Мой первый станок ЧПУ

Оговорюсь сразу, что основные узлы мозгостанка я приобрел на этом Kickstart-проекте. Сам станок состоит из алюминиевых профилей и 3D деталей, которые я самостоятельно создал и распечатал на принтере. Остановил я свой выбор на 3D деталях потому, что не имею разнообразных инструментов и оборудования, которые позволили бы создать точные и качественные элементы поделки. Поэтому помог мой 3D принтер и простые ручные инструменты для окончательной сборки.

Шаг 1: Материалы

• суппорт для направляющих ∅ 2см – 8шт
• направляющие ∅ 2см х 30см – 2шт
• направляющие ∅ 2см х 60см – 2шт
• червячная направляющая 30см – 1шт
• червячная направляющая 60см – 1шт
• ось Z для ЧПУ
• суппорт с внутренней резьбой
• гладкая втулка
• кронштейн для фрезера
• шаговые двигатели
• переходная муфта для вала двигателя (с 1см до 0.6см)
• микропереключатели – 6шт
• обжимные разъемы
• контактные разъемы с крепежной гайкой – 4шт
• штекеры для контактных разъемов – 4шт
• кабель
• алюминиевый профиль с Т-образными пазами 60х30: для рамы и верха – 65см, для стола - 315см (профиль с отверстиями в торце), вертикали - 61см (+ 4 торцевые заглушки)
• алюминиевый профиль с Т-образными пазами 120х30: боковые стороны – 61см (+ 4 торцевые заглушки)
• Т-образные болты М6
• болты и гайки М6
• подшипник 1см х 2.2см

Шаг 2: 3D детали

В софте для 3D проектирования я создал макеты кронштейнов, которые будут удерживать направляющие, а также макет кронштейна для шагового двигателя, крепящий его к раме. Большой плюс 3D печати в том, что детали получаются очень точными и нет нужды их подгонять и высверливать отверстия. Итак, спроектировав необходимые детали поделки вот в этой программке, я затем распечатал их на своем 3D принтере.

Шаг 3: Отверстия червячных направляющих

В боковых концевых профилях высверлил отверстия для червячной направляющей, они должны быть немного больше диаметра самих направляющих (1см).

Шаг 4: Сборка

С помощью Т-образных и обычных болтов собрал мозгодетали вместе.

Шаг 5: Концевые выключатели

На собранной конструкции закрепил концевые выключатели, которые будут отключать движение каретки фрезера в конечных точках.

Кабель провел про принципу «нормально замкнутый», то есть при коротком замыкании самоделка перейдет в безопасный режим. Для этого мне пришлось доработать питание блока управления и поставить кнопку экстренного выключения.

Шаг 6: Настройка параметров Mach3

Для настройки значений движения по осям я использовал этот полезный сайт и получил:
Шаговый угол моторов - 1,8 °
Передаточное число двигателей и червячной направляющей 1:1
Значение ЧПУ контроллера ¼ шага
для оси Z: червячная передача 9.53мм (2.11мм ведущая), ход в мм 379,47
для X и Y оси: червячная передача 9.53мм (5.08мм ведущая) x 381мм, ход в мм 157,48

Характеристики моторов motor

Шаг 7: Заключительный шаг

В качестве заключительной доработки я вырезал и установил рабочую поверхность из МДФ, на которой легко и быстро размещать/менять обрабатываемые элементы.

Ну а самым последним шагом было подключение мозгостанка к компьютеру и его запуск, правда еще ушло много времени на чтение инструкции для Mach3 :)

Шаг 8: Доработка - корпус

Первое что я сделал после всех основных работ, так это корпус для электроники, который будет защищать электронные детали от пыли и прочих неприятностей.

Шаг 9: Первые пробы

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=avGz0AD078E
Тестирование мозгостанка прошло нормально, но выявило несколько недостатков:

- люфт оси Y. Червяк оси Y установлен в обычных суппортах, но позже я планирую установить безлюфтовые суппорты.

- при быстром движении каретки по оси Y есть легкие отклонения рамы. Причина в не сбалансированности рамы, и ее я планирую решить установкой дополнительного алюминиевого профиля, который заодно и укрепит всю раму.

- ложные срабатывания концевых выключателей. Возможна причина в наведении от не экранированного кабеля. Пришлось внести изменения в код чтобы перенастроить их срабатывание.

Шаг 10: Доработка – регулятор скорости вращения и кнопка экстренного выключения

Фрезер, который я установил на свой мозгостанок, имеет фиксированную скорость вращения фрезы, поэтому пришлось установить дополнительный регулятор скорости вращения, а именно модуль управления переменным током.

Еще в разрыв питающих проводов смонтировал кнопку экстренной остановки, которая при необходимости отключает и фрезер, и движение каретки.

Вот такой у меня получился первый ЧПУ станок! Благодарю за мозговнимание и удачи в творчестве!

( Специально для МозгоЧинов #My-First-CNC-Machine