Деревообрабатывающий станок с ЧПУ своими руками

Вот что нашла по теме:

Фрезерный станок с ЧПУ своими руками
Сложно представить производство различных изделий без фрезерного станка. Его используют в стоматологии, в мебельной промышленности, в сувенирной, строительной и еще много разных вариантов.

Люди, работающие с изготовлением тех, или иных деталей не раз задумывались о своем личном фрезерном станке. Ведь это позволит, не выходя из дома заниматься любимым делом и создавать все что пожелаешь. В продаже станки стоят достаточно дорого, но есть все условия чтоб собрать его самостоятельно. Чтоб собрать фрезерный станок с чпу своими руками нужно обладать определенными навыками в конструировании и механике. Иметь чертежи. Для более ясной картины можно посмотреть обучающие видео, так будет легче определится с целью создания станка и его собрать.

При проектировании приходит множество вопросов, на некоторые мы попробуем ответить.

Принцип работы
Создается цифровой объект необходимого объекта на компьютере, затем кодируется с помощью компьютерной программы, чтоб станок смог ее прочитать. Перед работой на фрезерном станке нужно убедиться, что нет посторонних предметов и все детали, и механизмы в порядке. Вставляем сырьевой блок в тиски и на пульте управления запускаем. Рекомендуется пропустить пробный шаблон на высоте 5 см от детали, посмотрев правильно ли выполняется работа, затем уже резать по сырью. Если выявлены ошибки необходимо их устранить, иначе механизм при неправильной работе изготовит совсем не ту деталь, которая нужна. При эксплуатации фрезерного станка с чпу обязательно следить за выполнением работы. Оставив неисправленные ошибки в дальнейшем приведет к изменению всей конструкции, поломке и сбою программы.

Идеи для изготовления изделий на собственном станке
Одна из широко распространенных областей применения станка это изготовление кухонных принадлежностей из дерева. Они смотрятся оригинально и подойдут как в качестве подарка, так и для личного пользования. Можно вырезать подставки под горячее различных форм и размеров, разделочные доски, рукоятки для ножей и столовых приборов, подстаканники. Любую посуду можно изготовить.

В рыболовстве. Изготовить спиннинг или удочку, катушку к ним не составит труда. Также хорошим решением будет изготовить складной стульчик.

В сфере детских игрушек. С помощью станка можно вырезать детали и собрать необычную игрушку для ребенка. Станком можно вырезать шахматы. Такие игрушки прослужат долго и будут напоминать о человеке, который их сделал или подарил.

В интерьере. Различные рамки для фото, шкатулки для украшений, шкатулки для денег. Все это можно сделать не просто квадратной формы, а оригинально сердечком или любой другой. С легкостью изготовить мебель для дома формы такой какую вам захочется и преобразить дом. Цветочные горшки любых размеров и форм можно вырезать с помощью фрезерного станка.

Есть еще множество идей что изготовить с помощью фрезерного станка с чпу.

Изделия также можно выпускать серийно для продажи и быстро окупить изготовление фрезерного станка своими руками.

Все выше перечисленное возможно изготовить из дерева или из металла, смотря какой у вас станок, какой мощности и каких размеров.

Начало сборки
В продаже имеется большое количество станков с чпу, но стоимость не всем по карману. Умельцы делают станки своими руками.

Для начала нужно определить необходимый тип станка. Существует два типа: с подвижным столом и подвижным порталом.

С подвижным столом больше подходят для станков небольшого размера, так как они легче в конструировании. Недостаток же его в том, что при одинаковой зоне резки площадь выходит вдвое больше чем при подвижном портале. Далее необходимо нарисовать модель будущего станка. Изобразив ее достаточно точно, как именно будет выглядеть станок. Можно от руки, для более понятной картины, затем доработать ее при помощи компьютерной программы.

Рассмотрим станок с чпу с подвижным порталом, предназначенный для резки фанеры, лиственных пород дерева, пластмасс и алюминия.

