Чпу станок из алюминиевого профиля своими руками

Разделы сайта

Интересное предложение

Лучшее

Статистика

Designed by:

Этот ЧПУ станок был изготовлен своими руками с нуля. При изготовлении ЧПУ станка использовался алюминиевый профиль 3/4″ x 3/4″ x1/16″ квадратного сечения. Данный станок – это полная импровизация с ориентировкой на готовые проекты.

Рабочая площадь самодельного ЧПУ станка составляет 12" x 8" x 3" в координатах X/Y/Z.

В станке использовано более 100 гаек 5/16", можно сказать – он собран из болтов и гаек.

Средняя стоимость такого самодельного ЧПУ станка составляет около 650-700 баксов.

Стоит отметить то, что этот станок изготавливался подручными средствами, из инструментов был использован перфоратор (в режиме дрели), лобзик и ножовка по металлу. Если у вас есть сверлильный станок – то все изготовление займет гораздо меньше времени, однако, вы можете собрать его и пользуясь только подручными инструментами.

Данная статья рассказывает про изготовление ЧПУ станка своими руками достаточно подробно. По ней любой сможет сделать подобный станок для своих нужд.

Фрезер

В качестве фрезера используется ручной фрезер DeWalt DWP 611. Он может изменять скорость вращения фрезы и имеет мощность около 1,25 л.с. Изначально планировалось использование Дремеля, но потом, было принято решение установить более профессиональный инструмент.

Главная рама

Идея изготовления рамы ЧПУ станка взята у Tom McWire, она немного смаштабирована под свои нужды.

В качестве несущих конструкций использованы оцинкованные стальные трубы 3/4". Перед установкой они были окрашены в белый матовый цвет, окраска была произведена только для эстетического восприятия целостности конструкции станка. Кроме болтов и гаек, в конструкции станка используются стяжки для крепления фрезера и саморезы для дерева для крепления концевиков, подшипников поддержки ходовых винтов и других мелких креплений.

Подшипники

В конструкции использованы подшипники с внутренним диаметром 8 мм, наружный диаметр 22 мм, а толщина подшипника составляет 7 мм.

Стоит обратить внимание на то, что внутренний диаметр подшипника составляет 8 мм, что на немного больше чем 5/16". После закрепления подшипников на направляющих, это расхождение будет компенсироваться с помощью туго затянутых гаек.

Муфты

Муфты использованы готовые, их закупка производилась через eBay по $4 штука. Но, при желании, можно использовать и самодельные муфты. С одной стороны муфты отверстие 1/4"(6,35 мм) для крепления шагового двигателя, а с другой 8 мм отверстие для крепления ходового винта.

Ось X

Длина направляющих оси X примерно 26", располагаются они параллельно на расстоянии 15" друг от друга (замер по внутренним сторонам).

Читайте также:  Замер твердости по бринеллю

По фотографии вам может показаться, что вся "каретка" держится только под своим весом, в действительности подшипники фиксируются раме довольно жестко.

Оси Х и Y собираются вместе как единая деталь ЧПУ станка.

Направляющие Y так же служат фиксаторами для четырех блоков подшипников X и позволяют им соблюдать соосность.

Ось Y

Подшипники оси Y повернуты на 90 градусов по отношению к оси X.

6" болты с квадратным подголовком, которые используются в подшипниковых сборках, четко фиксируют подшипники на своих местах.

Ось Z

Сборки подшипников для оси Z собираются полностью так же, как и для оси Y. Единственным исключением является только вертикальное расположение оси.

При сборке оси использовались 6" болты с квадратными подголовками для сборки подшипников. Такой подход очень сильно упрочняет сборку.

Направляющие Z оси крепятся непосредственно к трубе 3/4"(главной раме).

Ходовые гайки

Ходовые гайки изготовлены из 5/16" Т-образных "мебельных" гаек с отверстиями. Т-образная гайка крепится на алюминиевой основе 1/8" х 0,75" с помощью обычных мебельных шурупов.

С Т-образными гайками люфт очень мал, однако, конструкцию можно улучшить используя самодельные ходовые гайки.

Ходовые винты и винтовые опоры

Ходовые винты это дешевые 5/16" штифты из оцинкованной стали. Их можно купить практически в любом магазине типа Леруа Мерлен или на строительном рынке.

