Самодельный ЧПУ станок

Как сделать самодельный ЧПУ станок из фанеры

В последнее время ЧПУ-станки уже не выглядят какой-то диковиной вещью и стали более доступны для приобретения, но цены на готовые образцы еще сильно кусаются, поэтому гораздо выгоднее заняться сборкой ЧПУ фрезера своими руками. Практически все комплектующие для сборки ЧПУ станка можно приобрести на АлиЭкспресс и на ближайшем строительном рынке.

В этой статье мы посмотрим на изготовление легкого самодельного ЧПУ станка. Этот станок позиционируется, как недорогой инструмент для фрезеровки дерева и пластика.  В отличии от варианта показанного в статье Простой ЧПУ станок эта самоделка ориентированна именно на работу, а не на тесты электроники и познавание первичных уроков ЧПУ обработки. Фрезер с числовым программным управлением описанный в этой статье можно изготовить с помощью обычных инструментов, есть несколько деталей для которых желателен 3D принтер, но их можно изготовить, так же как и корпус, из многослойной фанеры.

Инструменты и материалы для изготовления самодельного ЧПУ станка:

-Березовая фанера толщиной 15 мм.
-МДФ 600x570 мм толщиной 10-20 мм;
-Алюминиевый T-образный профиль 1м - 8 шт;
-Шуруп для дерева длиной от 22 до 30 мм -142 шт;
-Болт с гайкой M4 с плоской головкой длиной 25 мм - 8 шт;
-Болт M5 с шестигранной головкой, гайкой и шайбой длина 35 мм - 32 шт;
-Болт M5 с шестигранной головкой, гайкой и шайбой длина 16 мм - 32 шт;
-Резьбовой стержень M5 - 1 м;
-Резьбовой стержень M8 - 1 м;
- M8 гайка - 12 шт;
-Шайба М8 - 20 шт;
-Шайба М8 - 20 шт;
-Подшипник с V-образной канавкой - 16 шт;
- GT2 ремень GT2 шириной 6 мм, шаг 2 мм 5 метров;
-Ремень GT2 280, ширина 6 мм, шаг 2 мм;
-Два держателя для ремня GT2;
-Три GT2 шкива 6,35 мм;
-MR148zz подшипник для резьбового стержня на оси Z;
-GT2 шкив 8 мм;
-Подшипник шкива GT2 5 мм - 2 шт;
-300-мм ходовой винт оси Z;
-Разъем питания;
-Блок питания 24В 15А;
-608zz шарикоподшипник Dint 8 мм - 8 шт;
- Nema 23 шаговый двигатель 270oz.in, 3A, модель 23HS8430 - 3 шт;
-Драйвер шагового двигателя TB6560 3A - 3шт;
-Провода 22AWG по 2 метра каждый, 4 цвета;
-684ZZ подшипники - 20 шт;
-Фрезер Makita RT0700C;
-Ардуино Uno;
-Дрель;
-Гравер;
-Лобзик;
-Слесарный инструмент;  

Изначально вместо чертежа подготавливается эскизный рисунок,по которому будет собираться ЧПУ станок.  Чертежи фанерного ЧПУ станка можно скачать по ссылке в конце статьи.

Сборка станка начинается с подготовки всех будущих деталей.

Самый простой способ проконтролировать изготовление - сделать бумажные шаблоны и по ним уже изготавливать детали из фанеры. 

На фото ниже - заготовки для изготовления рельс по которым будут двигаться оси Y и Z. Алюминиевый уголок выбран по причине низкой цены, однако он будет изнашиваться, если вам нужна долговечность и возможность обработки металлов, то надо ставить линейные направляющие, например такие: Линейная направляющая SBR12.

Направляющие нужно установить четко по уровню с равным расстоянием по всей длине. Вообще - геометрия сборки это одно из главных условий для хорошей работы ЧПУ станка.

Собирая корпус ЧПУ станка следите за перпендикулярностью стенок.

Ниже - фото самодельных направляющих из алюминиевого профиля. Как уже писалось выше -не ждите от них большой прочности!

Собираем ось Х.

Начинается все со сборки деревянных деталей, а затем к ним закрепляются направляющие.

Сборка оси Z так же не представляет сложности.

На ней используются те же самые самодельные направляющие из алюминиевого профиля.

Особенностью конструкции данного ЧПУ станка является установка на оси Z двух моторов, второй мотор двигает этот блок по оси X.

 

Ниже фото узла с установленной парой моторов. Вверху мотор для оси Z, внизу мотор для оси Y. Сбоку между ними установлены подшипники.

Они будут использоваться для прижима ремня оси Y к шестеренке шагового двигателя. Это позволит избежать проскакивания ремня и потери шагов при работе.

С обратной стороны устанавливаются шпильки М5 и подшипники с канавкой.

Крепление шпинделя печатается на 3D-принтере, эту операцию можно заказать или изготовить детали крепления шпинделя с помощью другого способа.

Вот так выглядит место установки шпинделя.

Файлы для печати крепления можно скачать по ссылке в конце статьи.

Теперь остается только скрутить все детали в единое целое.

В пространство между подшипниками устанавливаются пластиковые детали напечатанные на 3д принтере. Фиксация осуществляется с помощью стяжки.

Ходовой винт оси Z вращается с помощью небольшого ремня, натяжка его осуществляется с помощью подшипника.

На фото ниже видео ходовой винт и гайка. Ходовой винт выполнен из обычной строительной шпильки.

Фиксация ремня на оси выполняется подручными средствами.

Использовать для этого шуруп - варварство, но,это работает.

Ремень оси X устанавливается между двумя направляющими.

Нижеследующие детали не обязательно вытачивать из алюминия, на них нет нагрузки и их можно напечатать. Файлы можно скачать вместе с чертежами ЧПУ станка по ссылке в конце статьи.

На задней панели находится система, которая соединяет два ремня с одним шаговым двигателем через вал. Вал - это резьбовой стержень M8. Он вращается в подшипниках. Нижняя часть крепится с помощью трех шурупов. Два болта M5 нужны для крепления опоры с подшипником и регулировки натяжения.

Электроника.
В ЧПУ станке используется программное обеспечение GRBL 0,9  скачать его можно здесь. Установка проста, просто следуйте инструкциям на сайте. Затем нужно подключить три шаговых драйвера к Arduino, следуя фотографиям.

К драйверам подключаем шаговые двигатели.

Теперь дело за блоком питания.

Для облегчения наблюдения за работой станка установлена светодиодная лента. Светодиоды загораются, когда станок включен.

Настройка электроники ЧПУ станка.

Теперь, когда электроника смонтирована и GRBL установлена на Arduino, нужно произвести некоторые настройки. Проще всего использовать Universal Gcode Sender.

Шаги по настройке:
Сначала подключите Arduino к компьютеру с установленным Universal Gcode Sender.
Запустите программу.
Установите скорость передачи 115200 и выберите «Firmware GRBL».
Клик "Open".
Должно быть такое меню.

Затем нужно настроить GRBL с помощью этих инструкций. На вкладке «Machine Control» можно переместить три оси и проверить их работу.

Проверить работу проще всего установив карандаш вместо фрезы, просто закрепляем его на оси Z,

Когда все заработало - ставим фрезу и пробуем ЧПУ станок в работе.

Все готово. Станок получился с простым дизайном. Его легко построить. Пыль не разлетается по всей комнате. Большая точность по осям Z и Y. Стоимость не превышает 550 долларов.

Чертежи ЧПУ станка из фанеры

• Скачать чертежи простого фанерного ЧПУ станка можно здесь.

Автор станка unclescrooge.

СамодельныйЧПУ станок