Определяем из какого материала будет станок.
Необходимо чтоб он был прочнее сырья. Допустим, если будем изготавливать деталь из алюминия, то и станок должен быть из алюминия или другого металла. Если будем использовать более жесткие материалы станок попросту согнет и перекосит от натяжения. Отсюда следует, чем прочнее основа фрезерного станка, тем дольше он будет в эксплуатации.

Самое сложное в изготовлении станка с чпу это сконструировать механизм, способный обеспечить передвижение механизма в трех независимых плоскостях.

Разбираемся с длинной оси
В основном на производстве выпускают фанеру размерами 62*121, значит расстояние прохода должно быть не меньше 620 мм. Длина хода по оси 730 мм. Чтобы станок с чпу не занимал слишком много места делаем ось Х короче, чем длина листа фанеры. Размер помещения не всегда достаточно большой, поэтому будет оптимально сделать негабаритный станок. Но важно рассчитывать, что именно вы будете изготавливать на нем. Чтоб обработать большую деталь вырезаем сначала половину, затем переворачиваем и вырезаем оставшуюся часть. Таким образом, у нас получается ось Y 620 мм, ось Х 730, ось Z 150 мм. Три оси — это основные стороны станка.

Основа станка должна быть достаточно жесткой, для соединения лучше использовать винты, а не сварные швы. Так будет надежнее и станок прослужит дольше. От вибрации, появляющейся при работе сварные швы могут разойтись и повредить всю конструкцию. Изменится также точность печати, это испортит всю работу в целом.

Тип линейного движения
Многое зависит от типа линейного движения. На этом экономить не стоит. Для трех осевого механизма нужно приобрести комплект из трех наборов линейных направляющих и двух линейных подшипников на каждую. На данную деталь стоит обратить внимание в плане качества. Лучше приобрести подороже и в будущем спокойно работать.

Вертикальная ось
Важная деталь станка, под которую лучше использовать металлическую плиту. Она будет передвигать механизм в вертикальном направлении. Хорошо подойдет механизм из зубчатого ремня и винтовой передачи. Точно рассчитаем размер оси для правильной работы механизма.

Система привода
В работе станка используется линейный привод. Он позволяет системе двигаться по линии, в отличии от обычного кругового движения электродвигателя.

Для каждой оси нужно выбрать систему привода. Это один из важных элементов в конструировании станка. Для самодельного фрезерного станка с чпу рекомендуется передача винт-гайка с использованием шарико-винтовой пары. Винт крепится к двигателю, а гайка к подвижной части. Вращается двигатель, и гайка плавно двигается вдоль винта, приводя станок в движение. Так как, конструкция привода состоит из гайки и шпильки, то главная задача рассчитать правильно размеры их по заранее составленному чертежу будущего оборудования. Для соединения вала двигателя и шпильки можно использовать обмотку от кабеля. Используя станок следует регулярно осматривать ремни и двигателя на отсутствие в них посторонних предметов. Если таковы попадут, это приведет к заклиниванию механизмов.

Чтоб сделать фиксаторы, которые нам понадобятся в будущем нам понадобится втулка. Из инструментов иметь напильник и дрель. Необходимые чертежи можно найти в интернете и сделать подобные фиксаторы.

Двигатель
Для самодельного станка используется шаговый двигатель. Он более подходящий по стоимости и по управлению. Чтоб станок смог полноценно выполнять свою работу необходимо поставить достаточно мощный двигатель. Мы имеем три двигателя. Один отвечает за работу фрезерной головки в горизонтальном направлении, другой за ее перемещение по вертикали. Третий выполняет основную работу-запускает другие двигателя и в принципе весь механизм. Если финансы не позволяют приобрести двигатели на рынке, то можно взять электромоторы из матричного принтера. Большинство их имеют достаточно большую мощность. Также хороший вариант взять двигатель из любых бытовых приборов.

Не нужно забывать о немало важном механизме фрезера. Нужно найти необходимые чертежи и строго им следовать для того, чтобы станок работал как положено. Покупая фрезер следует обратить внимание на целостность детали и ее функциональность.

Шпиндель
Для самодельного станка лучше использовать шпиндель стандартный Kress. Он имеет 43 мм зажимной фланец и встроенный регулятор скорости. Так как это вращающийся вал, на который крепится фреза либо другие детали, важно приобрести его из качественного материала. Шпиндель бывает разных видов и разной мощности.

· шпиндель с ременным приводом имеет небольшую скорость вращения. 12000-15000 оборотов. Он более экономичен.

· с встроенным двигателем уже мощнее. Имеет 20000-60000 оборотов в минуту. Его недостаток состоит в том, что срок эксплуатации невелик из-за высокой скорости вращения.

Какой выбрать зависит от желаемой работы фрезерного станка.

Созданный своими руками станок обойдется примерно в 1500 евро, такой же на рынке будет стоить гораздо дороже. Производя станок своими руками, мы точно будем знать какие детали куплены и какого качества. Так можно увеличить срок службы станка, купив детали хорошего качества и надежно их закрепить. Собрав станок своими руками можно также спроектировать его с целью добавления в будущем на него дополнительного оборудования.

Программное обеспечение
Выбирая программное обеспечение нужно обратить внимание на его работоспособность. Для определенных целей станка нужно подбирать подходящее управление. Управляемый станок должен с легкостью выполнять поставленные перед ним задачи, как раз за это отвечает программное обеспечение. Если оно содержит необходимые драйверы для контроллеров, то работа будет выполнятся правильно и желаемый результат будет достигнут. В интернет пространстве есть множество различных программ. Посмотрев рейтинги, отзывы и характеристики можно легко найти подходящую именно для вашего фрезерного станка.

Система управления станком подключается через шаговые двигатели. Обязательно должен быть рабочий порт LPT.

За точность технологических операций отвечают электронные комплектующие, поэтому важно выбирать качественные. Иначе станок будет собран правильно, но работа выполнятся должным образом не будет из-за неисправной электроники. После ее установки необходимо загрузить драйвера для работы на станке с чпу. Перед эксплуатацией, проверяется правильность работы программного обеспечения, устраняются ошибки.

Что купить
Разберемся какие детали нам необходимо купить.

Электроника:

· 3 шаговых двигателя;

· 3 драйвера шаговых двигателей;

· источник питания на 5 В;

· интерфейсная плата для управления шаговыми драйверами;

· двухпозиционный выключатель с позициями включить, выключить;

· блок питания на 36 В;

· 3 сенсорных концевых выключателя;

· многожильный кабель;

· шпиндель.

Также по усмотрению можно добавить пластиковый подвижный кабель, шкафчик для оборудования и кабельные вилки. Устанавливая дополнительное оборудование, мы продлим срок службы деталей и электроники, а значит и самого станка.

Механика:

· фреза;

· антивибрационные ножки;

· шарико-винтовая пара;

· линейные направляющие;

· стальной штырь;

· алюминиевая пластина и профиль.

Для работы станка необходимо три основных программы:

· САПР для чертежей;

· САМ программа для траекторий и G кода;

· программа контролер, читающая код и управляющая маршрутизатором.

Приобрести необходимые детали можно в специализированном магазине, либо заказать с доставкой через интернет сайт. Преимущество магазина в том, что можно наглядно посмотреть деталь, как она работает и приобрести в тот же день. Но не всегда все необходимое есть в наличии.

Заказывая с интернет-магазина есть вероятность того, что придет бракованная деталь, либо не совсем подходящая. Еще незначительный минус-это ожидание заказа. Однако чаще всего там есть все в наличии. Однако собирая фрезерный станок с чпу своими руками не все придется покупать. Многое можно взять из старых приборов, подручных средств. На сколько хватит фантазии и умения, на столько и экономия.

Сборка
Базовая пластина изготавливается из 4 частей алюминия и 2 боковых панелей. С помощью метчика в каждой алюминиевой панели выполняем по 2 отверстия. По середине высверливаем по 4 отверстия для подшипниковой опоры, и 4 в одной из боковых пластин для крепления двигателя. Из кусочков алюминия изготавливаем 4 блока для антивибрационных ножек.

Устанавливаем линейные направляющие к профилям.

В одной из боковых пластин просверлены отверстия для двигателя.

Аналогично выполняем остальные части и собираем конструкцию. Важно следить чтоб линейные направляющие были выровнены, расстояние между ними одинаковое и они параллельны.

В нижней части просверлены отверстия чтоб прикрепить ее к боковым стенкам. Необходима высокая точность чтоб соединить оси между собой.

Потому, что малейшая неточность приводит к заеданию линейных подшипников. Для выравнивания пластин можно использовать куски пластика в качестве прокладки. Из этого же пластика изготовим блоки для подшипников. Шкиф просверлен и прикручен к верхней части винта, он удерживается тремя установочными винтами. Шпиндель, спроектирован заранее и прикреплен.

Двигатели размещены внутри станка, это уменьшает занимаемое им место в помещении, что дает преимущество собранному вручную фрезерному станку. Так как покупной может не соответствовать необходимому вам размеру. Между собой соединяем двигатели зубчатыми ремнями.

Не ровные углы, острые края металла можно зашлифовать наждачной бумагой. Так предотвратим себя от порезов.

Чтоб уменьшить скорость движения машины можно использовать только меньшие двигатели. Для этого подключается ременная передача. Но если нужна большая мощность, то это не понадобится.

Крепления двигателя должны иметь возможность выдвигаться, чтобы натягивать ремни. С одной стороны, выпиливается большое отверстие для центрирования вала. В опорном блоке высверливается отверстие для подшипников. Они должны быть запрессованы. Блоки закрепляем болтами.

Опора для гайки оси Z.

Для этой цели используется стержень и самодельная гайка из делрина.

Опора для приводных гаек оси У и X

Крепление для данных осей сделано из алюминия. На гайке есть три фланца с отверстиями. После прикрепления гайки к порталу и оси У можно проверить перемещение этих деталей в стороны. Если сделано правильно клинить гайку не будет.

Натяжение ремня на оси Z можно отрегулировать, ослабив два верхних болта, и сдвинув весь узел двигателя.

Рабочая поверхность
Для рабочей поверхности ищем вариант подешевле. Она должна быть горизонтальной и ровной. Как вариант подойдет столик небольших размеров. Можно использовать фанеру, прикрепив ее болтами и гайками к алюминиевым профилям. По периметру фанеры вырезаем отверстия для гаек, все на одинаковом расстоянии. Это нужно чтоб прикрепить ее к осям. Поверх стола прорезаем отверстие для рабочей части фрезы. Снизу же прикрепим корпус лифта. По краю нужно обработать металлическими уголками.

Собрав конструкцию, к ней можно с легкостью подключить программное обеспечение.

Лифт регулирует высоту фрезы над рабочей поверхностью. В него входит каретка, двигатель и две направляющих. Необходимо надежно закрепить их между собой.

Нюансы
В целях экономии электронику следует купить сразу комплектом. Если двигатели небольшие можно вместо драйверов использовать плату на три двигателя.

Для удобства можно установить пылесос для всасывания стружки. Собирая конструкцию лучше не использовать сварку. Даже если сварщик будет очень опытный и качественное сырье, все равно со временем от вибрации и силы тяжести станок поведет. Появятся зазоры в швах и в последующем приведет и вовсе к поломке. Срок службы соответственно тоже уменьшится. Лучше использовать большие крепкие болты для соединения деталей. При возникновении трещины на болтах будет проще заменить сам болт, чем всю деталь.

Шкафчик
Шкафчик для электроники сохранит приборы на долго. Но следует обеспечить в нем достаточный поток воздуха, для охлаждения электроники. Сам шкафчик можно вырезать на своем станке с чпу.

В таком положении все платы и электрические детали будут аккуратно расположены. При поломке любого элемента можно легко его заменить, не задевая рабочие.

Для удобства следует все кабели сделать на задней стенке. Если будет использоваться пылесос сделать две розетки: для шпинделя и пылесоса.

Благодаря пылесосу в помещении при работе будет чисто.

Следующие действия
Собираем три оси: Z, Y, X. Собираем драйвера, контроллер, и настраиваем станок на работу.

На примере одной оси разберемся как в принципе собрать станок с чпу своими руками.

Из деталей нам необходимы:

· шпиндель;

· болты, гайки, шурупы;

· линейные подшипники;

· две направляющие;

· муфта;

· мотор;

· шпилька резьбовая и удлиненная гайка;

· фанера;

· различные крепления;

· уголки.

Так называемые мозги аппарата будут составлять три драйвера, ардуино с прошивкой и блок питания.

Если есть старый блок питания, то он очень пригодится. Необходимо убрать из него все провода, кроме двух масс и двух проводов на 12В. Чтоб запустить блок припаиваем к массе зеленый провод. Получается своеобразная кнопка включения. Прикручиваем блок питания к корпусу чпу и вставляем в свободное отверстие тумблер для шпинделя.

Инструменты, которые нам понадобились:

· паяльник;

· тигель;

· токарный станок;

· гаечные ключи;

· метчик;

· напильник;

· моток;

· линейка;

· отвертка.

Такой станок для обработки оргстекла имеет достаточно малый объем и прост в эксплуатации.

Преимущества фрезерного станка, собранного своими руками:

· получение идентичных деталей;

· минимальная трата времени;

· минимум трудовых затрат;

· длительный срок службы. Все детали мы ставим сами, этим контролируем крепления и качество детали. Тем самым повышаем срок службы изделия.

· высокая производительность. Изготовленный станок самостоятельно, будет иметь ту мощность, которую вы сами сделаете;

· универсальная технологическая оснащенность. На свой личный станок можно установить необходимые детали и оборудование необходимое только вам.

Итог работы
Подводя итог можно смело сказать, что фрезерный станок с чпу очень хорошая вещь касательно любой промышленной задачи. Используется как дома для личных целей, так и для промышленных.

Если обобщать, то общая картина получается, что фрезерный станок с чпу это сборное рамное или профильное основание с линейными направляющими. На них прикреплен портал из трех штук профильных труб. С помощью шарико-винтовой передачи станок приходит в движение. Двигаясь по направляющей, фреза выполняет заданную в программе работу на материале, который в свою очередь закреплен на рабочей поверхности. Через порт и электрику станок получает закодированную информацию, считывает ее и работает на материале. По истечению времени мы получаем нужную нам деталь или же готовое изделие.

Особое внимание необходимо уделить точности соединения деталей, чтоб все идеально подходили друг к другу. Непрочно соединенные детали быстро изнашиваются за счет трения и вибраций. Сразу нужно определиться что именно будем вырезать на станке. От этого зависит какой мощности нужно брать электронику, из какого материала будет станок и каких размеров.

Имея достаточно знаний в электронике можно легко собрать станок с чпу своими руками и выполнять на нем необходимые работы без особых затрат. При желании можно собрать станок любых размеров.

Столько разных красивых работ можно выполнить на станке, на сколько хватит фантазии. Имея свой фрезерный станок с чпу возможно открыть бизнес по изготовлению тех или иных изделий.

Как мы видим изготовить станок с чпу своими руками не сложно. Главное, чтоб были необходимые инструменты, знание основ конструирования, электрики и достаточно денег.