Найпростіший чпу верстат своїми руками. Саморобний фрезерний верстат із ЧПУ: збираємо своїми руками. Установка приводних гвинтів
Метою цього проекту є створення настільного верстата з ЧПУ. Можна було купити готовий верстат, але його ціна та розміри мене не влаштували, і я вирішив побудувати верстат із ЧПУ з такими вимогами:
- Використання простих інструментів(Потрібен тільки свердлильний верстат, стрічкова пилката ручний інструмент)
- низька вартість (я орієнтувався на низьку вартість, але все одно купив елементів приблизно на $600, можна значно заощадити, купуючи елементи у відповідних магазинах)
- мала займана площа (30 "х25")
- нормальний робочий простір (10" по осі X, 14" по осі Y, 4" по осі Z)
- Висока швидкість різання (60" за хвилину)
- мала кількість елементів (менше 30 унікальних)
- доступні елементи (всі елементи можна купити в одному господарському та трьох online магазинах)
- можливість успішної обробкифанери
Верстати інших людей
Ось кілька фото інших верстатів, які зібрали за цією статтею
Фото 1 – Chris з другом зібрав верстат, вирізавши деталі з 0,5" акрилу за допомогою лазерного різання. Але всі, хто працював з акрилом знають, що лазерне різанняце добре, але акрил погано переносить свердління, а в цьому проекті є багато отворів. Вони зробили гарну роботу, більше інформації можна знайти у блозі Chris'a. Мені особливо сподобалося виготовлення 3D об'єкта за допомогою 2D різів.
Фото 2 - Sam McCaskill зробив справді гарний настільний верстатз ЧПУ. Мене вразило те, що він не спрощував свою роботу і вирізав усі елементи вручну. Я вражений цим проектом.
Фото 3 - Angry Monk's використовував деталі з ДМФ, вирізані за допомогою лазерного різакаі двигуни з зубчасто-ременної передачі, перероблені в двигуни з гвинтом.
Фото 4 - Bret Golab"s зібрав верстат і налаштував його для роботи з Linux CNC (я теж намагався зробити це, але не зміг через складність). Якщо ви зацікавлені його налаштуваннями, ви можете зв'язатися з ним. Він зробив велику роботу!
Боюся, що у мене недостатньо досвіду та знань, щоб пояснювати основи ЧПУ, але на форумі сайту CNCZone.com є великий розділ, присвячений саморобним верстатам, який дуже допоміг мені.
Різак: Dremel або Dremel Type Tool
Параметри осей:
Вісь X
Відстань переміщення: 14"
Швидкість: 60"/хв
Прискорення: 1"/с2
Роздільна здатність: 1/2000"
Імпульсів на дюйм: 2001
Вісь Y
Відстань переміщення: 10"
Привід: Зубчасто-ременова передача
Швидкість: 60"/хв
Прискорення: 1"/с2
Роздільна здатність: 1/2000"
Імпульсів на дюйм: 2001
Вісь Z (вгору-вниз)
Відстань переміщення: 4 "
Привід: Гвинт
Прискорення: .2"/с2
Швидкість: 12"/хв
Роздільна здатність: 1/8000 "
Імпульсів на дюйм: 8000
Необхідні інструменти
Я прагнув використати популярні інструменти, які можна придбати у звичайному магазині для майстрів.
Електроінструмент:
- Стрічкова пила або лобзик
- свердлильний верстат (свердла 1/4", 5/16", 7/16", 5/8", 7/8", 8мм (близько 5/16")), також називається Q
- принтер
- Dremel або аналогічний інструмент (для встановлення у готовий верстат).
Ручний інструмент:
- Гумовий молоток (для посадки елементів на місця)
- шестигранники (5/64", 1/16")
- викрутка
- клейовий олівець або аерозольний клей
- розвідний ключ (або торцевий ключ з тріскачкою та головкою 7/16")
Необхідні матеріали
У PDF файлі (CNC-Part-Summary.pdf) надані всі витрати та інформація про кожен елемент. Тут надана лише узагальнена інформація.
Аркуші --- $ 20
-Шматок 48"х48" 1/2" МДФ ( підійде будь-який листовий матеріалтовщиною 1/2" Я планую використовувати UHMW у наступній версії верстата, але зараз це виходить надто дорого)
-Шматок 5"x5" 3/4" МДФ (цей шматок використовується як розпірка, тому можете брати шматок будь-якого матеріалу 3/4")
Двигуни та контролери --- $ 255
-Про вибір контролерів та двигунів можна написати цілу статтю. Коротко кажучи, необхідний контролер, здатний керувати трьома двигунами та двигуни з крутним моментом близько 100 oz/in. Я купив двигуни та готовий контролер, і все працювало добре.
Апаратна частина --- $ 275
-Я купив ці елементи у трьох магазинах. Прості елементия придбав у господарському магазині, спеціалізовані драйвера я купив на McMaster Carr (http://www.mcmaster.com), а підшипники, яких треба багато, я купив у інтернет-продавця, заплативши $40 за 100 штук (виходить досить вигідно, багато підшипників залишається для інших проектів.
Програмне забезпечення--- (безкоштовно)
-Необхідна програма, щоб намалювати вашу конструкцію (я використовую CorelDraw), і зараз я використовую пробну версію Mach3, але у мене є плани переходу на LinuxCNC (відкритий контролер верстата, що використовує Linux)
Головний пристрій --- (додатково)
-Я встановив Dremel на свій верстат, але якщо ви цікавитеся 3D печаткою (наприклад, RepRap) ви можете встановити свій пристрій.
Друк шаблонів
У мене був деякий досвід роботи лобзиком, тож я вирішив приклеїти шаблони. Необхідно роздрукувати PDF файлиіз шаблонами, розміщеними на аркуші, наклеїти аркуш на матеріал та вирізати деталі.
Ім'я файлу та матеріал:
Все: CNC-Cut-Summary.pdf
0,5" МДФ (35 8.5"x11" аркушів із шаблонами): CNC-0.5MDF-CutLayout-(Rev3).pdf
0,75" МДФ: CNC-0.75MDF-CutLayout-(Rev2).pdf
0,75" алюмінієва трубка: CNC-0.75Alum-CutLayout-(Rev3).pdf
0,5 "MDF (1 48"x48" аркуш із шаблонами): CNC-(One 48x48 Page) 05-MDF-CutPattern.pdf
Примітка: Я додаю малюнки CorelDraw у оригінальному форматі(CNC-CorelDrawFormat-CutPatterns (Rev2) ZIP) для тих, хто хотів би щось змінити.
Примітка: Є два варіанти файлів для МДФ 0,5". Можна завантажити файл з 35 сторінками 8.5"х11" (CNC-0.5MDF-CutLayout-(Rev3), PDF), або файл (CNC-(Один 48x48 Page) 05- MDF-CutPattern.pdf) з одним листом 48"x48" для друку на широкоформатному принтері.
Крок за кроком:
1. Завантажте три файли PDF із шаблонами.
2. Відкрийте кожен файл у програмі Adobe Reader
3. Відкрийте вікно друку
4. (ВАЖЛИВО) вимкніть Масштабування сторінок.
5. Перевірте, чи файл випадково не масштабувався. Першого разу я не зробив це, і роздрукував все в масштабі 90%, про що сказано нижче.
Наклеювання та випилювання елементів
Приклейте роздруковані шаблони на МДФ та на алюмінієву трубу. Далі просто вирізайте деталь по контуру.
Як було сказано вище, я випадково роздрукував шаблони в масштабі 90% і не помітив цього до початку випилювання. На жаль, я не розумів цього до цієї стадії. Я залишився з шаблонами в масштабі 90% і, переїхавши через усю країну, я отримав доступ до повнорозмірного ЧПУ. Я не витримав і вирізав елементи за допомогою цього верстата, але не зміг просвердлити їх з зворотного боку. Саме тому всі елементи на фотографіях без шматків шаблону.
Свердління
Я не вважав, скільки саме, але в цьому проекті використовується багато отворів. Отвори, які свердляться на торцях, особливо важливі, але не пошкодуйте часу на них, і використовувати гумовий молоток вам доведеться вкрай рідко.
Місця з отворами в накладку один на одного – це спроба зробити канавки. Можливо, у вас є верстат із ЧПУ, на якому це можна зробити краще.
Якщо ви дійшли до цього кроку, я вітаю вас! Дивлячись на купу елементів досить складно уявити, як зібрати верстат, тому я постарався зробити докладні інструкції, схожі на інструкції до LEGO. (додається PDF CNC-Assembly-Instructions.pdf). Досить цікаво виглядають покрокові фотографіїзбирання.
Готово!
Верстат готовий! Сподіваюся, ви зробили та запустили його. Я сподіваюся, що у статті не втрачені важливі деталіта моменти. Ось відео, де показано вирізання верстатом візерунка на рожевому пінопласті.
Набір, за допомогою якого можна зібрати свій фрезерний верстат із ЧПУ.
У Китаї продаються готові верстати, огляд одного з них вже на Муську публікувався. Ми ж з Вами зберемо верстат самі. Ласкаво просимо…
UPD: посилання на файли
Я таки наведу посилання на огляд готового верстатавід AndyBig. Я ж не повторюватимусь, не цитуватиму його текст, напишемо все з нуля. У заголовку вказаний тільки набір з двигунами та драйвером, будуть ще частини, намагатимусь дати посилання на все.
І це ... Заздалегідь перепрошую перед читачами, фотографії в процесі спеціально не робив, т.к. тоді робити огляд не збирався, але підніму максимум фоток процесу і постараюся дати докладний описвсіх вузлів.
Мета огляду - не так похвалитися, скільки показати можливість зробити собі помічника самому. Сподіваюся цим оглядом подати комусь ідею, і можливо не лише повторити, а й зробити ще краще. Поїхали…
Як народилася ідея:
Так вийшло, що із кресленнями я пов'язаний давно. Тобто. моя професійна діяльністьз ними тісно пов'язана. Але одна річ, коли ти робиш креслення, а потім вже зовсім інші люди втілюють об'єкт проектування в життя, і зовсім інша, коли ти втілюєш об'єкт проектування в життя сам. І якщо з будівельними речами у мене ніби нормально виходить, то з моделізмом та іншим прикладним мистецтвом не особливо.
Так ось давно була мрія з намальованого в автокаді зображення, зробити джик - і воно ось в натурі перед тобою, можна користуватися. Ідея ця час від часу проскакувала, але в щось конкретне оформитися ніяк не могла, поки що...
Поки я не побачив років три-чотири тому REP-RAP. Ну що ж 3Д принтер це була дуже цікава річ, і ідея зібрати собі довго оформлялася, я збирав інформацію про різних моделях, про плюси та мінуси різних варіантів. Одного разу перейшовши одним із посилань я потрапив на форум, де сиділи люди і обговорювали не 3Д принтери, а фрезерні верстати з ЧПУ управлінням. І звідси, мабуть, захоплення і починає свій шлях.
Замість теорії
У двох словах про фрезерні верстати з ЧПУ (пишу своїми словами навмисно, не копіюючи статті, підручники та посібники).
Фрезерний верстатпрацює прямо протилежно 3Д принтеру. У принтері крок за кроком, шар за шаром модель нарощується за рахунок наплавлення полімерів, у фрезерному верстаті, за допомогою фрези із заготовки забирається «все зайве» і виходить необхідна модель.
Для роботи такого верстата потрібний необхідний мінімум.
1. База (корпус) з лінійними напрямними та передавальний механізм (може бути гвинт або ремінь)
2. Шпіндель (я бачу хтось усміхнувся, але так він називається) – власне двигун із цангою, в яку встановлюється робочий інструмент – фреза.
3. Крокові двигуни - двигуни, що дозволяють здійснювати контрольовані кутові переміщення.
4. Контролер - плата управління, що передає напруги на двигуни відповідно до сигналів, отриманих від керуючої програми.
5. Комп'ютер із встановленою керуючою програмою.
6. Базові навички креслення, терпіння, бажання та гарний настрій.))
За пунктами:
1. База.
за конфігурацією:
Розділю на 2 типи, існують більш екзотичні варіанти, але основних 2:
З рухомим порталом:
Власне, обрана мною конструкція, в ній є основа на якій закріплені напрямні осі X. По напрямних осі Х пересувається портал, на якому розміщені напрямні осі Y, і вузол осі, що переміщається по ньому.
Зі статичним порталом
Така конструкція представляє і себе корпус він і є порталом, на якому розміщені напрямні осі Y, і вузол осі Z, що переміщається по ньому, а вісь Х вже переміщається щодо порталу.
За матеріалом:
корпус може бути виготовлений з різних матеріалів, найпоширеніші:
- дюраль - має хорошим співвідношенняммаси, жорсткості, але вартість (саме для хобійної саморобки) все-таки пригнічує, хоча якщо на верстат є види по серйозному зароблянню грошей, то без варіантів.
- фанера - непогана жорсткість при достатній товщині, невелика вага, можливість обробляти чим завгодно:), та й власне ціна, лист фанери 17 зараз зовсім недорогий.
- сталь - часто застосовують на верстатах великої площіобробки. Такий верстат звичайно має бути статичним (не мобільним) та важким.
- МФД, оргскло та монолітний полікарбонатнавіть ДСП - теж бачив такі варіанти.
Як бачите - сама конструкція верстата дуже схожа і з 3д принтером і лазерними граверами.
Я свідомо не пишу про конструкції 4, 5 і 6-осьових фрезерних верстатів, т.к. на порядку денному стоїть саморобний верстат хобі.
2. Шпіндель.
Власне, шпинделі бувають з повітряним та водяним охолодженням.
З повітряним охолодженняму результаті коштують дешевше, т.к. для них не треба містити додатковий водяний контур, працюють трохи голосніше, ніж водяні. Охолодження забезпечується встановленим на тильній стороні крильчаткою, яка на високих оборотах створює відчутний потік повітря, що охолоджує корпус двигуна. Чим потужніший двигун, тим серйозніше охолодження і тим більше повітряний потік, який цілком може роздмухувати на всі боки
пил (стружку, тирсу) виробу, що обробляється.
З водяним охолодженням. Такий шпиндель працює майже беззвучно, але в результаті все-одно різницю між ними в процесі роботи не почути, оскільки звук оброблюваного матеріалу фрезою перекриє. Протягом від крильчатки, в даному випадкузвичайно ні, зате є додатковий гідравлічний контур. У такому контурі повинні бути і трубопроводи, і помпа рідина, що прокачує, а також місце охолодження (радіатор з обдуванням). У цей контур зазвичай заливають не воду, а або Тосол, або етиленгліколь.
Також шпинделі є різних потужностей, і якщо малопотужні можна підключити безпосередньо до плати управління, то двигуни потужністю від 1 кВт вже необхідно підключати через блок управління, але це вже не про нас.))
Так, ще часто в саморобних верстатах встановлюють прямі шліфувальні машини, або фрезери зі знімною базою. Таке рішення може бути виправданим, особливо при виконанні робіт недовгої тривалості.
У моєму випадку було обрано шпиндель з повітряним охолодженням потужністю 300Вт.
3. Крокові двигуни.
Найбільшого поширення набули двигуни 3 типорозмірів
NEMA17, NEMA23, NEMA 32
відрізняються вони розмірами, потужністю та робочим моментом
NEMA17 зазвичай застосовуються в 3д принтерах, для фрезерного верстата вони замалі, т.к. доводиться тягати важкий портал, до якого додатково додається бічне навантаженняпід час обробки.
NEMA32 для такого виробу зайві, до того ж довелося б брати іншу плату керування.
мій вибір упав на NEMA23 з максимальною потужністюдля цієї плати – 3А.
Люди використовують кроковики від принтерів, але т.к. у мене та їх не було і все одно доводилося купувати вибрав все в комплекті.
4. Контролер
Плата керування, що отримує сигнали від комп'ютера і передає напругу на крокові двигуни, що переміщують осі верстата.
5. Комп'ютер
Потрібен комп'ютер окремий (можливо дуже старий) і причин тому, мабуть, дві:
1. Навряд чи Ви наважитеся розташовувати фрезерний верстат поруч із тим місцем, де звикли читати інтернетики, грати в іграшки, вести бухгалтерію і т.д. Просто тому, що фрезерний верстат - це голосно та запорошено. Зазвичай верстат або в майстерні, або в гаражі (краще опалюваному). У мене верстат стоїть у гаражі, взимку переважно простоює, т.к. немає опалення.
2. З економічних міркувань зазвичай застосовуються комп'ютери не актуальні для домашнього життя- сильно б/у:)
Вимоги до машини за великим рахунком ні про що:
- від Pentium 4
- Наявність дискретної відеокарти
- RAM від 512MB
- Наявність роз'єму LPT (з приводу USB не скажу, за маєтком драйвера, що працює по LPT, новинки поки не вивчав)
такий комп'ютер або дістається з комори, або як у моєму випадку купується за безцінь.
В силу малої потужностімашини намагаємося ставити додатковий софт, тобто. тільки вісь та керуюча програма.
Далі два варіанти:
- ставимо windows XP (комп слабенький, пам'ятаємо так?) і керуючу програму MATCH3 (є інші, але це найпопулярніша)
- ставимо нікси і Linux CNC (кажуть, що теж дуже непогано все, але я нікси не подужав)
Додам, мабуть, щоб не образити надмірно забезпечених людей, що цілком можна поставити і не пень четвертий, а і який-небудь ай7 - будь ласка, якщо це Вам подобається і можете собі це дозволити.
6. Базові навички креслення, терпіння, бажання та гарний настрій.
Тут двома словами.
Для роботи верстата потрібна керуюча програма (по суті текстовий файл, що містить координати переміщень, швидкість переміщень і прискорення), яка в свою чергу готується в додатку CAM - зазвичай це ArtCam, в цьому додатку готується сама модель, задаються її розміри, вибирається ріжучий інструмент.
Я зазвичай роблю трохи довшим шляхом, роблю креслення, а AutoCad потім, зберігши його *.dxf підвантажую в ArtCam і вже там готую УП.
Та й приступаємо до процесу створення свого.
Перед проектуванням верстата приймаємо за відправні точки кілька моментів:
- Вали осей будуть зроблені зі шпильки будівельної з різьбленням М10. Звичайно, безперечно існують більше технологічні варіанти: вал з трапецієподібним різьбленням, шарико-гвинтова передача (ШВП), але необхідно розуміти, що ціна питання залишає бажати кращого, а для хобійного верстата ціна виходить взагалі космос. Проте згодом я збираюся провести апгрейд і замінити шпильку на трапецію.
- Матеріал корпусу верстата – фанера 16мм. Чому фанера? Доступно, дешево, сердито. Варіантів насправді багато, хтось робить із дюралі, хтось із оргскла. Мені простіше із фанери.
Робимо 3Д модель: 
Розгорнення: 
Далі я зробив так, знімка не залишилося, але думаю зрозуміло буде. Роздрукував розгортку на прозорих аркушах, вирізав їх та наклеїв на аркуш фанери.
Випилив частини та просвердлив отвори. З інструментів - електролобзик та шуруповерт.
Є ще одна маленька хитрість, яка полегшить життя в майбутньому: всі парні деталі перед свердлінням отворів стиснути струбциною і свердлити наскрізь, таким чином Ви отримаєте отвори однаково розташовані на кожній частині. Навіть якщо при свердлінні вийде невелике відхилення, то внутрішні частини деталей будуть збігатися, а отвір можна трохи розсвердлити.
Паралельно робимо специфікацію та починаємо все замовляти.
що вийшло у мене:
1. Набір, зазначений у цьому огляді, включає: плата управління кроковими двигунами (драйвер), крокові двигуни NEMA23 – 3 шт., блок живлення 12V, шнур LPTі кулер.
2. Шпиндель (це найпростіший, проте роботу свою виконує), кріплення і блок живлення 12V.
3. Вживаний комп'ютер Pentium 4, найголовніше на материнці є LPT та дискретна відеокарта + ЕПТ монітор. Взяв на Авіто за 1000р.
4. Вал сталевий: ф20мм – L=500мм – 2шт., ф16мм – L=500мм – 2шт., ф12мм – L=300мм – 2шт.
Брав тут, на той момент у Пітері брати виходило дорожче. Прийшло протягом 2 тижнів.
5. Підшипники лінійні: ф20 – 4шт., ф16 – 4шт., ф12 – 4шт.
20
16
12
6. Кріплення для валів: ф20 – 4шт., ф16 – 4шт., ф12 – 2шт.
20
16
12
7. Гайки капролонові з різьбленням М10 – 3шт.
Брав разом із валами на duxe.ru
8. Підшипники обертання, закриті – 6шт.
Там же, але у китайців їх також повно
9. Провід ПВС 4х2,5
це офлайн
10. Гвинтики, шпунтики, гайки, хомутики - купка.
Це теж в офлайні, у метизах.
11. Також був куплений набір фрез
Отже, замовляємо, чекаємо, випилюємо та збираємо. 
Спочатку драйвер і блок живлення для нього встановив у корпус з комп'ютером разом. 
Пізніше було вирішено розмістити драйвер в окремому корпусі, він саме з'явився. 
Та й старий монітор якось сам змінився на більш сучасний. 
Як я говорив спочатку, ніяк не думав, що писатиму огляд, тому додаю фотографії вузлів, і постараюся дати пояснення щодо процесу складання.
Спочатку збираємо три осі без гвинтів, щоб максимально точно виставити вали.
Беремо передню та задню стінки корпусу, кріпимо фланці для валів. Нанизуємо на осі Х по 2 лінійні підшипники і вставляємо їх у фланці. 
Кріпимо дно порталу до лінійних підшипників, намагаємося покатати основу порталу туди-сюди. Переконуємось у кривизні своїх рук, все розбираємо і трохи розсвердлюємо отвори.
Таким чином, ми отримуємо деяку свободу переміщення валів. Тепер наживляємо фланці, вставляємо вали в них і переміщуємо основу порталу вперед-назад добиваємося плавного ковзання. Затягуємо фланці.
На цьому етапі необхідно перевірити горизонтальність валів, а також їх співвісність по осі Z (короче, щоб відстань від складального столудо валів була однаковою) щоб потім не завалити майбутню робочу площину.
Із віссю Х розібралися.
Кріпимо стійки порталу до основи, я для цього використовував меблеві барильця. 
Кріпимо фланці для осі Y до стійок, цього разу зовні: 
Вставляємо вали з лінійними підшипниками.
Кріпимо задню стінку осі Z.
Повторюємо процес налаштування паралельності валів та закріплюємо фланці.
Повторюємо аналогічно процес із віссю Z.
Отримуємо досить кумедну конструкцію, яку можна переміщати однією рукою за трьома координатами.
Важливий момент: усі осі мають рухатися легко, тобто. трохи нахиливши конструкцію портал повинен сам вільно, без жодних скрипів та опору переміститися.
Далі кріпимо ходові гвинти.
Відрізаємо будівельну шпильку М10 необхідної довжини, накручуємо капролонову гайку приблизно на середину, і по 2 гайки М10 з кожної сторони. Зручно для цього, накрутивши трохи гайки, затиснути шпильку в шуруповерт і утримуючи гайки накрутити.
Вставляємо в гнізда підшипники і просовуємо в них зсередини шпильки. Після цього фіксуємо шпильки до підшипника гайками з кожного боку і контрім другим щоб не розбовталося.
Кріпимо капролонову гайку до основи осі.
Затискаємо кінець шпильки в шуруповерт і пробуємо перемістити вісь від початку до кінця і повернути.
Тут на нас чекає ще пара радостей:
1. Відстань від осі гайки до основи в центрі (а швидше за все в момент збирання основа буде посередині) може не збігтися з відстанню в крайніх положеннях, т.к. вали під вагою конструкції можуть прогинатися. Мені довелося по осі Х підкладати картонку.
2. Хід валу може бути дуже тугим. Якщо Ви виключили всі перекоси, то може зіграти роль натягу, тут необхідно зловити момент натягу фіксації гайками до встановленого підшипника.
Розібравшись із проблемами і отримавши вільне обертання від початку остаточно переходимо до встановлення інших гвинтів.
Приєднуємо до гвинтів крокові двигуни:
Взагалі при застосуванні спеціальних гвинтів, чи то трапеція чи ШВП на них робиться обробка кінців і тоді підключення до двигуна дуже зручно робиться спеціальною муфтою. 
Але ми маємо будівельну шпильку і довелося подумати, як кріпити. У цей момент мені потрапив у руки відріз газової труби, її і застосував. На шпильку вона прямо «накручується» на двигун заходить у притирання, затягнув хомутами – тримає дуже непогано. 
Для закріплення двигунів узяв алюмінієву трубку, порізав. Регулював шайбами.
Для підключення двигунів узяв такі конектори: 
Вибачте, не пам'ятаю як називаються, сподіваюся хтось у коментарях підкаже.
Роз'єм GX16-4 (дякую Jager). Просив колегу купити в магазині електроніки, він просто поряд живе, а мені виходило дуже незручно діставатися. Дуже ними задоволений: надійно тримають, розраховані на більший струм, можна від'єднати.
Ставимо робоче поле, він же жертовний стіл.
Приєднуємо всі двигуни до плати з огляду, що управляє, підключаємо її до 12В БП, коннектим до комп'ютера кабелем LPT.
Встановлюємо на ПК MACH3, виконуємо налаштування та пробуємо!
Про налаштування окремо, мабуть, не писатиму. Це можна ще кілька сторінок накатати.
У мене ціла радість, зберігся ролик першого запуску верстата:
Так, коли в цьому відео здійснювалося переміщення по осі Х був страшний брязкіт, я на жаль, не пам'ятаю вже точно, але в результаті знайшов чи шайбу, що бовтається, чи ще щось, загалом це було вирішено без проблем.
Далі необхідно поставити шпиндель, при цьому забезпечивши його перпендикулярність (одночасно Х і Y) робочої площини. Суть процедури така, до шпинделя ізолентою кріпимо олівець, таким чином виходить відступ від осі. При плавному опусканніолівця він починає малювати коло на дошці. Якщо шпиндель завалений, то виходить не коло, а дуга. Відповідно необхідно вирівнюванням досягти малювання кола. Збереглася фотка від процесу, олівець не у фокусі, та й ракурс не той, але думаю суть зрозуміла: 
Знаходимо готову модель(У моєму випадку герб РФ) готуємо УП, згодовуємо її MACHу і вперед!
Робота верстата:
фото в процесі:
Ну і природно проходимо посвяту))
Ситуація як кумедна, і загалом зрозуміла. Ми мріємо побудувати верстат і відразу випиляти щось суперкруте, а в результаті розуміємо, що на цей час піде просто багато часу.
У двох словах:
При 2Д обробці (просто випилюванні) визначається контур, який за кілька проходів вирізається.
При 3Д обробці (тут можна поринути в холівар, деякі стверджують, що це не 3Д а 2.5Д, тому що заготовка обробляється тільки зверху) задається складна поверхня. І що вище точність необхідного результату, то тонше застосовується фреза, то більше вписувалося проходів цієї фрези необхідно.
Для прискорення процесу застосовують чорнову обробку. Тобто. спочатку проводиться вибірка основного обсягу великою фрезою, потім запускається чистова обробка тонкою фрезою.
Далі, пробуємо, налаштовуємо, експериментуємо тощо. Правило 10000 годин працює і тут;)
Мабуть, я не більше втомлюватиму розповіддю про будівництво, налаштування та ін. Пора показати результати використання верстата - виробу. 
Як бачите в основному це випиляні контури або 2Д обробка. На обробку об'ємних фігур витрачає багато часу, верстат стоїть у гаражі, і я туди заїжджаю ненадовго.
Тут мені справедливо помітять – а на… будувати таку бандуру, якщо можна випиляти фігуру U-подібним лобзиком чи електролобзиком?
Можна, але це наш метод. Як пам'ятаєте на початку тексту я писав, що саме ідея зробити креслення на комп'ютері і перетворити це креслення на виріб і послужили поштовхом до створення цього звіра.
Написання огляду мене нарешті спонукало зробити апгрейд верстата. Тобто. апгрейд був запланований раніше, але «руки не доходили». Остання змінадо цього була організація будиночка для верстата: 
Таким чином у гаражі при роботі верстата стало набагато тихіше і набагато менше пилу літає.
Останнім же апгрейдом стала установка нового шпинделя, точніше тепер маю дві змінні бази:
1. З китайським шпинделем 300Вт для дрібної роботи: 
2. З вітчизняним, але від того щонайменше китайським фрезером «Енкор»… 
Із новим фрезером з'явилися нові можливості.
Швидше обробка, більше пилу.
Ось результат використання напівкруглої пазової фрези: 
Ну і спеціально для MYSKU
Проста пряма пазова фреза: 
Відео процесу:
На цьому я згортатимуся, але за правилами треба б підбити підсумки.
Мінуси:
- Дорого.
- Довго.
- Іноді доводиться вирішувати нові проблеми (відключили світло, наведення, розкрутилося щось та ін.)
Плюси:
– Сам процес створення. Тільки це виправдовує створення верстата. Пошук рішень виникають проблем і реалізація, і є тим, заради чого замість сидіння на попе рівно ти встаєш і йдеш робити що-небудь.
- Радість на момент дарування подарунків, зроблених своїми руками. Тут потрібно додати, що верстат не робить всю роботу сам:) Крім фрезерування необхідно це все ще обробити, пошкурити пофарбувати та ін.
Дуже вам дякую, якщо Ви ще читаєте. Сподіваюся, що мій пост нехай хоч і не підіб'є Вас до створення такого (або іншого) верстата, але розширить кругозір і дасть їжу до роздумів. Також спасибі хочу сказати тим, хто мене умовив написати цей опус, без нього у мене і апгрейду не сталося, мабуть, так що все в плюсі.
Приношу вибачення за неточності у формулюваннях і всякі ліричні відступи. Багато чого довелося скоротити, інакше текст вийшов би просто неосяжний. Уточнення та доповнення природно можливі, пишіть у коментарях – постараюся всім відповісти.
Успіхів Вам у Ваших починаннях!
Обіцяні посилання на файли:
- креслення верстата,
- розгортка,
формат – dxf. Це означає, що ви зможете відкрити файл будь-яким векторним редактором.
3Д модель деталізована відсотків на 85-90, багато речей робив, або в момент підготовки розгортки, або за місцем. Прошу «зрозуміти і пробачити».)
Умовою виконання професійних робіт з дерева є наявність. Дороги, що є у продажу, і не всім «по кишені». Тому багато хто виготовляє їх своїми руками, заощаджуючи гроші та отримуючи від творчого процесу задоволення.
Є два варіанти виготовлення міні верстатів для:
- придбання набору деталей та його виготовлення (набори Моделіст вартістю від 40 до 110 тисяч рублів);
- зробити його власноруч.
Розглянемо виготовлення фрезерних міні верстатів із ЧПУ своїми руками.
Вибір конструктивних особливостей
Перелік дій при розробці, виготовленні міні-пристрою для фрезерування по дереву наступний:
- Спочатку потрібно визначитися про які роботи йдеться. Це підкаже, які габарити та товщини деталей можна буде на ньому обробляти.
- Зробити компонування та передбачуваний перелік деталей на саморобний настільний верстат для виготовлення своїми руками.
- Вибрати програмне забезпечення для приведення його в робочий стан, щоб він працював за заданою програмою.
- Придбати потрібні компоненти, деталі, вироби.
- Маючи креслення, зробити своїми руками елементи, що бракують, зібрати і налагодити готовий виріб.
Конструкція
Саморобний верстат складається з наступних основних частин:
- станини з розміщеним на ній столом;
- супортів, що мають можливість переміщення різальної фрези у трьох координатах;
- шпинделя із фрезою;
- направляючих по переміщенню супортів та порталу;
- блок живлення, що забезпечує електроенергією двигуни, контролер або плату комутації з використанням мікросхем;
- драйвери для стабілізації роботи;
- пилососа для збору тирси.
На станині встановлюють напрямні для переміщення порталу по осі Y. На порталі розміщені напрямні для переміщення супорта по осі X. Шпиндель з фрезою кріпиться на супорт. Він рухається своїми напрямними (вісь Z).
Контролер та драйвера забезпечують автоматизацію роботи верстата з ЧПУ за рахунок передачі команд на електродвигуни. Використання програмного комплексу Kcam дозволяє використовувати будь-який контролер і забезпечує управління двигунами відповідно до внесених до програми креслень деталі.
Конструкцію треба зробити жорсткою, щоб протистояти робочим зусиллям, що виникають при роботі, і не приводити до вібрацій. Вібрації призведуть до зниження якості виробу, поломки інструменту. Тому розміри елементів кріплення повинні забезпечувати монолітність конструкції.
Саморобний фрезерний верстат з ЧПУ використовують для отримання об'ємного 3D зображення на дерев'яні деталі. Вона кріпиться на столі пристрою. Його можна використовувати як гравірувальний. Конструкція забезпечує переміщення робочого органу - шпинделя із встановленою фрезою відповідно до заданої програми дій. Переміщення супорту по осях Х і Y відбувається по шліфованим напрямним із застосуванням крокових електродвигунів.
Переміщення шпинделя по вертикальній осі Z дозволяє змінювати глибину обробки на малюнку, що створюється по дереву. Для отримання рельєфного малюнка 3D необхідно зробити креслення. Бажано використати різні видифрез, які дозволять отримати найкращі параметривідображення малюнка.
Підбір комплектуючих
Для напрямних застосовують прутки із сталі D = 12 мм. Для кращого переміщення кареток вони шліфуються. Довжина залежить від розміру столу. Можна використовувати загартовані стрижні зі сталі від матричного принтера.
Крокові двигуни можна використовувати звідти. Їхні параметри: 24 В, 5 А.
Фіксацію фрез бажано забезпечити цангою.
На саморобний фрезерний міні-верстат краще використовувати блок живлення заводського виготовлення, так як від нього залежить працездатність.
У контролері потрібно використовувати конденсатори та резистори в корпусах SMD для поверхневого монтажу.
Складання
Щоб зібрати саморобний верстат для фрезерування 3D деталі по дереву своїми руками потрібно зробити креслення, підготувати необхідний інструмент, комплектуючі, виготовити деталі, що відсутні. Після цього можна приступати до збирання.
Черговість складання своїми руками міні верстата з ЧПУ з обробкою 3D складається з:
- напрямні супортів встановлюють у боковини разом з кареткою (без гвинта).
- каретки переміщають направляючими до тих пір, поки їх хід не стане плавним. Тим самим проводиться притирання отворів у супорті.
- затяжки болтів на супортах.
- кріплення складальних одиниць на верстаті та встановлення гвинтів.
- установки крокових двигунів та з'єднання їх з гвинтами за допомогою муфт.
- контролер виділено окремий блок зменшення впливу нього працюючих механізмів.
Саморобний верстат з ЧПУ після збирання обов'язково має бути випробуваний! Тестування 3D обробки проводиться за допомогою щадних режимів для виявлення всіх несправностей та їх усунення.
Робота в автоматичному режимі забезпечується програмним забезпеченням. Просунуті користувачі комп'ютерів можуть використовувати блоки живлення та драйвери до контролерів, кроковим двигунам. Блок живлення перетворює змінний, що надходить (220 В, 50 Гц) в постійний струмнеобхідний для живлення контролера та крокових двигунів. Їх управління верстатом з персонального комп'ютера проходить через порт LPT. Робочими програмами є Turbo CNC та VRI-CNC. Для підготовки необхідних втілення в дерево малюнків використовують програми графічних редакторів CorelDRAW і ArtCAM.
Підсумки
Саморобний міні фрезерний верстат з ЧПУ для отримання 3D деталей простий в управлінні, забезпечує точність та якість обробки. За необхідності зробити більше складні роботипотрібно використовувати крокові електродвигуни більшої потужності (наприклад: 57BYGH-401A). В цьому випадку для переміщення супортів потрібно для обертання гвинтів використовувати зубчасті ремені, а не муфту.
Встановлення блоку живлення (S-250-24), плати комутації, драйверів можна зробити в старому корпусі від комп'ютера, допрацювавши його. На ньому можна встановити червону кнопку стоп для аварійного відключення обладнання.
Вам також можуть бути цікаві статті:
Довжинний верстат по дереву своїми руками
Як зробити стругальний верстатпо дереву своїми руками Копіювально-фрезерні верстати по деревуВ наш час все більш частим стає виробництво дрібних деталей з деревини для тих чи інших конструкцій. Також у магазинах можна зустріти різноманітність красивих об'ємних картин, виконаних на дерев'яному полотні. Такі операції здійснюються за допомогою фрезерних верстатів з числовим програмним управлінням. Точність деталей або картин з дерева досягається за рахунок керування з комп'ютера спеціалізованою програмою.
Фрезерний верстат з обробки деревини з числовим управлінням є високопрофесійною машиною, створеною по останньому словутехніки.
Вся робота полягає в обробці спеціальною фрезою по дереву, якою можна зробити роботу з вирізування маленьких деталей деревного матеріалустворення красивих малюнків. Робота здійснюється рахунок подачі сигналів на крокові двигуни, які, своєю чергою, рухають фрезер за трьома осями.
За рахунок чого відбувається високоточна обробка. Як правило, вручну такі роботи зробити неможливо так якісно. Тому фрезерні верстати з дерева з ЧПУ є великою знахідкою для столярів.
Призначення
Здавна, фрезерування призначалося для стругальних робіт з деревиною. Але двигун прогресу рухається суворо вперед і в наш час до таких верстатів створили числове програмне управління. На цьому етапі фрезерувальний верстат може виконувати різноманітні дії, що стосуються обробки дерева:
- Вирізання різних деталей із масиву деревини.
- Відрізання зайвих частин заготовки.
- Можливість робити пази та отвори різних діаметрів.
- Малювання складних орнаментів за допомогою фрези.
- 3D Тривимірні зображенняна масиві дерева.
- Повноцінне меблеве виробництвота багато іншого.
Яким би не було поставлене завдання, воно буде виконано з високою точністюта акуратністю.
Порада: Під час роботи на саморобному з ЧПУ оснащенням необхідно плавно знімати товщину деревини, інакше ваша деталь буде зіпсована або спалена фрезою!
Різновид
У сучасному технологічному світі розрізняють наступні видифрезерувальних верстатів по дереву з числовим керуванням:
Стаціонарні
Ці машини розмішаються на виробництвах, оскільки мають величезні розміри та вагу. Проте таке обладнання здатне виготовляти продукцію у великих обсягах.
Ручні
Це саморобні пристроїабо пристрої із готових наборів. Ці верстати можна сміливо встановлювати у вашому гаражі чи власній майстерні. До таких належать такі підвиди:
Устаткування з використанням порталу, з числовим керуванням
Саме фрезер здатний пересуватися по двох декартових осях X і Z. У такого типу верстата висока жорсткість при обробці на вигини. Конструкція портального фрезерного верстата з числовим керуванням досить проста у своєму виконанні. Багато столяр починають пізнання верстатів з ЧПУ саме з такого підтипу. Однак у цьому випадку розмір заготівлі буде обмежений розміром самого порталу.
З числовим управлінням та пересувним порталом
Конструкція цього підтипу трохи ускладнена.
Пересувний портал
Саме цей тип пересуває фрезер по всіх трьох декартових осях, по X, Z і Y. У даному випадку необхідно буде використовувати міцну напрямну для осі X, так як все велике навантаження буде прямувати саме на неї.
З пересувним порталом дуже зручний для створення друкованих плат. По осі Y можна обробляти довгі деталі.
Фреза рухається осі Z.
Верстат, на якому фрезерувальна деталь здатна пересуватися у вертикальному напрямку
Цей підтип зазвичай використовують при доопрацюванні виробничих зразків або при переробці свердлувального обладнання гравірувально - фрезерне.
Робоче поле, тобто сама стільниця має розміри 15х15 сантиметрів, що унеможливлює обробку великих деталей.
Такий тип не дуже зручний в експлуатації.
Безпортальний з числовим керуванням
Цей тип верстата дуже складний у своїй конструкції, проте є найпродуктивнішим і найзручнішим.
Заготовки можна обробляти довжиною до п'яти метрів, навіть якщо вісь X становить 20 сантиметрів.
Такий підтип вкрай не підходить для першого досвіду, оскільки потребує навичок на цьому устаткуванні.
Нижче ми розглянемо конструкцію власноручного фрезерного верстата з дерева з ЧПУ, розберемо принципи його роботи. Дізнаємось, як зробитице дітище і як налагоджується таке обладнання.
Пристрій та принцип роботи
Основними деталями пристрою фрезерування є такі деталі:
Станіна
Безпосередньо сама конструкція верстата, на якій розташовуються всі інші деталі.
Супорта
Вузол, який є кріпленням для підтримки пересування автоматичного інструменту.
Робочий стіл
Область, де проводиться вся необхідна робота.
Вал шпинделя або фрезер
Інструмент, який виконує роботи фрезерування.
Фреза для обробки деревини
Інструмент, а точніше пристрій для фрезера, різних величинта форм, за допомогою яких проводиться обробка деревини.
ЧПУ
Скажімо так мозок та серце всієї конструкції. Програмне забезпечення виконує точний контроль усієї роботи.
Робота полягає у програмному управлінні. На комп'ютері встановлена спеціалізована програма, саме вона перетворює завантажені до неї схеми спеціальні коди, які програма розподіляє на контролер, а потім на крокові двигуни. Крокові двигуни, у свою чергу, пересувають фрезер по координатних осях Z, Y, X, за рахунок чого відбувається обробка дерев'яної заготовки.
Вибір комплектуючих
Основним етапом у винаході саморобногоФрезерний верстат є вибір комплектуючих деталей. Адже вибравши поганий матеріал, може піти що-небудь не так у
Приклад збирання з алюмінієвої рами.
самій роботі. Зазвичай використовують прості матеріали, такі як: алюміній, деревина (масив, МДФ), оргскло. Для правильної та точної роботи всієї конструкції важливо розробити всю конструкцію супортів.
Порада: Перед збиранням своїми руками, необхідно перевірити всі вже підготовлені деталі на сумісність.
Перевірити, чи немає десь загвоздки, яка заважатиме. А головне, щоб не допустити різного родуколивань, оскільки це безпосередньо призведе до неякісного фрезерування.
Існують деякі призначення з підбору робочих елементів, які допоможуть у створенні, а саме:
Напрямні
Схема направляючих ПП для фрезера.
Для них використовують прути діаметром 12 міліметрів. Для осі X, довжина прута становить 200 міліметрів, а для осі Y довжина становить 90 міліметрів.
Використання напрямних дозволить виконати високоточну установку рушійних деталей
Супорта
Супорт фрезерного ЧПУверстата.
Супорт у збиранні.
Для цих комплектуючих можна використати текстолітовий матеріал. Досить міцний матеріал у своєму роді. Як правило, розмір текстолітового майданчика становить 25х100х45 мілі.
Блок фіксації фрезера
Приклад каркаса фіксації фрезера.
Можна також використовувати текстолітовий каркас. Розміри безпосередньо залежать від інструменту, що є у вас.
Крокові двигуни або серводвигуни
Блок живлення
Контролер
Електронна плата, яка розподіляє електрику на крокові двигуни, щоб переміщувати їх осями.
Порада: При паянні плати необхідно використовувати конденсатори та резистори у спеціальних SMD корпусах (для виготовлення корпусів таких деталей використовують алюміній, кераміка, пластик). Це зменшить габарити плати, а також внутрішній простіру конструкції буде оптимізовано.
Складання
Схема саморобного верстатаз числовим програмним управлінням
Складання не займе у вас занадто багато часу. Єдине, що процес налаштування буде найдовшим у всьому процесі виготовлення.
Для початку
Необхідно розробити схему та креслення майбутнього верстата з числовим управлінням.
Якщо вам не хочеться цього робити, можна скачати креслення з інтернету. По всіх розмірампідготувати усі необхідні деталі.
Виконати всі необхідні отвори
Призначені для підшипників та напрямних. Головне дотримуватися всіх необхідні розміри, інакше роботу верстата буде порушено. Представлена схема з описом розташування механізмів. Вона дозволить вам отримати загальне уявлення, особливо якщо ви збираєте його вперше.
Коли всі елементи та деталі механізму у вас готові, можна сміливо приступати до складання. Насамперед збирається станина обладнання.
Каркас
Має бути геометрично правильно зібраним. Всі кути повинні бути рівними та рівнозначними. Коли каркас готовий, можна монтувати напрямні осі, робочий стіл, супорт. Коли ці елементи встановлені, можна встановити фрезер або шпиндель.
Залишається останній крок- Електроніка. Установка електроніки є основним етапом у збиранні. До встановлених на верстаті крокових двигунів підключається контролер, який і відповідатиме за їхню роботу.
Далі контролер підключається до комп'ютера, на якому вже має бути встановлена спеціальна програмадля керування. Широко застосовується торгова марка Arduino, яка виробляє та постачає апаратне обладнання.
Коли все підключено та знаходиться в режимі готовності, саме час запустити пробну заготовку. Для цього підійде будь-яка деревина, яка не виходитиме за межі робочого столу. Якщо ваша заготівля пройшла обробку і все гаразд, можна приступати до повноцінного виготовлення того чи іншого продукту фрезерування.
Техніка безпеки
Безпека із фрезерувальним обладнанням є основою основ. Якщо не берегти себе, можна потрапити до лікарні із серйозними травмами. Всі правила безпеки однакові, проте нижче будуть перераховані основні:
- Необхідно заземлити ваше обладнання, щоб уникнути ударів струмом.
- Не допускати дітей до верстата.
- Не їсти і не пити на робочому столі.
- Одяг слід підбирати відповідний.
- Чи не обробляти громіздкі деталі, які перевищують розміри робочого столу, верстатного обладнання.
- Не кидати різні інструментина робочу областьверстата.
- Не використовувати матеріал (метал, пластик і т.д.).
Відео огляди
Відео огляд деталей до верстата та де їх взяти:
Відео огляд роботи фрезерного верстата по дереву:
Відео огляд електроніки
Складна обробка різних матеріалівдавно перестала бути долею заводських цехів. Ще двадцять років тому, максимум, що могли собі дозволити домашні майстри – це фігурне випилювання лобзиком.
Сьогодні, ручні фрезери та ріжучі лазери можна запросто купити в магазині побутового інструменту. Для лінійної обробки передбачені різні напрямні. А як бути із вирізанням складних фігур?
Елементарні завдання можна виконати за допомогою шаблону. Однак такий спосіб має недоліки: по-перше, треба виготовити власне шаблон, по-друге, механічний лекал має обмеження за розміром закруглень. І нарешті, похибка таких пристроїв дуже велика.
Вихід давно знайдений: верстат із ЧПУ дозволяє вирізати з фанери своїми руками такі складні фігури, про які «оператори лобзиків» можуть лише мріяти.
Пристрій являє собою систему координатного позиціонування різального інструменту, керовану комп'ютерною програмою. Тобто обробна головка рухається по заготівлі, відповідно до заданої траєкторії. Точність обмежена лише розмірами ріжучої насадки (фреза чи лазерний промінь). 
Можливості таких верстатів безмежні. Існують моделі з двовимірним та тривимірним позиціонуванням. Проте вартість їхня настільки висока, що придбання може бути виправдане лише комерційним використанням. Залишається своїми руками зібрати ЧПУ верстат.
Принцип роботи координатної системи
Основа верстата – потужна рама.За основу береться ідеально рівна поверхня. Вона ж слугує робочим столом. Другий базовий елемент – це каретка, де закріплюється інструмент. Це може бути дрімець, ручний фрезер, лазерна гармата - загалом, будь-який пристрій, здатний обробляти заготівлю. Каретка повинна рухатися строго у площині рами.
Для початку розглянемо двомірну установку
Як раму (основу) для верстата ЧПУ, зробленого своїми руками, можна використовувати поверхню столу. Головне, після юстування всіх елементів, конструкція більше не переміщається, залишаючись жорстко прикрученою до основи.
Для переміщення в одному напрямку (умовно назвемо його X) розміщуються дві напрямні. Вони мають бути суворо паралельні одна одній.Поперек встановлюється мостова конструкція, що також складається з паралельних напрямних. Друга вісь – Y. 
Задаючи вектор переміщення по осях X і Y, можна з високою точністю встановити каретку (а разом з нею і ріжучий інструмент) у будь-яку точку на площині робочого столу. Вибираючи співвідношення швидкостей переміщення по осях, програма змушує інструмент рухатися безперервно по будь-якій, найскладнішій траєкторії.
Рама верстата з ЧПУ зроблено руками умільця.
Існує ще одна концепція:каретка з інструментом закріплена нерухомо, переміщається робочий стіл із заготівлею. Принципова різницяні. Хіба що розміри основи (а отже, і заготівлі) обмежені. Зате спрощується схема подачі живлення на робочий інструмент, не треба турбуватися про гнучкі кабелі живлення.
