3d фрезерный станок с чпу своими руками. Чпу станок из принтера своими руками. Электронная начинка оборудования

Выбирая электронные комплектующие для своего станка, сделанного своими руками, важно обращать внимание на их качество, так как именно от этого будет зависеть точность технологических операций, которые на нем будут выполняться. После установки и подключения всех электронных компонентов системы ЧПУ нужно выполнить загрузку необходимого программного обеспечения и драйверов. Только после этого следуют пробный запуск станка, проверка правильности его работы под управлением загруженных программ, выявление недостатков и их оперативное устранение.

Все вышеописанные действия и перечисленные комплектующие подходят для изготовления своими руками фрезерного станка не только координатно-расточной группы, но и ряда других типов. На таком оборудовании можно выполнять обработку деталей со сложной конфигурацией, так как рабочий орган станка может перемещаться в трех плоскостях: 3d.

Ваше желание своими руками собрать такой станок, управляемый системой ЧПУ, должно быть подкреплено наличием определенных навыков и подробных чертежей. Очень желательно также посмотреть ряд тематических обучающих видео, некоторые из которых представлены в данной статье.

20 , средняя оценка: 3,60 из 5)

Станок из принтера несложно. Для этого достаточно иметь оборудование, которое не жалко разобрать на запчасти. Станок ЧПУ можно изготовить с электродвигателем шагового типа. С его помощью можно осуществлять фрезерование или гравировку различных заготовок из дерева, пластмассы, некоторых металлов. Самодельные агрегаты из принтера (ЧПУ) способны обеспечит высокую скорость обработки материалов – до 2 мм в секунду.

Что послужит основой?

Изготовление самодельного ЧПУ станка из принтера возможно из оборудования матричного типа. Можно использовать любое, которое есть в наличии, независимо от марки производителя. Также для качественного управления и эффективной работы агрегатов из принтера необходимо извлечь и другие детали – двигатель, каретки, зубчатые ремни, направляющие, различные шестеренки.

Необходимые материалы и инструменты

Для изготовления станков ЧПУ своими руками понадобятся такие материалы:

фанера (используется для корпуса устройства, поэтому должна иметь толщину не менее 15 мм);
алюминиевые уголки, которые имеют длину полки 20 мм;
саморезы для соединения основных элементов агрегата;
подшипники 608 (3 шт.);
болты М8 с длиной 2,5 см (несколько);
шпилька М8;
шланг из резины;
гайки М8 (2 шт.);
дремель;
подшипники линейного типа (4 шт.);
кронштейн 80;
клей.

Фрезерный станок не получится, если не подготовить некоторые инструменты – плоскогубцы, отвертка, тиски, ножовка, напильник, бокорезы. Если удастся найти электродрель, работа также существенно облегчится.

Технология изготовления

Из фанеры необходимо вырезать стенки корпуса – боковые 37х37 см, задняя 34х37 см, 9х34 передняя. Фиксацию данных элементов следует произвести при помощи саморезов, проделав электродрелью небольшие отверстия.
По оси Y в качестве направляющих можно использовать уголки. Их крепят к боковым стенкам на расстоянии 3см от дна. Для более точной установки в нужном месте делается шпунт 2 мм. Сами уголки (рекомендуемая длина 34 см) прикручиваются при помощи саморезов.
Рабочую поверхность следует сформировать из уголков длиной 14 см. К ним снизу крепят один подшипник, а сверху два. Во время выполнения данной операции нужно соблюдать высокую точность, что обеспечит правильное перемещение столешницы.
На расстоянии 5 см от дна на оси Y просверливается отверстие для двигателя диаметром 2,2 см. Также на передней стенке корпуса следует проделать дырочку размером 7 мм. Она необходима для установки подшипника опоры винта хода.
Винт хода можно сделать самостоятельно из строительной шпильки.
Устанавливается муфта из резинового шланга. Она гасит вибрацию от винта хода и увеличивает срок службы подшипников мотора. Для изготовления муфты следует подобрать шланг, имеющий такой же диаметр, как ось мотора. С одного конца его надевают на шкив привода и приклеивают. С другой стороны шланг крепят к винту хода.
На гайке проделывается винтовое отверстие с поперечником 2,5 мм и резьбой М3. После этого ее закручивают на ось.
По осе Х устанавливаются направляющие из принтера.
Готовые каретки устанавливаются на оси.
Для получения оси Z следует сделать основание из фанеры толщиной 6 мм, которое изготовляется при помощи клея ПВА. В последующем на него устанавливаются подшипники с применением эпоксидной смолы. Также делают ходовую гайку, используя прежнюю схему. Направляющие – из принтера.
Вместо шпинделя в самодельном станке будет установлен дремель с кронштейновым держателем. Данный узел закрепляется к оси Z при помощи саморезов.
Опоры для каретки по Z оси также делают из фанеры (основание 15х9 см, дно и верх 9х5 см). На верхней доске делают отверстие под подшипник, а на нижней – под направляющие.
После сборки всех элементов оси Z их монтируют на корпус.

Для того чтобы сделать станок ЧПУ из принтера своими руками понадобятся следующие подручные материалы:

запчасти от нескольких принтеров (в частности привода и шпильки);
привод от винчестера;
несколько листов ДСП или фанеры, мебельные направляющие;
контроллер и драйвер;
крепежные материалы.

1. Основа представляет собой ящик из ДСП. Можно взять готовый или изготовить самостоятельно. Сразу учитываем, что внутренняя емкость ящика должна вмещать всю электронную начинку, поэтому высота борта рассчитывается от высоты платы с деталями, крепления и запаса до поверхности стола. Сборка основания и рамы из ДСП осуществляется посредством саморезов. При этом все детали должны быть ровными и закрепятся под прямым углом.

2. На крышку основы необходимо закрепить оси станка. Всего их три – x y z. Сначала крепим ось y. Для изготовления направляющей используется мебельный полоз на шариковых подшипниках.

Лучше использовать по две направляющих для двух горизонтальных осей, в противном случае оси будут иметь значительный люфт. Для вертикальной оси роль направляющей выполняют остатки винчестера, той его части, где двигался лазер.

В качестве ходового винта применяется шток от принтера. В данном случае для горизонтальных осей х y изготовлены винты диаметром 8мм с резьбой. Для вертикальной оси z применялся винт с резьбой диаметром 6мм. В качестве шагового двигателя используются приводы от старых принтеров. По одному приводу на каждую ось.

3. К плоскости шпилька крепиться посредством металлического уголка.

Вал двигателя соединяется со шпилькой через гибкую муфту. Все три оси крепятся к основанию через раму из ДСП. В данной конструкции фрезер будет двигаться только в вертикальной плоскости, а перемещение детали осуществляется за счет горизонтального перемещения платформы.

4. Электронный блок состоит из контроллера и драйвера. Контроллер выполнен на советских микросхемах К155ТМ7, для данного случая использовалось три штуки.

От каждой микросхемы провода идут к драйверу каждого из трех двигателей. Драйвер выполнен на транзисторе. В раскачке используется КТ 315, транзисторы КТ 814, КТ 815. От этих транзисторов электрический сигнал поступает на обмотку электрического привода.

При нормальном рабочем напряжении двигатели могут перегреваться из-за отсутствия в электронном блоке шин. Для предотвращения этого, для каждого двигателя нужно использовать компьютерный кулер.

Видео: простой ЧПУ-станок своими руками для начинающих.

Электронная начинка

Тут варианта два:

Вы вооружаетесь паяльником, флюсом, припоем, лупой, и разбираетесь в микросхемах из принтера. Найдите управляющие платы принтера 12F675 и LВ1745. Работайте с ними, создав плату управления чпу. Прикрепить их нужно будет сзади чпу станка, под блоком питания (его тоже берем от многострадального принтера).
Используйте заводской контроллер чпу станка. Навскидку – пятиосевой чпу контроллер. Самодельная электроника – чудно, однако китайцы сильно демпингуют с ценами. Так что легким кликом мышки заказываем чпу у них, ибо в России такой девайс чпу не купишь. Чпу контроллер 5 Axis СNC Breakout Board дает возможность подключения 3-х входов концевых двигателей, кнопочку отключения, автоматизированное управление дремелем и целых 5 драйверов под управление шаговым двигателем самодельного станка.

Питается этот чпу от USB-шнура. В самодельном варианте чпу запитывать плату управления на основе микросхем принтера нужно от блока питания станка чпу.

Шаговый двигатель для самодельного станка с чпу придется выбирать мощностью до 35 вольт. При других мощностях контроллер чпу рискует перегореть.

Блок питания снимите с принтера. Соедините проводкой блок питания, тумблер включения и выключения, контроллер чпу и дремель.

К плате управления станком подведите провод от лэптопа/ПК. Иначе, как вы будете загружать в станок задания. Кстати, о заданиях: качайте программу Math3 для рисования эскизов. Для непрофессионалов промышленного дизайна сойдет CorelDraw.

Резать самодельным станком чпу можно фанеру (до 15 мм), текстолит до 3 мм, пластик, дерево. Изделия получатся не более 30-32 см в длину.

Из бросовых деталей и материалов, найденных на свалке, можно сделать прекрасный, рабочий станок с ЧПУ. Основной устройства будет старый принтер с шаговым электродвигателем. Самодельное устройство справится с изготовлением рекламной продукции, сувениров и других приятных мелочей.

Возможности самодельного станка с ЧПУ

Размеры рабочей поверхности: 16 х 24 х 7 см.
Материалы обработки: текстолит не толще 3 мм, фанера не толще 15 мм, любые виды пластика, древесины.
Гравировка: дерево, пластики, мягкие металлы.
Обработка осуществляется со скоростью 2 миллиметра в секунду.

Хотя станок с ЧПУ совсем небольшой и работает на слабеньком двигателе, он подойдет для любительских и профессиональных задач. А теперь разберемся, какие материалы и инструменты понадобятся, чтобы его сделать своими руками.

Детали и инструменты

Основа самодельного ЧПУ станка — принтер. Предпочтительнее всего взять матричный любой марки (HP, Epson, Xerox, Ricoh, Canon). Двигатели от принтеров легко устанавливаются своими руками, долговечны, тихо работают.

Перед тем, как покупать с рук старое устройство, необходимо посмотреть в инструкции параметры мотора и другие детали конструкции. Некоторые умельцы приспосабливают в дело шаговые моторы от сканеров.

Кроме этого нужны детали:

фанера для корпуса №15;
дюралевые уголки 20 мм;
саморезы;
три подшипника 608;
несколько болтов М8 длиной 25 мм;
строительная шпилька М8;
резиновый шланг;
2 гайки М8;
дремель;
4 линейных подшипника;
кронштейн для досок 80;
клей ПВА.

Инструменты:

ножовка;
отвертка;
электродрель;
плоскогубцы;
тиски;
напильник;
бокорезы.

Сборка станка с ЧПУ

Из фанеры своими руками выпиливаем два квадрата размерами 370 х 370 мм для боковых стенок, один 340 х 370 мм для задней и один 90 х 340 мм для передней стенки.
Стенки станка с ЧПУ своими руками скрепляются саморезами через заранее проделанные дрелью отверстия с расстоянием до края 6 мм.
Направляющие по Y-оси — уголки из дюраля. Чтобы прикрепить их к боковым стенкам в 30 мм от дна корпуса делается шпунт 2 мм. Благодаря шпунту направляющие устанавливаются ровно и не перекашиваются. Уголки прикручиваются сквозь центральную поверхность саморезами. Длина направляющих составляет 340 мм. Такие направляющие служат до 350 часов работы, после чего необходимо поменять их.
Рабочая поверхность выполняется из уголков 140 мм длиной. Снизу на болты крепится один подшипник 608, сверху два. Важно выдержать соосность, чтобы столешница перемещалась без напряжения и перекосов.
В 50 мм от дна проделывается выход для двигателя Y-оси диаметром 22 миллиметра. Для подшипника опоры винта хода в передней стенке просверливается отверстие 7 миллиметров.
Винт хода сделаем своими руками из припасенной строительной шпильки, с мотором он взаимодействует посредством самодельной муфты (подробно об изготовлении ниже).
В удлиненной гайке М8 проделываются винтовые отверстия поперечником 2,5 миллиметра с резьбой М3. На нее гайка закрутится на ось.
Х-ось сделаем из направляющих из стали, которые найдутся в корпусе принтера. Там же берутся и каретки, которые надевают на оси.
С изготовлением Z-оси придется повозиться. Ее основание делается из фанеры №6. Направляющие поперечником 8 мм изымаем из принтера. Фанерные элементы фиксируются между собой клеем ПВА, в которые на эпоксидную смолу вклеиваются подшипники линейные или снять с кареток втулки. Сделаем еще одну ходовую гайку по уже известному алгоритму.
Вместо шпинделя в станке с ЧПУ будет установлен дремель с держателем из кронштейна для доски. Снизу проделывается отверстие поперечником 19 миллиметров для выхода дремеля. Фиксируется кронштейн на саморезы к основанию Z-оси в заранее подготовленные отверстия.
Опоры для каретки Z-оси делается из фанеры: основание 15 х 9 см, нижняя и верхняя стороны 9 х 5 см. Посередине верхушки делается отверстие для подшипника опоры. Под направляющие также просверливаются выходы.
Итоговый шаг — сборка Z-оси с кронштейном дремеля и монтаж в корпус станка.

