Чпу станок своими руками из фанеры

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 04.10.2024

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…

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.

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

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 MATCH3 (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.

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.

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.

Устанавливаем на ПК MACH3, 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.

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.

Делать станки из фанеры своими руками не так сложно, как кажется. Обязательно необходимо только изучить базовые чертежи самодельных аппаратов ЧПУ. Умелый подход позволяет делать токарные станки по дереву своими руками и другие самоделки различного профиля.

Особенности

Опытные специалисты давно знают, что самодельные ЧПУ из фанеры в ряде случаев не уступают полноценным металлическим аналогам заводского изготовления. Подобные конструкции используются, конечно, только там, где нет значительных механических напряжений, сильных вибраций, нагрева и необходимости отводить тепло водой. Технические качества фанерных аппаратов вполне могут быть на приличном уровне. При этом стоимость такой техники щадящая.

Внимание: такие системы рассчитаны лишь на частное использование. Фанерный станок не пригодится в качестве полноценного производственного рабочего места. Прежде чем его делать, нужно трезво оценить свои способности и знания в области столярного искусства. При отсутствии специальных навыков и умения работать с электроинструментами о самостоятельном изготовлении станков придется позабыть.

Кроме того, придется внимательно отбирать основной конструкционный материал.

Конструкция

На станки, даже наименее ответственные, нельзя пускать листы толщиной меньше 0,6 см. Во всяком случае, это относится к опорным и несущим частям сборки. Иногда исключение делают для кожухов и других легких частей. Однако и тогда приходится тщательно взвешивать все за и против, чтобы дать правильную оценку отобранным деталям. Ошибки при их выборе могут быть фатальными.

Некоторые эксперты полагают, что листа толщиной от 1 до 1,2 см вполне достаточно для отдельных станков, к примеру, если речь идет о раскройном столе. Другие специалисты исходят из того, что нужны всегда части большой толщины, даже для второстепенных участков конструкции. Существует также мнение, что склеенные из средней по толщине фанеры объемные детали эффективнее гасят вредные колебания при эпизодической вибрации. Но настоящие мастера всегда отдают предпочтение соображениям надежности и безопасности. Потому-то они стараются максимально использовать фанерные листы толщиной от 19 мм и более, несмотря на тяжесть и значительные цены.

Но ориентироваться только на одну толщину не следует. Обязательно надо учитывать тип исходной древесины. Хвойное дерево легче и мягче, его применяют главным образом для второстепенных узлов. Лиственный шпон дороже, и все же его используют чаще. А вот различия химического состава клеев и уровень стойкости к влаге практически не играют роли, вполне достаточно в большинстве случаев фанеры сорта ФК.

Что куда значимее, так это категория шпона. Увеличение числа сучков грозит растрескиванием и расслоением. Опытные профессионалы стараются брать листы второго сорта и выше. Не стоит пытаться покупать очень дешевый нешлифованный материал. Довести его до нужных параметров в кустарных условиях практически нереально.

Полностью шлифованные заготовки к тому же легче клеить.

В качестве оптимального кустарного образца можно рассматривать фанерный станок 4 в 1. Такая конструкция подразумевает использование коробки размером 54х32х88 см и стола величиной 65х98 см. Фанера на эти части идет толщиной 10 и 18 мм соответственно. Сечение дискового шлифовального узла в норме составит 18 см. Для работы по дереву нужен иной аппарат, типы резко отличаются, а именно:

распиливающий на базе ручной циркулярной пилы;
лобзиковый;
с применением дрели;
универсальная модель, подходящая для навешивания различных приспособлений.

Варианты самоделок

На основе фанеры вполне можно изготовить приличный токарный станок. Для работы понадобятся, кроме самого материала, следующие элементы:

клей;
пила циркулярная и пила торцовочная;
карандаш или маркер, линейка (для отметок);
фиксирующие струбцины;
подшипники, краска, шурупы, шуруповерт;
пластина из металла, электродвигатель и шкив;
ряд других деталей.

Для формирования основания станка применяют клееную фанеру толщиной 1,2 см. После нарезки и склеивания заготовок края торцуют, а пазы используют для установки стоек. Переднюю бабку также делают из фанеры, в ней необходимо просверлить отверстие под подшипник. Некоторые гайки и шайбы целесообразно сажать на клей. Ширина платформы и направляющей части должна совпадать, причем качественно сделанная платформа с зажимами свободно ходит в двух плоскостях.

