Контакты
Главная / Перегородки и арки

Самодельный станок по дереву чпу. Фрезерный станок по дереву своими руками: пошаговая технология изготовления. Монтируем электронную начинку станка


Подобных историй в сети очень много, и я наверное мало кого удивлю, но может эта статья будет кому то полезна. Эта история началась в конце 2016 года, когда я со своим другом – партнером по разработке и производству испытательной техники аккумулировали некую денежную сумму. Дабы просто не прогулять деньги (дело то молодое), решили их вложить в дело, после чего пришла в голову идея изготовления станка с ЧПУ. У меня уже имелся опыт постройки и работы с подобного рода техникой, да и основной областью нашей деятельности является конструирование и металлообработка, что сопутствовало идее с постройкой станка ЧПУ.

Вот тогда то и началась движуха, которая длиться и по сей день…

Продолжилось все с изучения форумов посвященных ЧПУ тематике и выбора основной концепции конструкции станка. Предварительно определившись с обрабатываемыми материалами на будущем станке и его рабочим полем, появились первые бумажные эскизы, в последствии которые были перенесены в компьютер. В среде трех мерного моделирования КОМПАС 3D, станок визуализировался и стал обрастать более мелкими деталями и нюансами, которых оказалось больше чем хотелось бы, некоторые решаем и по сей день.


Одним из начальных решений было определение обрабатываемых на станке материалов и размеры рабочего поля станка. Что касается материалов, то решение было достаточно простым - это дерево, пластик, композитные материалы и цветные металлы (в основном дюраль). Так как у нас на производстве в основном металлообрабатывающие станки, то иногда требуется станок, который обрабатывал бы быстро по криволинейной траектории достаточно простые в обработке материалы, а это в последствии удешевило бы производство заказываемых деталей. Отталкиваясь от выбранных материалов, в основном поставляемых листовой фасовкой, со стандартными размерами 2,44х1,22 метра (ГОСТ 30427-96 для фанеры). Округлив эти размеры пришли к таким значениям: 2,5х1,5 метра, рабочее пространство определенно, за исключением высоты подъёма инструмента, это значение выбрали из соображения возможности установки тисков и предположили что заготовок толще 200мм у нас не будет. Так же учли тот момент, если потребуется обработать торец какой либо листовой детали длиной более 200мм, для этого инструмент выезжает за габариты основания станка, а сама деталь/заготовка крепится к торцевой стороне основания, тем самым может происходить обработка торца детали.

Конструкция станка представляет собой сборное рамное основание из 80-й профильной трубы со стенкой 4мм. По обе стороны длинны основания, закреплены профильные направляющие качения 25-го типоразмера, на которые установлен портал, выполненный в виде трех сваренных вместе профильных трубы того же типоразмера что и основание.

Станок четырех осевой и каждую ось приводит в движение шарико-винтовая передача. Две оси расположены параллельно по длинной стороне станка, спаренных программно и привязанных к Х координате. Соответственно оставшиеся две оси – это Y и Z координаты.


Почему именно остановились на сборной раме: изначально хотели делать чисто сварную конструкцию с закладными приваренными листами под фрезеровку, установку направляющих и опор ШВП, но для фрезеровки не нашли достаточно большого фрезерно-координатного станка. Пришлось рисовать сборную раму, чтобы была возможность обработать все детали своими силами с имеющимися на производстве металлообрабатывающими станками. Каждая деталь, которая подвергалась воздействию электродуговой сварки, была отожжена для снятия внутренних напряжений. Далее все сопрягаемые поверхности были выфрезерованны, и в последствии подгонки пришлось местами шабрить.

Залезая вперед, сразу хочу сказать, что сборка и изготовление рамы оказалась самым трудоемким и финансово затратным мероприятием в постройке станка. Первоначальная идея с цельно сваренной рамой по всем параметрам обходит сборную конструкцию, по нашему мнению. Хотя многие могут со мной и не согласиться.

Сразу хочу оговориться, что станки из алюминиевого конструкционного профиля мы тут пока рассматривать не будем, это скорее вопрос другой статьи.

Продолжая сборку станка и обсуждая его на форумах, многие начали советовать сделать внутри рамы и снаружи диагональные стальные укосины для добавления еще большей жесткости. Мы этим советом пренебрегать не стали, но и добавлять укосины в конструкцию то же, так как рама получилась достаточно массивной (около 400 кг). А по завершению проекта, периметр обошъётся листовой сталью, что дополнительно свяжет конструкцию.

Давайте теперь перейдем к механическому вопросу этого проекта. Как было ранее сказано, движение осей станка осуществлялось через шарико–винтовую пару диаметром 25мм и шагом 10мм, вращение которой передается от шаговых двигателей с 86 и 57 фланцами. Изначально предполагали вращать непосредственно сам винт, дабы избавиться от лишних люфтов и дополнительных передач, но без них не обошлось в виду того, что при прямом соединении двигателя и винта, последний на больших скоростях начало бы разматывать, особенно когда портал находится в крайних положениях. Учитывая тот факт, что длина винтов по Х оси составила почти три метра, и для меньшего провисания был заложен винт диаметром 25мм, иначе хватило бы и 16 мм-го винта.

Этот нюанс обнаружился уже в процессе производства деталей, и пришлось быстрым темпом решать эту проблему путем изготовления вращающейся гайки, а не винта, что добавило в конструкцию дополнительный подшипниковый узел и ременную передачу. Такое решение так же позволило хорошо натянуть винт между опорами.

Конструкция вращающейся гайки довольно проста. Изначально подобрали два конических шарикоподшипника, которые зеркально одеваются на ШВП гайку, предварительно нарезав резьбу с ее конца, для фиксации обоймы подшипников на гайке. Подшипники вместе с гайкой вставали в корпус, в свою очередь вся конструкция крепится на торце стойки портала. Спереди ШВП гайки закрепили на винты переходную втулку, которую в последствии в собранном виде на оправке обточили для придания соостности. На неё одели шкив и поджали двумя контргайками.


Очевидно, что некоторые из вас, зададутся вопросом о том – «Почему бы не использовать в качестве механизма передающего движения зубчатую рейку?». Ответ достаточно прост: ШВП обеспечит точность позиционирования, большую двигающую силу, и соответственно меньший момент на валу двигателя (это то, что я с ходу вспомнил). Но есть и минусы – более низкая скорость перемещения и если брать винты нормального качества, то соответственно и цена.
Кстати, мы взяли ШВП винты и гайки фирмы TBI, достаточно бюджетный вариант, но и качество соответствующее, так как из взятых 9 метров винта, пришлось выкинуть 3 метра, ввиду несоответствия геометрических размеров, ни одна из гаек просто не накрутилась…


В качестве направляющих скольжения, были использованы профильные направляющие рельсового типоразмера 25мм, фирмы HIWIN. Под их установку были выфрезерованны установочные пазы для соблюдения параллельности между направляющими.

Опоры ШВП решили изготовить собственными силами, они получились двух видов: опоры под вращающиеся винты (Y и Z оси) и опоры под не вращающиеся винты (ось Х). Опоры под вращающиеся винты можно было купить, так как экономии ввиду собственного изготовления 4 деталей вышло мало. Другое дело с опорами под не вращающиеся винты – таких опор в продаже не найти.

Из сказанного ранее, ось Х приводится в движение вращающимися гайками и через ременную зубчатую передачу. Так же через ременную зубчатую передачу решили сделать и две другие оси Y и Z, это добавит большей мобильности в изменении передаваемого момента, добавит эстетики в виду установки двигателя не вдоль оси винта ШВП, а сбоку от него, не увеличивая габариты станка.

Теперь давайте плавно перейдем к электрической части , и начнем мы с приводов, в качестве них были выбраны шаговые двигатели, разумеется из соображений более низкой цены по сравнению с двигателями с обратной связью. На ось Х поставили два двигателя с 86-м фланцем, на оси Y и Z по двигателю с 56-м фланцем, только с разным максимальным моментом. Ниже постараюсь представить полный список покупных деталей…

Электрическая схема станка довольно проста, шаговые двигатели подключаются к драйверам, те в свою очередь подключается к интерфейсной плате, она же соединяется через параллельный порт LPT с персональным компьютером. Драйверов использовал 4 штуки, соответственно по одной штуке на каждый из двигателей. Все драйвера поставил одинаковые, для упрощения монтажа и подключения, с максимальным током 4А и напряжением 50В. В качестве интерфейсной платы для станков с ЧПУ использовал относительно бюджетный вариант, от отечественного производителя, как указанно на сайте лучший вариант. Но подтверждать или опровергать это не буду, плата проста в своем применении и самое главное, что она работает. В своих прошлых проектах применял платы от китайских производителей, они тоже работают, и по своей периферии мало отличаются, от использованной мной в этом проекте. Заметил во всех этих платах, один может и не существенный, но минус, на них можно всего лишь установить до 3-х концевых выключателя, но на каждую ось требуется как минимум по два таких выключателя. Или я просто не разобрался? Если у нас 3-х осевой станок, то соответственно нам надо установить концевые выключатели в нулевых координатах станка (это еще называется «домашнее положение») и в самых крайних координатах чтобы в случае сбоя или не хватки рабочего поля, та или иная ось просто не вышла из строя (попросту не сломалась). В моей схеме использовано: 3 концевых без контактных индуктивных датчика и аварийная кнопка «Е-СТОП» в виде грибка. Силовая часть запитана от двух импульсных источников питания на 48В. и 8А. Шпиндель с водяным охлаждением на 2,2кВт, соответственно включенный через частотный преобразователь. Обороты устанавливаются с персонального компьютера, так как частотный преобразователь подключен через интерфейсную плату. Обороты регулируются с изменения напряжения (0-10 вольт) на соответствующем выводе частотного преобразователя.

Все электрические компоненты, кроме двигателей, шпинделя и конечных выключателей были смонтированы в электрическом металлическом шкафу. Все управление станком производится от персонального компьютера, нашли старенький ПК на материнской плате форм фактора ATX. Лучше бы, чуть ужались и купили маленький mini-ITX со встроенным процессором и видеокартой. При не малых размерах электрического ящика, все компоненты с трудом разместились внутри, их пришлось располагать достаточно близко друг к другу. В низу ящика разместил три вентилятора принудительного охлаждения, так как воздух в нутрии ящика сильно нагревался. С фронтальной стороны прикрутили металлическую накладку, с отверстиями под кнопки включения питания и кнопки аварийного останова. Так же на этой накладке разместили панельку для включения ПК, ее я снял с корпуса старого мини компьютера, жаль, что он оказался не рабочим. С заднего торца ящика тоже закрепили накладку, в ней разместили отверстия под разъемы для подключения питания 220V, шаговых двигателей, шпинделя и VGA разъем.

Все провода от двигателей, шпинделя, а также водяные шланги его охлаждения проложили в гибкие кабель каналы гусеничного типа шириной 50мм.


Что касается программного обеспечение, то на ПК размещенного в электрическом ящике, установили Windows XP, а для управления станком применили одну из самых распространенных программ Mach3. Настройка программы осуществляется в соответствии с документацией на интерфейсную плату, там все описано достаточно понятно и в картинках. Почему именно Mach3, да все потому же, был опыт работы, про другие программы слышал, но их не рассматривал.

Технические характеристики:

Рабочее пространство, мм: 2700х1670х200;
Скорость перемещения осей, мм/мин: 3000;
Мощность шпинделя, кВт: 2,2;
Габариты, мм: 2800х2070х1570;
Вес, кг: 1430.

Список деталей:

Профильная труба 80х80 мм.
Полоса металлическая 10х80мм.
ШВП TBI 2510, 9 метров.
ШВП гайки TBI 2510, 4 шт.
Профильные направляющие HIWIN каретка HGH25-CA, 12 шт.
Рельс HGH25, 10 метров.
Шаговые двигатели:
NEMA34-8801: 3 шт.
NEMA 23_2430: 1шт.
Шкив BLA-25-5M-15-A-N14: 4 шт.
Шкив BLA-40-T5-20-A-N 19: 2 шт.
Шкив BLA-30-T5-20-A-N14: 2 шт.

Плата интерфейсная StepMaster v2.5: 1 шт.
Драйвер шагового двигателя DM542: 4шт. (Китай)
Импульсный источник питания 48В, 8А: 2шт. (Китай)
Частотный преобразователь на 2,2 кВт. (Китай)
Шпиндель на 2,2 кВт. (Китай)

Основные детали и компоненты вроде перечислил, если что-то не включил, то пишите в комментарии, добавлю.


Опыт работы на станке: В конечном итоге спустя почти полтора года, станок мы все же запустили. Сначала настроили точность позиционирования осей и их максимальную скорость. По словам более опытных коллег максимальная скорость в 3м/мин не высока и должна быть раза в три выше (для обработки дерева, фанеры и т.п.). При той скорости, которой мы достигли, портал и другие оси упершись в них руками (всем телом) почти не остановить - прёт как танк. Начали испытания с обработки фанеры, фреза идет как по маслу, вибрации станка нет, но и углублялись максимум на 10мм за один проход. Хотя после заглубляться стали на меньшую глубину.

По игравшись с деревом и пластиком, решили погрызть дюраль, тут я был в восторге, хоть и сломал сначала несколько фрез диаметром 2 мм, пока подбирал режимы резания. Дюраль режет очень уверенно, и получается достаточно чистый срез, по обработанной кромке.

Сталь пока обрабатывать не пробовали, но думаю, что как минимум гравировку станок потянет, а для фрезеровки шпиндель слабоват, жалко его убивать.

А в остальном станок отлично справляется с поставленными перед ним задачами.



Вывод, мнение о проделанной работе: Работа проделана не малая, мы в итоге изрядно приустали, так как ни кто не отменял основную работу. Да и денег вложено не мало, точную сумму не скажу, но это порядка 400т.р. Помимо затрат на комплектацию, основная часть расходов и большая часть сил, ушла на изготовление основания. Ух как мы с ним намаялись. А в остальном все делалось по мере поступления средств, времени и готовых деталей для продолжения сборки.

Станок получился вполне работоспособным, достаточно жестким, массивным и качественным. Поддерживающий хорошую точность позиционирования. При измерении квадрата из дюрали, размерами 40х40, точность получилась +- 0,05мм. Точность обработки более габаритных деталей не замеряли.

