стандартные, и их нужно поменять под ваш станок. Это не так и сложно, но процесс занимает некоторое время. Для калибровки нужно перемещать по оси лазерный модуль, и смотреть, как точно происходит перемещение.
Например, вы переместили на 100 мм, а станок переместился на 102 мм. Это все настраивается в прошивке. Полный процесс калибровки буду рассказывать в следующей статье. А сейчас выложу скриншот моих настроек GRBL 1.1 для лазерного гравировального станка.
Необходимые материалы
Для того чтобы самостоятельно изготовить лазерный гравер на Arduino, потребуются следующие расходные материалы, механизмы и инструменты:
- аппаратная платформа Arduino R3;
- плата Proto Board, оснащенная дисплеем;
- шаговые двигатели, в качестве которых можно использовать электромоторы из принтера или из DVD-плеера;
- лазер, мощность которого составляет 3 Вт;
- устройство для охлаждения лазера;
- регулятор напряжения постоянного тока DC-DC;
- транзистор MOSFET;
- электронные платы, при помощи которых осуществляется управление двигателями лазерного гравера;
- выключатели концевого типа;
- корпус, в котором можно разместить все элементы конструкции самодельного гравера;
- зубчатые ремни и шкивы для их установки;
- шарикоподшипники различных типоразмеров;
- четыре деревянных доски (две из них с размерами 135х10х2 см, а две другие – 125х10х2 см);
- четыре металлических стержня круглого сечения, диаметр которых составляет 10 мм;
- болты, гайки и винты;
- смазочный материал;
- стяжки-хомуты;
- компьютер;
- сверла различного диаметра;
- циркулярная пила;
- наждачная бумага;
- тиски;
- стандартный набор слесарных инструментов.
Окончательная настройка и подготовка к работе
Изготовив лазерный гравировальный станок своими руками и закачав в его управляющий компьютер необходимое программное обеспечение, не приступайте к работе сразу: оборудование нуждается в окончательной настройке и регулировке. В чем заключается такая регулировка?
Прежде всего необходимо убедиться, что максимальные перемещения лазерной головки станка по осям X и Y совпадают со значениями, полученными при преобразовании векторного файла. Кроме того, в зависимости от толщины материала, из которого изготовлено обрабатываемое изделие, надо отрегулировать параметры тока, подаваемого на лазерную головку. Делать это нужно для того, чтобы не прожечь изделие, на поверхности которого требуется выполнить гравировку.
Очень важным и ответственным процессом является точная настройка (юстировка) лазерной головки. Юстировка нужна для того, чтобы отрегулировать мощность и разрешение луча, вырабатываемого лазерной головкой вашего гравера. На дорогих серийных моделях лазерных гравировальных установок юстировка выполняется при помощи дополнительного маломощного лазера, установленного в основную рабочую головку.
Достаточно качественная юстировка самодельного лазерного гравера может быть выполнена при помощи светодиода, извлеченного из лазерной указки. Провода светодиода подсоединяются к источнику питания с напряжением 3 В, а сам он фиксируется на рабочем конце штатного лазера.
Попеременно включая и регулируя положение лучей, исходящих от тестового светодиода и лазерной головки, добиваются их совмещения в одной точке. Удобство использования светодиода от лазерной указки заключается в том, что юстировка с его помощью может выполняться без риска нанесения вреда как рукам, так и глазам оператора гравировальной установки.
Видеоролик показывает процесс подключения гравера к компьютеру, настройку софта и подготовку станка к работе.
Особенности использования контуров
Если с вопросом о том, как сделать ручной лазерный гравер, вы уже разобрались, то необходимо прояснить и вопрос о параметрах контуров, которые могут наноситься при помощи такого устройства. Такие контуры, внутренняя часть которых не заполняется даже в том случае, если исходный рисунок закрашен, должны передаваться на контроллер гравера файлами не в пиксельном (jpeg), а векторном формате.
Это значит, что изображение или надпись, наносимые на поверхность обрабатываемого изделия при помощи такого гравера, будут состоять не из пикселей, а из точек. Такие изображения и надписи можно как угодно масштабировать, ориентируясь на площадь поверхности, на которую они должны быть нанесены.
При помощи лазерного гравера на поверхность обрабатываемого изделия можно нанести практически любой рисунок и надпись, но для этого их компьютерные макеты необходимо перевести в векторный формат. Выполнить такую процедуру несложно: для этого используются специальные программы Inkscape или Adobe Illustrator.
Печатаем гравицапу и делаем чпу станок — история с прологом, эпилогом и лирическими отступлениями.
Сегодня я расскажу о своем очень старом проекте – фрезерном станке с числовым программном управлением. Проект был довольно популярен на Thingiverse, многие люди его повторили.
Лирическое отступление 1
Я прежде упоминал, что я пенсионер по инвалидности, работаем с другом в его маленькой фирме. Несколько месяцев подряд у нас идет черная полоса — контрактов нет совсем, несмотря на то, что мы вынуждены быть очень дешевой фирмой. Из-за особенностей местного законодательства, если вдруг побочный заработок инвалида-пенсионера превысит определенный предел, он заполучит столько проблем — до конца жизни не расхлебаешь. Поэтому в контракты закладываем минимальную зарплату — любой строитель запросит гораздо больше.
Проектируем мы по заказам электронику и программное обеспечение, в основном заказчики категорически против раскрытия любой информации о разработках. Были заказы, когда размеры не позволяют их скрыть — например, мы разрабатывали систему управления дисплеем, вмороженным в лед, для местного стадиона — 9х9 метров.
Местной прессе понравилось, в газете были фотографии кучи изобретателей, сделавших эту вещь — о нас даже упоминания не было, зато я увидел там фото людей, которых на катке не видел ни разу. Видимо, тоже попилили. Везде одинаково — мавр свое дело сделал, мавр может идти. Ну да я ни капли не в обиде — хорошо развлекся, еще и денег дали :).
https://www.kaleva.fi/oulun-energia-areenalle-uusi-jaan-sisainen-led-nay/1695063
ссылка
Так же система может быть использована для рекламных дисплеев — это четвертинка дисплея.
Ну как-то так — заказов нет, время есть, графомания дает о себе знать.
Наткнулся я как-то интересный проект — Mostly Printed CNC (MPCNC) 
идея понравилась, я даже напечатал себе такой.
Но мне показался он сильно большим — решил спроектировать поменьше, а большой позднее подарил другу.
Старенький Sketchup вполне сгодился для проектирования.
Все файлы для печати лежат тут
Старый гугловский сайт нормально уже не работает, но тем не менее можно посмотреть более детальную инструкцию по сборке
Что понадобится:
Подшипники 624ZZ 60 шт
Подшипники 608ZZ 1 шт.
Шкив GT2 20T 4 шт.
Ремень GT2 3…5m
Муфта 5x8mm
Мебельная труба 4…8m
Длинная штука с резьбой M8 1m
Гайка с фиксацией M4
Гайка с фиксацией M8
Гайка M8
Винт M4x16
ну и так далее
Если где в терминах ошибся — подскажите, поправлю. Я, конечно, в курсе универсальных технических терминов, но, боюсь, с ними статью не опубликуют 🙂
Берем файлы, как я уже говорил, отсюда и печатаем детали из ABS. Для прочности неплохо распечатанные детали пропитать ABS, растворенным в ацетоне.
Не забудьте про гравицапу 🙂
Основание для станка — делаем из МДФ, устанавливаем забивные гайки для крепления заготовок
Держатели труб-направляющих
Собираем тележки для осей X и Y
Прикручиваем держатели шаговых двигателей и устанавливаем на трубы
Центральный узел — он же гравицапа.
Собираем опоры для Z оси
и направляющие для X и Y
Скручиваем вместе
Устанавливаем ходовой винт оси Z
прикручиваем туда же
Красота!
Теперь конструкция почти готова
Установка инструмента
Использованные шаговые двигатели
Схема соединений двигателей на противоположных сторонах одной оси.
Сравнение размера MPCNC и mini-MPCNC
Гравицапы MPCNC и mini-MPCNC
Собираем все остальное (из цикла «Как нарисовать сову»)
и пробуем фрезеровать фанеру
Видео готового изделия — при съемке сильно шатало, поэтом качество не очень, но суть понятна:
На этом пока остановимся — сильно не уверен, что кому-то это будет интересно.
Если интерес будет — можно продолжить и обсудить подключение электроники и программное обеспечение — хотя обсуждать особо и нечего — использована Ардуино с CNC shield и самыми дешевыми драйверами шаговых двигателей, GRBL и bCNC.
Программа lasergrbl для управления лазерным гравером на arduino.
Осталось установить программное обеспечения для компьютера, которое позволит гравировать, выбрав понравившуюся картинку. Я буду гравировать векторный логотип сайта и елочную игрушку. Исходники будут в разделе материалы для скачивания.
LaserGRBLподдерживает гравировку растровой и векторной графики, что позволяет облегчить поиск материала для гравировки.
Подробнее о программе LaserGRBL напишу отдельную статью, так как там есть некоторые фишки, которые упрощают работу с лазерным гравером. Некоторые из них вы можете увидеть в видео.
А сейчас покажу, как выглядит исходное изображение, загруженное в программу LaserGRBL, и что получается после гравировки.
Процесс сборки
Самодельный гравировальный станок предложенной конструкции – это устройство челночного типа, один из подвижных элементов которого отвечает за перемещение по оси Y, а два других, спаренных, – за перемещение по оси X. За ось Z, которая также оговаривается в параметрах такого 3D-принтера, принимается глубина, на которую осуществляется прожиг обрабатываемого материала.
Рамка рабочего стола – размеры и допуски
В качестве направляющих элементов, по которым будет перемещаться рабочая головка лазерного гравировального устройства, могут выступать алюминиевые стержни диаметром не менее 10 мм. Если найти стержни из алюминия не представляется возможным, для этих целей можно использовать стальные направляющие такого же диаметра.
Изготовление подвижной каретки
Поверхность стержней, которые будут использоваться в качестве направляющих элементов для лазерного гравировального устройства, надо очистить от заводской смазки и тщательно отшлифовать до идеальной гладкости. Затем на них следует нанести смазывающий состав на основе белого лития, который улучшит процесс скольжения.
Установка шаговых двигателей на корпус самодельного гравировального устройства осуществляется при помощи кронштейнов, изготовленных из листового металла. Чтобы сделать такой кронштейн, лист металла, ширина которого приблизительно соответствует ширине самого двигателя, а длина в два раза превышает длину его основания, сгибают под прямым углом.
Для установки на вал электромотора приводного механизма, состоящего из двух шкивов, шайбы и болта, также используется кусок металлического листа соответствующего размера. Чтобы смонтировать такой узел, из металлического листа формируют П-образный профиль, в котором просверливаются отверстия для его крепления к корпусу гравера и для выхода вала электродвигателя.
Шкивы, на которые будут надеваться зубчатые ремни, насаживаются на вал приводного электромотора и размещаются во внутренней части П-образного профиля. Надетые на шкивы зубчатые ремни, которые должны приводить в движение челноки гравировального устройства, соединяются с их деревянными основаниями при помощи саморезов.
Установка шаговых двигателей
Самодельные станки чпу из деталей старых принтеров — радио для всех
В первую
очередь эта конструкция адресована моделистам. Для моделиста построить то что я
предлагаю, вообще не проблема (строили и вещи и посложнее), а польза от
использования подобного устройства с лихвой перекроет затраты труда, времени и
денег. Я сам моделист, поэтому знаю, что говорю. Кстати, о деньгах. Скажу сразу
— не дорого! Относительно не дорого. Самая дорогостоящая часть станка —
направляющая с двумя каретками. В станке 6 таких направляющих. Остальное:
шаговики (например, от старых принтеров); контроллер (электронщики спаяют
сами); фанера, винты, подшипники (с рынка)… — все это у кого, как получится.
Даже если не паять драйвера самому, а купить готовый контроллер на три оси,
думаю, за все про все можно уложиться тысяч в 30, или даже меньше. Доступно
это? Для большинства моделистов — вполне!думаю, за все про все можно уложиться
тысяч в 30, или даже меньше. Доступно это? Для большинства моделистов — вполне!
Итак.
•Вся конструкция станка будет
выполнена из фанеры 4, 8 и 10 мм.
•Столешница деревянная, из клееной
мебельной панели толщиной 20 мм.
•Комплектующие — мелкие рельсовые
направляющие с каретками от старых приборов (но их можно купить, например, в
«Сервотехнике»).
•Резьбовые шпильки с рынка.
•Ходовые гайки и переходные втулки
придется заказать токарю.
•Еще нужны шаговые моторы и
контроллер на три оси. Вот, собственно, и все. Это по крупному. А по мелочи
•подшипники (простые, не
радиально-упорные), шурупы 3х10 для крепления рельс (не саморезы, а именно
шурупы с полукруглой головкой) , винты М3, обрезок алюминиевой прямоугольной
трубы 40х80х4 мм и небольшие полоски алюминия толщиной 2 .3 мм.
Что же я
ожидаю от фанерного станка с такими комплектующими? Много чего хорошего.
Во-первых.
При условии небольших рабочих ходов по Y(200…250
мм) и Z(50…70
мм), ожидю получить приличную жесткость, достаточную для того, чтобы пилить
бальзу, фанеру и пластики с точностью до 0,1 мм на длине 400…500 мм. Такая
точность удовлетворит моделиста в подавляющем большинстве случаев. А может,
точность будет и выше, ведь основа ходовой части станка — весьма точные
станочные направляющие. Не удивлюсь, если станок будет пилить тонкий алюминий и
карбон. Однако, тут могут возникнуть проблемы с охлаждением. Лить СОЖ на
деревянный станок я бы не стал, но организовать струю воздуха под хорошим
напором в зону реза вполне можно. Я работал с таким охлаждением. Это лучше, чем
вообще ничего.
Во-вторых.
Станок будет портативный , технологичный и легкий в изготовлении. Подгонка
деталей и настройка — не проблема. Долго ли он прослужит? Долго. Я думаю,
станок переживет не одну замену износившихся ходовых винтов. Ремонтопригодность
также будет на высоте. Дерево, а тем более фанера, отличный материал.
Достаточно вспомнить, деревянные корабли и фанерные самолеты. Да что там
самолеты! Столы и стулья достаточно вспомнить.
Из
инструментов потребуются: лобзик, дрель, ножовка по металлу, шкурка и
напильники. В основном, конечно, лобзик.
Признаюсь
сразу, сам я этот станок лобзиком не выпиливал. Пилил на новом станке ЧПУ, так
сказать, для обкатки. Ручками это, конечно, посложней. Однако, за свою жизнь я
столько навыпиливался ручным лобзиком, что могу судить профессионально -сложно,
но можно! В основном используется фанера 8 мм. Если работать по вечерам, то это
не одна неделя выпиливания и подгонки, опять же, если стараться и не халтурить.
Так что,
кто не любит работать ручками — лучше не браться. О фанере.
Моделисты
хорошо знают свойства этого материала и им не надо объяснять особенности
конструирования изделий из фанеры и дерева. А особенности эти есть.Главная
особенность — фанера не дружит с винтами и гайками, совсем не дружит! Даже
шурупы и саморезы для фанеры это плохо. Фанерная конструкция, детали которой
соединены таким образом, разболтается очень быстро. Винты, гайки, саморезы —
только помогают клею, который и обеспечивает надежное соединение.
Кстати о клее.
Для
склеивания фанеры можно использовать любой древесный клей, подходящий для
конкретных условий эксплуатации. Условия эксплуатации у нас простые — на улице
под дождем и снегом станок работать не будет, только дома. Поэтому, вполне
подойдет ПВА. Очень хорошо использовать густой циакриновый гель, однако, он
намного дороже. И все-таки, без эпоксидки не обойтись — эпоксидные составы
незаменимы при склеивании металла и фанеры, а в нашем станке такие места есть .
Ударная
вязкость материала (способность гасить вибрации) параметр один из самых
важных. У
фанеры этот параметр на высоте. Что для станка, конечно, хорошо. Один из
главных недостатков фанеры — выраженная анизотропия механических свойств. Например
модуль упругости фанеры вдоль и поперек волокон в среднем отличатся в 2 раза.
Этот факт надо обязательно учитывать при конструировании деталей, какие бы
маленькие они не были.Вообще, деталей в фанерном
изделии должно быть много. Чем их больше, тем ровнее, жестче и надежней
получается конструкция. Отдельные детали ребер, подкосов, косынок, упоров,
сухарей, планок и прочее в том же духе, т.е. всего того, что для
конструирования из металла является плохим тоном, для фанеры — очень даже
хорошо! Парадокс? Вовсе нет. Клееная конструкция сродни сварной, или даже
литой. Можно получить большие и весьма замысловатые корпусные сборки, склеенные
из множества простых плоских деталей, причем жесткость таких сборок оказывается
на высоте. Например, на модели самолета клееная моторама из фанеры 6 мм отлично
держит ДВС 20.25 кубов и не
разваливается, и жесткость достаточная.Это позволяет свести количество
разъемных соединений до минимума. Например, этот станок содержит всего 6
относительно крупных клееных корпусных узлов, которые будут свинчены
Еще из
особенностей.
ВСЕ
детали, составляющие клееную сборку, какие бы маленькие они не были, должны
быть на шипах. Шипы в пазы должны входить плотно, с небольшим натягом. Это
позволяет выровнять конструкцию и сохранить в дальнейшем геометрическую
точность изделия.Округлость форм распределяет нагрузку и предотвращает
сколы материала на углах.
Направляющие и винты.
Шариковые
линейные направляющие. Почему они? Потому что в данном случае они проще и
надежнее любых других. Направляющие это тот элемент конструкции, в котором надо
быть стопроцентно уверенным. Мы как бы цепляемся за заведомо точные покупные
элементы и «наворачиваем» остальную конструкцию вокруг них. Кроме
того, плоский рельс крепится по плоскости. Множество шурупов, которыми крепится
рельс, это тоже плюс.Все это позволяет распределить
нагрузку и облегчить фанере жизнь, в отличии от круглых направляющих, которые
на концах в месте крепления создают концентрацию нагрузки, что для фанеры
плохо. В принципе, можно применить круглые направляющие на подложке, но они
более габаритны, а нам раздувать размеры станка не выгодно.Я
использую направляющие SBMNS09 с шириной
рельса 9 мм. Несмотря на миниатюрность это достаточно мощное устройство. Одна
каретка держит в динамике 142 кг, а в статике и того больше — 290 кг. Это за
глаза, с запасом. Ходовые винты — это резьбовые шпильки с рынка. На Yи Z— М8, на
Х — М10. Подшипниковые узлы просты, как правда — в фанерных пластинках делаются
отверстия для подшипников, а между ними прокладывается дюралюминиевая пластинка
(толщина 2 мм), в которую подшипники упираются. Сам винт фиксируется обычными
гайками на «Локтайте». Простенько и сердито. Задача максимально
облегчить замену винтов. А менять их придется. Ходовые гайки у меня
капролоновые, а капролон материал серьезный. Даже при наличии смазки
капролоновая гайка интенсивно стирает сырую резьбовую шпильку. Поэтому винт
должен быть простым — отрезал новый кусок от покупной шпильки и вставил,
желательно без дополнительной обработки концов.
Как
быстро сотрется винт? Понятия не имею! Но то, что сотрется, это точно, а вот
гайка будет жить! И это для бюджетного станка хорошо, т.к. гайку надо
заказывать токарю, а это дороже шпильки.
Рабочее поле и габариты станка.
Рабочее
поле станка будет 75х200х600 мм. Почему 75х200 я уже писал — чем меньше, тем
лучше (в смысле, проще обеспечить необходимую жесткость). А вот почему 600, а
не 700 или 800? На самом деле габарит по Х не принципиален. Можно сделать и
1000, были бы рельсы нужной длины. У меня рельсы максимальной длины 730 мм,
поэтому рабочее поле получилось 600 мм, а вообще, какая нужна длина, такую и
можно сделать. Только один нюанс. Чем длиннее столешница, тем она должна быть
толще.
На счет
масла. Масло фанере не вредит. Обычную строительную фанеру пропитывают горячей
олифой для придания ей водостойкости (например, при использовании в качестве наружной
обшивки лодки или катера. У меня был такой). Кроме того, существует
бакелизированная фанера. У нее слои склеены клеем на основе
фенолформальдегидной смолы. Эта фанера вообще ничего не боится и, к тому же,
гораздо прочнее обычной (800 кг/см2 вдоль волокон рубашки). Есть, так
называемая, авиационная фанера, тоже очень подходящая для наших целей. В общем
есть простор для творчества.
Цитата:
Интересно,
можно ли рассчитать жесткость такого станка в СолидВоркс, как делают для
металлических? И что покажут расчеты?
Вряд ли
получится из-за, как я уже говорил, выроженной анизотропии механических
свойств. Имеет значение направление волокон наружних слоев склееных деталей,
клеевой слой неравномерен, клей пропитывает древесину и меняет ее свойства и
т.д. и
т.п.Короче,
ничего полезного подобные расчеты не дадут.Продолжим.
Вот балка портала.
Некоторым
может показаться, что тонкие ребрышки только усложняют и ничего полезного не
дают. Это неправильно.
Дают. И
еще как! Не забывайте, ребрышки не привинчены, а ПРИКЛЕЕНЫ! Это монолитная
конструкция
После
склейки балки портала, верхнюю и нижнюю грани (там, где будут рельсы)
необходимо отшлифовать таким образом, чтобы добиться их параллельности. На
металлическом станке эти поверхности фрезеруются. А мы шкуркой на ровном
бруске. Расстояние между этими гранями (70 мм) точно выдерживать не надо. Ось Zсвоими
кронштейнами, при помощи которых она крепится к рельсам балки, как бы ее
обнимет, поэтому, добиваясь параллельности, можно не стесняться сошкуривать.
Теперь
вклеиваем балку в стенки портала, или стенки приклеиваем к балке…, ну, в
общем склеиваем. Портал получается весьма жесткий.
Посмотрим на станок снизу
Траверса,
на которую ставится портал, крепится к кареткам направляющих. Площадь монтажной
поверхности каретки маленькая и, затягивая винты, можно вдавить каретку в
фанеру. Поэтому, в этом месте, между каретками и траверсой надо проложить
дюралевую полоску, для жесткости. Полоска, естественно, приклеивается к траверсе
эпоксидкой.Траветса не симметричная, для того, чтобы сэкономить
габарит стола
О подшипниках
Радиальные
однорядные подшипники могут воспринимать не только радиальные, но и осевые
нагрузки, действующие в обоих направлениях вдоль оси вала и не превышающие 70% неиспользованной
допустимой радиальной нагрузки.
Это не я
сказал, это справочник подшипников качения. Даже подшипники миллионники (т.е.
легких серий) на диаметр 10 мм допускают радиальную нагрузку далеко за 200 кг.
Радиальные нагрузки у нас мизерные, поэтому подшипник может воспринимать вдоль
оси почти все эти 200 кг. Подшипников в узле у нас два. Это выше крыши. Упорные
подшипники тут просто не нужны.
Это уже я.
Если
для передачи момента от двигателя используется не муфта с упругим элементом, а
жесткая втулка, то свободный конец винта вполне можно повесить на двигатель.
Это компромисс, но оправданный.Что касается оси Z, то вертикальный ходовой винт
(если он короткий) висит почти на всех станках и ЧПУ и на простых. Это обычная
практика.
Ножки
станка
Кронштейны,
на которых держется ось Z, сделаны
из обрезка алюминиевой квадратной трубы с толщиной стенки 4 мм.
Вклейка
узла подшипников оси Z.
Винты с гайками
установлены для более точного совмещения отверстий под подшипники при склейке
пакета. Отрезок резьбовой шпильки — для контроля параллельности оси винта и
основания каретки.
Соединение винта и шагового
двигателя
Главная
задача, чтобы не было люфта в осевом направлении. В радиальном направлении
может быть небольшой люфт. Не надо подходить к этому станку с позиции«ВЗРОСЛОГО»
станка. Компромисы есть в любой конструкции, в этой их просто побольше.
Винт
крепится к мотору при помощи втулки.
Устанавливаем
винт Y. Стопорение
гаек я сделал при помощи стопорных установочных винтов. Гайки М8 достаточно большие,
чтобы просверлить в них отв.МЗ для установочных винтов.
В
принципе, можно контрить «Локтайтом», но для настройки, естественно
удобнее так.Ось Zпроектировалась
под «Проксон» — самый подходящий для такого станка шпиндель. Временно
собираем, смотрим, как выглядит, ну, и еще раз проверяем.
Оформляем ось Z.
Чертеж втулки
приводил выше. В гайке для натяга подшипников сверлим отв. М3 для ее
стопорения. Теперь гайка.
Как я уже
говорил, гайка из капролона. Длина гайки 25 мм, включая фланец толщиной 5 мм.
Резьба в гайке М8, поэтому диаметртела гайки — 12 мм, для Zэтого достаточно.
Диаметр фланца — чем больше, тем лучше (какую заготовку найдете). Фланец потом
нужно выпилить по месту ножовкой. Это не трудно. Ну, и крепежная пластина
толщиной 2…3 мм. Она тоже делается по месту.
Возникает
вопрос — по месту, это по какому месту? Чтобы получилось приблизительно так,
как на следующем фото. Достигается это путем нескольких примерок.
Пластина
ходовой гайки приподнята над кронштейном портала. Вплотную положить получилось.
Мешают винты, крепящие защитные скребки у кареток. Но так даже лучше.
Снивелировались набежавшие допуски.
Каретка Zпри
вращении винта Zперемещается
нормально, люфтов нет, жесткость хорошая.
Устанавливаем
двигатель на винтах с гайками.
Все. Ось Zготова
полностью. Собираем и пробуем портал
На первый
взгляд может показаться — как это прикрученная заранее к пластине-поводку
ходовая гайка потом не клинит? Не клинит. На то он и станок из фанеры -тонко
нулевочкой подгоняем и… все в порядке. На самом деле, гайку к поводку можно
прикрепить сотней разных способов. Точно так же как и гайку Zк кронштейну
можно прикрепить как угодно. Это не принципиально. Принципиальна в этой
конструкции одна вещь — это рельсы с каретками. Больше ничего!
Корпус контроллера
самодельный. Внутри, кроме самого покупного контроллера на 3 оси, установлена
плата пром. компьютера типа PC-104,
дисковод.
Следующий
этап — калибровка и выпиливание деталей для крепления кабелей.
Настроил
и выпилил полку для кабельного канала по Y.
Фанера 3
мм, фреза диаметром 1 мм «кукуруза», подача 450 мм/мин.
Подачу
можно было бы сделать и больше, но Проксон дает только 20 000 об/мин, что для
фрезы 1 мм по фанере — маловато.
Точность
— в пределах 0,1 мм или точнее. На фанере замерить трудно.
Получилось
вот так
Следующий
этап установка кабельного канала по Х.В принципе, станок работает, это уж
так… облагораживание.
Закрепил
Проксон. Теперь сидит жестко. Подвесил провод от шпинделя, чтобы болтался не
мешая.
Провода
от шаговиков приклеел термоклеем по торцу стенки таких целей — хорошая вещь.
Фанерными
прижимами пользуюсь много лет. Очень удобно! Надежно и служат на удивление
долго. У меня их
много, разных фасонов и разного назначения. Для пробы лучше выпилить не
ящирицу, а что-нибудь полезное.Я выпиливаю прижимы. Например такие
прижимчики из бальзы.Прайсы Сервотехника не
выставляет. Надо писать запрос, они присылают счет. Когда я брал у них
последний раз, миниатюрная направляющая (SBMNS9) с
двумя каретками стоила 2500 руб. Если брать штук 10, могут скинуть до 2200.
Максимальная длина такой направляющей 620 мм (и стоит она еще дороже). Поэтому, рабочий ход станка по Х
получается 500 мм максимум. Но по Х можно поставить любые другие направляющие,
например, круглые с шариковыми втулками. Это будет дешевле.
Кстати,
кому влом покупать, могут сделать втулку скольжения самостоятельно, склеев ее
на эпоксидке. Получается — монолит!
Видимо, подошло время подвести
итоги и как бы закруглить тему.Благодарю всех за поддержку и
добрые слова в мой адрес. Ваше внимание к теме реально помогло мне завершить
проект в обозримые сроки. Ну и, собственно, итоги.
1.Станок работает (!!!), и работает
хорошо! Обкатка прошла благополучно, без существенных проблем.
2.Позиционируется станок точно, со
скоростью до 2000 мм/мин, но при фрезеровании в зависимости от режимов резания
уходит до 0,1 мм (видимо за счет упругой деформации конструкции). Для моделизма
это нормально.
3.Оптимальные режимы резания для
этого станка со шпинделем «Проксон» следующие: 0 Фанера 8 мм: 3
прохода, подача 450 мм/мин.
0 Фанера
6 мм: 2 прохода, подача 420 мм/мин. 0 Фанера 4 мм: 2 прохода, подача 450 мм/
мин. 0 Фанера 3 мм: 1 проход, подача 450 мм/ мин.
0 Бальза
любая: за 1 проход с подачей до 1000 мм/мин. Тонкая бальза — до 1500 мм/мин.
0 Дюраль:
до 1 мм за проход с подачей 180 мм/мин.
0 Карбон
не пилил, но очевидно, пилить будет с той же точностью.
В
качестве обкатки, кроме чисто модельных штук, были выпилены шкатулка для фрез и
второй такой же станок. Второй станок, хоть и такой же, да не совсем.
Конструкция оптимизирована по результатам изготовления первого образца. В
частности, была увеличена высота каретки Zна
5 мм для более удобной установки шпинделя; изменена конструкция некоторых
деталей портала, чтобы исключить операции контроля (параллельности и
перпендикулярности) при сборке, станок должен собираться правильно сам собой;
переработаны опоры стола; изменено крепление ходовых гаек по Х и Yи т.д.
Т.е. идет нормальный процесс доводки станка. По результатам изготовления
второго образца, выпущена документация — альбом сборочных чертежей и чертежей
всех деталей (1:1). Вообще, сама идея компактного фанерного станка (хотя идея,
как таковая, далеко не нова) оказалась на редкость плодотворной. А ведь родился
станочек по сути случайно. Когда был готов предыдущий станок, я ломал голову,
что бы такое на нем выпилить… Фанерная модель станка по началу была просто
ШУТКОЙ, и только в процессе до меня дошло, что это вовсе не шутка, а вполне
реальный и очень полезный девайс!
Такие дела.
Дополнительно к
статье:
развертки станка в AutoCAD
Еще по теме
Программы, драйверы для
управления от портов компьютера
шаговыми двигателями, описания и схемы.
EasyCNC
XPlpt
tcnc_lt
StepMotor_Device
spur107F
soft-turbocnc
sine
rus-ewb
MaxStepper_User_Program_v102b
/span>
Kellyware.KCam.v4.0.48mach2r6.11n.7z/p>
FG
DRILL4
Deskcnc
ComVC
cnc_lpt_opto_interface
cnc_kcam_4_8_0
cnc_bmp2din2
CNCGRAF
smc_program
mach2r6.11n
Схема подключения cnc shield v3.0 arduino uno ttl и лазер.
Подключаем все компоненты по схеме.
Правда, у меня не установлены концевые выключатели. Схему взял из интернета, самому рисовать стало лень. Но когда буду писать обзорную статью про подключение электроники, обязательно все нарисую.
Как видим, схема достаточно простая, и запутаться тут сложно. Нам нужно к шилду подключить 2 шаговых двигателя. Один подключаем в разъем, где написано X, второй в разъем с надписью Y. Соответственно, один двигатель перемещает по оси X, второй по оси Y.
C подключением лазера будьте внимательны, в зависимости от версии прошивки, подключение TTL к Arduino может быть разным.
Внимание!!!С прошивки GBRL 9.0i были поменяны местами Z-Max (D12) и Spn_EN (D11).
TTL модуль подключаем к D11, который является ШИМ портом, — это необходимо для управления мощностью лазера, с помощью ШИМ.
Теперь, если вы желаете подключить концевик Z_Max, то его необходимо подключить в Spn_EN, а включение лазера необходимо подключать в Z . Вот такая путаница с распиновкой на шилде.
После подключения уложил провода, чтобы ничего не торчало и не мешало работе станка.
Электрическая часть самодельного лазерного гравера
Основным элементом электрической схемы представленного устройства является лазерный излучатель, на вход которого должно подаваться постоянное напряжение со значением, не превышающим допустимых параметров. Если не соблюсти данное требование, лазер может просто сгореть.
Транзистор MOSFET, который является важнейшим элементом электрической части лазерного гравера, необходим для того, чтобы, получая сигнал от контроллера «Ардуино», включать и выключать лазерный излучатель. Электрический сигнал, вырабатываемый контроллером, является очень слабым, поэтому воспринимать его, а затем отпирать и запирать контур питания лазера может только транзистор MOSFET.
Шаговые электродвигатели лазерного гравера подключаются через одну электронную плату управления, что обеспечивает синхронность их работы. Благодаря такому подключению зубчатые ремни, приводимые в движение несколькими двигателями, не провисают и сохраняют стабильное натяжение в процессе своей работы, что обеспечивает качество и точность выполняемой обработки.
Следует иметь в виду, что лазерный диод, используемый в самодельной гравировальной установке, не должен перегреваться.
Для этого необходимо обеспечить его эффективное охлаждение. Решается такая задача достаточно просто: рядом с диодом устанавливают обычный компьютерный вентилятор. Чтобы исключить перегрев плат управления работой шаговых электродвигателей, рядом с ними также размещают компьютерные кулеры, так как обычные радиаторы с такой задачей не справляются.
Фотографии процесса сборки электросхемы
Электроника самодельного лазерного гравера.
Доставать лазер из старого DVD привода не стал, так как меня просили сделать ЧПУ станок, который можно повторить, и все узлы можно было бы купить, например, на AliExpress. Поэтому буду использовать лазерный модуль с TTL контролером от моего лазерного гравера. Обзор гравера можно посмотреть тут.
Лазерный модуль можно использовать в такой самоделке и подешевле, например, на 500 mw.
Так как я увлекаюсь еще и Arduin, то мозгом станка будет Arduino UNO и CNC shield v3. Драйвера буду использовать самые дешёвые A4988. Описание драйверов A4988 читайте в этой статье:
Описание CNC shield v3 читайте в статье:
Для того, чтобы закрепить электронику, сделал заготовку из фанеры, которая будет крепиться с задней стороны гравера.
После чего, закрепил электронику и установил на место, где будет все стоять.
Пришло время все подключить и запрограммировать.
Подведём итог.
В домашних условиях собрать лазерный гравер не составит большого труда. Но перед сборкой нужно определиться, чего мы ожидаем. В связи с тем, что данный станок я собрал попутно, то лазерный гравер не является первоначальной задачей.
И выбор ходового винта, для данного станка, является не правильным решением. Потому что перемещение происходит медленно, а гравировка делается быстро, и я использовал только 50% мощности лазера. Это не приемлемо. Что же делать? Нужно использовать не ходовые винты, а ременную передачу, что увеличит скорость и плавность перемещения.
Если присмотреться на гравированные изделия, то можно увидеть небольшую рябь. Это связанно с тем, что по оси X ходовой винт имеет изгиб и при перемещении происходит раскачивание лазерной головы. Если такое колебание будет при фрезеровке, то зажатая фреза в материал просто не допустит такие небольшие колебания.
Более подробно настройку станка и программное обеспечение разберу в следующих статьях:
Понравился проект Самодельный Лазерный гравёр с ЧПУ, в домашних условиях? Не забудь поделиться с друзьями в соц. сетях.
Похожие записи:
Трехосный фрезерный станок по дереву с ЧПУ своими руками 
Высококачественный лазерный CO2 станок с ЧПУ своими руками! С сенсорным управлением! Чертежи! — Блог Станкофф.RU 
6Г463, станок гравировальный копировально-фрезерный с пантографом для контурного копирования с ручным управлением, Львов. Паспорт, 1984г. — Фрезерные станки — Металлический форум 
Гобелен своими руками: пошаговая схема для начинающих. Как делать рамку? Станки для ручного ткачества, мастер-классы
(1 оценок, среднее: 4,00 из 5)
Загрузка...