Из фанеры можно сделать, разумеется, еще и сверлильный аппарат. Поскольку он обычно рассчитывается на сравнительно небольшие заготовки, можно применять фанерные листы толщиной 1 см. Все детали требуется подгонять максимально плотно, чтобы не было визуально заметных разрывов. Важно: листовой материал плохо переносит грубые механические воздействия, поэтому стыковка частей на гвозди и саморезы будет плохой идеей, можно применять лишь шипы и пазы, да еще иногда клей ПВА для максимального упрочнения.

Если планируется с помощью фанерного станка сверлить другие фанерные заготовки, требуется предусмотреть место для подкладки еще одного листа. В противном случае обрабатываемые изделия могут растрескаться и даже расколоться. Окрашивание аппаратов для сверления не слишком оправдано. Они подвергаются очень интенсивным вибрационным, тепловым и механическим воздействиям. А вот нанесение грунтовки очень даже полезно, особенно в мастерских, лишенных отопления.

Возможна и сборка фрезерных или деревообрабатывающих станков с ЧПУ. Траектория обрабатывающей части (как и в других типах) рассчитывается по трем осям. Если места в мастерской не хватает, можно использовать универсальные станины, рассчитанные на широкий спектр инструментов. Обычно рабочее поле составляет 60х90 см с вертикальным ходом 25 см.

Но если сделать чуть меньше, то никаких проблем обычно не возникает.

Есть две основных схемы устройства любых фанерных самодельных станков. В одном варианте движется стол, а портал остается неподвижен, во втором – роли меняются. Первый способ позволяет упростить конструкцию, но пригоден лишь для очень малых рабочих столов. Поэтому на практике гораздо чаще используют подход с перемещением портала и неподвижностью стола. Но и во второй схеме могут быть частные варианты.

Прежде всего, они касаются использования единственного центрального или двух боковых приводов. Вариант с 2 приводами подходит для сравнительно громоздких конструкций. Он позволяет минимизировать риск перекашивания портала относительно направляющих. При этом вся сборка имеет отличную жесткость. Величина обрабатываемой области определяется теми задачами, которые предстоит решать.

Часто полагают, что геометрия портала, пропорции дистанции между осями и рабочими направляющими, промежутки между подшипниками могут быть рассчитаны только с учетом сопромата и точной механики. Это во многом верно, но базовые моменты доступны даже неспециалистам, а именно:

уменьшение зазора над столом позволяет повысить жесткость конструкции;
оси тоже следует делать жестче и не слишком большой длины;
по возможности следует наращивать разрыв между направляющими по оси X, чтобы уменьшить ненормальное закручивание;
центр тяжести портала должен соответствовать точке расположения фрезы и при этом оказываться между подшипниками оси Y (из-за этого часто вертикальные стойки изгибаются назад);
требуется применять только приводные винты ШВП, дающие наименьший люфт;
винт должен оснащаться парой независимых подшипников и присоединяться к мотору через гибкую муфту (тогда достигается баланс простоты и качества)
сборка всех ключевых деталей может вестись на ящичных шипах (это куда эстетичнее, чем топорщащиеся во все стороны гайки).

Как сделать своими руками?

Выбрать пазы и отверстия поможет ручная фреза. Двигать инструментами нужно плавно, чтобы минимизировать сколы. То же самое достигается использованием простого скотча. После окончательной сборки все поверхности и грани требуется отшлифовать. В качестве грунта можно применять смесь воды и ПВА в равных долях.

О том, как сделать ленточный шлифовальный станок из фанеры своими руками, вы можете узнать из видео ниже.

Целью этого проекта является создание настольного станка с ЧПУ. Можно было купить готовый станок, но его цена и размеры меня не устроили, и я решил построить станок с ЧПУ с такими требованиями:
- использование простых инструментов (нужен только сверлильный станок, ленточная пила и ручной инструмент)
- низкая стоимость (я ориентировался на низкую стоимость, но всё равно купил элементов примерно на $600, можно значительно сэкономить, покупая элементы в соответствующих магазинах)
- малая занимаемая площадь(30"х25")
- нормальное рабочее пространство (10" по оси X, 14" по оси Y, 4" по оси Z)
- высокая скорость резки (60" за минуту)
- малое количество элементов (менее 30 уникальных)
- доступные элементы (все элементы можно купить в одном хозяйственном и трех online магазинах)
- возможность успешной обработки фанеры

Станки других людей

Вот несколько фото других станков, собравших по данной статье

Фото 1 – Chris с другом собрал станок, вырезав детали из 0,5" акрила при помощи лазерной резки. Но все, кто работал с акрилом знают, что лазерная резка это хорошо, но акрил плохо переносит сверление, а в этом проекте есть много отверстий. Они сделали хорошую работу, больше информации можно найти в блоге Chris’a. Мне особенно понравилось изготовление 3D объекта при помощи 2D резов.