Что дальше…: По станку есть еще достаточно работы, в виде закрытия пыле - защитой направляющих и ШВП, обшивки станка по периметру и установки перекрытий в середине основания, которые будут образовывать 4 больших полки, под объем охлаждения шпинделя, хранения инструмента и оснастки. Одну из четвертей основания хотели оснастить четвертой осью. Также требуется на шпиндель установить циклон для отвода и сбора стружки о пыли, особенно если обрабатывать дерево или текстолит, от них пыль летит везде и осаждается повсюду.

Что касается дальнейшей судьбы станка то тут все не однозначно, так как у меня возник территориальный вопрос (я переехал в другой город), и станком заниматься сейчас почти некому. И вышеперечисленные планы не факт что сбудутся. Не кто этого два года назад и предположить не мог. Добавить метки

Для большинства домашних умельцев изготовление такого агрегата, как фрезерный станок с ЧПУ своими руками- что-то на уровне фантастического сюжета, ведь подобные машины и механизмы представляют собой сложные в проектном, конструктивном и электронном пониманиях устройства.

Однако, обладая под рукой необходимой документацией, а также требуемыми материалами, приспособлениями, мини-фрезерный самодельный аппарат, укомплектованный ЧПУ, сделать собственноручно вполне возможно.

Данный механизм выделяется точностью выполняемой обработки, несложностью в управлении механическими и технологическими процессами, а также отличными показателями производительности и качества изделий.

Принцип работы

Инновационные машины для фрезерования с блоками на компьютерном управлении предназначается для выполнения сложных рисунков на полуфабрикатах. Конструкция обязана обладать электронной составляющей. В комплексе это позволит по максимуму автоматизировать рабочие процессы.

Для моделирования фрезерных механизмов, первоначально требуется ознакомиться с основополагающими элементами. В роли исполнительного элемента выступает фреза, которая монтируется в шпиндель, расположенный на валу электрического мотора. Эта часть закрепляется на основе. Она способна выполнять перемещение в двух координатных осях: Х и Y. Для фиксирования заготовок сконструируйте и установите опорный стол.

Электрический блок регулировки сочленяется с электрическими маршевыми моторами. Они обеспечат перемещение каретки относительно обрабатываемых заготовок или полуфабрикатов. По подобной технологии выполняется 3D-графическое изображения на деревянных плоскостях.

Последовательность выполнения работ за счет данного механизма с ЧПУ:

  1. Написание рабочей программы, за счет которой будут выполняться перемещения рабочего органа. Для данной процедуры лучше всего пользоваться специализированными электронными комплексами, призванные выполнить адаптацию в “кустарных” экземплярах.
  2. Монтирование полуфабрикатов на столик.
  3. Вывод программного обеспечения на ЧПУ.
  4. Запуск механизмов, контролирование прохождения автоматических манипуляций оборудования.

Для получения максимального уровня автоматизации в 3D-режиме, корректно скомплектуйте схему и обозначьте определенные составляющие. Эксперты настоятельно советуют первоначально изучать производственные экземпляры перед началом построения фрезерной машины собственными руками.

Схема и чертеж

Схема фрезерного станка с ЧПУ

Наиболее ответственная фаза в изготовлении самодельного аналога – поиск оптимального хода изготовления оборудования. Он напрямую зависит от габаритных характеристик обрабатываемых заготовок и необходимости достижения определенного качества в обработке.

Для необходимости получения всех необходимых функций оборудования, наилучшим вариантом является изготовление мини-фрезерного станка собственными руками. Таким образом, вы будете уверены не только в сборке и ее качестве, но также и технологических свойствах, наперед будет известно, как его обслуживать.

Составляющие трансмиссии

Самым удачным вариантом является конструирование 2-х кареток, передвигаемых по перпендикулярным осям X и Y. Как остов лучше применять металлические шлифованные прутья. На них «одеваются» передвижные мобильные каретки. Для корректного изготовления трансмиссии заготовьте шаговые электромоторы, а также комплект винтов.

Для улучшенного автоматизирования рабочих процессов фрезерных машин с ЧПУ, сконструированных собственноручно, требуется сразу до мелочей скомплектовать электронную составляющую. Она делится на следующие компоненты:

  • используется для проведения электрической энергии на шаговые моторы и осуществляет питание микросхемы контроллера. Ходовой считается модификация 12в 3А;
  • его предназначением выступает подача команд на двигатели. Для правильного выполнения всех заданных операций фрезерной машины с ЧПУ, достаточно будет применение несложной схемы для выполнения контроля работоспособности 3-х двигателей;
  • драйверы (программное обеспечение). Также представляет собой элемент регулировки подвижного механизма.

Видео: фрезерный станок с ЧПУ своими руками.

Комплектующие для самодельного фрезерного станка

Следующий, и ответственный шаг в построении фрезерного оборудования – подборка комплектующих для построения самодельного агрегата. Оптимальный выход из данной ситуации – применение подручных деталей и приспособлений. За основу для настольных экземпляров 3D-станков возможно взять твердые деревянные породы (бук, граб), алюминий/сталь или органическое стекло.

Для нормальной работы комплекса в целом требуется разработка конструкции суппортов. В момент их передвижения не недопустимы колебания, это вызовет некорректное фрезерование. Следовательно, перед выполнением сборки, комплектующие проверяются на надежность работы.

Практические советы по выбору составляющих фрезерной машины с ЧПУ:

  • направляющие – применяются стальные хорошо отшлифованные прутки Ø12 мм. Длина оси X равняется около 200 мм, Y - 100 мм;
  • суппортный механизм, оптимальный материал – текстолит. Стандартные габариты площадки составляют 30×100×50 мм;
  • шаговые моторы – знатоки инженерного дела советуют применять образцы от печатного устройства 24в, 5А. Они обладают достаточно значительной мощностью;
  • блок фиксирования рабочего органа, его тоже можно построить с применением текстолита. Конфигурация прямо зависит от существующего в наличии инструмента.

Порядок построения фрезерного оборудования с ЧПУ

После завершения подбора всех необходимых комплектующих можно совершенно беспрепятственно построить собственноручно негабаритный фрезерный механизм укомплектованный ЧПУ. Прежде, чем приступить к непосредственному конструированию, еще раз проверяем составляющие, производится контроль их параметров и качества изготовления. Это в дальнейшем поможет избежать преждевременного выхода из строя цепи механизма.

Для надежной фиксации комплектующих оборудования применяется специализированные крепежные запчасти. Их конструктив и исполнение напрямую зависят от будущей схемы.

Перечень необходимых действий для сборки небольшого оборудования с ЧПУ для выполнения процесса фрезеровки:

  1. Монтирование направляющих осей суппортного элемента, фиксирование на крайних частях машины.
  2. Притирание суппортов. Требуется передвигать по направляющим до того момента, пока не образуется плавное передвижение.
  3. Затягивание винтов для фиксирования суппортного устройства.
  4. Крепление комплектующих на основу рабочего механизма.
  5. Монтирование ходовых винтов и муфт.
  6. Установка маршевых моторов. Они закрепляются к болтам муфт.

Электронные комплектующие расположены в автономном шкафу. Это обеспечивает минимизацию сбоев в работоспособности в процессе проведения технологических операций фрезером. Плоскость для монтирования рабочей машины обязана быть без перепадов, ведь конструкция не предусматривает винтов регулирования уровней.

После завершения вышеперечисленного, приступайте к выполнению пробных испытаний. Сначала необходимо установить легкую программу для выполнения фрезеровки. В процессе работы нужно непрерывно сверять все проходы рабочего органа (фрезы). Параметры, которые подлежат постоянному контролю: глубина и ширина обработки. Особенным образом это относится к 3D-обработке.

Таким образом, ссылаясь на выше написанную информацию, изготовление фрезерного оборудования собственными руками, дает целый перечень преимуществ перед обычными покупными аналогами. Во-первых, данная конструкция будет подходить под предполагаемые объемы и виды работ, во-вторых, обеспечена ремонтопригодность, так как построена из подручных материалов и приспособлений и, в-третьих, такой вариант оборудования недорогой.

Имея опыт конструирования подобного оборудования, дальнейший ремонт не займет много времени, простои сведутся до минимума. Подобное оборудование может пригодиться вашим соседям по дачному участку для выполнения собственных ремонтных работ. Отдав в аренду такое оборудование, вы поможете ближнему товарищу в труде, в будущем рассчитывайте на его помощь.

Разобравшись с конструктивом и функциональными особенностями фрезерных станков, а также нагрузкой, которая на него ляжет, можете смело приниматься за его изготовление, опираясь на практичную информацию, приведенную по ходу текста. Конструируйте и выполняйте поставленные задачи безо всяких проблем.

Видео: самодельный ЧПУ фрезерный станок по дереву.

Условием выполнения профессиональных работ по дереву является наличие . Имеющиеся в продаже дороги и не всем «по карману». Поэтому многие изготавливают их своими руками, экономя деньги и получая от созидательного процесса удовольствие.

Имеется два варианта изготовления мини станочков для :

  • приобретение набора деталей и его изготовления (наборы Моделист стоимостью от 40 до 110 тысяч рублей);
  • сделать его своими руками.

Рассмотрим изготовление фрезерных мини станков с ЧПУ своими руками.

Выбор конструктивных особенностей

Перечень действий при разработке, изготовлению мини устройства для фрезерования по дереву следующий:

  1. Первоначально нужно определиться о каких работах идёт речь. Это подскажет, какие габариты и толщины деталей можно будет на нём обрабатывать.
  2. Сделать компоновку и предполагаемый перечень деталей на самодельный настольный станочек для изготовления своими руками.
  3. Выбрать программное обеспечение по приведению его в рабочее состояние, чтобы он работал по заданной программе.
  4. Приобрести нужные компоненты, детали, изделия.
  5. Имея чертежи, сделать своими руками недостающие элементы, собрать и отладить готовое изделие.

Конструкция

Самодельный станок состоит из следующих основных частей:

  • станины с размещенным на ней столом;
  • суппортов, имеющих возможность перемещения режущей фрезы в трех координатах;
  • шпинделя с фрезой;
  • направляющих по перемещению суппортов и портала;
  • блока питания, обеспечивающего электроэнергией двигатели, контроллер или плату коммутации с использованием микросхем;
  • драйверов для стабилизации работы;
  • пылесоса для сбора опилок.

На станине устанавливают направляющие для перемещения портала по оси Y. На портале размещены направляющие для перемещения суппорта по оси X. Шпиндель с фрезой крепится на суппорт. Он двигается по своим направляющим (ось Z).

Контроллер и драйвера обеспечивают автоматизацию работы станка с ЧПУ за счёт передачи команд на электродвигатели. Использование программного комплекса Kcam позволяет использовать любой контроллер и обеспечивает управление двигателями в соответствии с внесённым в программу чертежом детали.

Конструкцию надо сделать жесткой, чтобы противостоять возникающим при работе рабочим усилиям и не приводить к вибрациям. Вибрации приведут к понижению качества получаемого изделия, поломке инструмента. Поэтому размеры крепежных элементов должны обеспечивать монолитность конструкции.

Самодельный фрезерный станок с ЧПУ используют для получения объёмного 3D изображения на деревянной детали. Она крепится на столе данного устройства. Его можно использовать и как гравировальный. Конструкция обеспечивает перемещение рабочего органа - шпинделя с установленной фрезой в соответствии с заданной программой действий. Перемещение суппорта по осям Х и Y происходит по шлифованным направляющим с применением шаговых электродвигателей.

Перемещение шпинделя по вертикальной оси Z позволяет изменять глубину обработки на создаваемом рисунке по дереву. Для получения рельефного рисунка 3D нужно сделать чертежи. Желательно использовать различные виды фрез, которые позволят получить лучшие параметры отображения рисунка.


Подбор комплектующих

Для направляющих применяют прутки из стали D = 12 мм. Для лучшего перемещения кареток они шлифуются. Длина их зависит от размера стола. Можно использовать закаленные стержни из стали от матричного принтера.

Шаговые двигатели можно использовать оттуда же. Их параметры: 24 В, 5 А.

Фиксацию фрез желательно обеспечить цангой.

На самодельный фрезерный мини станок лучше использовать блок питания заводского изготовления, так как от него зависит работоспособность.

В контроллере нужно использовать конденсаторы и резисторы в корпусах SMD для поверхностного монтажа.

Сборка

Чтобы собрать самодельный станок для фрезерования 3D детали по дереву своими руками нужно сделать чертежи, подготовить необходимый инструмент, комплектующие, изготовить недостающие детали. После этого можно приступать к сборке.

Очередность сборки своими руками мини станка с ЧПУ с обработкой 3D складывается из:

  1. направляющие суппортов устанавливают в боковины вместе с кареткой (без винта).
  2. каретки перемещают по направляющим до тех пор, пока их ход не станет плавным. Тем самым производится притирка отверстий в суппорте.
  3. затяжки болтов на суппортах.
  4. крепления сборочных единиц на станке и установка винтов.
  5. установки шаговых двигателей и соединения их с винтами при помощи муфт.
  6. контроллер выделен в отдельный блок для уменьшения влияния на него работающих механизмов.

Самодельный станок с ЧПУ после сборки обязательно должен быть опробован! Тестирование 3D обработки проводится посредством использования щадящих режимов для выявления всех неполадок и их устранения.

Работа в автоматическом режиме обеспечивается программным обеспечением. Продвинутые пользователи компьютеров могут использовать блоки питания и драйверы к контроллерам, шаговым двигателям. Блок питания преобразует поступающий переменный (220 В, 50 Гц) в постоянный ток необходимый для питания контроллера и шаговых двигателей. Для них управление станком с персонального компьютера проходит через порт LPT. Рабочими программами являются Turbo CNC и VRI-CNC. Для подготовки необходимых для воплощения в дерево рисунков используют программы графических редакторов CorelDRAW и ArtCAM.

Итоги

Самодельный мини фрезерный станок с ЧПУ для получения 3D деталей прост в управлении, обеспечивает точность и качество обработки. При необходимости сделать более сложные работы нужно использовать шаговые электродвигатели большей мощности (например: 57BYGH-401A). В этом случае для перемещения суппортов нужно для вращения винтов использовать зубчатые ремни, а не муфту.

Установку блока питания (S-250-24), платы коммутации, драйверов можно сделать в старом корпусе от компьютера, доработав его. На нём можно установить красную кнопку «стоп» для аварийного отключения оборудования.

Из этой статьи можно узнать, как в домашних условиях изготовить фрезерный станок по дереву своими руками для выполнения основных операций с заготовками. В тексте изложена пошаговая технология создания инструмента: анализ конструкционных особенностей прибора и всех составляющих, необходимых для его установки, чертежи с размерами и подробные описания, которые помогут создать каждый из этих элементов и собрать их воедино.

Фрезерные станки по дереву могут иметь различное назначение. Некоторые приборы рассчитаны на выполнение всего одной операции, другие – многофункциональны. Покупка профессионального инструмента – дорогое удовольствие, поэтому многие мастера прибегают к изготовлению станка по дереву своими руками. Чаще всего такой фрезер используется в небольших мебельных мастерских.

Фрезеры обычно применяются для обработки древесины по прямому или кривому контуру. В качестве рабочего элемента в конструкции выступает ножевая головка, которая осуществляет вращательные движения. В большинстве случаев эта деталь располагается вертикально. Существует много разновидностей фрезеров, каждая из которых обладает собственными конструкционными особенностями.

Самые популярные виды приборов:

  • стандартные одношпиндельные (шпиндель расположен вертикально);
  • одношпиндельные конструкции, где шпиндель или самодельный фрезерный стол наклоняется;
  • копировальные фрезеры со шпинделем, имеющим верхнее размещение;
  • копировальные конструкции со шпинделем, имеющим горизонтальное размещение (инструмент предназначен для обработки воздушных винтов из дерева).

Обратите внимание! Во всех перечисленных конструкциях, кроме последней, материал подается вручную.

Устройство фрезерного станка: одношпиндельные конструкции

Конструкция одношпиндельного станка включает горизонтальный стол с парой шпунтовых гнезд, предназначенных для фиксации направляющих линеек. Он установлен на станине из чугуна. Под столом находятся салазки, которые передвигаются по направляющим. На них установлен шпиндель на подпятнике и паре подшипников. В верхней части этого элемента находится еще один шпиндель – вставной. Он предназначен для монтажа режущих деталей.

Салазки со шпинделем при необходимости можно поднять. Для этого используется коническая зубчатая передача с маховичком или винт. Ременная передача позволяет привести в движение шпиндель. Причем для этого может использоваться контрпривод, мотор или вал двигателя.

Чтобы изготовить такой фрезер по дереву своими руками, нужно учесть некоторые нюансы. В некоторых случаях не обойтись без дополнительного усиления шпинделя. Такая необходимость возникает, если требуется обработать заготовки большой высоты или же на деталь воздействуют серьезные нагрузки. Для этого на столе станка нужно установить и закрепить верхний упор. Этот элемент фиксируется на кронштейне. Чтобы контролировать перемещение заготовки в процессе фрезеровки желательно использовать направляющее кольцо или линейку.

Станки, в которых шпиндель или стол наклоняется, позволяют выполнять более широкий спектр работ по дереву своими руками. Кроме стандартных операций, такие конструкции позволяют получить более высокое качество обработки, получая чистую и равномерную поверхность. Такого результата можно добиться за счет обработки древесины под углом, используя фрезы с очень маленьким диаметром. Прибор с наклоняющимся шпинделем гораздо безопаснее и удобнее.

Устройство копировального самодельного станка по дереву с верхним размещением шпинделя

Эти приборы используются для выполнения копировальных работ. При этом не требуется наличия высокой мощности. Такие конструкции позволяют выполнять фрезеровку и сверлильные работы для создания ажурных изделий.

Копировальный прибор способен заменить собой сразу три инструмента:

  1. Фрезер.
  2. Сверлильный станок.
  3. Лобзик.

Обработка древесины выполняется с помощью режущих фрез. Шпиндель развивает большое количество оборотов, благодаря чему обработанная поверхность получается очень чистой.

Самодельный деревообрабатывающий станок может использоваться для различных целей:

  • калибровка бобышек;
  • изготовление ажурных рам;
  • проработка стенок нервюр и т. п.

В качестве основы для такой конструкции используется станина, изготовленная из чугуна. Ее верхняя часть изогнута в форме серпа. Эта зона используется для монтажа электрического мотора.

Обратите внимание! Станина выполняет функцию связующего звена, на которое устанавливаются все элементы самодельного фрезерного станка по дереву. Чем прочнее и надежнее ее конструкция, тем лучше.

Двигатель устанавливается на направляющих. За счет системы рычагов он может перемещаться по этим элементам вниз и вверх. Данный участок приводится в движение нажатием на педаль, которая укомплектована специальным стопором. Роторный вал двигателя соединяется со шпинделем, где закрепляется патрон с инструментом. Этот патрон может быть самоцентрирующимся или американским.

В нижней зоне станины монтируется стол на подвижном кронштейне. Такая конструкция может передвигаться по направляющим вертикально с помощью маховичка. Существуют и другие варианты изготовления самодельного фрезерного станка по дереву своими руками, чертеж такой конструкции предполагает вертикальное перемещение стола еще и в процессе работы за счет нажатия на педаль. В таких моделях электрический двигатель и шпиндель остаются неподвижными.

Как изготовить токарный станок по дереву своими руками: чертежи и технология

Самый простой способ собственноручно изготовить инструмент в домашних условиях – сконструировать токарный станок или фрезер из дрели или электрического мотора, снятого с другого инструмента. Этот процесс не так уж и сложен, поэтому каждый мастер способен справиться с его выполнением. Для этого потребуется электрический двигатель, мощность которого не превышает 500 Вт, и подручные материалы. В качестве привода может использоваться и дрель. Конечно, для изготовления токарного станка потребуются некоторые навыки.

Для строительства станка необходимы следующие элементы:

  • металлическая станина;
  • электромотор;
  • подручник;
  • задняя бабка.

Не помешает обзавестись чертежом, который поможет сориентироваться в размерах и правильно изготовить все элементы конструкции для последующей ее сборки.

Как изготовить самодельный сверлильный станок своими руками с мотором

Для начала нужно подготовить вал электромотора. Для этого на него устанавливается планшайба, подойдет и стальной центр с резьбой. Монтаж второго центра осуществляется в трубку задней бабки. Для изготовления станины потребуется пара уголков размером 5х3 см, их длина – 15 см. К станине с помощью болтового соединения крепится мотор.

Обратите внимание! Центральная часть задней бабки обязательно должна совпасть с серединой вала электромотора.

На следующем этапе изготовления самодельного станка своими руками выполняется сборка бабки. Этот элемент формируется из пары горизонтальных и пары вертикальных уголков. К ней крепится труба, предназначенная для шпинделя. В нее нужно вставить болт, диаметр которого составляет 1,2 см. Предварительно его головка затачивается под прямым углом. Таким образом, обозначается центральная часть шпинделя. После этого бабка устанавливается на станине. На верхней стойке, которая соединяется с горизонтальными уголками, необходимо закрепить методом сварки трубку.

Для изготовления подручника нужно взять стальной стержень с фаской. Также этот элемент должен иметь отверстие, которое будет использоваться для закрепления опорной линейки. Необходимо вертикально приварить трубку со стопорным винтом к длинному уголку. Затем в нее вставляется стержень подручника.

В качестве шпинделя передней бабки будет использоваться ротор мотора, на котором закреплена планшайба. В ней нужно выполнить несколько отверстий. В центральной части будет вставляться вилка. Отверстия по краям предназначены для фиксации детали с помощью шурупов.

Как изготовить своими руками из дрели токарный станок по дереву

Имея под рукой верстак с прочной и ровной рабочей поверхностью, можно соорудить токарный станок, не прибегая к строительству станины. Электрическая дрель в этом случае будет выполнять функцию вращательного привода и передней бабки. Согласно простейшему чертежу станка этот инструмент достаточно закрепить на поверхности верстака через шейку. Для фиксации подойдут струбцины и хомут.

