Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Самодельный ЧПУ станок из принтеров своими руками — Часть 2

Самодельный ЧПУ станок из принтеров своими руками — Часть 2

.Самодельный ЧПУ станок из принтеров своими руками — Часть 2

В предыдущей статье: Как собрать ЧПУ станка на Arduino своими руками за 3000 руб — Часть 1 Были рассмотренный основные этапы сборки станка ЧПУ из принтеров на Arduino. В данном обзоре расскажу из каких деталей и комплектующих собирался данный принтер. Покажу как устроены основные узлы. А также сделаем пуск станка на Arduino. Включим шпиндель.

Схема подключения драйверов L298n к Arduino NANO

Схема подключения драйверов L298n к Arduino NANO

Схема подключения шагового двигателя к L298n

Схема подключения шагового двигателя к L298n

Схема подключения с двумя двигателями на оси X:

Схема подключения с двумя двигателями на оси X

Самое простоя программное обеспечение для запуска станка при такое схеме подключения смотрите тут. Данный пример очень простой но у него есть достаточно большое количества недостатков.

Для сборки ЧПУ станка из деталей от принтера были использовано:

  1. 3 Матричных принтера формата А3.
  2. Мебельные направляющие: 2 пары 500 мм. И одна пара на 300 мм.
  3. Доска 25х100, брусок 25х25, фанера толщиной 8 мм.
  4. Блок питания от компьютера.
  5. Arduino NANO
  6. Драйвера L298 4 шт.
  7. Строительные и мебельные уголки.
  8. Саморезы, винты, гайки и шпилька М10.
  9. Телефонные провода, провода из компьютера.
  10. Переменный резистор из автомобиля.
  11. Двигатель от автомобильного компрессора.
  12. Шаговый двигатель от сканера.
  13. Латунная цанга.

Кратко что для чего применялось в ЧПУ стнке:

Ось X ЧПУ станка сделана из двух оснований от матричных принтеров формата А3. С помощью брусков 25х25 сделана обвязка оснований принтеров и на данные бруски закреплены две мебельные направляющие длиной 500 мм. На мебельные направляющие сверху закреплен лист фанеры польщенной 8 мм.

Двигатель принтера станка ЧПУ

Ось X Станка ЧПУ из принтеров

Ось Y станка на Arduino расположена на портале,который сделан из трех досок 25х100 мм. Для перемещения используется двигатель от матричного принтера и ременная передача. Направляющие также мебельные длиной 500 мм.

Двигатель из принтера для станка ЧПУ

Ось Z ЧПУ закреплена на направляющие оси Y. Для перемещения был использован шаговый двигатель взятый из сканера. Передача винтовая сделанная из шпильки М10. Направляющи мебельные длиной 300 мм. Соединенные под углом 90 градусов для жесткости.

Шаговый двигатель из сканера для станка ЧПУ

Шпиндель из двигателя от автомобильного компрессора

Шпиндель станка ЧПУ сделан из двигателя взятого из нерабочего автомобильного компрессора. На вал двигателя закреплена цанга.

Управляет станком Arduino NANO. Драйвера L298. Для понижения напряжения с 12 вольт до 8, используются транзисторы.

Станок ЧПУ на Arduino

Драйвера L298 Для станка ЧПУ на Arduino

Смотрите также видео:

Фрезерование на самодельном фрезерном станке ЧПУ.

Самодельный ЧПУ станок

Сегодня разговор пойдет про изготовление самодельных ЧПУ станков из старых принтеров в которых используются шаговые двигатели.

ЧПУ станок своими руками из принтеров

Характеристики ЧПУ станка собранного своими руками.

Рабочее поле: 160х240х70 мм.
Резка : фанера до 15 мм, стеклотекстолит до 3 мм, пластики, дерево и так далее.
Гравировка: включая цветные металлы.
Скорость обработки: 2 мм/сек.