Фото 2 - Sam McCaskill сделал действительно хороший настольный станок с ЧПУ. Меня впечатлило то, что он не стал упрощать свою работу и вырезал все элементы вручную. Я впечатлён этим проектом.

Фото 3 - Angry Monk's использовал детали из ДМФ, вырезанные при помощи лазерного резака и двигатели с зубчато-ремённой передачей, переделанные в двигатели с винтом.

Фото 4 - Bret Golab's собрал станок и настроил его для работы с Linux CNC (я тоже пытался сделать это, но не смог из-за сложности). Если вы заинтересованы его настройками, вы можете связаться с ним. Он сделал великую работу!

Характеристики станка

Резак: Dremel или Dremel Type Tool

Параметры осей:

Ось X
Расстояние перемещения: 14"
Привод: Зубчато-ременная передача
Скорость: 60"/мин
Ускорение: 1"/с2
Разрешение: 1/2000"
Импульсов на дюйм: 2001

Ось Y
Расстояние перемещения: 10"
Привод: Зубчато-ременная передача
Скорость: 60"/мин
Ускорение: 1"/с2
Разрешение: 1/2000"
Импульсов на дюйм: 2001

Ось Z (вверх-вниз)
Расстояние перемещения: 4 "
Привод: Винт
Ускорение: .2"/с2
Скорость: 12"/мин
Разрешение: 1/8000 "
Импульсов на дюйм: 8000

Необходимые инструменты

Я стремился использовать популярные инструменты, которые можно приобрести в обычном магазине для мастеров.

Электроинструмент:
- ленточная пила или лобзик
- сверлильный станок (сверла 1/4", 5/16", 7/16", 5/8", 7/8", 8мм (около 5/16")), также называется Q
- принтер
- Dremel или аналогичный инструмент (для установки в готовый станок).

Ручной инструмент:
- резиновый молоток (для посадки элементов на места)
- шестигранники (5/64", 1/16")
- отвертка
- клеевой карандаш или аэрозольный клей
- разводной ключ (или торцевой ключ с трещоткой и головкой 7/16")

Необходимые материалы

В прилагаемом PDF файле (CNC-Part-Summary.pdf) предоставлены все затраты и информация о каждом элементе. Здесь предоставлена только обобщенная информация.

Листы --- $ 20
-Кусок 48"х48" 1/2" МДФ (подойдет любой листовой материал толщиной 1/2" Я планирую использовать UHMW в следующей версии станка, но сейчас это выходит слишком дорого)
-Кусок 5"x5" 3/4" МДФ (этот кусок используется в качестве распорки, поэтому можете брать кусок любого материала 3/4")

Двигатели и контроллеры --- $ 255
-О выборе контроллеров и двигателей можно написать целую статью. Коротко говоря, необходим контроллер, способный управлять тремя двигателями и двигатели с крутящим моментом около 100 oz/in. Я купил двигатели и готовый контроллер, и всё работало хорошо.

Программное обеспечение --- (бесплатно)
-Необходима программа чтобы нарисовать вашу конструкцию (я использую CorelDraw), и сейчас я использую пробную версию Mach3, но у меня есть планы по переходу на LinuxCNC (открытый контролер станка, использующий Linux)

Головное устройство --- (дополнительно)
-Я установил Dremel на свой станок, но если вы интересуетесь 3D печатью (например RepRap) вы можете установить свое устройство.

Печать шаблонов

У меня был некоторый опыт работы лобзиком, поэтому я решил приклеить шаблоны. Необходимо распечатать PDF файлы с шаблонами, размещенными на листе, наклеить лист на материал и вырезать детали.

Имя файла и материал:
Всё: CNC-Cut-Summary.pdf
0,5" МДФ (35 8.5"x11" листов с шаблонами): CNC-0.5MDF-CutLayout-(Rev3).pdf
0,75" МДФ: CNC-0.75MDF-CutLayout-(Rev2).pdf
0,75" алюминиевая трубка: CNC-0.75Alum-CutLayout-(Rev3).pdf
0,5 "MDF (1 48"x48" лист с шаблонами): CNC-(One 48x48 Page) 05-MDF-CutPattern.pdf

Примечание: Я прилагаю рисунки CorelDraw в оригинальном формате (CNC-CorelDrawFormat-CutPatterns (Rev2) ZIP) для тех, кто хотел бы что то изменить.