Опоры ходовых винтов изготавливаются из подшипников и гаек, их фиксация делается с помощью пластиковых муфт. При установке винтовых опор, следите за их соосностью относительно шагового двигателя. Его крутящий момент должен передаваться непосредственно на ходовую гайку, а не тратиться на преодоление несоосности.

Подшипники крепятся с обеих сторон ходовых винтов с помощью 1/2"зажимов для труб, гайки не несут никакой роли и могут быть удалены из конструкции, если вы сможете прочно закрепить подшипники.

Установка шаговых двигателей

Шаговики крепятся к раме самодельного ЧПУ станка с помощью винтов, в данном случае крепление сделано только на нижней части моторов, что не есть хорошо. В дальнейшем лучше переделать на крепление с помощью угловых пластин.

Рабочий стол ЧПУ станка

Рабочий стол изготовлен из многослойной березовой фанеры толщиной 11.5 мм.

Рабочая зона составляет около 12"х 8"х3", однако размеры платформы составляют 14" х 10", для того, чтобы можно было использовать зажимы для фиксации обрабатываемых заготовок.

Длинные болты нужны для того, что бы можно было настроить расположение рабочего стола под прямым углом к фрезеру.

Концевики

Концевики – это прекрасная вещь в ЧПУ станке. Они не позволяют моторам вывести платформу за габариты, иначе вы можете сжечь шаговые двгатели при сбое программы.

Концевые выключатели устанавливаются на оба конца осей X и Y, на оси Z устанавливается один – в верхней части. Можно поставить и второй, для предотвращения порчи рабочего стола фрезой, однако, длина фрез бывает разная и тут трудно решить – на каком расстоянии ставить концевик.

Читайте также:  Ремонт бензопилы поулан 2150 своими руками

Если хоть одна из кнопок концевиков срабатывает, то работа станка прекращается.

Прокладка кабелей

Проводов на самодельном ЧПУ станке много и важно, чтобы они не путались и не мешали работе станка. Провода шаговых двигателей были удленины с помощью проводов от старого компьютерного блока питания. Часть проводов была помещена в рукава предназначенные для моддинга компьютеров, это недорогое и весьма приемлимое решение. Также использованы кабельные стяжки для фиксации проводов к раме.

Molex разъемы позволяют легко отключить шаговики от драйверов в случае необходимости. А полый алюминиевый профиль позволяет спрятать провода от механический воздействий.

Плата управления ЧПУ станом

На самодельном ЧПУ станке можно использовать любую дешевую плату управления. В случае необходимости их можно недорого поменять.

В данном случае плата контролера ЧПУ станка и блок питания для ЧПУ установлены в корпус компьютера на котором запускается ПО. Плата установлена на акриловую основу с пластинами, которые фиксируются в слотах расширения ПК. Штатный кулер на плате заменен на кулер от старой видеокарты.

Контроллер ЧПУ станка управляются с компьютера через LPT порт. В качестве софта для ЧПУ станка используются MeshCAM 5 для генерации G-кодов и MACH 3.

А теперь – видео работы станка ЧПУ сделанного своими руками.

Данный станок предназначен для сверления и фрезерования фольгированного текстолита (изготовление печатных плат), дерева и пластмассы. После небольшой модернизации с заменой фанерных элементов на металл — мягкого металла.

Станок разрабатывался как настольный на замену покупного китайского станочка.

Он достаточно тих в работе и компактен.

Характеристики

  • Конструкция — подвижный рабочий стол
  • Рабочее поле — 265×230 мм
  • Высота заготовки — 50 мм
  • Максимальный ход по оси Z — 80 мм
  • Шпиндель — 300Вт с воздушным охлаждением и регулировкой оборотов 3000-12000RPM
  • Шаговые двигатели 17HS8401 (1.8A)
  • Габариты станка 400x400x370 мм
  • Вес 16 кг

Комплектующие и материалы

Вертикальная рама (портал):

Горизонтальная рама (основание)

Крепеж

  • Сухари пазовые M5 (200 шт) и M6 (50 шт)
  • Винты и болты разной длины, гайки и шайбы M4, M5, M6 из ближайшего магазина крепежа по факту

Недостающие элементы рамы (фланцы для двигателя и элементы оси Z сделаны из фанеры 10-12мм)

6000 руб (с изготовлением деталей из фанеры лазерной резкой)