Изготовление муфты

Муфта гасит вибрацию, идущую от винта хода. Это позволяет сберечь подшипники шагового электромотора и продлить ему жизнь. Кроме этого, самодельная муфта нивелирует несоответствие осей винта хода и мотора.

Самый удобный и простой вариант изготовления муфты своими руками — это с помощью прочного резинового шланга. Подбирается шланг с поперечником внутри равным диаметру оси мотора. Надеваем конец шланга на шкив мотора и приклеиваем или крепим муфтой. Другой конец шланга также крепим к винту хода. Как правило, диаметр винта больше, чем внутренний поперечник шланга. Но благодаря толстым стенкам его можно немного рассверлить. Облегчает работу жидкое мыло, которое не позволяет сверлу вязнуть в резине.

Второй способ чуть более сложный: вместо резинового шланга своими руками берем газовый с резиновой оплеткой. Оплетку можно аккуратно припаять на фланцы, в которые будут вставляться ходовой винт и шкив мотора.

И самый практичный вариант: установить фланцы на резиновую трубку высокого давления. Таким способом можно очень крепко зафиксировать все необходимые устройства, самодельная муфта отлично гасит вибрацию. Сделать фланцы можно на токарном станке с ЧПУ или заказать в мастерской.

Электронная начинка станка из принтера

Плату ЧПУ самодельным станком сделаем из деталей микросхем принтеров. Можно приобрести уже готовую плату и сэкономить много времени.

Видеоролики демонстрируют разные самодельные конструкции станков с деталями из принтера, которые можно сделать своими руками:

В наше время всё более частым становится производство мелких деталей из древесины, для тех или иных конструкций. Также в магазинах можно встретить разнообразие красивых объёмных картин, выполненных на древесном полотне. Такие операции совершаются при помощи фрезерных станков с числовым программным управлением.Точность деталей или картин из дерева достигается за счёт управления с компьютера, специализированной программой.

Фрезерный станок по обработке древесины с числовым управлением представляет собой высокопрофессиональную машину, созданную по последнему слову техники.

Вся работа заключается в обработке специальной фрезой по дереву, которой можно совершить работу по вырезке маленьких деталей из древесного материала, создание красивых рисунков. Работа осуществляется за счёт подачи сигналов на шаговые двигатели, которые, в свою очередь, двигают фрезер по трём осям.

За счёт чего и происходит высокоточная обработка. Как правило, вручную такие работы совершить невозможно так качественно. Поэтому фрезерные станки по дереву с ЧПУ является большой находкой для столяров.

Предназначение

Издавна, фрезеровка предназначалась для строгальных работ с древесиной. Но двигатель прогресса движется строго вперёд и в наше время, к таким станкам создали числовое программное управление. На этом этапе, фрезеровальный станок может выполнять разнообразные действия, которые касаются обработки дерева:

Вырезание различных деталей из массива древесины.
Отрезание лишних частей заготовки.
Возможность делать пазы и отверстия различных диаметров.
Рисование сложных орнаментов, посредством фрезы.
3D Трёхмерные изображения на массиве дерева.
Полноценное мебельное производство и многое другое.

Какой бы ни была поставлена задача, она будет выполнена с высокой точностью и аккуратностью.

Совет: Во время работы на самодельном с ЧПУ оснащением, необходимо плавно снимать толщину древесины, иначе ваша деталь будет испорчена или сожжена фрезой!

Разновидность

В современном технологическом мире различают следующие виды фрезеровочных станков по дереву с числовым управлением:

Стационарные

Эти машины размешаются на производствах, так как имеют огромные размеры и вес. Зато такое оборудование способно изготавливать продукцию в больших объёмах.

Ручные

Это самодельные устройства или устройства из готовых наборов. Эти станки можно смело устанавливать в вашем гараже или собственной мастерской. К таким относятся следующие подвиды:

Оборудование с использованием портала, с числовым управлением

Непосредственно сам фрезер способен передвигаться по двум декартовым осям X и Z. У такого типа станка высокая жёсткость при обработке на изгибы. Конструкция портального фрезерного станка с числовым управлением достаточно проста в своём исполнении. Многие столяры начинают познание станков с ЧПУ именно с такого подтипа. Однако в данном случае размер заготовки будет ограничен размером самого портала.

С числовым управлением и передвижным порталом

Конструкция данного подтипа немного усложнена.

Передвижной портал

Именно этот тип передвигает фрезер по всем трём декартовым осям, по X, Z и Y. В данном случае необходимо будет использовать прочную направляющую для оси X, так как вся большая нагрузка будет направляться именно на неё.

С передвижным порталом очень удобен для создания печатных плат. По оси Y есть возможность обрабатывать длинные детали.

Фреза движется по оси Z.

Станок, на котором фрезеровочная деталь способна передвигаться в вертикальном направлении

Этот подтип обычно используют при доработке производственных образцов или при переделке сверлильного оборудования в гравировально - фрезерное.

Рабочее поле, то есть сама столешница имеет размеры 15х15 сантиметров, что делает невозможным обработку крупных деталей.

Такой тип не очень удобен в эксплуатации.

Безпортальный с числовым управлением

Этот тип станка очень сложен в своей конструкции, однако является самым производительным и удобным.

Заготовки можно обрабатывать длинной до пяти метров, даже если ось X составляет 20 сантиметров.

Такой подтип крайне не подходит для первого опыта, так как требует навыков на этом оборудовании.

Ниже мы рассмотрим конструкцию собственноручного фрезерного станка по дереву с ЧПУ, разберём принципы его работы. Узнаем, как сделать данное детище и как налаживается такое оборудование.

Устройство и принцип работы

Основными деталями устройства фрезерования являются следующие детали:

Станина

Непосредственно сама конструкция станка, на которой располагаются все остальные детали.

Суппорта

Узел, который представляет собой крепление для поддержки передвижения автоматического инструмента.

Рабочий стол

Область, на которой производится вся необходимая работа.

Вал шпинделя или фрезер

Инструмент, который выполняет фрезеровочные работы.

Фреза для обработки древесины

Инструмент, а точнее приспособление для фрезера, различных величин и форм, с помощью которых производится обработка древесины.

ЧПУ

Скажем так мозг и сердце всей конструкции. Программное обеспечение исполняет точный контроль всей работы.

Работа заключается в программном управлении. На компьютере установлена специализированная программа, именно она преобразует загруженные в неё схемы в специальные коды, которые программа распределяет на контроллер, а затем на шаговые двигатели. Шаговые двигатели, в свою очередь, передвигают фрезер по координатным осям Z, Y ,X, за счёт чего и происходит обработка деревянной заготовки.

Выбор комплектующих

Основным этапом в изобретении самодельного фрезерного станка является выбор комплектующих деталей. Ведь выбрав плохой материал, может пойти что - нибудь не так в

Пример сборки из алюминиевой рамы.

самой работе. Обычно используют простые материалы, такие как: алюминий, древесина (массив, МДФ), оргстекло. Для правильной и точной работы всей конструкции важно разработать всю конструкцию суппортов.

Совет: Перед сборкой своими руками , необходимо проверить все, уже подготовленные детали на совместимость.

Проверить, нет ли где загвоздки, которая будет мешать. А главное, чтобы не допустить различного рода колебаний, так как это напрямую приведёт к некачественному фрезерованию.

Существуют некоторые назначения по подбору рабочих элементов, которые помогут в создании, а именно:

Направляющие

Схема направляющих чпу для фрезера.

Для них используют прутья диаметром 12 миллиметров. Для оси X, длинна прута, составляет 200 миллиметров, а для оси Y длина составляет 90 миллиметров.

Использование направляющих позволит выполнить высокоточную установку движущих деталей

Суппорта

Суппорт фрезерного ЧПУ станка.

Суппорт в сборке.

Для этих комплектующих можно использовать текстолитовый материал. Довольно прочный материал в своём роде. Как правило, размеры текстолитовой площадки составляет 25х100х45 милли

Блок фиксации фрезера

Пример каркаса для фиксации фрезера.

Также можно использовать текстолитовый каркас. Размеры непосредственно зависят от имеющегося у вас инструмента.

Шаговые двигатели или серводвигатели

Блок питания

Контроллер

Электронная плата, которая распределяет электричество на шаговые двигатели, чтобы перемещать их по осям.

Совет: При паянии платы необходимо использовать конденсаторы и резисторы в специальных SMD корпусах (для изготовления корпусов таких деталей используют алюминий, керамика, пластик). Это уменьшит габариты платы, а также внутреннее пространство в конструкции будет оптимизировано.

Сборка

Схема самодельного станка с числовым программным управлением

Сборка не займёт у вас слишком много времени. Единственное что, процесс настройки будет самым долгим во всём процессе изготовления.

Для начала

Необходимо разработать схему и чертежи будущего станка с числовым управлением.

Если вам не хочется этого делать, то можно скачать чертежи из интернета. По всем размерам подготовить все необходимые детали.

Проделать все необходимые отверстия

Предназначенные для подшипников и направляющих. Главное соблюдать все необходимые размеры, иначе работа станка будет нарушена. Представлена схемас описанием расположения механизмов. Она позволит вам получить общее представление, особенно если вы собираете его в первый раз.

Когда все элементы и детали механизма у вас готовы, то можно смело приступать к сборке. Первым делом собирается станина оборудования.

Каркас

Должен быть геометрически правильно собран. Все углы должны быть ровненькими и равнозначными. Когда каркас готов, можно монтировать направляющие оси, рабочий стол, суппорта. Когда эти элементы установлены, можно установить фрезер, либо шпиндель.

Остаётся последний шаг - электроника. Установка электроники является основным этапом в сборке. К установленным на станке шаговым двигателям подключается контроллер, который и будет отвечать за их работу.

Далее контроллер подключается к компьютеру на котором уже должна быть установлена специальная программа для управления. Широко применяется торговая марка Arduino , которая производит и поставляет аппаратное оборудование.

Когда всё подключено и находится в режиме готовности, самое время запустить пробную заготовку. Для этого подойдёт любая древесина, которая не будет выходить за пределы рабочего стола. Если ваша заготовка прошла обработку и всё в порядке, то можно приступать к полноценному изготовлению того или иного продукта фрезерования.

Техника безопасности

Безопасность с фрезеровальным оборудованием является основой основ. Если не беречь себя, можно угодить в больницу с серьёзными травмами. Все правила для безопасности одинаковы, однако ниже будут перечислены самые основные:

Необходимо заземлить ваше оборудование, во избежание ударов током.
Не допускать детей к станку.
Ни есть и не пить на рабочем столе.
Одежду следует подбирать соответствующую.
Не обрабатывать громоздкие детали, которые превышают размеры рабочего стола, станочного оборудования.
Не бросать различные инструменты на рабочую область станка.
Не использовать материал, (металл, пластик и т.д.).

Видео обзоры

Видео обзор деталей к станку и где их взять:

Видео обзор работы фрезерного станка по дереву:

Видео обзор электроники