Как видите — не смотря на скромные размеры и использование маломощных шаговых двигателей самодельный ЧПУ станок вполне работоспособен не только для модельных дел, но для вполне серьезной работы.

Прежде чем описывать изготовление ЧПУ станка своими руками поговорим о донорах — матричных и струйных принтерах. Лучше всего подходят мартичники, особенно Epson, впрочем — Epson stylus color тоже не плох. Хороший донор и Ricoh, так же могут подойти Canon, Xerox, HP и другие.

Для каждой модели принтера можно скачать сервис мануал и посмотреть — что у него внутри и какие моторы установлены. Сами принтеры покупаются через доски объявлений и форумы. Берутся в нерабочем состоянии за 150-250 рублей. Многие готовы выкинуть — а тут на пару другую баночек пива выгадывают.

Читайте так же:
Самоделки из старой стиральной машины

В основе конструкции самодельного ЧПУ станка лежат 4 фанерных квадрата, дно и боковины 37х37 см, задняя стенка станка 34х37, передняя 9х34. Толщина листа фанеры 15 мм.

Чертежи ЧПУ станка под Math3 можно скачать в конце статьи.

Соединяется коробка станка с помощью саморезов 3х40, для соединения засверливаем отверстия 2.5 мм сверлом в 7 мм от края.

В качестве направляющих по оси Y используются дюралевые уголки. Для крепления уголка на боковых стенках выбирается паз глубиной 2 мм в 3-х см от дна. Паз позволит легко прикрутить уголок без перекосов. Фиксация уголков выполняется с помощью саморезов через центральную грань.

ЧПУ станок своими руками из принтеров

Уголки используются по 20 мм. Длина — 34 см. Дюралевого уголка хватает на 300 часов работы станка, потом их можно сменить.

Для рабочего стола используются уголки длиной 14 см. На них крепятся 3 подшипника 608ZZ — 2 сверху и 1 снизу. Крепление осуществляется с помощью болтов М8х25. Здесь нужно соблюсти соосность — рабочий стол должен двигаться по направляющим легко и без усилий.

На высоте 5 см от дна ЧПУ станка сверлится отверстие диаметром 22 мм для мотора оси Y, в передней стенке отверстие делается глубиной 7 мм под опорный подшипник ходового винта.

Моторы используются от принтеров, берите те принтеры, в которых стоят шаговые двигатели, на фотографиях ниже их примеры.

Шаговые двигатели из принтеров для самодельного ЧПУ станкаШаговые двигатели из принтеров для самодельного ЧПУ станка

Ходовой винт — обычная строительная шпилька М8. Соединение двигателя со шпилькой через самодельную муфту, смотрите их примеры в статье Как сделать самодельную муфту для ЧПУ станка. В качестве резиновой трубки используется старый советский шланг от душа, внутри у него именно резина, а не пластик, как у современных.

ЧПУ станок своими руками из принтеров

Ходовая гайка — обычная удлиненная гайка М8, в ней просверлены отверстия диаметром 2.5 мм и нарезана резьба М3 — для крепления гайки к оси.

Ось X собирается на стальных направляющих от принтеров. На них надеваются штатные каретки с те же принтеров, они имеют бронзовые втулки. Работают не хуже самодельных, рекомендую прочитать статью Направляющие для самодельного ЧПУ станка, там есть и другие варианты изготовления.

Теперь об оси Z.

Наверное это самое сложное место в изготовлении самодельного ЧПУ станка подобного типа. Для основания используется фанера толщиной 6 мм.

Направляющие — стандартные от принтеров, их диаметр 8 мм.

ЧПУ станок своими руками из принтеров

Деревянные детали склеиваются между собой клеем «ПВА Столяр», в них вклеиваются на эпоксидку линейные подшипники. Можно вставить бронзовые втулки от кареток, но, лучше не мелочиться.

ЧПУ станок своими руками из принтеров

Ходовая гайка — та же самая, удлиненная с отверстием под винт, ее тоже можно прихватить на эпоксидный клей.

Так, как в качестве шпинделя будет использоваться дремель, то держатель для него легко изготовить из кронштейна для досок шириной 80 см. Купить такой кронштейн можо в магазине строительных товаров.

ЧПУ станок своими руками из принтеров

ЧПУ станок своими руками из принтеров

ЧПУ станок своими руками из принтеров

ЧПУ станок своими руками из принтеров

ЧПУ станок своими руками из принтеров

ЧПУ станок своими руками из принтеров

Вот так выглядит механика собранного своими руками ЧПУ станка.

Электроника самодельного ЧПУ станка

ЧПУ станок своими руками из принтеров

Одним из вариантов является изготовление самодельной платы управления ЧПУ станком на микросхемах из плат принтеров — LB1745 + 12F675 или на StepStikaх. Но, это доступно тем, у кого скил паяльника хорошо прокачен. На фотографии выше — как раз самодельная электроника и блок питания от одного из принтеров участвующих в качестве донора.

Читайте так же:
Металлогалогеновые лампы для растений

Однако, можно не греть паяльник, а использовать готовую плату контроллера ЧПУ станка.

Контроллер для самодельного ЧПУ станка

Это 5-ти осевой контроллер для ЧПУ станка — читайте о нем статью тут. Там же и ссылка на покупку.

ЧПУ станок своими руками из принтеров

Вот собственно и все — самодельный ЧПУ станок готов к работе.

А это — примеры изготовленных поделок на таком ЧПУ станке. Кстати, с помощью собранного своими руками ЧПУ станка можно собирать и другие станочки, по крайней мере — вырезать все детали для оси Z.

ЧПУ станок своими руками из принтеров

Станок можно использовать без крышки.

ЧПУ станок своими руками из принтеров

В таком варианте он собирается гораздо быстрее, но, пыль от обработки материала разлетается по всему помещению.

ЧПУ станок своими руками из принтеров

По этой технологии было собрано более 30 станков, которые затем продавались на Авито. Автор разработки — А.Лошак. Сейчас он прекратил изготавливать ЧПУ станки на продажу и переключился на сборку 3D принтеров.

Стоит добавить — во время изготовления в ход шло то, что есть под рукой, вот пример без использования уголков, только направляющие от принтеров.

ЧПУ станок своими руками из принтеров

Скачать чертежи ЧПУ станка можно тут.

Так же интересно:

ЧПУ станок моделиста— ЧПУ станок моделиста.

Чертежи ЧПУ станка— Чертежи ЧПУ станка из металла.

Чертежи и видео сборки самодельного ЧПУ станка из МДФ или фанеры— Чертежи и видео сборки самодельного ЧПУ станка из МДФ или фанеры.

Собираем станок с ЧПУ из принтера своими руками

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.

Основа

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.

Читайте так же:
Срок службы баллонов определяет

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:

  1. 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).
  2. 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.

Можно ли сделать своими руками станок с ЧПУ?

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.
орнамент вырезан на ЧПУ
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).
станок с ЧПУ
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.

Читайте так же:
Молоток шлакоотбойный барс 440г

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

двухкоординатный станок с ЧПУ

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.

рама из профильной трубы

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.

двухкоординатный самодельный станок

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.

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.

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.
трехкоординатный самодельный станок с ЧПУ
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.
станок с ЧПУ в работе
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.
каретка станка с ЧПУ
Чтобы изготовить своими руками ЧПУ станок, требуются чертежи и трехмерная модель с расчетом всех трех координат (осей перемещения).
трехмерная модель станка с ЧПУ
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.

Читайте так же:
Режим термообработки стали 14г2

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

Блок схема станка с ЧПУ на 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).

Внешний вид программы KCamd

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.

Самодельный станок с ЧПУ из фанеры

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

Самодельный станок с ЧПУ из профильной трубы

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

Самодельный станок с ЧПУ 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.
надпись на доске сделана станком с ЧПУ

Простой лазерный станок ЧПУ

самодельный 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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector