Фрезер чпу своими руками. Как собрать фрезерный станок с ЧПУ своими руками: пошаговая инструкция

Как выбрать комплектующие для самодельного фрезерного станка с ЧПУ. Какие инструменты понадобятся для сборки. Как спроектировать и изготовить корпус станка. Как настроить оси и установить двигатели. Как подключить электронику и настроить программное обеспечение. Какие материалы можно обрабатывать на самодельном станке.

Содержание

Комплектующие для самодельного фрезерного станка с ЧПУ

Для сборки простого фрезерного станка с числовым программным управлением (ЧПУ) потребуются следующие основные компоненты:

Шаговые двигатели (как правило, используются NEMA23)
Драйверы шаговых двигателей
Шпиндель (фрезерный двигатель)
Линейные направляющие и подшипники
Ходовые винты (обычно используется шпилька М10)
Плата управления ЧПУ
Блок питания
Компьютер с LPT-портом для управления

Выбирая комплектующие, важно обратить внимание на их совместимость между собой. Шаговые двигатели должны соответствовать по мощности драйверам и плате управления.

Проектирование и изготовление корпуса станка

Корпус самодельного фрезерного станка с ЧПУ обычно изготавливается из листов фанеры толщиной 16-18 мм. Это доступный и удобный в обработке материал. Для проектирования корпуса рекомендуется использовать 3D-моделирование, например в программе AutoCAD.

Основные этапы изготовления корпуса:

Создание 3D-модели станка
Подготовка развертки деталей
Распечатка чертежей в натуральную величину
Перенос чертежей на листы фанеры
Выпиливание деталей электролобзиком
Сверление отверстий под крепеж

При сборке корпуса важно обеспечить максимальную точность и жесткость конструкции. Это напрямую влияет на качество работы станка.

Монтаж линейных направляющих и ходовых винтов

Линейные направляющие обеспечивают точное перемещение рабочих органов станка. Для самодельного ЧПУ-фрезера часто используют гладкие валы диаметром 16-20 мм в сочетании с линейными подшипниками.

Порядок установки линейных направляющих:

Крепление фланцев для валов к корпусу
Установка линейных подшипников на валы
Монтаж валов во фланцы
Выравнивание валов для обеспечения плавного хода

В качестве ходовых винтов в бюджетных станках часто применяется обычная шпилька М10. Ее устанавливают в подшипники и соединяют с шаговыми двигателями через самодельные муфты.

Установка и подключение шаговых двигателей

Шаговые двигатели преобразуют электрические импульсы в механическое вращение ходовых винтов. Для трехосевого станка понадобится 3 двигателя — по одному на каждую ось.

Этапы монтажа шаговых двигателей:

Изготовление креплений для двигателей
Соединение валов двигателей с ходовыми винтами через муфты
Подключение двигателей к драйверам

Соединение драйверов с платой управления ЧПУ

При подключении важно правильно соединить обмотки двигателей и настроить ток драйверов. Это влияет на плавность хода и точность позиционирования.

Как правильно настроить драйверы шаговых двигателей?

Настройка драйверов включает в себя следующие этапы:

Установка микрошага (обычно 1/8 или 1/16)
Настройка тока удержания (70-80% от номинального)
Настройка тока движения (номинальный ток двигателя)
Проверка нагрева двигателей при работе

Правильная настройка обеспечивает оптимальный баланс между точностью, скоростью и нагревом двигателей.

Установка и подключение шпинделя

Шпиндель — это рабочий инструмент станка, который осуществляет фрезерование. Для самодельного ЧПУ часто используются недорогие китайские шпиндели мощностью 300-500 Вт.

Порядок установки шпинделя:

Изготовление кронштейна для крепления

Монтаж шпинделя на ось Z станка
Выравнивание шпинделя перпендикулярно рабочей поверхности
Подключение шпинделя к блоку питания и системе управления

Важно обеспечить жесткое крепление шпинделя и его точное позиционирование относительно рабочего стола. От этого зависит качество обработки.

Настройка электроники и программного обеспечения

Для управления самодельным станком с ЧПУ обычно используется специальное программное обеспечение, например Mach3. Оно устанавливается на управляющий компьютер и взаимодействует со станком через LPT-порт.

Основные этапы настройки:

Установка драйверов платы управления
Настройка портов ввода-вывода в Mach3
Калибровка перемещений по осям
Настройка концевых выключателей
Установка параметров ускорения и торможения

Правильная настройка программного обеспечения критически важна для точной работы станка. Рекомендуется уделить этому этапу особое внимание.

Какие программы нужны для работы на самодельном фрезерном станке с ЧПУ?

Для полноценной работы на станке потребуется следующий набор программ:

CAD-система для создания 3D-моделей (например, Fusion 360)
CAM-программа для генерации управляющих программ (VCarve, ArtCAM)
Программа управления станком (Mach3, LinuxCNC)
Утилиты для настройки драйверов и электроники

Большинство из этих программ имеют бесплатные версии, подходящие для хобби и малого бизнеса.

Тестирование и отладка станка

После сборки и настройки всех компонентов необходимо провести тщательное тестирование станка. Это позволит выявить и устранить возможные проблемы.

Основные этапы тестирования:

Проверка перемещений по всем осям
Калибровка точности позиционирования
Тестовая гравировка на мягком материале
Пробная 3D-обработка
Проверка работы аварийных выключателей

В процессе тестирования важно настроить оптимальные режимы резания для различных материалов и инструментов. Это позволит добиться высокого качества обработки.

Возможности самодельного фрезерного станка с ЧПУ

Несмотря на бюджетность конструкции, самодельный станок с ЧПУ обладает широкими возможностями. На нем можно выполнять следующие виды работ:

2D и 2.5D фрезерование (вырезание контуров, гравировка)
3D-фрезерование несложных рельефов
Сверление и разметка
Раскрой листовых материалов

Станок позволяет обрабатывать дерево, пластик, мягкие металлы. При этом точность обработки может достигать 0.1 мм, что достаточно для большинства любительских задач.

Какие материалы можно обрабатывать на самодельном фрезерном станке с ЧПУ?

На станке можно успешно работать со следующими материалами:

Дерево (массив, фанера, МДФ)
Пластики (оргстекло, ПВХ, полистирол)
Мягкие металлы (алюминий, латунь, медь)

Модельный пластик и воск
Композитные материалы

При выборе режимов резания важно учитывать особенности каждого материала. Это позволит добиться оптимального качества обработки и продлить срок службы инструмента.

3D Фрезерный станок с ЧПУ

3D Фрезерный станок с ЧПУ — 3-х осевой фрезерный станок с ЧПУ. Конструктор купить в Мастер Кит. Драйвер, программы, схема, отзывы, инструкция, своими руками, DIY

У нас Вы можете купить Мастер Кит 3D Фрезерный станок с ЧПУ — 3-х осевой фрезерный станок с ЧПУ. Конструктор: цена, фото, DIY, своими руками, технические характеристики и комплектация, отзывы, обзор, инструкция, драйвер, программы, схема

Мастер Кит, 3D Фрезерный станок с ЧПУ, 3-х осевой фрезерный станок с ЧПУ. Конструктор, цена, описание, фото, купить, DIY, своими руками, отзывы, обзор, инструкция, доставка, драйвер, программы, схема

https://masterkit.ru/shop/1923390

Предназначен для 3D фрезерования и резки

Нет в наличии

25 000

о поступлении на склад

Предназначен для 3D фрезерования и резки

Технические характеристики

Напряжение питания (В)	12
Потребляемая мощность, не более (Вт)	70
Габариты рабочего поля (X,Y, Z), мм	100 х 100 х 50 (без рабочей длины фрезы)
Высота слоя по оси Z, мм	0,1-0,3
Точность по осям X, Y, мм	0,01
Скорость перемещения по осям X, Y, мм/мин	до 20
Скорость перемещения по оси Z, мм/мин	100
Тип рабочего инструмента	Шпиндель, гравер и т. п. (не входит в комплект поставки)
Характеристики рабочего инструмента	Определяется типом рабочего инструмента
Тип материала	Фанера, акрил, цветные металлы
Формат 3D модели	STL, OBJ
Формат 2D модели	Векторная графика (dxf, crd и т.п.)
Интерфейс	USB
Электроника	Arduino
Рабочий стол, крепление заготовки	Двухсторонняя липкая лента, механическое крепление
Вес, не более (г)	3000
Внешние габариты, мм	250 х 350 х 320 (без учета шпинделя)
Вес с упаковкой, г	4

Конструкция устройства

Простой 3-х осевой станок с ЧПУ предназначен для 3D фрезерования и резки. Собранный комплект. Дремель в комплект не входит.

Дополнительная информация

программы с которыми работает станок:

— RepetierHost: программа для управления фрезером

— Skeinforge: программа для перевода 3d-модели в код для фрезера

— Inkspace: графическй редактор с расширением gcodetoolsдля перевода векторной графики в код для фрезера

— Arduino: программа и драйвера для перепрошивки фрезера

Видео

С этим товаром покупают

Обсудить на форуме

Фрезерный станок с ЧПУ в домашних (гаражных) условиях

Набор, с помощью которого можно собрать свой фрезерный станок с ЧПУ.
В Китае продаются готовые станки, обзор одного из них на Муське уже публиковался. Мы же с Вами соберем станок сами. Добро пожаловать…
UPD: ссылки на файлы

Я все-таки приведу ссылку на обзор готового станка mysku.club/blog/aliexpress/27259.html от AndyBig. Я же не буду повторяться, не буду цитировать его текст, напишем все с нуля. В заголовке указан только набор с двигателями и драйвером, будут еще части, постараюсь дать ссылки на всё.
И это… Заранее извиняюсь перед читателями, фотографии в процессе специально не делал, т.к. в тот момент делать обзор не собирался, но подниму максимум фоток процесса и постараюсь дать подробное описание всех узлов.

Цель обзора — не столько похвастаться, сколько показать возможность сделать для себя помощника самому. Надеюсь этим обзором подать кому-то идею, и возможно не только повторить, но и сделать еще лучше. Поехали…

Как родилась идея:

Так получилось, что с чертежами я связан давно. Т.е. моя профессиональная деятельность с ними тесно связана. Но одно дело, когда ты делаешь чертеж, а после уже совсем другие люди воплощают объект проектирования в жизнь, и совсем другое, когда ты воплощаешь объект проектирования в жизнь сам. И если со строительными вещами у меня вроде как нормально получается, то с моделизмом и другим прикладным искусством не особо.

Так вот давно была мечта из нарисованного в автокаде изображения, сделать вжжик — и оно вот в натуре перед тобой, можно пользоваться. Идея эта время от времени проскакивала, но во что-то конкретное оформиться никак не могла, пока…

Пока я не увидел года три-четыре назад REP-RAP. Ну что ж 3Д принтер это была очень интересная вещь, и идея собрать себе долго оформлялась, я собирал информацию о разных моделях, о плюсах и минусах разных вариантов. В один момент перейдя по одной из ссылок я попал на форум, где сидели люди и обсуждали не 3Д принтеры, а фрезерные станки с ЧПУ управлением. И отсюда, пожалуй, увлечение и начинает свой путь.

Вместо теории

В двух словах о фрезерных станках с ЧПУ (пишу своими словами намеренно, не копируя статьи, учебники и пособия).

Фрезерный станок работает прямо противоположно 3Д принтеру.

В принтере шаг за шагом, слой за слоем модель наращивается за счет наплавления полимеров, во фрезерном станке, с помощью фрезы из заготовки убирается «все лишнее» и получается требуемая модель.

Для работы такого станка нужен необходимый минимум.
1. База (корпус) с линейными направляющими и передающий механизм (может быть винт или ремень)
2. Шпиндель (я вижу кто-то улыбнулся, но так он называется) — собственно двигатель с цангой, в которую устанавливается рабочий инструмент — фреза.
3. Шаговые двигатели — двигатели, позволяющие производить контролируемые угловые перемещения.
4. Контроллер — плата управления, передающая напряжения на двигатели в соответствии с сигналами, полученными от управляющей программы.
5. Компьютер, с установленной управляющей программой.
6. Базовые навыки черчения, терпение, желание и хорошее настроение. ))

По пунктам:
1. База.
по конфигурации:

разделю на 2 типа, существуют более экзотические варианты, но основных 2:

С подвижным порталом:
Собственно, выбранная мной конструкция, в ней есть основа на которой закреплены направляющие по оси X. По направляющим оси Х передвигается портал, на котором размещены направляющие оси Y, и перемещающийся по нему узел оси Z.

Со статическим порталом
Такая конструкция представляет и себя корпус он же и является порталом, на котором размещены направляющие оси Y, и перемещающийся по нему узел оси Z, а ось Х уже перемещается относительно портала.

по материалу:
корпус может быть изготовлен из разных материалов, самые распространенные:
— дюраль — обладает хорошим соотношением массы, жесткости, но цена (именно для хоббийной самоделки) все-таки удручает, хотя если на станок имеются виды по серьезному зарабатыванию денег, то без вариантов.
— фанера — неплохая жесткость при достаточной толщине, небольшой вес, возможность обрабатывать чем угодно :), ну и собственно цена, лист фанеры 17 сейчас совсем недорог.
— сталь — часто применяют на станках большой площади обработки. Такой станок конечно должен быть статичным (не мобильным) и тяжелым.
— МФД, оргстекло и монолитный поликарбонат, даже ДСП — тоже видел такие варианты.

Как видите — сама конструкция станка весьма схожа и с 3д принтером и с лазерными граверами.
Я намеренно не пишу про конструкции 4, 5 и 6 -осевых фрезерных станков, т.к. на повестке дня стоит самодельный хоббийный станок.

2. Шпиндель.
Собственно, шпиндели бывают с воздушным и водяным охлаждением.
С воздушным охлаждением в итоге стоят дешевле, т.к. для них не надо городить дополнительный водяной контур, работают чуть громче нежели водяные. Охлаждение обеспечивается установленной на тыльной стороне крыльчаткой, которая на высоких оборотах создает ощутимый поток воздуха, охлаждающий корпус двигателя. Чем мощнее двигатель, тем серьезнее охлаждение и тем больше воздушный поток, который вполне может раздувать во все стороны
пыль (стружку, опилки) обрабатываемого изделия.

С водяным охлаждением. Такой шпиндель работает почти беззвучно, но в итоге все-равно разницу между ними в процессе работу не услышать, поскольку звук обрабатываемого материала фрезой перекроет. Сквозняка от крыльчатки, в данном случае конечно нет, зато есть дополнительный гидравлический контур. В таком контуре должны быть и трубопроводы, и помпа прокачивающая жидкость, а также место охлаждения (радиатор с обдувом). В этот контур обычно заливают не воду, а либо ТОСОЛ, либо Этиленгликоль.

Также шпиндели есть различных мощностей, и если маломощные можно подключить напрямую к плате управления, то двигатели мощностью от 1кВт уже необходимо подключать через блок управления, но это уже не про нас. ))

Да, еще частенько в самодельных станках устанавливают прямые шлифмашины, либо фрезеры со съемной базой. Такое решение может быть оправдано, особенно при выполнении работ недолгой продолжительности.

В моем случае был выбран шпиндель с воздушным охлаждением мощностью 300Вт.

3. Шаговые двигатели.
Наибольшее распространение получили двигатели 3 типоразмеров
NEMA17, NEMA23, NEMA 32
отличаются они размерами, мощностью и рабочим моментом
NEMA17 обычно применяются в 3д принтерах, для фрезерного станка они маловаты, т. к. приходится таскать тяжелый портал, к которому дополнительно прикладывается боковая нагрузка при обработке.
NEMA32 для такой поделки излишни, к тому же пришлось бы брать другую плату управления.
мой выбор пал на NEMA23 с максимальной мощностью для этой платы — 3А.

Также люди используют шаговики от принтеров, но т.к. у меня и их не было и все равно приходилось покупать выбрал всё в комплекте.

4. Контроллер
Плата управления, получающая сигналы от компьютера и передающая напряжение на шаговые двигатели, перемещающие оси станка.

5. Компьютер
Нужен комп отдельный (возможно весьма старый) и причин тому, пожалуй, две:
1. Вряд ли Вы решитесь располагать фрезерный станок рядом с тем местом, где привыкли читать интернетики, играть в игрушки, вести бухгалтерию и т.д. Просто потому, что фрезерный станок — это громко и пыльно. Обычно станок либо в мастерской, либо в гараже (лучше отапливаемом). У меня станок стоит в гараже, зимой преимущественно простаивает, т. к. нет отопления.
2. По экономическим соображениям обычно применяются компьютеры уже не актуальные для домашней жизни — сильно б/у 🙂
Требования к машине по большому счету ни о чем:
— от Pentium 4
— наличие дискретной видеокарты
— RAM от 512MB
— наличие разъема LPT (по поводу USB не скажу, за имением драйвера, работающего по LPT, новинки пока не изучал)
такой компьютер либо достается из кладовки, либо как в моем случае покупается за бесценок.
В силу малой мощности машины стараемся не ставить дополнительный софт, т.е. только ось и управляющая программа.

дальше два варианта:
— ставим windows XP (комп то слабенький, помним да?) и управляющую программу MATCh4 (есть другие, но это самая популярная)
— ставим никсы и Linux CNC (говорят, что тоже очень неплохо все, но я никсы не осилил)

Добавлю, пожалуй, чтоб не обидеть излишне обеспеченных людей, что вполне можно поставить и не пенёк четвертый, а и какой-нибудь ай7 — пожалуйста, если это Вам нравится и можете себе это позволить.

6. Базовые навыки черчения, терпение, желание и хорошее настроение.
Тут в двух словах.
Для работы станка нужна управляющая программа (по сути текстовый файл содержащий координаты перемещений, скорость перемещений и ускорения), которая в свою очередь готовится в CAM приложении — обычно это ArtCam, в этом приложении готовиться сама модель, задаются ее размеры, выбирается режущий инструмент.
Я обычно поступаю несколько более долгим путем, делаю чертеж, а AutoCad потом, сохранив его *.dxf подгружаю в ArtCam и уже там готовлю УП.

Далее начинаем курить форумы и собирать информацию, приведу пару полезных ссылок:
www.cncmasterkit.ru/viewtopic.php?f=18&t=2730
forumcnc.ru/forumdisplay.php?2-%CE%E1%F9%E8%E5-%E2%EE%EF%F0%EE%F1%FB
www.cnczone.ru/forums/index.php?s=9d56244c6c291357dcdde8a4f369a711&showforum=2

Ну и приступаем к процессу создания своего.

Перед проектированием станка принимаем за отправные точки несколько моментов:
— Валы осей будут сделаны из шпильки строительной с резьбой М10. Конечно, бесспорно существуют более технологичные варианты: вал с трапециевидной резьбой, шарико-винтовая передача(ШВП), но необходимо понимать, что цена вопроса оставляет желать лучшего, а для хоббийного станка цена получается вообще космос. Тем не менее со временем я собираюсь провести апгрейд и заменить шпильку на трапецию.
— Материал корпуса станка – фанера 16мм. Почему фанера? Доступно, дешево, сердито. Вариантов на самом деле много, кто-то делает из дюрали, кто-то из оргстекла. Мне проще из фанеры.

Делаем 3Д модель:

Развертку:

Далее я поступил так, снимка не осталось, но думаю понятно будет. Распечатал развертку на прозрачных листах, вырезал их и наклеил на лист фанеры.
Выпилил части и просверлил отверстия. Из инструментов — электролобзик и шуруповерт.
Есть еще одна маленькая хитрость, которая облегчит жизнь в будущем: все парные детали перед сверлением отверстий сжать струбциной и сверлить насквозь, таким образом Вы получите отверстия, одинаково расположенные на каждой части. Даже если при сверлении получится небольшое отклонение, то внутренние части соединенных деталей будут совпадать, а отверстие можно немного рассверлить.

Параллельно делаем спецификацию и начинаем все заказывать.
что получилось у меня:
1. Набор, указанный в данном обзоре, включает в себя: плата управления шаговыми двигателями (драйвер), шаговые двигатели NEMA23 – 3 шт., блок питания 12V, шнур LPTи кулер.
https://aliexpress.com/item/item/3Axis-kit-3PCS-NEMA23-CNC-stepper-motor-81mm-308-oz-in-3A-3-axis-High-speed/719006867.html
2. Шпиндель (это самый простой, но тем не менее работу свою выполняет), крепеж и блок питания 12V.
https://aliexpress.com/item/item/DC-12-48-CNC-300W-Spindle-Motor-Mount-Bracket-24V-36V-For-Engraving-Carving/679287021.html
3. Б/у компьютер Pentium 4, самое главное на материнке есть LPT и дискретная видеокарта + ЭЛТ монитор. Взял на Авито за 1000р.
4. Вал стальной: ф20мм – L=500мм – 2шт., ф16мм – L=500мм – 2шт. , ф12мм – L=300мм – 2шт.
Брал тут, на тот момент в Питере брать получалось дороже. Пришло в течении 2 недель.
duxe.ru/index.php?cPath=37_67_68
5. Подшипники линейные: ф20 – 4шт., ф16 – 4шт., ф12 – 4 шт.
20
https://aliexpress.com/item/item/4pcs-SC20UU-Linear-Ball-Bearing-XYZ-Table-CNC-Router/1214529466.html
16
https://aliexpress.com/item/item/AE-4pcs-SC16UU-Linear-Ball-Bearing-XYZ-Table-CNC-Router/1214431787.html
12
https://aliexpress.com/item/item/4pcs-SC12UU-Linear-Ball-Bearing-XYZ-Table-CNC-Router/1297700376.html
6. Крепления для валов: ф20 – 4шт., ф16 – 4шт., ф12 — 2шт.
20
https://aliexpress.com/item/item/4pcs-SHF20-20mm-Linear-Rail-Shaft-Support-XYZ-Table-CNC/1221841376.html
16
https://aliexpress.com/item/item/4pcs-SHF16-16mm-Linear-Rail-Shaft-Support-XYZ-Table-CNC/1221839349.html
12
https://aliexpress.com/item/item/4pcs-SHF12-12mm-Linear-Rail-Shaft-Support-XYZ-Table-CNC/1221612308. html
7. Гайки капролоновые с резьбой М10 – 3шт.
Брал вместе с валами на duxe.ru
8. Подшипники вращения, закрытые – 6шт.
Там же, но у китайцев их тоже полно
9. Провод ПВС 4х2,5
это оффлайн
10. Винтики, шпунтики, гаечки, хомутики – кучка.
Это тоже в оффлайне, в метизах.
11. Так же был куплен набор фрез
https://aliexpress.com/item/item/10pcs-3-175-1-5-8mm-PCB-Carbide-Cutting-Tools-PCB-End-Milling-Tools-In-Mini/922596359.html

Итак, заказываем, ждем, выпиливаем и собираем.

Изначально драйвер и блок питания для него установил в корпус с компом вместе.

Позже было принято решение разместить драйвер в отдельном корпусе, он как раз появился.

Ну и старенький монитор как-то сам поменялся на более современный.

как я говорил вначале, никак не думал, что буду писать обзор, поэтому прилагаю фотографии узлов, и постараюсь дать пояснения по процессу сборки.

Сначала собираем три оси без винтов, для того чтобы максимально точно выставить валы.
Берем переднюю и заднюю стенки корпуса, крепим фланцы для валов. Нанизываем на оси Х по 2 линейных подшипника и вставляем их во фланцы.

Крепим дно портала к линейным подшипникам, пытаемся покатать основание портала туда-сюда. Убеждаемся в кривизне своих рук, все разбираем и немного рассверливаем отверстия.
Таким образом мы получаем некоторую свободу перемещения валов. Теперь наживляем фланцы, вставляем валы в них и перемещаем основание портала вперед-назад добиваемся плавного скольжения. Затягиваем фланцы.
На этом этапе необходимо проверить горизонтальность валов, а также их соосность по оси Z (короче, чтобы расстояние от сборочного стола до валов была одинаковой) чтобы потом не завалить будущую рабочую плоскость.
С осью Х разобрались.
Крепим стойки портала к основанию, я для этого использовал мебельные бочонки.

Крепим фланцы для оси Y к стойкам, на этот раз снаружи:

Вставляем валы с линейными подшипниками.
Крепим заднюю стенку оси Z.
Повторяем процесс настройки параллельности валов и закрепляем фланцы.
Повторяем аналогично процесс с осью Z.
Получаем достаточно забавную конструкцию, которую можно перемещать одной рукой по трем координатам.
Важный момент: все оси должны двигаться легко, т.е. немного наклонив конструкцию портал должен сам свободно, без всяких скрипов и сопротивления переместиться.

Далее крепим ходовые винты.
Отрезаем строительную шпильку М10 необходимой длины, накручиваем капролоновую гайку примерно на середину, и по 2 гайки М10 с каждой стороны. Удобно для этого, немного накрутив гайки, зажать шпильку в шуруповерт и удерживая гайки накрутить.
Вставляем в гнезда подшипники и просовываем в них изнутри шпильки. После этого фиксируем шпильки к подшипнику гайками с каждой стороны и контрим вторыми чтобы не разболталось.
Крепим капролоновую гайку к основанию оси.
Зажимаем конец шпильки в шуруповерт и пробуем переместить ось от начала до конца и вернуть.
Здесь нас поджидает еще пара радостей:
1. Расстояние от оси гайки до основания в центре (а скорее всего в момент сборки основание будет посередине) может не совпасть с расстоянием в крайних положениях, т.к. валы под весом конструкции могут прогибаться. Мне пришлось по оси Х подкладывать картонку.
2. Ход вала может быть очень тугим. Если Вы исключили все перекосы, то может сыграть роль натяжение, тут необходимо поймать момент натяга фиксации гайками к установленному подшипнику.
Разобравшись с проблемами и получив свободное вращение от начала до конца переходим к установке остальных винтов.

Присоединяем к винтам шаговые двигатели:
Вообще при применении специальных винтов, будь то трапеция или ШВП на них делается обработка концов и тогда подключение к двигателю очень удобно делается специальной муфтой.

Но мы имеем строительную шпильку и пришлось подумать, как крепить. В этот момент мне попался в руки отрез газовой трубы, ее и применил. На шпильку она прямо «накручивается» на двигатель заходит в притирку, затянул хомутами — держит весьма неплохо.

Для закрепления двигателей взял алюминиевую трубку, нарезал. Регулировал шайбами.
Для подключения двигателей взял вот такие коннекторы:

~~Извините, не помню как называются, надеюсь кто-нибудь в комментариях подскажет.~~
Разъем GX16-4 (спасибо Jager). Просил коллегу купить в магазине электроники, он просто рядом живет, а мне получалось очень неудобно добираться. Очень ими доволен: надежно держат, рассчитаны на бОльший ток, всегда можно отсоединить.
Ставим рабочее поле, он же жертвенный стол.
Присоединяем все двигатели к управляющей плате из обзора, подключаем ее к 12В БП, коннектим к компьютеру кабелем LPT.

Устанавливаем на ПК MACh4, производим настройки и пробуем!
Про настройку отдельно, пожалуй, писать не буду. Это можно еще пару страниц накатать.

У меня целая радость, сохранился ролик первого запуска станка:

Да, когда в этом видео производилось перемещение по оси Х был жуткий дребезг, я к сожалению, не помню уже точно, но в итоге нашел то ли шайбу болтающуюся, то ли еще что-то, в общем это было решено без проблем.

Далее необходимо поставить шпиндель, при этом обеспечив его перпендикулярность (одновременно по Х и по Y) рабочей плоскости. Суть процедуры такая, к шпинделю изолентой крепим карандаш, таким образом получается отступ от оси. При плавном опускании карандаша он начинает рисовать окружность на доске. Если шпиндель завален, то получается не круг, а дуга. Соответственно необходимо выравниванием добиться рисования круга. Сохранилась фотка от процесса, карандаш не в фокусе, да и ракурс не тот, но думаю суть понятна:

Находим готовую модель (в моем случае герб РФ) подготавливаем УП, скармливаем ее MACHу и вперед!
Работа станка:

фото в процессе:

Ну и естественно проходим посвящение ))
Ситуация как забавная, так и в целом понятная. Мы мечтаем построить станок и сразу выпилить что-то суперкрутое, а в итоге понимаем, что на это время уйдет просто уйма времени.

В двух словах:
При 2Д обработке (просто выпиливании) задается контур, который за несколько проходов вырезается.
При 3Д обработке (тут можно погрузиться в холивар, некоторые утверждают, что это не 3Д а 2.5Д, т.к. заготовка обрабатывается только сверху) задается сложная поверхность. И чем выше точность необходимого результата, тем тоньше применяется фреза, тем больше проходов этой фрезы необходимо.
Для ускорения процесса применяют черновую обработку. Т.е. сначала производится выборка основного объема крупной фрезой, потом запускается чистовая обработка тонкой фрезой.

Далее, пробуем, настраиваем экспериментируем т.д. Правило 10000 часов работает и здесь 😉
Пожалуй, я не буду больше утомлять рассказом о постройке, настройке и др. Пора показать результаты использования станка — изделия.

Как видите в основном это выпиленные контуры или 2Д обработка. На обработку объемных фигур уходит много времени, станок стоит в гараже, и я туда заезжаю ненадолго.
Тут мне справедливо заметят — а на… строить такую бандуру, если можно выпилить фигуру U-образным лобзиком или электролобзиком?
Можно, но это не наш метод. Как помните в начале текста я писал, что именно идея сделать чертеж на компьютере и превратить этот чертеж в изделие и послужили толчком к созданию данного зверя.

Написание обзора меня наконец подтолкнуло произвести апгрейд станка. Т.е. апгрейд был запланирован ранее, но «руки все не доходили». Последним изменением до этого была организация домика для станка:

Таким образом в гараже при работе станка стало намного тише и намного меньше пыли летает.

Последним же апгрейдом стала установка нового шпинделя, точнее теперь у меня есть две сменные базы:
1. С китайским шпинделем 300Вт для мелкой работы:

2. С отечественным, но от того не менее китайским фрезером «Энкор»…

С новым фрезером появились новые возможности.
Быстрее обработка, больше пыли.
Вот результат использования полукруглой пазовой фрезы:

Ну и специально для MYSKU
Простая прямая пазовая фреза:

Видео процесса:

На этом я буду сворачиваться, но по правилам надо бы подвести итоги.

Минусы:
— Дорого.
— Долго.
— Время от времени приходится решать новые проблемы (отключили свет, наводки, раскрутилось что-то и др.)

Плюсы:
— Сам процесс создания. Только это уже оправдывает создание станка. Поиск решений возникающих проблем и реализация, и является тем, ради чего вместо сидения на попе ровно ты встаешь и идешь делать что-либо.
— Радость в момент дарения подарков, сделанных своими руками. Тут нужно добавить, что станок не делает всю работу сам 🙂 помимо фрезерования необходимо это все еще обработать, пошкурить покрасить и др.

Большое Вам спасибо, если Вы еще читаете. Надеюсь, что мой пост пусть хоть и не подобьет Вас к созданию такого (или другого) станка, но сколько-то расширит кругозор и даст пищу к размышлениям. Также спасибо хочу сказать тем, кто меня уговорил написать сей опус, без него у меня и апгрейда не произошло видимо, так что все в плюсе.

Приношу извинения за неточности в формулировках и всякие лирические отступления. Многое пришлось сократить, иначе текст бы получился просто необъятный. Уточнения и дополнения естественно возможны, пишите в комментариях — постараюсь всем ответить.

Удачи Вам в Ваших начинаниях!

Update:

Обещанные ссылки на файлы:
yadi. sk/d/B5auVp9lt239P — чертеж станка,
yadi.sk/d/TNRUyj55t23JT — развертка,
формат — dxf. Это значит, что Вы сможете открыть файл любым векторным редактором.
3Д модель детализирована процентов на 85-90, многие вещи делал, либо в момент подготовки развертки, либо по месту. Прошу «понять и простить». )

Фрезерный станок с ЧПУ: определение и принципы работы

Фрезерный станок с числовым программным управлением (ЧПУ) — это станок, предназначенный для вырезания сложных форм из мягких материалов, таких как дерево, пластик, пенопласт, просеянный металл и, в некоторых случаях, сталь. Фрезерный станок с ЧПУ ограничен относительно тонкими материалами, такими как деревянные доски или металлические пластины, поскольку режущий инструмент имеет ограниченное движение вдоль оси Z. Этот процесс отличается от фрезерных станков с ЧПУ, которые имеют больший диапазон движения по оси Z.

Станок с ЧПУ использует набор сгенерированных компьютером инструкций, называемых G-кодом, для автоматического перемещения высокоскоростного вращающегося режущего инструмента по различным координатам для вырезания рисунка. В этой статье будут рассмотрены различные компоненты фрезерного станка с ЧПУ, какое программное обеспечение использовать с ним, материалы, которые можно резать, и описаны некоторые распространенные промышленные приложения, в которых используется эта технология.

Что такое фрезерный станок с ЧПУ?

Фрезерный станок с ЧПУ представляет собой субтрактивный производственный процесс, в котором используется вращающийся инструмент для удаления материала с дерева, пенополиуретана, пластика и мягких металлов. Фрезерный станок с ЧПУ обычно имеет портальную конструкцию, в которой шпиндель перемещается влево и вправо по оси x и вперед и назад по оси y. Фрезерный станок с ЧПУ отличается от стандартного фрезерного станка с ЧПУ тем, что он не предназначен для высокоскоростной резки сложных геометрических форм из твердых металлов. Портальные фрезерные станки с ЧПУ, как правило, менее жесткие, чем стандартные фрезерные станки с ЧПУ, и при резке более твердых металлов. По этой причине они ограничиваются резкой более мягких материалов, таких как дерево, мягкие металлы и, в некоторых случаях, сталь. Следует также отметить, что фрезеры имеют ограниченное перемещение по оси Z, что означает, что они не могут создавать глубокие отверстия и пазы. Для получения дополнительной информации см. наше руководство по обработке с ЧПУ.

Типичный фрезерный станок с ЧПУ показан на рисунке 1 ниже:

Слайд 1 из 1

Рисунок 1: Фрезерный станок с ЧПУ — Изображение предоставлено Shutterstock/Pixel B

Как работает фрезерный станок с ЧПУ?

Фрезерный станок с числовым программным управлением (ЧПУ) работает путем перемещения инструмента в определенные координаты x, y и z по всей доступной рабочей области станка. Фрезерный станок или высокоскоростной шпиндель с режущим инструментом затем удаляет материал в нужных местах. В зависимости от материала и обрабатываемой детали могут использоваться различные режущие инструменты. Эти инструменты можно заменить вручную или, в случае более продвинутого станка, ATC (автоматическое устройство смены инструмента) может заменить инструменты.

Что управляет фрезерным станком с ЧПУ?

Фрезерный станок с ЧПУ управляется набором серводвигателей. Эти двигатели получают информацию о своем положении от платы управления, которая преобразует предоставленный пользователем G-код в точные наборы координат для удаления материала, что в конечном итоге приводит к получению готовой детали.

Где используется фрезерный станок с ЧПУ?

Дереворежущие станки с ЧПУ широко используются в деревообрабатывающей промышленности для производства функциональных и декоративных компонентов для изысканной мебели.

С чем можно сравнить фрезерный станок с ЧПУ?

Фрезерный станок с ЧПУ можно сравнить с фрезерным станком с ЧПУ. Оба они перемещают режущие инструменты в заранее запрограммированные положения, чтобы вырезать деталь из твердого материала. Однако ключевое отличие заключается в том, что фрезерный станок с ЧПУ может обрабатывать более твердые материалы, такие как сталь, а также дерево и пластик, сохраняя при этом более высокий уровень точности. Фрезерные станки с ЧПУ также имеют большую площадь резания и поэтому лучше подходят для больших растений или листов.

В чем основное преимущество фрезерного станка с ЧПУ?

Основным преимуществом фрезерного станка с числовым программным управлением (ЧПУ) является его низкая стоимость по сравнению с фрезерным станком с ЧПУ. Доступность делает фрезерно-фрезерный станок с ЧПУ доступной технологией, которую могут легко приобрести малые предприятия и которая может значительно повысить общую производительность компании.

Какое программное обеспечение используется в фрезерном станке с ЧПУ?

Для работы на фрезерном станке с ЧПУ требуются программные пакеты CAD (автоматизированное проектирование) и CAM (автоматизированное производство). Программное обеспечение САПР используется для создания 3D-модели желаемой детали. Программное обеспечение CAM преобразует модель CAD в набор машиночитаемых инструкций, называемых G-кодом.

Из каких частей состоит фрезерный станок с ЧПУ?

Фрезерно-фрезерный станок с ЧПУ состоит из четырех основных компонентов, как описано ниже:

Станина: Станина — это место, где крепится заготовка. Некоторые станины будут иметь несколько отверстий или точек крепления, чтобы упростить установку зажимного оборудования, чтобы зафиксировать необработанный материал на месте во время операций резки.
Контроллер: Элементы управления обычно состоят из нескольких шаговых контроллеров для управления движением шаговых двигателей и скоростью шпинделя/маршрутизатора.
Двигатели: Фрезерный станок с ЧПУ имеет шаговый двигатель или серводвигатель для каждой из трех осей движения. Шаговые двигатели обычно используются на более дешевых машинах для любителей, тогда как сервоприводы обеспечивают лучшую точность позиционирования и стоят дороже. Отдельный высокоскоростной двигатель вращает режущий инструмент.
Шпиндель/Фрезер: Шпиндель используется для вращения режущего инструмента до требуемой рабочей скорости. Шпиндель часто устанавливается на платформе над станиной. Этот портал может перемещаться влево и вправо по оси x и вперед и назад по оси y.

Для получения дополнительной информации см. наше руководство «Части фрезерного станка с ЧПУ — Компоненты фрезерного станка с ЧПУ».

Какие материалы можно резать на фрезерном станке с ЧПУ?

Фрезерный станок с числовым программным управлением (ЧПУ) в основном предназначен для резки неметаллических материалов, таких как МДФ (древесноволокнистая плита средней плотности), фанера, акрил, пенополиуретан и лист полиэтилена. Он также может резать более мягкие металлы, такие как латунь, алюминий и, в некоторых случаях, сталь. Фрезерные станки с ЧПУ редко используются для резки более твердых материалов, таких как сталь, поскольку общая геометрия и метод изготовления фрезерного станка делают резку таких материалов сложной и подверженной ошибкам. Однако фрезерные станки с ЧПУ можно использовать для гравировки надписей на более твердых материалах, таких как гранит.

В каких отраслях используются фрезерные станки с ЧПУ?

Фрезерные станки с ЧПУ являются недорогой альтернативой фрезерным станкам с ЧПУ и используются в ряде отраслей, некоторые из которых перечислены ниже:

Мебель: фрезерные станки с ЧПУ используются для производства широкого спектра компонентов, связанных с мебелью. из дерева или пластика.
Литье: Фрезерные станки с ЧПУ используются для изготовления деревянных моделей, которые, в свою очередь, используются для изготовления песчаных форм для литья металла. Деревянные модели недороги и могут быть быстро обработаны на фрезерном станке.
Упаковка: фрезерные станки с ЧПУ могут легко нарезать пенопласт на нестандартные корпуса для чувствительных или дорогостоящих продуктов. Эти знаки могут быть изготовлены из дерева или пластика.

Можно ли использовать фрезерный станок с ЧПУ в столярной мастерской?

Да, фрезерные станки с ЧПУ – обычное дело в большинстве столярных мастерских. Они стали незаменимым инструментом для изготовления таких простых компонентов, как дверцы шкафов, и таких сложных, как трехмерные произведения искусства.

Какой фрезерный станок с ЧПУ лучше купить?

Решение о том, какой фрезерный станок с числовым программным управлением (ЧПУ) лучше купить, во многом зависит от типа выполняемой работы, а также от уровня квалификации оператора. Для начинающих, занимающихся мелкосерийной резкой дерева и пенопласта, Shapeoko является идеальным самодельным фрезерным станком с ЧПУ. Эта модель широко используется в индустрии производителей DIY, и поэтому существует множество информации о том, как их оптимально использовать. Однако, если ассортимент продукции включает в себя крупные компоненты промышленного масштаба, то уместна более надежная машина. ELECNC 2130, который может автоматически загружать материал, менять инструменты и маркировать компоненты, был бы отличным выбором. Эти машины требуют значительных капиталовложений, поэтому важно полностью оценить экономическое обоснование перед покупкой такой машины.

В чем разница между фрезерным станком с ЧПУ и шпинделем?

Шпиндель обычно является частью фрезерного станка, к которой крепится режущий инструмент. Затем шпиндель вращает инструмент с высокой скоростью, чтобы он мог вырезать деталь. В некоторых случаях на фрезерном станке с ЧПУ устанавливается специально разработанный шпиндель, тогда как для более дешевых станков стандартный серийный фрезерный станок часто устанавливается на оси X станка в качестве более дешевой альтернативы шпинделю.

Резюме

В этой статье представлен фрезерный станок с ЧПУ, объясняется, что это такое, и обсуждаются вопросы, которые необходимо учитывать при его использовании в производстве. Чтобы узнать больше о фрезерных станках с ЧПУ, обратитесь к представителю Xometry.

Xometry предоставляет широкий спектр производственных возможностей, включая обработку с ЧПУ и другие дополнительные услуги для всех ваших потребностей в прототипировании и производстве. Посетите наш веб-сайт, чтобы узнать больше или запросить бесплатное предложение без каких-либо обязательств.

Заявление об ограничении ответственности

Содержание, представленное на этой веб-странице, предназначено только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении точности, полноты или достоверности информации. Любые рабочие параметры, геометрические допуски, особенности конструкции, качество и типы материалов или процессов не должны рассматриваться как представляющие то, что будет поставляться сторонними поставщиками или производителями через сеть Xometry. Покупатели, которым нужны расценки на детали, несут ответственность за определение конкретных требований к этим частям. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими условиями для получения дополнительной информации.

Команда Xometry

Эта статья была написана различными участниками Xometry. Xometry — это ведущий ресурс по производству с помощью станков с ЧПУ, изготовления листового металла, 3D-печати, литья под давлением, литья уретана и многого другого.

А вот и курс по созданию собственного фрезерного станка с ЧПУ | Маршрутизатор с ЧПУ Roctech

Что означает слово ЧПУ? ЧПУ на самом деле означает компьютерное числовое управление. Это означает, что компьютер преобразует дизайн, созданный программным обеспечением автоматизированного проектирования (САПР), в числа. Числа можно рассматривать как координаты графика, и тогда они будут использоваться для управления движением фрезы. Таким образом, компьютер контролирует резку и формовку материала.

Наш курс «Сборка фрезерного станка с ЧПУ» снова состоится в апреле, и я очень рад этому. Я люблю строить, программировать и использовать фрезерные станки с ЧПУ, но смотреть фотографии учеников этого класса еще веселее. Так много людей построили свои собственные машины за последний год, и они поделились фотографиями процесса и своих готовых проектов в галереях курса.

Проект довольно прост, и любой, у кого есть несколько основных инструментов и навыки работы с деревом, может его построить. На предыдущих сессиях некоторые люди точно следовали планам. Но несколько студентов внесли несколько простых модификаций и улучшений. Одной из первых изменений в конструкции была показанная выше тяговая цепь, которая удерживает провода в порядке и не мешает им. Всего за несколько долларов студент, построивший эту машину, смог значительно улучшить ее внешний вид и производительность.

В проекте есть несколько механических компонентов, и я дал ссылку на веб-сайт, где студенты могут их приобрести. Но можно сэкономить несколько долларов, изготовив некоторые из этих компонентов, что и сделал Кевин Р. с машиной, показанной выше. На каждой оси есть четыре металлических кольца, которые удерживают валы на месте, но их можно сделать и из МДФ. Это хороший способ сэкономить около 50 долларов, и вы можете увидеть, как это работает на фото.

Закрепление заготовки — одна из самых больших проблем при фрезеровании с ЧПУ. В больших коммерческих машинах используются вакуумные системы для удержания деталей на месте, но в небольших машинах могут использоваться механические зажимы. Тони С. проложил пару дадо по оси X своего фрезера и установил Т-образные направляющие. Теперь он может использовать зажимы и перьевые доски для удержания заготовок во время фрезерования. Сборка Тони должна воодушевить людей, которые думают, что они слишком упрямы, чтобы попробовать эту новую технологию. Он начинает заниматься ЧПУ в 70 лет.

Моя любимая модификация от студента по имени Рэй С. Я включил в курс две модели SketchUp: одну для станка с фиксированным порталом, а другую для версии с подвижным порталом. Большинство студентов решили построить станок с фиксированным порталом, потому что курс посвящен именно ему. Но Рэй построил ЧПУ с подвижным порталом. Он также сделал несколько приятных обновлений. Чтобы обеспечить дополнительную поддержку оси X, он вставил два куска трубчатой стали в пазы в передней и задней части машины. Он добавил кнопку аварийной остановки, которая, по словам любого опытного оператора ЧПУ, рано или поздно пригодится. Кроме того, его машина легкая и прочная, потому что он построил ее из 3/4-дюймовой фанеры вместо МДФ.

Как бы мне ни нравились эти модификации, я был в восторге, когда увидел первые студенческие фотографии машины точно, а в некоторых случаях почти точно так, как я ее спроектировал. Кент Д. был одним из первых студентов, завершивших проект. Это фрезерный станок с ЧПУ Kent на фотографии выше.

Сборка фрезерного станка с ЧПУ — это всегда увлекательный курс, и я думаю, это потому, что между студентами так много взаимодействия. Когда кто-то задает вопрос в ходе обсуждения, другие студенты часто отвечают, прежде чем я успеваю вставить свои пять копеек.