Механические компоненты:

ИТОГО ПО МЕХАНИЧЕСКИМ КОМПОНЕНТАМ

$200 (включая доставку в г.Пермь)

Моторы, переходные муфты

ИТОГО ЗА МОТОРЫ и МУФТЫ — $145 (включая доставку в г.Пермь)

Драйверы, контроллер и всякая мелочь

Итоговая стоимость комплектующих и материалов для станка обошлась в $460-475 (включая всевозможную мелочь, купленную в магазинах)

Немного видео по станку ЧПУ

Видео” по сборке

Чего еще планируется сделать

  1. Поставить концевики ограничивающие ход
  2. Заменить все элементы из фанеры на металлические для увеличения жесткости
  3. Заменить драйверы на TB6560/TB6600 и поднять максимальный ток шаговых движков. Поставить вентиляторы охлаждения ШД. В результате всего этого увеличить скорость перемещения по всем осям в 2-2.5 раза
  4. Установить кронштейн для крепления шланга бытового пылесоса для удаления мусора во время работы
  5. Изготовить кожух (или подобрать пластиковый ящик нужного размера) для всего станка с целью снижения шума и мусора при работе, а также для хранения и транспортировки.
  6. Прикрутить планшет на Windows Или Linux для управления станком
Читайте также:  Как собрать поршневую на бензопиле

По отдельным элементам и этапам сборки и применению планируется цикл статей. Так что до скорых встреч!

Добрый день, друзья!

Материалы для станка:
1. Алюминиевый станочный профиль;
2. Линейные направляющие рельсового типа;
3. Трапецеидальные ходовые винты, метизы;
4. Гибкие кабель-каналы;
5. Шарико-винтовые передачи (ШВП);
6. Шаговые электродвигатели (привод);
7. Шпиндель;
8. Управляющая программа для ПК
Я лично большую часть комплектующих (это механика — направляющие, швп, винты) брал у этих товарищей: ЗЕТЕК. Остальное что-то заказывал из Китая (шаговый мотор), что-то у “Антриба” брал. Искал ответы параллельно на нескольких форумах по электронике и механике, как что лучше. Вот эти форумы самые нормальные: Чипмакер и Форум CNC.
Так вот, алгоритм создания станка следующий:
Шаг 1. Проектирование станка в системе Cad.
Я проектировал в автокаде, мне там проще всего, визуализацию тоже соответственно там делал.
Шаг 2. Создание станины из алюминиевого станочного профиля.
Станина станка выполннена из листовой стали толщиной 12 мм с использованием усиленного алюминиевого станочного профиля.
Шаг 3. Монтаж линейных направляющих.
Направляющими служат профильные шариковые рельсовые направляющие со средним преднатягом (HIWIN). Параллельность направляющих выполняется относительно первой забазированной направляющей.
Шаг 4. Монтаж шарико-винтовых передач (ШВП).
По продольной оси установлены две шарико-винтовых передачи с диаметром винта 25 мм. Данные решения позволили добиться высокой жёсткости в сравнении со станками данного класса.
Шаг 5. Установка шаговых электродвигателей.
Использование шаговых двигателей типоразмера NEMA34 и ШВП (HIWIN) с шагом 10 мм позволяет достигать высоких динамических характеристик, таких как скорость и ускорения, при работе на данном станке.
Шаг 6. Стяжка винтов до нужного преднатяга, устранение возможного люфта.
Шаг 7. Установка и настройка управляющей программы для станка, выбор режимов резания, подбор фрез для обработки материала.
На данном станке установлена программа управления “Linux CNC”, ее можно скачать бесплатно.
Выбор режимов резания и подбор фрез необходимо осуществлять индивидуально под конкретную задачу, исходя из того, какой материал будет обрабатываться на данном станке, с какой скоростью и т.д.
Вообще конечно после сборки было еще много заморочек и недочетов, по жесткости станок получился очень даже неплохой, т.к. использовал ШВП высокоточные и грузуподъемные.
Пробовал обрабатывать на нем алюминий, с легкостью берет, надо вот еще сталь попробовать. Вообще он рассчитан для обработки следующих материалов: дерево, пластик, МДФ, текстолит, графит, цветные металлы.

Технические характеристики станка собрал в табличку:

Визуализация моего станка (вот, что получилось в итоге):

>

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector