Трехосный фрезерный станок по дереву с ЧПУ своими руками

Введение

ЧПУ кроме дерева может пригодиться в обработке металла, пластика, оргстекла, алюминия, комбинированных материалов. Такой станок будет называться фрезерно гравировальный. Можно также такой станок использовать и для лазерного выжигания по дереву, все будет зависеть от насадки которая будет использоваться для обработки.

Отличие же в обработке древесины и металла, заключается в жесткости корпуса, надежности элементов и тонкостях технологии обработки элементов.

Ориентировочная стоимость станка для обработки дерева составит 35 — 40 тысяч рублей. По большому счету сборка машины сводится к подбору и покупке комплектующих и затем их сборке на раме.

Заказ комплектующих популярней всего сегодня в Китае, но возможно также заказать их и у нас в специализированных магазинах или интернет ресурсах. Ниже смотрите фото самодельного станка ЧПУ.

С чем стоит определиться перед изготовлением ЧПУ:

Материалы которые планируется обрабатывать;
Габариты изделий для обработки (высота, ширина и длина будущих изделий). Определяются размеры машины по осям X, Y, Z. Стоит не забывать, что эти размеры должны обозначать рабочее пространство станка;
Точность последующей обработки изделий (параметр зависит от точности сборки корпуса машины и соответственно от материала корпуса).

Из подручных средств чпу

Разнообразие техники и руки растущие откуда нужно могут послужить для импровизации народным умельцам. Сегодня в сети можно встретить что фрезерно гравировальные ЧПУ станки изготавливают:

Из CD ROM и СД дисков можно получить хороший мини станочек. Видео ниже;

Из принтера и его запчастей, видео ниже;

Изготавливаем каркас

Как я уже говорил каркас можно сделать как из фанеры, так и из металла. Можно комбинировать применение этих материалов. Ниже выкидываю чертеж каркаса.

Не забываем о жесткости конструкции и ее геометрии. Очень важно оставить регулировки для более тонкой настройки станка:

По высоте машины как на видео;
По осям Х и У.

Видео вам в помощь, чтобы не сделать ошибок:

Инструменты которые вам понадобятся

Для фрезерного ЧПУ нужны будут следующие инструменты:

Сварочный аппарат для изготовления металлического корпуса. Преимуществом пользуются сварка — автомат;
Необходимо будет выточить шпильки, возможно еще какие то токарные работы. Поэтому в идеале нужно было бы иметь доступ к токарному станку для выполнения работ по изготовлению комплектующих;
Болгарка или ножовка по металлу;
Отвертка;
Молоток;
Паяльник;
Ножницы;
Плоскогубцы и пассатижи;
Изолента;
Супер клей;
Фумлента и герметик;
Ключи для сборки.

Как собрать лазерный станок чпу своими руками: пошаговая инструкция

Самостоятельная сборка ЧПУ станка осуществляется в следующем порядке:

1. Раскрой и изготовление основания. Проще всего для него использовать фанеру толщиной 10–12 мм. Основание может быть прямоугольным или скругленным. При создании мощного станка его изготавливают из металла.

2. Закрепление на основании неподвижных боковых стенок. Они могут быть из фанеры, ДСП, дерева или металла. На стенках сверлятся отверстия для установки направляющих стержней.

3. Установка направляющих по оси Y. Предварительно на них нанизываются опоры скольжения для подвижных боковых стенок каркаса. Вариант таких опор приведен на фото.

4. Изготовление подвижных боковых стенок. Сверление в них отверстий для направляющих по оси Х и установка их на стенках.

5. Закрепление подвижных стенок на опорах.

6. Сборка рабочей головки станка. Ниже показана принципиальная схема каркаса в сборе с универсальной головкой, на которой можно крепить лазерный излучатель, шпиндель или иной рабочий орган. Его чертеж приведен на следующем фото. Конкретно для лазерного излучателя можно собрать более легкую конструкцию лазерной головки с радиатором охлаждения.

7. Монтаж электрической части. Подведение электропитания, установка концевых выключателей, кнопок пуска и аварийной остановки. Пример элегантной компоновки ячейки для размещения электрической схемы показан на фото.

8. Монтаж электроники и подключение управляющей платы, контроллера.

После проверки всех элементов можно начинать подготовку станка к работе.

Монтаж шпинделя

Устанавливаем шпиндель только после полного монтажа каркаса. При монтаже необходимо оставить на шпинделе возможность регулировки по высоте и вертикали. Иначе говоря, если шпиндель будет установлен не вертикально, нужна регулировка, которая бы задала нужный угол.

