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).
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.
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.