Этот элемент монтируется напротив дрели. Для его создания можно взять два бруска из дерева и регулировочный винт, заточенный с одного конца под конус. Если предполагается использование станка для обработки массивных деревянных заготовок, то желательно зафиксировать упор на столе с помощью струбцин.

Для изготовления инструмента своими руками достаточно недорогих материалов. Токарный станок на основе дрели можно использовать для вытачивания различных деталей:

  • дверные ручки;
  • конструкционные детали лестницы;
  • декоративные изделия и т. п.

Обратите внимание! Станок с деревянной струбциной подходит исключительно для обработки заготовок из древесины. Не допускается использование такого инструмента для работы с металлом.

Чтобы расширить функциональные возможности инструмента, его конструкцию можно дополнить насадками и прочими приспособлениями, способными улучшить качество работы.

К таким усовершенствованиям можно отнести:

  • выполнение намотки на трансформаторах;
  • нанесение красящего состава поверх вращающейся детали для создания узоров;
  • нанесение спиральных насечек на заготовку и т. п.

Установка специальной приставки в виде копира позволит использовать станок для создания целой серии одинаковых деталей или изделий по шаблону.

Как сделать фрезерный станок по дереву своими руками: чертежи, видео, инструкция

  1. Определиться с типом конструкции, и какие задачи будет выполнять инструмент.
  2. Определиться с материалами, которые будут использоваться для строительства каждого элемента, и способами фиксации.
  3. Рассчитать необходимые для полноценного функционирования технические и эксплуатационные параметры.
  4. Подобрать для изготавливаемого своими руками фрезерного станка с ЧПУ по дереву чертежи с размерами всех деталей.

Для работы со сложными элементами потребуется фрезер с высоким уровнем мощности и большим количество оборотов. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение приборам, имеющим ручную настройку шпинделя и автоматическую стабилизацию. Нелишними будут такие функции, как быстрая остановка и плавный пуск. В идеальных конструкциях для замены щеток электромотора не требуется разборка корпусной части инструмента.

Статья по теме:

Инструкция к эксплуатации. Комплектующие детали. Рекомендации по выбору конструкций и обзор лучших моделей.

Конструкция фрезера состоит из следующих элементов:

Полезный совет! Рекомендуемая мощность двигателя для станка – 2 кВт и более. Инструмент с меньшими показателями не сможет обработать заготовки из твердых пород древесины.

Подбор материалов для изготовления деревообрабатывающего станка своими руками

Чтобы станина смогла выдерживать высокие динамические нагрузки, желательно в качестве материала для ее изготовления использовать металл. Самым подходящим вариантом является труба с квадратным или прямоугольным сечением. Допускается использование массивного металлического уголка.

Выбор таких материалов позволяет создать конструкцию, не применяя сварочного аппарата. Все элементы соединяются за счет болтов. Конструкция получается разборной, что облегчает ее перенос и транспортировку. Кроме этого, используя соответствующий чертеж фрезерного стола, своими руками можно создать регулируемые ножки. Подвижные опоры позволят настраивать станок по горизонтали.

Для изготовления столешницы подойдут такие материалы:

  • многослойные фанерные листы;
  • строганная доска;
  • МДФ, ОСБ или ДСП.

Столешница обязательно должна иметь гладкую поверхность. Любые неровности скажутся на качестве работы. Кроме этого, необходимо исключить все факторы, которые могут стать причиной появления царапин во время обработки заготовок.

При изготовлении стола для фрезера своими руками ровной поверхности можно добиться несколькими способами:

  • отделка с помощью пластика;
  • тщательная подгонка и шлифовка строганных досок;
  • отделка металлом.

Для изготовления фрезера своими руками можно использовать асинхронный или коллекторный двигатель. Первый вариант достаточно неприхотлив в эксплуатации и не налагает ограничений на размер используемых фрез. Среди недостатков – высокий уровень шума. Коллекторный двигатель более доступен, однако его щетки изнашиваются быстрее.

Как изготовить приспособления для фрезера своими руками

Самодельные фрезы по дереву способны эффективно обрабатывать древесину, однако при контакте с твердыми материалами режущие элементы быстро затупляются. Поэтому спектр применения таких деталей существенно ограничен.

Чтобы изготовить фрезу по дереву своими руками, необходимо взять цилиндрическую заготовку и срезать половину ее диаметра на том участке, где будет располагаться режущая зона. После этого необходимо сгладить образовавшийся переход. Со срезанной части заготовки нужно убрать еще 1/4 диаметра и выполнить аналогичную операцию. Затем следует придать обработанному участку фрезы прямоугольную форму. Для этого нужно срезать ее нижнюю часть. Толщина полученной рабочей зоны должна составлять 2-5 мм.

Полезный совет! Чтобы срезать металлическую заготовку под фрезу можно использовать дрель или болгарку, приспособив этот инструмент для выполнения данной задачи. Режущую кромку можно изготовить с помощью .

  1. Заточку режущей части желательно выполнять под углом в 7-10°. Более острая кромка будет резать гораздо хуже и быстро потеряет заточку.
  2. С помощью шлифовальной машинки углового типа, укомплектованной дисками по металлу, можно придать режущей части фрезы необходимую конфигурацию. Для этих целей подойдут и надфили, покрытые алмазным напылением.
  3. Если у фрезы будет сложная конфигурация, можно ее расплющить или загнуть.

Как изготовить фрезерный станок своими руками

Простейший фрезерный станок можно изготовить по тому же принципу, что и токарный инструмент, описанный ранее. Существует несколько способов оформить ведущий центр конструкции.

В первом случае на вал насаживается стальная трубка с тонкими стенками. Этот метод считается самым простым, однако он не лишен недостатков. Оператор не сможет обрабатывать заготовки, диаметр которых меньше внутреннего сечения трубы. К тому же такую конструкцию не получится быстро демонтировать, если в этом возникнет необходимость.

Во втором случае заготовка будет крепиться к планшайбе. Для этого можно использовать шурупы, для которых предварительно нужно сделать отверстия. Этот метод также имеет недостатки. Диаметр обрабатываемых заготовок ограничивается размером планшайбы. Чтобы упростить этот процесс можно изготовить специальный патрон, хотя и в этом случае не удастся избежать некоторых ограничений.

Задний центр, который будет использоваться для фиксации длинных заготовок, нужно установить на задней бабке. Монтаж электрического двигателя осуществляется на раму. В целом, простейшие конструкции токарного и фрезерного инструмента во многом похожи. При желании получить более функциональный прибор можно изготовить фрезерный станок с ЧПУ своими руками, но для этого потребуются дополнительные технические знания.

Технология изготовления стола для фрезера своими руками с чертежами

Существует несколько вариантов конструкций, которые можно использовать для установки настольного фрезерного станка с ЧПУ. Столы могут быть стационарными или портативными. Кроме этого, существует еще и агрегатная разновидность. Такая конструкция позволяет расширить поверхность стола для использования фрезера.

Чаще всего мастера отдают предпочтение стационарным конструкциям, имеющим металлический каркас. В качестве материала для столешницы подойдет голландская фанера.

Обратите внимание! Изготавливая стол для ручного фрезера своими руками, обязательно нужно учитывать рост человека, который будет за ним работать.

Список необходимых инструментов и материалов включает:

  • металлические детали для каркаса (труба или уголок);
  • направляющие из алюминия;
  • оси для фиксации фрезера;
  • шпаклевка, а также грунтующий и красящий составы;
  • саморезы;
  • мебельные болты (60х6 мм);
  • шестигранные регулировочные болты с гайками (4 шт.);
  • финская ламинированная фанера с влагостойкими свойствами (толщина листа 1,8 см);
  • материал для изготовления параллельного упора (фанера или доски);
  • дрель и набор сверл;
  • шуруповерт и электрический лобзик;
  • сварочный аппарат;
  • вспомогательные приспособления (кисти, тряпки, шпатель).

Имея все необходимое можно без труда изготовить конструкцию фрезерного стола своими руками, видео-обзоры технологии, которых немало в сети, помогут наглядно ознакомиться с этим процессом.

Технология изготовления станка ЧПУ своими руками: чертежи и сборка

Фрезер с ЧПУ отличается от обычного инструмента наличием программы, которая контролирует его работу. На многих видео самодельные станки изготавливаются на основе балки с прямоугольным сечением, которая закрепляется на направляющих. Фрезер с ЧПУ не является исключением. В процессе монтажа несущей конструкции желательно не использовать сварных соединений, фиксацию лучше выполнять с помощью болтов.

Дело в том, что сварные швы уязвимы перед вибрационным воздействием, из-за чего со временем рама будет подвергаться постепенному разрушению. В результате смены геометрических размеров оборудование потеряет свою точность и качество обработки. Желательно, чтобы чертеж стола предусматривал возможность перемещения инструмента по вертикали. Для этих целей подойдет винтовая передача. Вращательное движение будет передаваться с помощью зубчатого ремня.

Вертикальная ось является важнейшим элементом конструкции. Для ее изготовления можно воспользоваться алюминиевой плитой. При этом очень важно, чтобы размерные параметры оси соответствовали габаритам будущего станка.

Полезный совет! Используя муфельную печь, можно отлить вертикальную ось из алюминия с учетом размеров, указанных в чертеже.

Сборку станка следует начать с монтажа двух электромоторов шагового типа. Они устанавливаются за вертикальной осью прямо на корпус. Один двигатель будет контролировать движения фрезерной головки по горизонтали, другой – по вертикали. Затем нужно перейти к монтажу остальных узлов конструкции.

Вращательное движение будет передаваться на узловые элементы инструмента с помощью ременных передач. Перед тем как подключить к готовому фрезеру программное управление, обязательно нужно проверить его работоспособность и при наличии недостатков устранить их. Многие мастера используют для сборки станка своими руками видео-обзоры, где подробно рассматривается этот процесс.

Оборудование для создания фрезерного станка с ЧПУ по дереву своими руками

Для создания фрезерного станка с ЧПУ в домашних условиях обязательно использовать шаговые двигатели. Они обеспечивают возможность перемещения инструмента в 3-х плоскостях. Для создания самодельного станка идеально подойдут электрические двигатели, присутствующие в матричном принтере. Нужно проследить, чтобы моторы имели достаточную мощность. Кроме двигателей, потребуются стальные стержни.

В матричном принтере имеется всего пара двигателей, а для создания фрезера потребуется три. Поэтому потребуется несколько старых печатных устройств. Желательно, чтобы двигатели имели 5 проводов управления. Благодаря этому функциональность инструмента возрастает.

Немаловажное значение имеют и другие параметры двигателей:

  • градус поворота за один шаг;
  • сопротивление обмотки;
  • уровень напряжения.

Для сборки привода потребуется шпилька и гайка. Размер этих деталей подбирается с учетом чертежа. Чтобы закрепить вал мотора и шпильку можно использовать толстую обмотку из резины от электрического кабеля. Нейлоновая втулка подойдет в качестве фиксатора, в нее следует вставить винт. В качестве вспомогательного инструмента можно использовать дрель и напильник.

Управление инструментом будет осуществляться программным обеспечением. Обязательный элемент станка - порт LPT, обеспечивающий подключение системы управления к фрезеру через электрические двигатели. От качества комплектующих, используемых для сборки станка, зависят его сроки службы и качество выполняемых технологических операций. Поэтому к выбору деталей следует подходить основательно. Когда все электронные компоненты станка будут установлены и подключены, останется лишь загрузить драйвера и программное обеспечение.

Во сколько обойдется покупка фрезерного станка с ЧПУ: цены на инструмент

Если с изготовлением ручного фрезера и стационарного стола может справиться практически любой мастер, то сборка станка с ЧПУ для многих покажется невыполнимой задачей. Причем самодельные конструкции не обладают такими возможностями, которые может предложить инструмент заводского производства.

Полезный совет! Если предполагается использование фрезера для выполнения сложных работ по дереву, лучше отдать предпочтение именно заводским конструкциям, которые точно откалиброваны и имеют множество функций.

Расценки на них варьируются в зависимости от функционала, размера стола, мощности, производителя и других параметров.

Средние расценки на фрезерные станки с ЧПУ заводского производства:

Наименование станка Длина стола, мм Цена, руб.
LTT-K0609 (LTT-K6090A) 900 228970
WoodTec MH-6090 246780
LTT-P6090 329120
RJ 1212 1300 317000
WoodTec MH-1212 347350
RUIJIE RJ 1200 399200
WoodTec MH 1325 2500 496350
WoodTec MH-1625 540115
WoodTec VH-1625 669275
RJ 2040 3000 1056750
WoodTec VH-2030 1020935
WoodTec VH-2040 1136000

Сборка станка с программным обеспечением довольно сложный процесс, требующий наличия определенных навыков и знаний. Эту работу невозможно выполнить без подходящего чертежа и необходимых деталей. Такие элементы, как шлейфы, предназначенные для передачи сигналов, шаговые двигатели и микропроцессорные платы можно снять с устаревшего оборудования или приобрести в сети. Многие интернет-магазины предлагают готовые наборы для сборки фрезерных станков для домашних мастерских.

Изготовление фрезерного станка по дереву своими руками: видео инструкция

Зная о том, что является сложным техническим и электронным устройством, многие умельцы думают, что его просто невозможно изготовить своими руками. Однако такое мнение ошибочно: самостоятельно сделать подобное оборудование можно, но для этого нужно иметь не только его подробный чертеж, но и набор необходимых инструментов и соответствующих комплектующих.

Обработка дюралевой заготовки на самодельном настольном фрезерном станке

Решившись на изготовление самодельного с ЧПУ, имейте в виду, что на это может уйти значительное количество времени. Кроме того, потребуются определенные финансовые затраты. Однако не побоявшись таких трудностей и правильно подойдя к решению всех вопросов, можно стать обладателем доступного по стоимости, эффективного и производительного оборудования, позволяющего выполнять обработку заготовок из различных материалов с высокой степенью точности.

Чтобы сделать фрезерный станок, оснащенный системой ЧПУ, можно воспользоваться двумя вариантами: купить готовый набор, из специально подобранных элементов которого и собирается такое оборудование, либо найти все комплектующие и своими руками собрать устройство, полностью удовлетворяющее всем вашим требованиям.

Инструкция по сборке самодельного фрезерного станка с ЧПУ

Ниже на фото можно увидеть сделанный собственными руками , к которому прилагается подробная инструкция по изготовлению и сборке с указанием используемых материалов и комплектующих, точными «выкройками» деталей станка и приблизительными затратами. Единственный минус — инструкция на английском языке, но разобраться в подробных чертежах вполне можно и без знания языка.

Скачать бесплатно инструкцию по изготовлению станка:

Фрезерный станок с ЧПУ собран и готов к работе. Ниже несколько иллюстраций из инструкции по сборке данного станка

«Выкройки» деталей станка (уменьшенный вид) Начало сборки станка Промежуточный этап Заключительный этап сборки

Подготовительные работы

Если вы решили, что будете конструировать станок с ЧПУ своими руками, не используя готового набора, то первое, что вам необходимо будет сделать, - это остановить свой выбор на принципиальной схеме, по которой будет работать такое мини-оборудование.

За основу фрезерного оборудования с ЧПУ можно взять старый сверлильный станок, в котором рабочая головка со сверлом заменяется на фрезерную. Самое сложное, что придется конструировать в таком оборудовании, - это механизм, обеспечивающий передвижение инструмента в трех независимых плоскостях. Этот механизм можно собрать на основе кареток от неработающего принтера, он обеспечит перемещение инструмента в двух плоскостях.

К устройству, собранному по такой принципиальной схеме, легко подключить программное управление. Однако его основной недостаток заключается в том, что обрабатывать на таком станке с ЧПУ можно будет только заготовки из пластика, древесины и тонкого листового металла. Объясняется это тем, что каретки от старого принтера, которые будут обеспечивать перемещение режущего инструмента, не обладают достаточной степенью жесткости.

Чтобы ваш самодельный станок с ЧПУ был способен выполнять полноценные фрезерные операции с заготовками из различных материалов, за перемещение рабочего инструмента должен отвечать достаточно мощный шаговый двигатель. Совершенно не обязательно искать двигатель именно шагового типа, его можно изготовить из обычного электромотора, подвергнув последний небольшой доработке.

Применение шагового двигателя в вашем даст возможность избежать использования винтовой передачи, а функциональные возможности и характеристики самодельного оборудования от этого не станут хуже. Если же вы все-таки решите использовать для своего мини-станка каретки от принтера, то желательно подобрать их от более крупногабаритной модели печатного устройства. Для передачи усилия на вал фрезерного оборудования лучше применять не обычные, а зубчатые ремни, которые не будут проскальзывать на шкивах.

Одним из наиболее важных узлов любого подобного станка является механизм фрезера. Именно его изготовлению необходимо уделить особое внимание. Чтобы правильно сделать такой механизм, вам потребуются подробные чертежи, которым необходимо будет строго следовать.

Чертежи фрезерного станка с ЧПУ

Приступаем к сборке оборудования

Основой самодельного фрезерного оборудования с ЧПУ может стать балка прямоугольного сечения, которую надо надежно зафиксировать на направляющих.

Несущая конструкция станка должна обладать высокой жесткостью, при ее монтаже лучше не использовать сварных соединений, а соединять все элементы нужно только при помощи винтов.

Объясняется это требование тем, что сварные швы очень плохо переносят вибрационные нагрузки, которым в обязательном порядке будет подвергаться несущая конструкция оборудования. Такие нагрузки в итоге приведут к тому, что рама станка начнет разрушаться со временем, и в ней произойдут изменения в геометрических размерах, что скажется на точности настройки оборудования и его работоспособности.

Сварные швы при монтаже рамы самодельного фрезерного станка часто провоцируют развитие люфта в его узлах, а также прогиб направляющих, образующийся при серьезных нагрузках.

Во фрезерном станке, который вы будете собирать своими руками, должен быть предусмотрен механизм, обеспечивающий перемещение рабочего инструмента в вертикальном направлении. Лучше всего использовать для этого винтовую передачу, вращение на которую будет передаваться при помощи зубчатого ремня.

Важная деталь фрезерного станка – его вертикальная ось, которую для самодельного устройства можно изготовить из алюминиевой плиты. Очень важно, чтобы размеры этой оси были точно подогнаны под габариты собираемого устройства. Если в вашем распоряжении есть муфельная печь, то изготовить вертикальную ось станка можно своими руками, отлив ее из алюминия по размерам, указанным в готовом чертеже.

После того как все комплектующие вашего самодельного фрезерного станка подготовлены, можно приступать к его сборке. Начинается данный процесс с монтажа двух шаговых электродвигателей, которые крепятся на корпус оборудования за его вертикальной осью. Один из таких электродвигателей будет отвечать за перемещение фрезерной головки в горизонтальной плоскости, а второй - за перемещение головки, соответственно, в вертикальной. После этого монтируются остальные узлы и агрегаты самодельного оборудования.

Вращение на все узлы самодельного оборудования с ЧПУ должно передаваться только посредством ременных передач. Прежде чем подключать к собранному станку систему программного управления, следует проверить его работоспособность в ручном режиме и сразу устранить все выявленные недостатки в его работе.

Посмотреть процесс сборки можно на видео, которое несложно найти в интернете.

Шаговые двигатели

В конструкции любого фрезерного станка, оснащенного ЧПУ, обязательно присутствуют шаговые двигатели, которые обеспечивают перемещение инструмента в трех плоскостях: 3D. При конструировании самодельного станка для этой цели можно использовать электромоторы, установленные в матричном принтере. Большинство старых моделей матричных печатных устройств оснащались электродвигателями, обладающими достаточно высокой мощностью. Кроме шаговых электродвигателей из старого принтера стоит взять прочные стальные стержни, которые также можно использовать в конструкции вашего самодельного станка.

Чтобы своими руками сделать фрезерный станок с ЧПУ, вам потребуются три шаговых двигателя. Поскольку в матричном принтере их всего два, необходимо будет найти и разобрать еще одно старое печатное устройство.

Окажется большим плюсом, если найденные вами двигатели будут иметь пять проводов управления: это позволит значительно увеличить функциональность вашего будущего мини-станка. Важно также выяснить следующие параметры найденных вами шаговых электродвигателей: на сколько градусов осуществляется поворот за один шаг, каково напряжение питания, а также значение сопротивления обмотки.

Конструкция привода самодельного фрезерного станка с ЧПУ собирается из гайки и шпильки, размеры которых следует предварительно подобрать по чертежу вашего оборудования. Для фиксации вала электродвигателя и для его присоединения к шпильке удобно использовать толстую резиновую обмотку от электрического кабеля. Такие элементы вашего станка с ЧПУ, как фиксаторы, можно изготовить в виде нейлоновой втулки, в которую вставлен винт. Для того чтобы сделать такие несложные конструктивные элементы, вам понадобятся обычный напильник и дрель.

Электронная начинка оборудования

Управлять вашим станком с ЧПУ, сделанным своими руками, будет программное обеспечение, а его необходимо правильно подобрать. Выбирая такое обеспечение (его можно написать и самостоятельно), важно обращать внимание на то, чтобы оно было работоспособным и позволяло станку реализовывать все свои функциональные возможности. Такое ПО должно содержать драйверы для контроллеров, которые будут установлены на ваш фрезерный мини-станок.

В самодельном станке с ЧПУ обязательным является порт LPT, через который электронная система управления и подключается к станку. Очень важно, чтобы такое подключение осуществлялось через установленные шаговые электродвигатели.

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.