Примечание: Есть два варианта файлов для МДФ 0,5". Можно скачать файл с 35 страницами 8.5"х11" (CNC-0.5MDF-CutLayout-(Rev3), PDF), или файл (CNC-(Один 48x48 Page) 05-MDF-CutPattern.pdf) с одним листом 48"x48"для печати на широкоформатном принтере.

Шаг за шагом:
1. Скачайте три PDF-файла с шаблонами.
2. Откройте каждый файл в Adobe Reader
3. Откройте окно печати
4. (ВАЖНО) отключите Масштабирование страниц.
5. Проверьте, что файл случайно не масштабировался. Первый раз я не сделал это, и распечатал всё в масштабе 90%, о чем сказано ниже.

Наклеивание и выпиливание элементов

Приклейте распечатаные шаблоны на МДФ и на алюминиевую трубу. Далее, просто вырезайте деталь по контуру.

Как было сказано выше, я случайно распечатал шаблоны в масштабе 90%, и не заметил этого до начала выпиливания. К сожалению, я не понимал этого до этой стадии. Я остался с шаблонами в масштабе 90% и, переехав через всю страну, я получил доступ к полноразмерному ЧПУ. Я не выдержал и вырезал элементы при помощи этого станка, но не смог просверлить их с обратной стороны. Именно поэтому все элементы на фотографиях без кусков шаблона.

Сверление

Я не считал сколько именно, но в этом проекте используется много отверстий. Отверстия, которые сверлятся на торцах особенно важны, но не пожалейте времени на них, и использовать резиновый молоток вам придется крайне редко.

Места с отверстиями в накладку друг на друга это попытка сделать канавки. Возможно, у вас есть станок с ЧПУ, на котором это можно сделать лучше.

Сборка

Если вы дошли до этого шага, то я поздравляю вас! Глядя на кучу элементов, довольно сложно представить, как собрать станок, поэтому я постарался сделать подробные инструкции, похожие на инструкции к LEGO. (прилагаемый PDF CNC-Assembly-Instructions.pdf). Довольно интересно выглядят пошаговые фотографии сборки.

Готово!

Станок готов! Надеюсь, вы сделали и запустили его. Я надеюсь, что в статье не упущены важные детали и моменты. Вот видео, в котором показано вырезание станком узора на розовом пенопласте.

none Опубликована: 2012 г. 0 2

Вознаградить Я собрал 0 0

Кроме того: цена бакелита (от 3500 рублей за лист толщиной 15 мм) понравится не каждому.

ФСФ (склеенная фенолформальдегидным смоляным клеем). Для нее тоже характерна высокая влагостойкость. Лучше использовать материал на основе березового шпона. Инструкция связана с более высокой прочностью березовой древесины на фоне прочих пород.

Качественная березовая ФСФ мало уступает бакелиту прочностью.

Что использовать для склеивания:

Фанерные детали склеиваются между собой обычным клеем ПВА. Его клеевой шов достаточно прочен для того, чтобы при разрушении соединения разрыв проходил по расположенным рядом со швом волокнам древесины;
Для монтажа на станок металлических деталей (проушин, гаек регулировочных винтов и т.д.) используется эпоксидная смола.

Важно: саморезы могут использоваться только для дополнительной фиксации деталей.
Винтовым соединениям с деревом и материалами на его основе вибрация, неизбежная при работе станка, противопоказана.

Дополнительное оборудование

Ряд оборудования придется закупить в готовом виде.

В его число входят:

Чертежи станка обычно включают перечень дополнительных деталей.

Общие принципы конструирования

В зависимости от того, какой именно выбран станок ЧПУ с фанеры чертежи могут заметно различаться.

Однако общие принципы сборки и соединения деталей остаются общими для всех конструктивных исполнений.

Сборка соединений фанерных деталей осуществляется только на шипах. При этом шипы подгоняются друг к другу максимально точно: детали должны совмещаться с небольшим, но заметным усилием;

Торцевые и угловые соединения выполняются на шипах.

