Как собрать чпу станок с Алиэкспресс

Самодельный ЧПУ фрезерный станок: подробности процесса сборки, обзор нужных комплектов и наборов, личный опыт. Откроем секреты сборки станка своими руками.

• Личный опыт
• Комплекты и наборы для сборки фрезеров с ЧПУ своими руками
• Руководство
• ШАГ 1: Ключевые конструктивные решения
• ШАГ 2: Основание и ось X-оси
• ШАГ 3: Проектирование козловой оси Y
• ШАГ 4: Схема сборки оси Z
• ШАГ 5: Линейная система движения
• ШАГ 6: Компоненты механического привода
• ШАГ 7: Выбор двигателей
• ШАГ 8: Конструкция режущего стола
• ШАГ 9: Параметры шпинделя
• ШАГ 10: Электроника
• ШАГ 11: Параметры контроллера Программного Управления
• ШАГ 12. Выбор программного обеспечения

Итак, вы решили построить самодельный ЧПУ фрезерный станок или, может быть, вы просто над этим только задумываетесь и не знаете с чего начать? Есть много преимуществ в наличии машины с ЧПУ. Домашние станки могут производить фрезерование и резать практически все материалы. Будь вы любитель или мастер, это открывает большие горизонты для творчества. Тот факт, что один из станков может оказаться в вашей мастерской, еще более соблазнителен.

Детали для ЧПУ с алиэкспресс. Устройство станка с ЧПУ

Есть много причин, по которым люди хотят построить собственный фрезерный станок ЧПУ своими руками. Как правило, это происходит потому, что мы просто не можем позволить себе купить его в магазине или от производителя, и в этом нет ничего удивительного, ведь цена на них немаленькая. Или же вы можете быть похожи на меня и получать массу удовольствия от собственной работы и создания чего-то уникального. Вы можете просто заниматься этим для получения опыта в машиностроении.

Личный опыт

Когда я впервые начал разрабатывать, продумывать и делать первый ЧПУ фрезер своими руками, на создание проекта ушел примерно один день. Затем, когда начал покупать части, я провел небольшое исследование. И нашел кое-какие сведения в различных источниках и форумах, что привело к появлению новых вопросов:

• Мне действительно нужны шарико-винтовые пары, или обычные шпильки и гайки будут работать вполне нормально?
• Какой линейный подшипник лучше, и могу ли я его себе позволить?
• Двигатель с какими параметрами мне нужен, и лучше использовать шаговик или сервопривод?
• Деформируется ли материал корпуса слишком сильно при большом размере станка?
• И т.п.

К счастью, на некоторые из вопросов я смог ответить благодаря своей инженерно-технической базе, оставшейся после учебы. Тем не менее, многие из проблем, с которыми я бы столкнулся, не могли быть рассчитаны. Мне просто нужен был кто-то с практическим опытом и информацией по этому вопросу.

Конечно, я получил много ответов на свои вопросы от разных людей, многие из которых противоречили друг другу. Тогда мне пришлось продолжить исследования, чтобы выяснить, какие ответы стоящие, а какие – мусор.

Каждый раз, когда у меня возникал вопрос, ответ на который я не знал, мне приходилось повторять тот же процесс. По большему счету это связано с тем, что у меня был ограниченный бюджет и хотелось взять лучшее из того, что можно купить за мои деньги. Такая же ситуация у многих людей, создающих самодельный фрезерный станок с ЧПУ.

Комплекты и наборы для сборки фрезеров с ЧПУ своими руками

Да, есть доступные комплекты станков для ручной сборки, но я еще не видел ни одного, который можно было бы подстроить под определенные нужды.

Также нет возможности вносить изменения в конструкцию и тип станка, а ведь их много, и откуда вы знаете, какой из них подойдет именно вам? Независимо от того, насколько хороша инструкция, если конструкция продумана плохо, то и конечная машина будет плохой.

Вот почему вам нужно быть осведомленным относительно того, что вы строите и понимать какую роль играет каждая деталь!

Руководство

Это руководство нацелено на то, чтобы не дать вам совершить те же ошибки, на которые я потратил свое драгоценное время и деньги.

Мы рассмотрим все компоненты вплоть до болтов, глядя на преимущества и недостатки каждого типа каждой детали. Я расскажу о каждом аспекте проектирования и покажу, как создать ЧПУ фрезерный станок своими руками. Проведу вас через механику к программному обеспечению и всему промежуточному.

Имейте в виду, что самодельные чертежи станков с ЧПУ предлагают немного способов решения некоторых проблем. Это часто приводит к «неаккуратной» конструкции или неудовлетворительному функционированию машины. Вот почему я предлагаю вам сначала прочитать это руководство.

ДАВАЙТЕ НАЧНЕМ

ШАГ 1: Ключевые конструктивные решения

В первую очередь необходимо рассмотреть следующие вопросы:

1. Определение подходящей конструкции конкретно для вас (например, если будете делать станок по дереву своими руками).
2. Требуемая площадь обработки.
3. Доступность рабочего пространства.
4. Материалы.
5. Допуски.
6. Методы конструирования.
7. Доступные инструменты.
8. Бюджет.

ШАГ 2: Основание и ось X-оси

Тут рассматриваются следующие вопросы:

1. Проектирование и построение основной базы или основания оси X.
2. Разбивка различных конструкций на элементы.
3. Жестко закрепленные детали.
4. Частично закрепленные детали и др.

ШАГ 3: Проектирование козловой оси Y

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

1. Проектирование и строительство портальной оси Y.
2. Разбивка различных конструкций на элементы.
3. Силы и моменты на портале и др.

ШАГ 4: Схема сборки оси Z

Здесь рассматриваются следующие вопросы:

1. Проектирование и сборка сборки оси Z.
2. Силы и моменты на оси Z.
3. Линейные рельсы / направляющие и расстояние между подшипниками.
4. Выбор кабель-канала.

ШАГ 5: Линейная система движения

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

1. Подробное изучение систем линейного движения.
2. Выбор правильной системы конкретно для вашего станка.
3. Проектирование и строительство собственных направляющих при малом бюджете.
4. Линейный вал и втулки или рельсы и блоки?

ШАГ 6: Компоненты механического привода

В этом пункте рассматриваются следующие аспекты:

1. Детальный обзор частей привода.
2. Выбор подходящих компонентов для вашего типа станка.
3. Шаговые или серводвигатели.
4. Винты и шарико-винтовые пары.
5. Приводные гайки.
6. Радиальные и упорные подшипники.
7. Муфта и крепление двигателя.
8. Прямой привод или редуктор.
9. Стойки и шестерни.
10. Калибровка винтов относительно двигателей.

ШАГ 7: Выбор двигателей

В этом шаге необходимо рассмотреть:

1. Подробный обзор двигателей с ЧПУ.
2. Типы двигателей с ЧПУ.
3. Как работают шаговые двигатели.
4. Типы шаговых двигателей.
5. Как работают сервомоторы.
6. Типы серводвигателей.
7. Стандарты NEMA.
8. Выбор правильного типа двигателя для вашего проекта.
9. Измерение параметров мотора.

ШАГ 8: Конструкция режущего стола

В этом шаге рассматриваются следующие вопросы:

1. Проектирование и строительство собственных столов при малом бюджете.
2. Перфорированный режущий слой.
3. Вакуумный стол.
4. Обзор конструкций режущего стола.
5. Стол можно вырезать при помощи фрезерного станка с ЧПУ по дереву.

ШАГ 9: Параметры шпинделя

В этом шаге рассматриваются следующие вопросы:

1. Обзор шпинделей с ЧПУ.
2. Типы и функции.
3. Ценообразование и затраты.
4. Варианты монтажа и охлаждения.
5. Системы охлаждения.
6. Создание собственного шпинделя.
7. Расчет нагрузки стружки и силы резания.
8. Нахождение оптимальной скорости подачи.

ШАГ 10: Электроника

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

1. Панель управления.
2. Электропроводка и предохранители.
3. Кнопки и переключатели.
4. Круги MPG и Jog.
5. Источники питания.

ШАГ 11: Параметры контроллера Программного Управления

В этом шаге рассматриваются следующие вопросы:

1. Обзор контроллера ЧПУ.
2. Выбор контроллера.
3. Доступные опции.
4. Системы с замкнутым контуром и разомкнутым контуром.
5. Контроллеры по доступной цене.
6. Создание собственного контроллера с нуля.

ШАГ 12. Выбор программного обеспечения

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

1. Обзор программного обеспечения, связанного с ЧПУ.
2. Подбор программного обеспечения.
3. Программное обеспечение CAM.
4. Программное обеспечение САПР.
5. Програмное обеспечение NC Controller.

Источник: vseochpu.ru

Собираем и запускаем лазерно-гравировальный ЧПУ станок.

Года 3 назад начал изучать ЧПУ станки. Для эксперимента собрал самодельный лазерно-гравировальный ЧПУ станок. По неопытности и из-за нехватки финансов собрал механическую часть на винтах с метрической резьбой. Это обеспечило хорошую точность станка, но очень низкую скорость работы. По этой причине пользовался станком очень редко, и когда он стал мешать, я его разобрал на запчасти.

На сайте Алиэкспресс наткнулся на лазерно-гравировальный ЧПУ станок CNC2-6550 с автономным управлением. А так как у меня остался лазерный модуль с TTL конвертером. Стоимость механики обошлась мне не дорого. Было принято решение, что нужно купить CNC2-6550 для расширения знаний и изучения сборки рамы станка на алюминиевых профилях.

Станок приходит в картонной коробке, в которой располагается упаковка из вспененного полиэтилена с отделениями под комплектующие, что обеспечивает максимальную сохранность хрупких комплектующих.

Рассмотрим, что же входит в комплект лазерно-гравировального ЧПУ станка.

Комплектующие лазерно-гравировального станка CNC2-6550.

В комплекте идет инструкция на английском языке, я перевел ее и дополнил. Скачать инструкцию можно здесь, или посмотреть на втором сайте: Инструкция по сборке лазерно-гравировального станка CNC2-6550.

Электроника станка CNC2-6550.

Управляет станком плата на микроконтроллере MEGA 328p. На плате распаяны 2 драйвера A4988, которые охлаждает кулер 30х30 мм.

Станок может работать автономно благодаря внешнему пульту управления с небольшим дисплеем. В дисплей устанавливается карта памяти. В комплекте идет SD карта памяти на 1 Гб.

Пульт к плате подключается с помощью шлейфа, который идет в комплекте.

Перемещает станок 2 шаговых двигателя стандарта Nema 17.

Запитывается станок от блока питания 12в 5А.

В комплекте есть провод для подключения к компьютеру, USB флешка объемом 4 Гб. На флешке находятся: инструкция, драйвера, программа lasergrbl3.0.14 и набор черно-белых картинок для гравировки.

Лазерный модуль с TTL конвертером были у меня в наличии. Но TTL конвертер был рассчитан на 4 пиновое подключение, а на плате 3 пина для подключения. Пришлось немного доработать подключение. Вот что в итоге получилось.

Механические комплектующие станка.

– Рама станка, собирается из алюминиевого профиля 20х20 и 20х40 мм.

– Каретки и портал, собираются с помощью заготовок из Акрила.

– И расходные материалы, которые позволяют собрать станок. Один минус – не было в наличии винтов М5х45. Поставил свои, но немного длиннее.

Собираем лазерно-гравировальный ЧПУ станок.

Приступаем к сборке станка. Все собираем по инструкции, которая идет в комплекте. Инструкцию перевел и немного доработал. Моя версия инструкции тут.

Собираем из алюминиевого профиля раму станка. Затем нужно установить на акрил ролики и поставить шаговые двигатели Nema 17.

На каретку, которая будет перемещаться по оси X, устанавливаем лазерный модуль.

Каретку ставим на место и устанавливаем портал станка на раму. Устанавливаем ножки станка и плату управления.

Устанавливаем ремни на ось X и два ремня на ось Y.

Для того чтобы подключить мой TTL конвертер к плате управления пришлось модернизировать подключение. Так как у моего TTL конвертера было 4 пиновое подключение, а на плате всего 3 пина для подключения.

Посмотрел на сайте Алиэкспресс в продаже есть подобные платы управления и с 4 пинами подключения лазера, но в комплекте с лазерно-гравировальным ЧПУ станком идет именно с 3 пинами. Но это не проблема, все можно переделать. В итоге вот что получается. Все отлично работает.

Подключаем двигателя, дисплей и питание к плате управления. Все готово к запуску.

Запуск лазерно-гравировального ЧПУ станка.

Первый запуск был сделан пробный без подключённого лазера. Это нужно чтобы проверить, что вся механика установлена правильно и все свободно перемещается по осям с нужной скоростью и ускорением.

Затем подключил лазерный модуль. Для настройки лазера нужно нажать на центральную кнопку на пульте, она желтого цвета. После чего лазер включается на низкой мощности. Что позволяет настроить фокус лазера и откорректировать распыление заготовки. После чего на пульте выбираем нужный файл для гравировки и запускаем станок.

После окончания гравирования станок автоматически выключит лазер и вернется в нулевую точку, т.е. откуда он начал свое движение.

На карте памяти, которая идет в комплекте, лежит несколько файлов для примера. Но они сделаны для лазера минимальной мощности. Поэтому мой лазер жгет достаточно сильно и медленно. Но для проверки работоспособности станка, этого достаточно.

Калибровать и настраивать скорость перемещения и ускорение будем в следующий раз.

Плюсы ЧПУ станка CNC2-6550.

Плюсы станка: простота сборки, легкий вес, автономная работа, которая позволяет работать без подключения к компьютеру.

Недостатки станка CNC2-6550.

Самый большой недостаток, который я обнаружил, связан с работой пульта управления. При включении станка на пульте есть 2 пункта меню. При выборе верхнего пункта мы можем двигать осями, нижний позволяет выбрать файл для гравировки. Проблема заключается в том, что перейти из одного пункта меню в другое нет возможности. Помогает перезагрузка платы управления.

В видео видно как я пробовал нажать все возможные сочетания клавиш, но ни чего не получилось. Возможно, там есть какая-то хитрость, которую производитель решил оставить в тайне и не указал в инструкции, но я не смог ее обнаружить!

Понравился обзор лазерно-гравировального ЧПУ станка? Не забудь поделиться с друзьями в соц. сетях.

А также подписаться на наш канал на YouTube, вступить в группу Вконтакте, в группу на Facebook.

Спасибо за внимание!

Технологии начинаются с простого!

Источник: cnc-tex.ru

Можно ли сделать своими руками станок с ЧПУ?

Сложная обработка различных материалов давно перестала быть уделом заводских цехов. Еще двадцать лет назад, максимум, что могли себе позволить домашние мастера – это фигурное выпиливание лобзиком.

Сегодня, ручные фрезеры и режущие лазеры можно запросто купить в магазине бытового инструмента. Для линейной обработки предусмотрены различные направляющие. А как быть с вырезанием сложных фигур?

Элементарные задачи можно выполнить с помощью шаблона. Однако такой способ имеет недостатки: во-первых, надо изготовить собственно шаблон, во-вторых, у механического лекала есть ограничения по размеру закруглений. И наконец, погрешность таких приспособлений слишком велика.

Выход давно найден: станок с ЧПУ позволяет вырезать из фанеры своими руками такие сложные фигуры, о которых «операторы лобзиков» могут лишь мечтать.

Устройство представляет собой систему координатного позиционирования режущего инструмента, управляемую компьютерной программой. То есть, обрабатывающая головка движется по заготовке, в соответствии с заданной траекторией. Точность ограничена лишь размерами режущей насадки (фреза или лазерный луч).

Возможности таких станков безграничны. Существуют модели с двухмерным и трехмерным позиционированием. Однако стоимость их настолько высока, что приобретение может быть оправдано лишь коммерческим использованием. Остается своими руками собрать ЧПУ станок.

Принцип работы координатной системы

Основа станка – мощная рама. За основу берется идеально ровная поверхность. Она же служит рабочим столом. Второй базовый элемент – это каретка, на которой закрепляется инструмент. Это может быть дремель, ручной фрезер, лазерная пушка – в общем, любое устройство, способное обрабатывать заготовку.

Каретка должна двигаться строго в плоскости рамы.

Для начала рассмотрим двухмерную установку

В качестве рамы (основы) для станка ЧПУ, сделанного своими руками, можно использовать поверхность стола. Главное, после юстировки всех элементов, конструкция больше не перемещается, оставаясь жестко прикрученной к основе.

Для перемещения в одном направлении (условно назовем его X), размещаются две направляющих. Они должны быть строго параллельны друг другу. Поперек устанавливается мостовая конструкция, также состоящая из параллельных направляющих. Вторая ось – Y.

Задавая вектора перемещения по осям X и Y, можно с высокой точностью установить каретку (а вместе с ней и режущий инструмент) в любую точку на плоскости рабочего стола. Выбирая соотношение скоростей перемещения по осям, программа заставляет инструмент двигаться непрерывно по любой, самой сложной траектории.

Рама станка из ЧПУ сделана руками умельца, видео

Существует еще одна концепция: каретка с инструментом закреплена неподвижно, перемещается рабочий стол с заготовкой. Принципиальной разницы нет. Разве что размеры основания (а стало быть, и заготовки) ограничены. Зато упрощается схема подачи питания на рабочий инструмент, не надо беспокоиться о гибких кабелях питания.

Решение может быть комплексным: по одной оси движется стол, по второй оси – каретка с рабочей головкой.

С помощью такой системы можно обрабатывать изделия «непрерывной линией разреза». Что это означает? Режущая головка, расположенная в плоскости заготовки, начинает работу от края, и проходит всю фигуру непрерывным распилом. Это ограничивает возможности, но двухмерный станок ЧПУ по дереву проще сделать своими руками. Вертикальная позиция головки устанавливается вручную.

Важно! Режущий инструмент должен иметь свободу перемещения по вертикальной оси. Иначе невозможно будет работать с насадками разного размера.

Трехкоординатный самодельный станок с ЧПУ

Следующая ступень сложности – трехкоординатный самодельный станок с ЧПУ. Сделать его своими руками несколько сложнее. Вопрос даже не в механике, а в более сложной схеме программирования.

Популярное: Торцовочная пила с протяжкой — характеристики и особенности применения

Принцип третьей руки механической части заключается в том, что на каретку устанавливается еще один комплект направляющих. Теперь инструмент имеет три степени свободы: X, Y, Z.

Что это дает? Во-первых, можно вырезать замкнутые фигуры в середине заготовки. Фреза установится над началом разреза, опустится на заданную глубину, пройдет по внутреннему контуру, и снова поднимется над плоскостью заготовки. По аналогичной схеме можно высверливать отверстия в заданных точках. Но самое главное – с помощью такого станка можно вырезать трехмерные фигуры.

Каретка перемещается вдоль направляющих с помощью шаговых двигателей. Сборка станка ЧПУ своими руками дает возможность выбора привода. Если приоритет в скорости – устанавливается ременный привод. Для высокой точности используется червячно-резьбовой.

Чтобы изготовить своими руками ЧПУ станок, требуются чертежи и трехмерная модель с расчетом всех трех координат (осей перемещения).

Лучше всего выполнить моделирование в профильной программе, например AutoCAD. Перед началом проектирования следует приобрести элементы, которые невозможно изготовить самостоятельно: узлы скольжения по направляющим, шаговые двигатели, приводные ремни.

Сердцем такого станка является программируемый блок управления. Условно он состоит из трех частей:

1. Модуль ввода, в который помещается схема обработки заготовки. Его роль может исполнять персональный компьютер
2. Процессорный блок, преобразующий электронную модель изделия в команды для исполнительных механизмов
3. Модуль управления исполнительными механизмами (шаговыми двигателями, рабочей головкой). Этот же блок принимает сигналы от датчиков позиционирования (при наличии таковых).

ЧПУ на процессоре Ардуино

Самая прогрессивная (и одновременно доступная) технология – это станок ЧПУ на процессоре Ардуино. Его можно собрать своими руками и запрограммировать буквально за пару выходных. Блок схема выглядит следующим образом:

Один модуль отслеживает положение инструмента относительно заготовки по всем трем координатам. Второй модуль дает команды блоку управления координатными моторами. И третий модуль управляет работой режущей головки (включение, скорость вращения).

Общее управление осуществляется с персонального компьютера со специализированным программным управлением. Освоить его может пользователь, умеющий работать в графических редакторах.

Вы задаете не только трафарет и глубину обработки заготовки, но даже путь перемещения рабочей головки инструмента до каждой точки начала разреза или сверления. Кроме того, программа подскажет вам оптимальные формы раскроя, для минимизации потерь материала.

Важно! Перед окончательной сборкой и отладкой каретки с режущим (прожигающим) инструментом, модуль управления следует «обучить».

Популярное: Шлифовальные машинки: различные виды, цены и технические характеристики

Это можно сделать с помощью пишущего инструмента и бумаги, совершенно не обязательно переводить физический материал. Очень важно определить нулевые точки координат. Они устанавливаются с учетом погрешности на габаритные размеры режущей головки.

Как своими руками сделать ЧПУ станок, примеры

Если вы планируете работать с массивными заготовками, и трехмерная составляющая относится не только к сверлению отверстий, станок изготавливается из металла. Соответственно сервоприводы располагают достаточной мощностью, чтобы преодолеть инерцию каретки и тяжелого двигателя рабочего фрезера.

С точки зрения управления – размер станка не имеет значения, равно как и материал станины. Моменты инерции закладываются при настройке программы и калибровке сервоприводов. Однако если вы не планируете изготавливать малые архитектурные формы, санок можно сделать компактным и легким.

Самодельный ЧПУ станок из фанеры

Этот материал достаточно жесткий, при правильной сборке конструкция не будет пружинить, что особенно важно при точном позиционировании. Но главное достоинство дерева – отсутствие инерции и малый вес. Поэтому можно устанавливать компактные сервоприводы с малым потреблением энергии.
Самодельный станок из ЧПУ, видео.

При этом направляющие все-таки делаются из металла. Эти части подвержены износу, и на них лежит «ответственность» за точность позиционирования.

Простой лазерный станок ЧПУ

Еще одно направление — лазерный станок ЧПУ своими руками. Некоторые материалы можно именно резать (например, тонкую фанеру или пластик). Для этого потребуется достаточно дорогая лазерная пушка. Но основное применение – художественное выжигание.

Вывод:
Изготовить собственный станок с числовым управлением возможно. Совершенно бесплатно не получится, некоторые элементы невозможно сделать в домашних условиях. Но экономия (в сравнении с фабричным экземпляром) настолько существенна, что вы не пожалеете о потраченном времени.

Источник: obinstrumente.ru