Настройка и отладка самодельного лазерного станка

Для работы станка с ЧПУ необходимо в компьютер загрузить программное обеспечение, т. е. УП. Загрузка готовой программы осуществляется с внешнего носителя (дискеты, флешки, магнитные ленты). Она должна быть многофункциональной, но простой в использовании. Выбирают УП в зависимости от назначения станка.

Наиболее популярные программы:

ArtCAM. Позволяет создавать сложные объемные рельефы. Можно вставить один рельеф в другой.
LinuxCNC. Это универсальная программа для многофункционального использования. Для функционирования необходим объем памяти не менее 4 ГБ.
Mach3. Совместима с операционной системой Windows. Имеет доступную цену и русифицированную версию.
Mach4. Это одна из самых быстрых программ. Совместима практически с любой операционной системой.
MeshCAM. Программа особо подходит для управления двухсторонней обработки объемных изделий.
SimplyCam. Прекрасно справляется со сложным гравированием.
CutViewer. Обеспечивает визуализацию процесса обработки и высокую производительность.
CadStd. Это простая программа для создания схем и графиков, чертежей любой сложности. Выдает DXF-файлы, загружаемые в CAM-программы для генерации правильных траекторий обработки заготовок.

После выбора оптимальной УП она загружается в карте памяти, жестком диске компьютера или на твердотельном накопителе. Для подготовки станка на конкретную операцию загружается графическое изображение или чертеж детали после обработки. Графический файл нужно предварительно перевести в формат DXF, Exeilon, HPGL или Gerber.

Настойку можно проконтролировать по монитору. Команды подаются в форме G- и М-кодов, понятных для платы контроллера. Траектория описывается по 3–5 координатам. Настройка и отладка программы обеспечивается строго в соответствии с инструкцией. При проведении настройки на дисплее отображается информация о том, какими клавишами надо пользоваться.

Отладка станка производится на шаблонах. Прибор настраивается на проведение стандартных операций, при этом контролируется точность обработки. После тестовых опробований станок можно запускать в рабочем режиме. На фото показаны результаты практического использования.

Лазерные станки с ЧПУ обеспечивают высокую точность обработки деталей из разных материалов. При правильном подходе самодельные аппараты способны значительно расширить возможности домашних мастеров. Важно учитывать советы специалистов при конструировании и сборке, а также соблюдать технику безопасности при эксплуатации.

Необходимые материалы

Итак для изготовления нам понадобятся следующие агрегаты:

Материал для изготовления корпуса. Можно использовать древесные плиты, такие как МДФ, ДСП, из древесных плит оптимально я бы рекомендовал применять фанеру, так как она наиболее прочная и жесткая. Если же хотите еще надежней то придется сделать конструкцию из металла;
Шпиндель. Для обработки древесины подойдет мощностью 1,3 — 2 КВт. Если желаете не остужать станок каждые 15 минут работы, то шпиндель нужно устанавливать с водяным охлаждением;
Частотник, он же частотный преобразователь, он же инвертор. Подбирается такой же мощностью как и мощность шпинделя;
Управляющая плата;
Шаговые двигатели — 3 штуки, один будет передвигать нашу конструкцию по оси Y, другой по оси X, третий по оси Z.
Кабель канал для защиты кабеля от повреждений и поломок, так как оборудование много будет двигаться;
Кабель 15 — 20 метров, лучше просчитать все на чертеже;
Цанга для шпинделя — по другому патрон для фрезы;
Шланг для охлаждения;
Подшипники;
Мягкая муфта для передачи плавного хода и компенсации соосности шагового двигателя;
Конечно же фрезы для обработки древесины;
Шурупы и болты;
Водяная помпа.

Нужные материалы для сборки

Понятно, что вы не сможете сделать лазерный гравер, не имея нужных деталей, поэтому я составил спецификацию с почти всем необходимым для его изготовления. Практически все детали куплены на Aliexpress, потому что это дешево, и есть бесплатная доставка для большинства товаров.

Другие детали, такие как обработанные стержни и листы МДФ (можно сделать из фанеры), были куплены в местном строительном магазине. Лазер и драйвер лазера были заказаны на ebay.Я попытался найти самые низкие цены для всех деталей (не включая доставку).

Было потрачено много времени, прежде чем я пришел к этому дизайну. Сначала я сделал несколько других, но именно этот был действительно самым красивым из всех остальных. Первым делом я нарисовал все детали в графическом редакторе и распечатал их в натуральном размере.

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

Ошибки и недочеты с которыми можно столкнуться

В процессе сборки машины можно столкнуться с рядом проблем, поэтому рекомендую прежде чем приступать к заказу и понимать что нужно искать, определиться с габаритами станка, габаритами изделий которые вы будете обрабатывать. Итак ошибка номер один — не создается чертеж станка с мельчайшими деталями, от каждого винтика, до каждого провода.

Следующей ошибкой является неправильная подборка шпинделя и частотника, поэтому будьте внимательны.

Еще одна частая ошибка — шаговый двигатель имеет часто не очень распространенное питание, и для него просто необходимо подбирать индивидуальный блок питания. Поэтому сравнивайте имеющееся у вас питание с напряжением для шагового двигателя.

Ну и конечно ошибки возникающие по причине недостатка опыта, тут можно посоветовать тщательней продумывать чертеж и руководствоваться пословицей «Дорогу осилит идущий».

Не забывайте делиться статьями в социальных сетях. Удачи и до новых встреч, с вами был Андрей Ноак!

Пошаговая инструкция

Для того чтобы понять с чего начать, давайте будем ориентироваться на принципиальную схему ЧПУ.

Итак, сборка готового станка производится в следующей последовательности:

Создание чертежей, с учетом прокладки и подключения электрооборудования. Можно начертить вручную, но я бы рекомендовал такие программы как Компас, Автокад или Визио. В них легче будет подправить чертеж, а в Визио даже имеются сразу готовые библиотеки по электрооборудование;
Следующий шаг — заказ комплектующих;
После поступления комплектующих можно приступить к монтажу станины. Почему после поступления? Да для того чтобы сделать станину с учетом уже пришедших комплектующих;
Монтаж шпинделя;
Монтаж системы водоохлаждения. При данной операции скорей всего придется использовать фумленту и обычный автомобильный герметик, для того чтобы конструкция была надежней и не протекала;
Подключение электропроводки, установка кнопки аварийной остановки;
Подключение управляющей платы (она же контроллер). В качестве такой платы можно использовать — KY-2022 — 5 Axis CNC Breakout Board for Stepper Motor Driver with DB25 Cable. Найти такую будет не сложно в просторах интернета. Также часто можно встретить самодельные станки на базе arduino;
Установка программного обеспечения и загрузка чертежей;
Настройка станка или так называемая «пуско наладка».

Про другие станки: Купить оборудование для лазерных станков и комплектующие – товары в наличии

Предисловие

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

Процесс сборки

Распечатав чертежи, у меня появились детали, которые необходимо было собрать в кучу. Первое, что я сделал, – это установил дверь корпуса электроники с левой стороны и замок с петлей (дверца устанавливается без трудностей, поэтому я сделал это в первую очередь.

Чтобы собрать корпус для электроники, я использовал множество L-образных железных скоб с отверстиями под саморезы. Если корпус планируется изготавливать из фанеры, то предварительно необходимо просверлить в ней также отверстия под саморезы.

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

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

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

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

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

Чертежи

Как я уже выше говорил, при создании чертежей необходимо прорисовывать все тонкости от размеров до электропроводки. Это позволит уменьшить число ошибок в проектировании станка.

Чпу со2 лазерный станок на 40вт своими руками

Сидел я значицо как то раз, пересчитывал свои миллионы с ютуба, под монотонный шум чпу фрезера, потягивал прохладный пивис и вдруг подумал, надо двигаться дальше! Я понял хочу чпу лазер и не простой, а углекислотный такой чтобы прямо ууух.

Полез посмотреть цены на станки на алиэкспрессе, начинаются они в районе 30 тысяч, за это сумму можно взять станок с рабочим полем 300 на 200мм, и это даже не смешно, у моего 3д принтера стол больше, дальше присутсвует забавная тенденция, за каждые дополнительные 10см рабочей области нужно выложить из своего кармана примерно 10 тысяч.

Чтобы было полностью понятно насколько это абсурдно, давайте в кратце расскажу как работает такой станок, у нас есть прямоугольный каркас из алюминивого профиля, на него с двух сторон параллельно друг другу устанавливаются направляющие, на них в свою очередь кладется, ложется, покладается перекладина на которой тоже есть направляющая. где нибудь вот тут на корпусе станка крепится лазерная труба, лучик вылетает из нее, отражается от зеркала которое стоит вот тут, летит на второе зеркало и с него в третье, отражаясь от которого попадает в линзочку, фокусировавыется и жгет материал, достаточно просто, правда? Я тоже так думаю, особенно учитывая что конструкция не требует такой особой жесткости, как допустим фрезер, здесь из стороны в сторону мотыляется небольшое зеркальце и линза а не 20кг кусок стали.

А теперь внимание вопрос, с чего вдруг стоимость станка будет значительно отличаться в зависимости от рабочего поля? А с того что спрос на нормальное рабочее поле значительно больше. Стоимость комплектующих при этом меняется незначительно, алюминевый профиль стоит в районе 300р за метр, направляющие даже с учетом того что вы возьмете рельсы обойдется гдето в 2-3 тысячи за метровую палку, а если собирать на роликах то в принципе никакого удорожания конструкции, все остальные компоненты остаются одинаковые, те же самые зеркала, те же моторы, тот же лазер. Все это подталкивает к мысли, что если есть минимальный навык работы руками то имеет смысл собирать станок самому, а не переплачивать 100500 тысяч.

Что понадобится для сего развлечения? Основная часть барахла взята в Китае и полный список с ссылками можно найти ТУТ , например были куплены направляющие, гайки, моторы, линзы, зеркала, блоки питания, лазер, помпа для охлаждения. Алюминивый профиль имеет смысл покупать по месту проживания т.к. он достаточно тяжелый и пересыл выйдет дорого. А так же походу можно докупить всякую мелочь в ближайшем строительном. се крепежи для моторов, электроники, ремней, линз и прочего я напечатал на 3д принтере пластиком петг, были сомнения что все это сможет нормально работать, и обеспечить удобоваримую точность, но спустя пару месяцев полет нормальный, даже такая штука как сопло через которое проходит лазерный луч и обдув справляется нормально.

Естественно перед тем как все это напечатать необходим сделать 3д модели чем я и занимался длительное время, все узлы пережили кучи переделок, перепечаток в общей сложности я извел где то 2-3кг пластика, файлик для фьюжена будет доступен для поддержавающих меня на BOOSTY Понятное дело вряд ли кто-то будет повторять точную копию моего творения, но как минимум можно посмотреть и так сказать пощупать все детали, может что-то доработать.

Сделать гайд по сборке станка под конкретные задачи каждого невозможно, поэтому я расскажу как собирал свой с описанием плюсов и минусов выбраных решений, я прикинул необходимое мне рабочее поле, остановился на размере 800 на 700мм, в качестве каркаса взял конструкционный алюминивый профиль 20 на 40, его жесткости вполне хватает, но для аппаратов побольше нужно будет выбрать профиль посолиднее, крайне не рекомендую выдумывать что-то свое, безусловно можно сделать каркас из какого нибудь металла с помойки, или из фанеры, но блин профиль стоит 300р за метр. В моем случае потребовалось 2 палки по 840мм, 2 по 700мм и одна 800мм, для соединения профиля используются специальные уголки и гайки которые при закручивании разворачиваются и зажимаются в профиле.

Далее определяемся какой тип направляющих будем использовать, я взял рельсы, это самый дорогой вариант, плюсы — практически не убиваемы, отсутсвуют люфты, максимально плавное движение, минусы соответсвенно цена и большой такой шанс, что китайцы пришлют вам ерунду которая будет работать очень плохо и вы их просто выкините, в списке всех компонентов вы найдете ссылку на направляющие которые брал я, несмотря на низкую цену они очень хорошие и у меня нареканий нету, хотя не исключаю вариант, что мне могло просто повезти. Еще не плохой вариант для такого типа станка это обычные прорезиненные ролики, как часто используют на 3д принтерах, это очень дешево, легко в обслуживании и замене и тем не менее выдает достаточное качество. Как уже говорил 90% механики было напечатано на 3д принтере, заполнение максимальное, рекомендую еще прикупить если нету сопло 0.8мм чтобы печать шла побыстрее. Предвкушая классические комментарии про то что принтер есть не у всех, хочу сказать, что было бы желание, даже при постройке такого станка вполне можно обойтись без принтера и сделать все ручным инструментом, только смысла в этом не вижу, принтеры сейчас очень дешевые, например можете глянуть обзор мой обзор на CR-10, на котором печатались все детали. 3д принтер это отличный инструмент который должен быть у каждого, так же не стоит забывать про различные сервисы которые предоставляют 3д печать на заказ.

Вот тут сзади на раме установлен мотор оси У, для того чтобы одновременно толкать ось с двух сторон я поставил тут обычную 8мм шпильку на подшипники и к ее концам прикрутил шкивы которые тянут ремень и саму ось, на обратной стороне есть крепление под шкив с подшипником. При таком раскладе перекос оси невозможен.

Ось Х вроде не должна вызвать сложности, мотор с одной стороны, шкив с подшипником с другой, посередине лазерная бошка с креплением для ремня.

Все крепления для зеркал сделаны под 20мм и имеют регулировку, между их базой и самим креплением я положил подрезанные пружины от гелевых ручек, для удобства регулировки. Чутка остановимся на бошке, я долго выдумывал как ее правильно сделать и пока остановился на таком варианте, она состоит из 5 частей, самый верх крепиться к подшипнику и имеет внутри сквозное отверстие для прохода лазерного луча, под углом в 45 градусов устанавливается зеркало, снизу на 4х винтах прикручивается вот такая трубка, на нее сожается трубка потолще, здесь есть отверстия для фиксировочных болтов, но на практике трубки плотно притираются друг к други и можно обойтись без болтов. Самая последняя часть это цилиндр сверху в него закладываем уплотнительное кольцо и фокусировочную линзу так же 20мм диаметром, сбоку входит трубка от компрессора, вся эта конструкция крепиться к базе посредством 2х резинок, дно у нее глухое, это сделано специально, чтобы при первом включении лазер сам прожег себе путь наружу и тем самым сформировал минимально отверстие через которое будет выходить воздух компрессора.

Про другие станки: Станки RIDGID купить в интернет магазине 👍

Вроде по механике все, переползаем к электронике, сердце этого станка это контроллер который будет слать комманды шаговым двигателям, передвигать оси и включать в нужный момент лазер, я бы рекомендовал купить готовый контроллер у китайцев, не поскупиться, потратить баксов 200 и взять вещяру, с дисплеем, космическими скоростями и слотом под карту памяти.

Но как всегда существует альтернатива из говна и палок, ГРБЛ, на самом деле это прекрасная платформа и работает просто отлично, но с некоторыми оговорками, лазер у нас будет не какой нибудь слабенький диодный, а сраная трубень на 40Вт которой можно палец отчикрыжить, так вот если допустим заниматься гравировкой по дереву или акрилу при настройке режима мы столкнемся с такой штукой, что при попытке увеличить скорость больше примерно 5000мм в минуту лазер быстрее уже не едет, в начале работы мне показалось что и так дохрена! понятное дело после гравировки на 3д принтере с максимальной скорость 400мм. Но сейчас это реальное ограничение, самое большое время занимает гравировка и его можно сократить чутка увеличив мощность и значительно увеличив скорость. Происходит такая подстава из-за того что ардуина нано на которой собран мой контроллер просто не способна обработать больше данных, это ее физический предел. Однако решение вроде бы есть, существуют варианты грбл для плат ардуино мега2560, для ESP32 и для STM32f103, вобщем не буду сейчас грузить вас всем этим, в будующем сделаю отдельное видео по контроллерам, просто на 32х битных системах скорости работы можно поднять раза в 4, что уже сравнимо с промышленными платами, так же есть варианты с дисплеями и с картами памяти.

В любом случае помимо мозга вам понадобятся драйвера для шаговых двигателей, я использовал TMC2208, я думал, что врублю деление шага на 256 и буду делать 100500 линий на 1мм, но как видите контроллер такое просто не вытягивает и я бы на вашем месте не переплачивал, ставьте классику А4988 и будет все отлично. Моторы у меня простенькие нема17 с валом 5мм. Шаговики я питаю напряжением 24в вот таким вот импульсником, так же он питает водяную помпу. В системе есть отдельный блок питания 12в 400вт, предполагался он для системы охлаждения на модулях пельтье, но у меня ничего с ними не вышло вразумительного, может попозже продолжу эксперименты, на данный момент этот блок питает компрессор, для обдува рабочей поверхности. Так же я оставлю ссылку на похожий компрессор на 220в. Если вы выбрали собирать бомж вариант на грбл, как и я, то тут все максимально просто, гуглим ардуино нано грбл и паяем все по схеме, там буквально десять проводков и гайдов куча, подключение к лазерному блоку питания выглядит вот так. Важно установить заземление на станок, не имеет значения какую плату выберете, это крайне важно иначе будут выползать различные артефакты в виде пропусков шагов, зависаний и прочего.

Далее переползаем к лазеру, тут я выбрал трубу на 40вт, заказывал ее тоже с али, доставкой из России, приехала она за пару дней и все было отлично, так что не бойтесь заказывать, спустя некоторое время, я бы пожалуй взял трубу помощнее, ватт эдок 80, это позволит резать фанеру вплоть до 10мм, а может и толще, с 40вт лазером, адекватно работать с материалами в районе 4мм, далее приходится занижать скорость и завышать мощность что негативно скажется на сроке службы трубки. Но тут как бы все зависит от ваших целей.

Очень важный момент, трубу нужно охлаждать ее рабочая температура в районе 17 градусов, меньше можно — даже мощность будет возрастать, больше нельзя, сильно повышается износ, у меня для охлаждения используется помпа ко китайским заверениям 800л мин, чему я конечно не верю, но факт что ее хватает и она бесшумная. В качестве охлаждающей жидкости рекомендуется использовать дистилированную воду, я использую незамерзайку, вариант так себе, многие критикуют, но в гараже зимой температуры падают далеко за 0 и лазер бы просто разорвало льдом. Зимой у меня с охлаждением все было четко, но вот грядет лето, и придется что-то выдумывать, вариант покупки охлаждения за 30 тысяч я не рассматриваю, на примете есть охлаждение для пива, бушное стоит от 5 тысяч, идеально подойдет и второй вариант переделка кондиционера, тоже как вариант, можно найти тысячи за 2-3. Сниму отдельный видос как я решу эту проблему. Лазер питается высоким напряжением, в несколько десятков тысяч вольт, это следует учитывать, и при работе быть максимально осторожным. Блок питания я советую просто купить у китайцев под свою трубку, они стоят в районе 40 баксов. Так же опционально я взял стрелочный амперметр на 30мА и подключил его в разрыв высоковольтной линии, чтоб видеть что там происходит на трубке.

Далее предстоит сборка, ее я начал с алюминивой рамы, убедился что углы 90 градусов, повесил рельсы, и все печатные детали согласно 3д модели. Ось х у меня крепиться болтами м6 30мм, предварительно в профиле нарезал резьбу. Сделал ящик из фанеры 10мм, не лучший вариант, но все же по дешману, самая ответственная задача расположить на одной оси лазерную трубу и все зеркала, к этому этапу подойдите внимательно так как позже задолбаетесь с настройкой. Так же аккуратно крепим алюминивую раму на напечатаные кранштейны. Сверху я накинул крышку из поликарбоната, он непроницаем для лучаей нашего лазера, так что можно не боясь пялиться на него сквозь крышку. Устанавливаем электронику, протягиваем провода, подключаем. А теперь самый занимательный процесс, в ковычках, отключаем колодку проводом идущим на низковольтную часть высоковольтного блока питания, подаем напряжение на него и на помпу для охлаждения, цепляем кусок малярного скотча на то место где должно быть установлено первое зеркало, и тыкаем на кнопку тест на лазерном блоке питания, теперь двигая трубу добиваемся момента чтобы луч попадал строго по центру, когда это получилось, устанавливаем зеркало на свое место при помощи двустороннего скотча, добиваемся попадения по центру на втором зеркале, но теперь на протяжении всей рабочей плоскости, если это не получается значит нарушена геометрия станка и зеркала не на одной оси, исправляем это и продолжаем. Крепим зеркало, добиваемся попадения по центру в голову, в четырех углах станка и по центру рабочего поля, последнее зеркало стреляет вниз, я ложил снизу обычное зеркалце чтобы было видно скотч и на максимально выдвинутом сопле добивался попадения в центр, звучит как лютый геморой, но по факту я с этим справился за пару часов и больше к зеркалам можно не прикасаться.

Последний элемент оптической системы это линза, они бывают на разное фокусное расстояние от 38.1мм до 101.6мм, если представить как распространяется луч, то ставится понятно их отличие и области применения, линзы с коротким фокусом в основном приминяются для гравировки, а с длинным для реза, т.к. область луча с высокой концентрацией будет больше и соответственно материал можно прожигать глубже. Я для начала рекомендую взять 50.8мм можно нормально и гравировать и резать.

Линзу нужно охлаждать, для этого в сопло подается воздух из компрессора, одновременно он дует на рабочую поверхность и выдувает продукты горения. На компрессор нужно повесить фильтр, иначе частички масла будут осаждаться на линзе и в итоге она придет в негодность. Кстати все действа что я сейчас описал должны в обязательном порядке происходить в защитных очках под 10600нм, именно такая длина волны у данного лазера, весь процесс омрачается тем что лазер невидим человеческим глазом. После юстировки, подключаем обратно высоковольтную плату, настраиваем значения шагов на миллиметр в грбл для каждой оси, выставляем зазор от сопла до поверхности реза и можно запускать программу! Еще хочу пройтись по моментам которые можно улучшить, как я уже говорил это контроллер, я заказал несколько разных плат, проведу тесты и все покажу по этой теме, крепления для линз, я конечно проделал отличную работу, но покупные крепления будут получше, так что если не жалко баксов 50, купите нормальные, станок требует вентиляцию рабочей поверхности, я купил вот такой вентулятор на 20вт ну и как бы, он абсолютно ничего не вытягивает, нужен нормальный ветродуй. Еще момент, нужен нормальный стол из ламелей, подкладывать под всякую херню под детали это конечно здорово, но нет, про стол тоже сделаю видос. Давайте подведем итоги, потрачено 342 бакса на детали с али по старому курсу это 22тысячи, плюс накинем 5к на все что было куплено на месте, лист фанеры, вентилятор, алюминивый профиль, болтики, гаечки и все вот это, итого 27к на сборку станка с полем 700 на 800мм, поглядим что предложит китайская промышленость, допустим вот такая моделька с полем 1000мм на 600мм, да тут труба 100вт, ну давайте баксов 400 вычтем, охладитель cw3000 это воздушный аппарат, т.е. по сути вам продают радиатор с вентилятором и канистру для жижи, это можно сделать самому, действительно охлаждает модель 5000, в любом случае даже если взять 2к баксов это 130к по старому курсу и 160к по новому, против грубо говоря тридцатки у меня. Надеюсь хоть что-то было понятно, и кто-нибудь захочет повторить этот проект.

Про другие станки: Виды станков: токарные, сверлильные, расточные, шлифовальные, ЧПУ | Stepmotor

Шаг 1: строим раму

Главное — это хорошее планирование…

Через неделю после заказа прибыли запчасти. И через несколько минут ось Х была готова. — Проще, чем я думал! 15-миллиметровые линейные подшипники HRC имеют очень хорошее качество, и после их установки вы сразу понимаете, что они будут работать очень хорошо.

Через 2 часа при сборке своими руками станка ЧПУ на Ардуино появилась первая проблема: шпиндели не хотят попадать в роликовые подшипники. Мой морозильник недостаточно большой для 1060 мм шпинделей, поэтому я решил достать сухой лед, что означало приостановить проект на неделю.

Шаг 10: усовершенствование

До настоящего времени оси Y и Z имели временные пластиковые кронштейны для передачи усилий гаек шпинделя и соответственно перемещали фрезерный шпиндель.

Пластиковые скобы были из прочного пластика, но я им не слишком доверяю. Представьте, что скоба оси Z будет тормозить, фрезерный шпиндель просто упадет (очевидно, в процессе фрезерования).

Вот почему я теперь изготовил эти кронштейны из алюминиевого сплава (AlMgSi). Результат прилагается на картинке. Они теперь намного прочнее, чем пластиковая версия, которую я сделал раньше без фрезерного станка.

Шаг 11: станок в работе

Теперь с небольшой практикой ЧПУ станок по дереву своими руками уже дает очень хорошие результаты (для хобби). На этих снимках изображено сопло из AlMg4,5Mn. Я должен был фрезеровать его с двух сторон. На последнем фото то, что получилось еще без полировки или наждачной бумаги.

Я использовал фрезу VHM 6 мм с 3 лопостями. Я понял, что 4-6-миллиметровые инструменты дают очень хорошие результаты на этом станке.

Шаг 2: настройка шпинделей

Пришел друг с пакетом сухого льда, и после нескольких минут заморозки шпиндели отлично вписываются в роликовые подшипники. Еще несколько винтов, и это уже немного похоже на станок с ЧПУ.

Шаг 3: электрические детали

Механическая часть закончена, и я перехожу к электрическим деталям.

Поскольку я очень хорошо знаком с Arduino и хочу иметь полный контроль через USB, я сначала выбрал Arduino Uno со щитом GRBL и степперами TB8825. Эта конфигурация работает очень просто, и после небольшой настройки машина стала управляемой на ПК. Отлично!

Но так как TB8825 работает максимум на 1,9 А и 36 В (становится очень горячим), этого достаточно для запуска машины, но я заметил потери в шагах из-за слишком малой мощности. Длительный процесс фрезерования при такой температуре представляется кошмаром.

Я купил дешевый TB6560 из Китая (300 рублей за каждый, доставка 3 недели) и подключил их к щиту GRBL. Номинальные напряжения не очень точны для этой платы, вы найдете номиналы от 12 до 32В. Поскольку у меня уже есть источник питания 36 В, я попытался приспособить именно его.

Результат: два шаговых привода работают нормально, один не может выдержать более высокое напряжение, а другой поворачивается только в одном направлении (невозможно изменить направление).

Итак, снова в поисках хорошего драйвера…

TB6600 — мое окончательное решение. Он полностью закрыт алюминиевым охлаждающим покрытием и прост в настройке. Теперь мои степперы работают по осям X и Y с 2,2А и по оси Z с 2,7А. Я мог поднять до 3А, но поскольку у меня есть закрытая коробка для защиты цепей от алюминиевой пыли, я решил использовать 2,2А, что достаточно для моих нужд и почти не выделяет тепла. Также я не хочу, чтобы степперы уничтожили машину в случае ошибки, когда я даю им слишком много мощности.

Я долго думал над решением для защиты блока питания степперов и преобразователя частоты от мелких алюминиевых деталей. Существует много решений, когда преобразователь устанавливается очень высоко или на достаточном расстоянии от фрезерного станка. Основная проблема в том, что эти устройства выделяют много тепла и нуждаются в их активном охлаждении.

Шаг 4: шпиндель

Выбор подходящего шпинделя требует много исследований. Сначала я подумал о том, чтобы использовать стандартный шпиндель Kress1050, но, поскольку у него всего 1050 Вт на скорости 21000 об / мин, я не могу ожидать большой мощности на более низких скоростях.

Для моих требований к сухому фрезерованию алюминия и, возможно, некоторых стальных деталей мне нужна мощность на 6000-12000 об / мин.

Вот почему я, наконец, выбрал частотно-регулируемый привод на 3кВт из Китая (вместе с конвертером) за 25 тыс. рублей.

Качество шпинделя очень хорошее. Он довольно мощный и простой в настройке. Я недооценил вес в 9 кг, но, к счастью, моя рама достаточно крепкая и с тяжелым шпинделем проблем нет. (Высокий вес является причиной для привода оси Z на 2,7 А)

Шаг 5: работа завершена

Готово. Машина работает очень хорошо, у меня было несколько проблем с шаговыми драйверами, но в целом я действительно доволен результатом. Я потратил около 120 тыс. руб., и у меня есть машина, которая точно соответствует моим потребностям.

Первый фрезерный проект был отрицательной формой в POM (Parallax occlusion mapping). Станок отлично справился с задачей!

Шаг 6: доработка для фрезерования алюминия

Уже в POM я увидел, что крутящий момент на Y-образном подшипнике немного велик, и машина изгибается при высоких усилиях вокруг оси Y. Вот почему я решил купить вторую рейку и соответственно модернизировать портал.

После этого почти нет люфта из-за усилия на шпинделе. Отличное обновление и, конечно, стоит своих денег (10 тыс. рублей).

Теперь я готов к алюминию. При работе с AlMg4,5Mn я получил очень хорошие результаты без какого-либо охлаждения.

Шаг 8: детали

Здесь вы можете найти все основные части станка. Я бы порекомендовал сплавы AlMg4,5Mn для всех алюминиевых пластин.

Электрические:Я купил все электрические части на Ebay.

Arduino GRBL-Shield: ~ 1500 руб.
Шаговый драйвер: 1000 руб.шт
Блок питания: 3000 руб.
Шаговые двигатели: ~ 1500 руб.шт
Фрезерный шпиндель инвертор: 25 тыс. руб.

Механические:

Рама:

Портальные:

Шаг 9: программное обеспечение

Попользовавшись CAD, затем CAM и, наконец, G-Code Sender я очень разочарован. После долгих поисков хорошего программного обеспечения я остановился на Estlcam, которое является очень удобным, мощным и очень доступным (3 тыс. рублей).

Он полностью перезаписывает Arduino и самостоятельно контролирует шаговые двигатели. Есть много хороших задокументированных функций. Пробная версия обеспечивает полную функциональность программного обеспечения, лишь добавляя время ожидания.

К примеру, поиск края. Нужно просто подключить провод к контакту Arduino A5 и к заготовке (если не металлическая, то используйте алюминиевую фольгу, чтобы временно покрыть ее). С помощью машинного управления вы можете теперь прижимать инструмент для фрезерования к рабочей поверхности.

Электроника для самодельного лазерного чпу станка

В станках с ЧПУ важнейшую роль играет электронная начинка. Она должна обеспечить управление прибором с компьютера путем выдачи команд шаговым двигателям и руководства траекторией движения рабочего органа. Для этого необходима управляющая программа, которая обеспечит подачу нужных команд на контроллер в форме G-кодов. Обязательно устанавливается порт LPT.

Важно! Для восприятия команд и распределения их по шаговым двигателям в контроллере располагается управляющая плата. Популярностью пользуется стандартная плата KY-2022 (5 Axis CNC Breakout Board for Stepper Motor Driver с DB25 Cable). Часто станки делаются на базе Arduino.

Электроника для станка

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

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

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

Шаг 7: заключение

Создание собственного станка с ЧПУ на самом деле не ракетостроение. У меня относительно плохие условия работы и оборудование, но имея хороший план работ нужно всего несколько бит, отвертка, зажимы и обычный сверлильный станок. Один месяц в CAD и на план покупок, и четыре месяца сборки, чтобы завершить установку.

Выводы

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

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

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

В заключение хочется сказать: если вам действительно хочется самому собрать качественный станок ЧПУ своими руками, который будет служить верой и правдой долгие годы, не нужно экономить на каждой детали и пытаться сделать направляющие ровнее заводских или заменять ШВП на шпильку с гайкой.