Всем упорным деталям (коромыслам, подпоркам и т.д.) в местах соприкосновения со смежными элементами конструкции придается округлая форма. Казалось бы, скругление должно увеличить удельное давление и сделать изделие более уязвимым к нагрузкам — но нет, вместо этого она помогает предотвратить сколы.

Выпиливание деталей

Как и чем можно выпилить фанерные детали станка? При толщине 4 мм выпиливать придется своими руками, с помощью ручного лобзика с натяжной пилкой. Использование инструмента со значительным размером зубьев гарантированно украсит края заготовок поднятой щепой.

Совет: уменьшить количество задиров поможет скотч, наклеенный поверх заготовки.

Материал толщиной от 6 миллиметров можно пилить электролобзиком или (при простой форме детали с преобладанием прямых линий) ручной дисковой пилой.

Как и в любом другом деле, здесь есть свои тонкости:

Для лобзика используется пилка по металлу с минимальным размером зубьев. Они делают шансы задрать щепу по краям минимальными;
И пила, и лобзик для деревянных изделий ведутся вдоль линии реза с минимальной скоростью. Чем выше скорость перемещения инструмента, тем грубее края реза.

Мелкие детали желательно вырезать с небольшим (0,5-1 мм) запасом по размеру и доводить напильником, так меньше шансов промахнуться с размером. Обрабатывать края с помощью напильника необходимо, зажав деталь в тиски (деревянные или металлические с фанерными прокладками) на уровне линии отреза.

Готовая деталь шлифуется не только по кромке, но и по плоскости.

Особое внимание стоит уделить поверхности рабочего стола.

Сборка

На этой стадии тонкостей минимум:

Клей ПВА наносится на поверхность соединяемых деталей ватной палочкой или кисточкой (в зависимости от площади склеивания), после чего детали совмещаются и прижимаются друг к другу с максимальным безопасным для их целостности усилием. Желательно зафиксировать их под давлением до полного высыхания клея (около суток);
Использовать эпоксидный клей нужно аналогичным образом . Уделите особое внимание его тщательному перемешиванию с отвердителем и соотношению отвердителя и смолы. В общем случае лучше добавить немного больше рекомендованного количества отвердителя: это сделает полимеризацию смолы более быстрой.

Следы выдавившегося клея лучше удалить с поверхности деталей сразу: после его высыхания сделать окрестности шва гладкими будет неизмеримо труднее.

На фото — собранный станок.

Защитные покрытия

Бакелит не нуждается в них в принципе. Фанеру ФСФ можно дополнительно защитить пропиткой для деревянных изделий, подогретой на водяной бане олифой. Пропитка выполняется до установки направляющих, кареток и контроллера.

Заключение

Фанера — универсальный материал, эксплуатационные качества которого позволяют использовать его даже для создания высокотехнологичного оборудования, испытывающего значительные нагрузки.

Узнать больше о строительстве станков из фанеры читателю позволит видео в этой статье. Мы будем благодарны за ваши поправки и уточнения в комментариях. Успехов!

Возможно, меня уволят за это!

Я давно хотел разместить серию постов по теме самодельных станков с ЧПУ. Но всегда останавливал тот факт, что Станкофф – станкоторговая компания. Дескать, как же так, мы же должны продавать станки, а не учить людей делать их самостоятельно. Но увидев этот проект я решил плюнуть на все условности и поделиться им с вами.

И так, в рамках этой статьи-инструкции я хочу, что бы вы вместе с автором проекта, 21 летним механиком и дизайнером, изготовили свой собственный настольный фрезерный станок с ЧПУ. Повествование будет вестись от первого лица, но знайте, что к большому своему сожалению, я делюсь не своим опытом, а лишь вольно пересказываю автора сего проекта.

Предисловие от автора

Уже в 12 лет я мечтал построить машину, которая будет способна создавать различные вещи. Машину, которая даст мне возможность изготовить любой предмет домашнего обихода. Спустя два года я наткнулся на словосочетание ЧПУ или если говорить точнее, то на фразу “Фрезерный станок с ЧПУ”. После того как я узнал, что есть люди способные сделать такой станок самостоятельно для своих нужд, в своем собственном гараже, я понял, что тоже смогу это сделать. Я должен это сделать! В течение трех месяцев я пытался собрать подходящие детали, но не сдвинулся с места. Поэтому моя одержимость постепенно угасла.

В августе 2013 идея построить фрезерный станок с ЧПУ вновь захватила меня. Я только что окончил бакалавриат университета промышленного дизайна, так что я был вполне уверен в своих возможностях. Теперь я четко понимал разницу между мной сегодняшним и мной пятилетней давности. Я научился работать с металлом, освоил техники работы на ручных металлообрабатывающих станках, но самое главное я научился применять инструменты для разработки. Я надеюсь, что эта инструкция вдохновит вас на создание своего станка с ЧПУ!

Шаг 1: Дизайн и CAD модель

Все начинается с продуманного дизайна. Я сделал несколько эскизов, чтобы лучше прочувствовать размеры и форму будущего станка. После этого я создал CAD модель используя SolidWorks. После того, как я смоделировал все детали и узлы станка, я подготовил технические чертежи. Эти чертежи я использовал для изготовления деталей на ручных металлообрабатывающих станках: токарном и фрезерном.

Признаюсь честно, я люблю хорошие удобные инструменты. Именно поэтому я постарался сделать так, чтобы операции по техническому обслуживанию и регулировке станка осуществлялись как можно проще. Подшипники я поместил в специальные блоки для того, чтобы иметь возможность быстрой замены. Направляющие доступны для обслуживания, поэтому моя машина всегда будет чистой по окончанию работ.

Шаг 2: Станина

Станина обеспечивает станку необходимую жесткость. На нее будет установлен подвижной портал, шаговые двигатели, ось Z и шпиндель, а позднее и рабочая поверхность. Для создания несущей рамы я использовал два алюминиевых профиля Maytec сечением 40х80 мм и две торцевые пластины из алюминия толщиной 10 мм. Все элементы я соединил между собой на алюминиевые уголки. Для усиления конструкции внутри основной рамы я сделал дополнительную квадратную рамку из профилей меньшего сечения.

Для того, чтобы в дальнейшем избежать попадания пыли на направляющие, я установил защитные уголки из алюминия. Уголок смонтирован с использованием Т-образных гаек, которые установлены в один из пазов профиля.

На обоих торцевых пластинах установлены блоки подшипников для установки приводного винта.

Всем привет.
Хочу поделится с вами как воспалённый мозг покоя не даёт…
Как то пару месяцев назад пришёл ко мне друг с пивом(но я ж не пью) сидели мы смотрели видео на ютубе… (угарали) и тут наткнулись на видео с ЧПУ станком ну и через пару дней я уже поехал в воронеж за комплектующими
долгое ожидание деталей и даже разборки, но всё таки все детали оказались у меня

Потом ознакомление с чертежами поиск нужных материалов
и понеслась практика

потом пришлось чуть отдахнуть от постройки станка и сегодня я закончил с валерой работу над кореткой Z и установили фрезер

Наша страница на DRIVE2:

Метки: чпу станок своими руками, ledlip, чпу из фанеры

Комментарии 85

С ума сойти. Скачаю

интересует модель контроллера, драйвера и двигателей, а также что получилось в финале у ВАС.

все файлы в посте

Здравствуйте, а можно и мне чертежи? dolgaya1983@yandex.ua

чертежи добавил в конце поста

Вот это штука:)
Бизнес неплохой 😀

чертежи добавил в конце поста

чертежи добавил в конце поста. изпользую шаговики plh76-3.0-4 18.6 кг.см. с графикой в арткаме работать буду

СПАСИБО за ин-фу

все, кому нжны схемы и чертежи — ознакомьтесь с тоннами написанного вот по этой ссылке, например

PS где-то в паре этажей надо мной живет один такой кулибин, временами включает фрезер дома. по характеру гула всей несущей стены дома понятно, что это именно ЧПУ. достал неимоверно. я для себя решил: ещё раз вечерком загудит на пол-шестналки — пойду вычислю этаж, а потом натравлю на него наряд ППС и участкового. пусть им объясняет прелести этого станка.

наврятли чё получится с ППС и участковым… если он конечно после 23 00 не работает…

получалось уже.
ППС работает круглосуточно, по приезду составляют протокол, который потом попадает на стол участковому. который, в свою очередь, чинно спокойно приходит к буйным вечерком и уведомляет о наложении штрафа.

у меня снизу сосед алкаш был, сильно любил круглосуточно погулеванить, приходилось вот бороться тоже. щас он, правда, уже и ласты склеил от синьки самостоятельно

ах да, кулибин тоже после 23-00 работает, если речь об этом. в том то и высад. в девять вечера, по-моему, каждый волен делать что хочет. бесят именно ночные буйные

Читайте также: