Чпу станок своими

Как собрать станок с ЧПУ своими руками

В этой статье мы рассказываем о том, что построить своими руками фрезерный станок с ЧПУ — выполнимая задача. Подробно описывается весь процесс создания: от проектирования до применения станка.

В первом случае к покупным комплектующим добавлялись самодельные детали, сделанные на токарном станке, во втором проекте автор обошелся готовыми частями, третий — бонус, изготовление функционального стола для станка, совмещенного с полками для хранения материалов и инструментов.

Содержание:

Заключение и рекомендации

Как сделать самодельный станок с ЧПУ

Автор проекта Benne подробно описал весь процесс создания станка с ЧПУ для работы по дереву и другим материалам, начиная с проектирования.

1. Проектирование

Перед постройкой станка нужно как минимум нарисовать эскиз от руки, а лучше выполнить более точный трехмерный рисунок с помощью программы САПР. Автор проекта использовал google sketchup, довольно простую (бесплатную для 30-дневного использования) программу. Для более сложного проекта вы можете выбрать Autocad.

Главная цель рисунка — выяснить необходимые размеры деталей, для заказа их по интернету, и убедиться, что все движущиеся части станка подойдут друг к другу.

Как видите, детальных чертежей с размеченными отверстиями под крепления автор не использовал, намечал отверстия в процессе постройки станка, но такого исходного дизайна оказалось достаточно.

Габаритные размеры станка: 1050 х 840 х 400 мм.

Перемещение по осям: X 730 мм, Y 650 мм, Z 150 мм

Длина направляющих и шариково-винтовой передачи зависит от размера задуманного вами станка.

Когда идет проектирование станка с ЧПУ, есть несколько вопросов, от ответа на которые зависит конечный результат.

Какой тип станка с ЧПУ вы хотите выбрать?

С подвижным столом или с подвижным порталом? Конструкции с подвижным столом часто используются для станков небольшого размера, до 30х30 см. Их легче построить, их можно сделать более жесткими, чем машины с движущимся порталом. Недостаток перемещения стола заключается в том, что при одинаковой зоне резки общая площадь станка получается раза в два больше, чем при использовании конструкции с подвижным порталом. В этом проекте зона обработки около 65x65 см, поэтому был выбран подвижный портал.

Что вы хотите обрабатывать с помощью станка с ЧПУ?

В данном проекте станок предназначался в основном для фанеры, лиственных пород дерева и пластмасс, а также для алюминия.

Из чего будет строиться станок?

Это в основном зависит от материала, который будет на станке обрабатываться. В идеале материал, который используется для изготовления станка, должен быть прочнее материала, который будет обрабатываться на станке или, как минимум, не менее прочным. Поэтому, если вы хотите резать алюминий, станок должен быть собран из алюминия или стали.

Какая длина осей вам нужна?

По первоначальному замыслу станок с ЧПУ должен был обрабатывать фанеру и МДФ, которые в Нидерландах выпускают размером 62 х 121 см. Поэтому для Y расстояние прохода должно быть не менее 620 мм. Длина хода по оси Х равна 730 мм, потому что иначе станок занял бы все пространство комнаты. Поэтому ось X короче, чем длина листа фанеры (1210 мм), но можно обработать половину, затем сдвинуть лист вперед и обработать оставшуюся часть. С помощью такой уловки получается обрабатывать на станке куски куда большие, чем длина оси Х. Для оси Z выбрано 150 мм, чтобы в будущем использовать четвертую ось.

Какой тип линейного движения вы будете использовать?

Существует множество вариантов системы линейного перемещения, от ее выбора во многом зависит качество работы. Поэтому есть смысл потратиться на лучшую систему, которую вы можете себе позволить. Автор проекта решил, что линейные рельсы были лучшим вариантом из тех, на которые ему хватало денег. Если вы строите 3-осевой фрезерный станок с ЧПУ, вам нужно купить комплект, состоящий из трех наборов линейных направляющих и двух линейных подшипников на каждую направляющую.

Какую систему привода подач вы будете использовать для каждой оси?

Основные варианты привода подачи: зубчатые ремни, механизмы реечной передачи и передача винт-гайка. Для самодельных станков с ЧПУ чаще всего используют передачу винт-гайка с использованием шарико-винтовой пары. Гайка крепится к подвижной части машины, винт закреплен с обоих концов. Винт крепится к двигателю. Если двигатели вращается, гайка с прикрепленной к ней движущейся частью машины будет двигаться вдоль винта и приводить машину в движение.

ШВП в данном станке используется для привода осей X и Y. Шарико-винтовые подшипники обеспечивают очень плавный ход, люфт отсутствует, повышается качество и скорость резки.

Для оси Z использован стержень M10 из высококачественной нержавеющей стали с самодельной гайкой из делрина.

Тип двигателя и контроллера

Обычно в самодельных станках с ЧПУ применяются шаговые двигатели. Сервоприводы в основном используются для мощных промышленных станков с ЧПУ, они дороже и требуют более дорогих контроллеров. Здесь использованы шаговые двигатели 3Nm.

Тип шпинделя

В проекте используется стандартный Kress, он имеет хороший 43-мм зажимной фланец, а также встроенный регулятор скорости (но последняя функция есть у большинства шпинделей).

Если вы собираетесь выполнять действительно сложную резку, стоит обратить внимание на шпиндели с водяным охлаждением — они дороже стандартных, зато шумят гораздо меньше, могут работать на низких оборотах без перегрева и с самыми разными материалами.

Затраты

На данный станок с ЧПУ ушло примерно 1500 евро. Готовый фрезерный станок с ЧПУ сходных характеристик стоит намного дороже, так что вы можете сэкономить, создав станок самостоятельно.

2. Комплектующие для создания станка с ЧПУ

Электрооборудование и электроника:

3 шаговых двигателя 3 Nm Nema 23;
3 драйвера шаговых двигателей DM556 Leadshine;
блок питания 36 В для станков с ЧПУ;
интерфейсная плата 5 Axis CNC Breakout Board для управления шаговыми драйверами;
источник питания 5 В для интерфейсной платы;
двухпозиционный выключатель On/Off;
многожильный кабель Shielded 4 Conductor 18 AWG;
3 сенсорных концевых выключателя;
Шпиндель: Kress FME 800 (подойдут также Bosch Colt или Dewalt Compact Router).

По желанию:

шкафчик/корпус для электрооборудования;
подвижный пластиковый кабель-канал;
4-контактные кабельные вилки.

Механические части:

линейные направляющие: для X — SBR 20 для Y и Z — SBR 16;
шарико-винтовая пара (ШВП) для X и Y — диаметром 16 мм, шаг 5 мм4
в качестве передаточного винта для оси Z: стальной штырь с резьбой M10 с самодельной гайкой из делрина;
алюминиевый профиль: 30х60 мм, нарезанный на куски длиной 100 мм;
алюминиевая пластина 15 мм толщиной;
мощные антивибрационные выравнивающие ножки.

Программы:

CAD/CAM-программа CamBam;
программа для управления станком с ЧПУ Mach4

Станок в основном построен из алюминиевых пластин толщиной 15 мм и алюминиевых профилей 30x60 мм. Работы выполнялись с применением сверлильного и токарного станков. Пластины и профили заказывались нарезанными по размеру.

3. Ось Х

Базовая рама сделана из 4 отрезков алюминиевого профиля сечением 30х60 мм и двух боковых панелей толщиной 15 мм. В конце профилей есть по два отверстия диаметром 6,8 мм, с помощью метчика внутри отверстий выполнена резьба М8.

Нарезка резьбы в торцах алюминиевого профиля

Чтобы отверстия на концевых панелях совпадали, при сверлении обе пластины зажимались вместе. Посередине каждой пластины просверлено по 4 отверстия, чтобы установить подшипниковые опоры, и четыре дополнительных отверстия в одной из боковых пластин для крепления двигателя.

Их кусочков алюминия (50х50х20) сделаны 4 блока, чтобы прикрепить выравнивающие ножки. Блоки прикручены к наружным профилям четырьмя болтами М5 с мебельными t-гайками.

Линейные направляющие подходят непосредственно к алюминиевым профилям. Для оси X использовались рельсы диаметром 20 мм. Предварительно просверленные в основании линейных направляющих отверстия точно совпадают с пазами в алюминиевых профилях. Для установки использованы болты М5 и мебельные t-гайки.

4. Боковые пластины портала

Боковые пластины портала почти одинаковы, но в одной из них просверлены четыре дополнительных отверстия для крепления мотора. Весь портал изготовлен из алюминиевых пластин толщиной 15 мм. Чтобы отверстия оказались точно в нужном месте, в тщательно отмеченных местах слесарным кернером были пробиты углубления, и по этим меткам просверлены отверстия на сверлильном станке, сначала сверлом меньшего диаметра, затем — нужного.

Из-за того, как спроектирован портал, пришлось сверлить отверстия в торцах боковых пластин и делать в отверстиях резьбу М8.

5. Сборка портала

Портал собран и установлен

Остальная часть портала выполнена так же, как и боковые части. Самым сложным было правильно выровнять линейные рельсы, которые должны были совпасть с краем пластины. При маркировке точного расположения отверстий автор прижал два куска алюминиевых профилей к боковым сторонам пластины, чтобы выровнять направляющие. В просверленных отверстиях нарезана резьба М5. При креплении направляющих к порталу необходимо убедиться, что расстояние между направляющими по всей длине одинаково, направляющие должны быть параллельны.

Линейные подшипники прикреплены к боковой стенке портала.

Несколько угловых скоб придают дополнительную жесткость конструкции.

В пластине на нижней части портала просверлено 6 отверстий, чтобы прикрепить ее к боковым пластинам. В середине пришлось просверлить два отверстия для крепления держателя гайки.

6. Каретка оси Y

Каретка оси Y состоит из одной пластины, к которой прикреплены линейные подшипники. Сверлить отверстия было довольно просто, но требовалась высокая точность. К этой пластине прикреплены подшипники как для оси Y, так и для оси Z. Поскольку линейные подшипники расположены близко друг к другу, даже малейшее смещение вызывает их заедание. Каретка должна легко скользить с одной стороны на другую. Рельсы и подшипники необходимо отрегулировать. Для выравнивания применялись высокоточные цифровые приборы. Когда было сделано крепление гайки привода для оси Y, потребовалось просверлить два дополнительных отверстия в пластине, чтобы прикрепить ее.

7. Ось Z

Линейные направляющие (рельсы) оси Z прикрепляются к подвижной части узла оси Z. Рельсы нужно было сместить на несколько миллиметров от края пластины. Для их выравнивания два куска пластика нужной толщины использовались в качестве прокладок. Было точно известно, что края алюминиевой пластины параллельны, поэтому между алюминиевыми бортиками, прикрепленными к краю пластины, и рельсами автор вставил куски пластика, отодвинув рельсы на нужное одинаковое расстояние, затем наметил места отверстий, просверлил их и нарезал внутреннюю резьбу.

Чтобы установить верхнюю пластину на узел оси Z, просверлены три отверстия в конце монтажной пластины. Не получилось прикрепить шаговый двигатель непосредственно к пластине, так что пришлось сделать отдельное крепление для двигателя из пластика (см. пункт 12).

Из того же пластика сделаны два блока корпусов подшипников. Приводной винт представляет собой стальной стержень с резьбой M10. Шкив для зубчатого ремня просверлен, нарезана резьба М10, и он просто прикручен к верхней части приводного винта. Он удерживается на месте тремя установочными винтами. Приводная гайка из делрина крепится к каретке оси Y.

Приводная гайка из делрина крепится к каретке оси Y.

Крепление шпинделя

как собрать самодельный мини станок cnc по чертежам с размерами для резьбы по дереву

Если вы хорошо разбираетесь в технике, для вас не составит труда собрать фрезерный ЧПУ-станок у себя дома. Это выйдет значительно дешевле, чем приобретать новое устройство, и к тому же доставит вам удовольствие от самореализации. Все необходимые компоненты можно приобрести в магазинах электроники и стройматериалов. Ниже приведены детальные инструкции по сборке станка с фотографиями.

Подготовительные работы

Подготовка к построению станка предполагает такие фазы:

создание чертежей;
закупку надежных комплектующих и крепежа;
подготовку качественных инструментов;
ознакомление с текстовыми и видеоинструкциями.

Замечательно, если у вас найдется доступ к сверлильному и токарному станкам — это существенно облегчит конструирование фрезерного.

Как сделать фрезерный станок ЧПУ своими руками: пошаговая инструкция

Устройство можно изготавливать двумя методами:

Приобрести готовый комплект запчастей и самостоятельно смонтировать из него устройство.
Изготовить или приобрести все комплектующие по отдельности.

Второй вариант более сложный и затратный по времени, зато более бюджетный.

Подбирая материал для устройства, надо учитывать, что он обязан быть прочнее тех материалов, которые будут на нем обрабатываться.

Модели с подвижными столами хороши только в том случае, если станок будет компактным, менее 30 × 30 см. Для более крупных моделей оптимальными станут двигающиеся порталы.

В большинстве случаев устройства домашней сборки оснащаются шаговыми двигателями, а промышленные модели — более сложными и дорогостоящими сервоприводами.

Если вас интересует затейливая многомерная резка, лучше приобрести шпиндель с водяным охлаждением. Он недешевый, но издает меньше шума, способен обрабатывать разнообразные материалы и не перегревается, работая на пониженных оборотах.

Станок, описанный в этой статье, обошелся ориентировочно в 1500 евро. Им можно обрабатывать фанеру, пластик, лиственную древесину и алюминий.

Как вариант: основой для фрезерной установки может послужить сверлильная, где головка со сверлом заменяется на фрезерную. Чтобы инструмент мог передвигаться по трем плоскостям, механизм следует оснастить подшипником. Удобнее всего собирать такие механизмы на основе принтерной каретки, потом останется только оснастить аппарат программным управлением.

Проектирование

Эскиз для станка можно начертить по старинке от руки, но лучше воспользоваться компьютерной программой, к примеру AutoCAD (как профессиональный вариант) или Google Sketchup (опция попроще, предоставляется бесплатное использование на месяц). На рисунке должны быть точно переданы габариты всех комплектующих, чтобы понимать, какие детали заказывать.

Комплектующие

Для изготовления станка вам потребуются следующие механические компоненты:

профиль из алюминия 30 × 60 мм, порезанный на отрезки до 10 см;
пластина из алюминия толщиной 15 мм;
штырь из стали с резьбой M10 с гайкой из делрина;
линейные направляющие SBR 16 и SBR 20;
шарико-винтовая пара с шагом 5 мм и диаметром 16 мм;
ножки для выравнивания и защиты от вибрации.

Также надо будет обзавестись нижеперечисленными электрическими элементами:

3 шаговыми двигателями 3 Nm Nema 23;
3 драйверами для этих двигателей DM556 Leadshine;
блоком питания 36 В;
интерфейсной платой 5 Axis CNC Breakout Board;
источником питания 5 В к плате;
двухпозиционным выключателем On/Off;
многожильным кабелем Shielded 4 Conductor 18 AWG;
3 сенсорными концевыми выключателями;
шпинделем Kress FME 800 (его можно заменить на Dewalt Compact Router либо Bosch Colt ).

Программ будет нужно две — CamBam, совмещающая в себе функционал CAD и CAM, а также Mach4 для контроля устройства.

Ось X

Рама оси создается из алюминиевого профиля 30 × 60 мм (4 сегмента) и пары боковых панелей 15-миллиметровой толщины. На окончаниях профилей располагаются два отверстия с диаметрами 6,8 мм. Изнутри отверстий метчиком выполняется резьба М8.

Для совпадения отверстий на концевых панелях пластины надо прижать друг к другу во время сверления. В их серединах просверливаются 4 отверстия для установки подшипниковых опор. В одной боковой пластине просверливаются дополнительно 4 отверстия, чтобы закрепить двигатель.

Из алюминиевых кусочков с габаритами 50 × 20 × 50 выполняются 4 блока для крепления ножек, которые будут обеспечивать столу ровное положение. Блоки прикручивают к профилям снаружи посредством четырех болтов М5 с t-гайками для мебели.

К профилям нужно подвести рельсы. Пазы в профилях должны идеально совпадать с отверстиями, высверленными в основаниях направляющих.

При установке можно пользоваться t-гайками для мебели и болтами М5.

Боковые пластины и сборка портала

Единственное отличие между идентичными пластинами таково: в одной высверлены четыре отверстия, куда будет крепиться мотор. Для изготовления портала применяются 15-миллиметровые пластины из алюминия. Чтобы разместить эти отверстия строго в правильных местах, сначала следует пробить углубления с помощью кернера. На следующем шаге отверстия проделываются на сверлильном станке— сперва инструментом с намеренно слишком маленьким диаметром, а потом с подходящим.

Ось Y

Каретка оси Y выполнена из единственной пластины, а на ней закреплены линейные подшипники. Работать сверлом тут необходимо максимально выверенно, без отклонений даже на миллиметр. К пластине крепятся подшипники для осей Y и Z. В силу минимального расстояния между подшипниками они могут заедать даже при незначительном смещении. Проверьте, чтобы каретка без проблем проскальзывала по обеим сторонам. Рельсам и подшипникам нужна тщательная регулировка. Чтобы выровнять их как можно точнее, желательно пользоваться цифровыми приспособлениями.

Ось Z

Рельсы оси Z подсоединяются к подвижной части узла оси Z. Важно проследить, чтобы они оказались смещены от края пластины ориентировочно на полсантиметра. Выровнять их можно с помощью двух кусков пластика, используемых как прокладки. Для установки верхней пластины на узел оси Z в окончании монтажной пластины высверливают три отверстия.

Если шаговый мотор не удается разместить вплотную к пластине, потребуется выполнить для него отдельное пластиковое крепление.

Блоки корпусов подшипников тоже делаются пластиковыми. В качестве приводного винта применяется стержень из стали с резьбой М10. Шкив для зубчатого ремня просверливают, выполняют резьбу М10 и прикручивают к верхней половине приводного винта. Фиксировать эту деталь в нужной позиции будут три установочных винта. Гайку из делрина закрепляют к каретке оси Y.

Зубчатые ремни и шкивы

Место для крепления мотора обычно выбирают на отдельной стойке либо с внешней стороны устройства. Для соединения шариково-винтовой пары с мотором можно задействовать гибкую муфту.

Однако в компактном помещении размещенный снаружи мотор будет мешать, и поэтому его убирают внутрь. Если не получается соединить мотор с шариково-винтовой парой напрямую, можно воспользоваться шкивами и зубчатыми 9-миллиметровыми ремнями HTD5m.

Используя ременную передачу, можно применить понижающую передачу, чтобы подключить мотор к приводному винту. Тогда мотор малой мощности обеспечит идентичный крутящий момент, даже если устройство будет работать небыстро.

Подшипниковые опорные блоки

Опорные блоки для осей X и Y выполняют из алюминиевого прутка круглого сечения 50 мм, от которого отсекают четыре 15-миллиметровых сегмента. На прутке маркируют места расположения четырех монтажных отверстий и просверливают их, плюс отдельно сверлят еще одно крупное посередине. Потом переходят к полости для подшипников. Их нужно запрессовать, а блоки закрепить на боковых и торцевых пластинах посредством болтов.

Опора для приводных гаек

Шарико-винтовую пару для оси Z можно заменить стержнем с резьбой М10 и гайкой из делрина. Полиформальдегид делрин является самосмазывающимся и по мере эксплуатации не страдает от износа.

Чтобы минимизировать люфт, резьбу следует выполнять метчиком высокого качества.

Для осей X и Y выполнено крепление привода из алюминия. На гайках шарико-винтовой передачи расположена пара компактных фланцев с тремя отверстиями с каждого бока. По одному отверстию с каждой стороны используется, чтобы крепить гайки к держателю.

Держатель нужно обработать с высокой точностью на токарном станке. Прикрутив гайки к порталу и каретке оси Y, можно поворачивать шарико-винтовую пару ручным способом и перемещать эти комплектующие на другую сторону. Гайку начнет клинить, если габариты держателей окажутся неправильными.

Крепления двигателя

Для опор мотора применяют фрагменты алюминиевых труб с квадратным сечением, заранее порезанные с желаемой длиной. Как вариант, можно разрезать трубу из стали.

Надо убедиться, что крепления мотора по осям X и Y можно свободно двигать с целью натяжения зубчатых ремней. Выполнить прорези и высверлить крупное отверстие на одной стороне крепления можно как на сверлильном, так и на токарном станке.

Крупное отверстие с одной стороны выпиливают при помощи концевой пилы. Таким образом, двигатель садится на один уровень с поверхностью, а вал получается центрированным. С противоположной стороны крепления выполняют четыре слота, дающие мотору возможность скольжения вперед-назад.

Для крепежа двигателя используют болты М5.

Рабочая поверхность

Идеальной опцией стала бы столешница из алюминия с пазами в форме буквы Т, но это стоит недешево. Поэтому ее имеет смысл заменить перфорированной столешницей, так как она экономичнее и позволяет зажимать обрабатываемую деталь разными способами.

Для крепления к алюминиевым профилям стола из березового фанерного листа 18-миллиметровой толщины применяются болты М5 и гайки с пазами в форме буквы Т. Сетка с шестиугольными вырезами под гайки выполняется в CAD-софте, потом отверстия проделываются на станке с ЧПУ.

Поверх фанеры устанавливают лист МДФ 25-миллиметровой толщины. Для прорезания отверстий в обеих частях применяют большую фасонную фрезу. Отверстия в МДФ выравнивают с центрами заблаговременно проделанных шестиугольных отверстий. Потом МДФ снимают, а гайки устанавливают в отверстия фанерного листа. После этого МДФ возвращают на место.

Электрика и электроника

Для создания электронной составляющей предстоит воспользоваться нижеперечисленными комплектующими:

источником питания с выходным напряжением 48V DC и выходным током 6,6 A;
3 драйверами шагового мотора Leadshine M542 V2.0;
3 шаговыми моторами 3Nm hybrid Nema 23;
интерфейсной платой;
реле — 4-32V DC, 25A/230 V AC;
главным выключателем;
блоком питания к плате 5V DC;
блоком питания для охлаждающих вентиляторов 12V DC;
парой вентиляторов Cooler Master Sleeve Bearing 80mm;
парой розеток — для пылесоса и шпинделя;
кнопкой экстренного завершения работы и концевыми выключателями.

Если моторы не самые мощные, допустимо использование платы на три мотора — однако все равно рациональнее применить индивидуальные драйверы. Микрошаговый режим драйверов Leadshine обеспечивает предельную плавность перемещения инструмента и понижает вибрации мотора.

Источник постоянного напряжения 5 В подключают к главному входу питания. Для вентиляторов устанавливают розетку, электроэнергия к ним поступает через традиционный 12-вольтовый адаптер, размещенный на стене.

Компьютер контролирует реле на 25А через прерыватель. Входные клеммы реле подключаются к выходным клеммам прерывателя. Реле подключается к паре розеток, питающих электричеством Kress и пылесос для сбора стружек.

Если в конце G-кода стоит команда M05, шпиндель с пылесосом выключатся. Для их повторного включения потребуется нажатие кнопки F5 либо ввод команды M03.

Программное обеспечение

Готовому устройству для полноценного функционирования требуется три разновидности софта:

CAD, чтобы создавать чертежи;
CAM, чтобы создавать траектории инструментов и выводить G-код;
контроллер, считывающий G-код и управляющий маршрутизатором.

Хорошим примером софта, совмещающего в себе функционал CAD и CAM, станет CamBam. Он несложный и вполне подходит для домашнего производства. Перед началом работы ему нужно задать параметры: диаметр применяемых инструментов, глубину и скорость резания, глубину за проход и так далее. Задав софту траекторию, можно будет вывести G-код, отдающий станку непосредственные команды.

В качестве контроллера следует порекомендовать Mach4. Он будет передавать сигналы на интерфейсную плату через параллельный порт компьютера. С помощью команд контроллера будет происходить обнуление режущего инструмента и запуск программы резки. Также контроллер может менять скорость резания и шпинделя.

Отладка самодельного станка с ЧПУ

Перед началом полноценной работы на станке надо обработать несколько пробных деталей различных конфигураций и габаритов, сделанных из разных материалов. Возможно, в процессе выяснится, что устройство издает слишком громкий шум, и от него во все стороны разлетается пыль. Тогда его можно оснастить пылеуловителем, соединенным с пылесосом.

Нередко оказывается, что расчет крутящего момента на Y-опоре был произведен некорректно. В таком случае из-за высокой нагрузки по оси Y станок начнет изгибаться. Для устранения этого изъяна надо купить вторую направляющую и модернизировать портал.

Как собрать ЧПУ-стол?

Чтобы по максимуму использовать возможности станка, его нужно поместить на прочный и устойчивый стол. Проще всего взять за основу старый стол и переделать его под новые нужды. Для работы нужно заранее подготовить:

кнопку завершения работы;
фиксатор роликов;
зенковку и биты;
дрель;
электрическую отвертку;
пилу;
станок X-Carve;
концевую фрезу на 4 дюйма с твердосплавным покрытием;
твердосплавную фрезу на 4 дюйма, с 4 каналами, с шариковым наконечником;
средства защиты слуха.

От старого стола нужно взять две большие полки и укрепить их. По четырем внутренним углам надо разместить угловые скобки, а по длине поперечной балки, которая проходит по нижней стороне — L-образные скобки. Чтобы закрепить полку, нужно добавить дополнительные деревянные подставки. После того как полка будет помещена на место, надо укрепить ее еще большим количеством скобок.

Чтобы найти разумное применение каждому сантиметру помещения, стол хорошо бы оснастить пегбордом, то есть перфорированной панелью для инструментов. Углы панели вырезаются электролобзиком, держатели для инструментов крепятся в отверстиях, на пегборд добавляются лотки для хранения мелких комплектующих.

Пространство в нижней части стола тоже прекрасно подходит для хранения объектов — в частности, барабанного шлифовального станка или настольной пилы. Для хранения материалов можно соорудить съемную полку, воспользовавшись для этого листом фанеры и заготовленными для ножек деревянными брусками. Ножки крепятся к листу фанеры с помощью угловых скоб.

Еще одну полку можно оборудовать наверху — иногда это помогает закрыть проводку от станка и розетку. Верхнюю полку укладывают на торцы стоек и прикручивают. У второй полки углы для ножек вырезают с помощью лобзика.

Сложности в работе, возможные ошибки и как их избежать

При монтаже станины нельзя применять соединения сварного типа, так как они не справляются с вибронагрузками. В местах крепления рекомендуется пользоваться Т-образными гайками.

Чтобы усилия передавались на вал равномерно, на винтовых передачах следует размещать зубчатые ремни, не проскальзывающие на шкивах.

Исключительно важно приобрести надежные подшипники и качественные ходовые винты — это гарантирует станку прочность и долговечность.

Габариты всех деталей необходимо подбирать с максимально возможной точностью и следить, чтобы они безупречно подходили к блоку.

Итак, теперь вы знаете, как собрать дома фрезерное устройство с ЧПУ. Конечно, это удобнее делать с напарником, а не в одиночку. Если вы обладаете достаточными навыками и свободным пространством дома или в гараже, собранный по этой инструкции станок прекрасно заменит вам аналог, созданный на заводе.

29 августа 2020
1276

Строим самодельный ЧПУ фрезерный станок: пошаговая инструкция

Фрезерный

Самодельный ЧПУ фрезерный станок: подробности процесса сборки, обзор нужных комплектов и наборов, личный опыт. Откроем секреты сборки станка своими руками.

Итак, вы решили построить самодельный ЧПУ фрезерный станок или, может быть, вы просто над этим только задумываетесь и не знаете с чего начать? Есть много преимуществ в наличии машины с ЧПУ. Домашние станки могут производить фрезерование и резать практически все материалы. Будь вы любитель или мастер, это открывает большие горизонты для творчества. Тот факт, что один из станков может оказаться в вашей мастерской, еще более соблазнителен.

Есть много причин, по которым люди хотят построить собственный фрезерный станок ЧПУ своими руками. Как правило, это происходит потому, что мы просто не можем позволить себе купить его в магазине или от производителя, и в этом нет ничего удивительного, ведь цена на них немаленькая. Или же вы можете быть похожи на меня и получать массу удовольствия от собственной работы и создания чего-то уникального. Вы можете просто заниматься этим для получения опыта в машиностроении.

Личный опыт

Когда я впервые начал разрабатывать, продумывать и делать первый ЧПУ фрезер своими руками, на создание проекта ушел примерно один день. Затем, когда начал покупать части, я провел небольшое исследование. И нашел кое-какие сведения в различных источниках и форумах, что привело к появлению новых вопросов:

Мне действительно нужны шарико-винтовые пары, или обычные шпильки и гайки будут работать вполне нормально?
Какой линейный подшипник лучше, и могу ли я его себе позволить?
Двигатель с какими параметрами мне нужен, и лучше использовать шаговик или сервопривод?
Деформируется ли материал корпуса слишком сильно при большом размере станка?
И т.п.

К счастью, на некоторые из вопросов я смог ответить благодаря своей инженерно-технической базе, оставшейся после учебы. Тем не менее, многие из проблем, с которыми я бы столкнулся, не могли быть рассчитаны. Мне просто нужен был кто-то с практическим опытом и информацией по этому вопросу.

Конечно, я получил много ответов на свои вопросы от разных людей, многие из которых противоречили друг другу. Тогда мне пришлось продолжить исследования, чтобы выяснить, какие ответы стоящие, а какие – мусор.

Каждый раз, когда у меня возникал вопрос, ответ на который я не знал, мне приходилось повторять тот же процесс. По большему счету это связано с тем, что у меня был ограниченный бюджет и хотелось взять лучшее из того, что можно купить за мои деньги. Такая же ситуация у многих людей, создающих самодельный фрезерный станок с ЧПУ.

Комплекты и наборы для сборки фрезеров с ЧПУ своими руками

Да, есть доступные комплекты станков для ручной сборки, но я еще не видел ни одного, который можно было бы подстроить под определенные нужды.

Также нет возможности вносить изменения в конструкцию и тип станка, а ведь их много, и откуда вы знаете, какой из них подойдет именно вам? Независимо от того, насколько хороша инструкция, если конструкция продумана плохо, то и конечная машина будет плохой.

Вот почему вам нужно быть осведомленным относительно того, что вы строите и понимать какую роль играет каждая деталь!

Руководство

Это руководство нацелено на то, чтобы не дать вам совершить те же ошибки, на которые я потратил свое драгоценное время и деньги.

Мы рассмотрим все компоненты вплоть до болтов, глядя на преимущества и недостатки каждого типа каждой детали. Я расскажу о каждом аспекте проектирования и покажу, как создать ЧПУ фрезерный станок своими руками. Проведу вас через механику к программному обеспечению и всему промежуточному.

Имейте в виду, что самодельные чертежи станков с ЧПУ предлагают немного способов решения некоторых проблем. Это часто приводит к «неаккуратной» конструкции или неудовлетворительному функционированию машины. Вот почему я предлагаю вам сначала прочитать это руководство.

ДАВАЙТЕ НАЧНЕМ

ШАГ 1: Ключевые конструктивные решения

В первую очередь необходимо рассмотреть следующие вопросы:

Определение подходящей конструкции конкретно для вас (например, если будете делать станок по дереву своими руками).
Требуемая площадь обработки.
Доступность рабочего пространства.
Материалы.
Допуски.
Методы конструирования.
Доступные инструменты.
Бюджет.

ШАГ 2: Основание и ось X-оси

Тут рассматриваются следующие вопросы:

Проектирование и построение основной базы или основания оси X.
Разбивка различных конструкций на элементы.
Жестко закрепленные детали.
Частично закрепленные детали и др.

ШАГ 3: Проектирование козловой оси Y

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

Проектирование и строительство портальной оси Y.
Разбивка различных конструкций на элементы.
Силы и моменты на портале и др.

ШАГ 4: Схема сборки оси Z

Здесь рассматриваются следующие вопросы:

Проектирование и сборка сборки оси Z.
Силы и моменты на оси Z.
Линейные рельсы / направляющие и расстояние между подшипниками.
Выбор кабель-канала.

ШАГ 5: Линейная система движения

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

Подробное изучение систем линейного движения.
Выбор правильной системы конкретно для вашего станка.
Проектирование и строительство собственных направляющих при малом бюджете.
Линейный вал и втулки или рельсы и блоки?

ШАГ 6: Компоненты механического привода

В этом пункте рассматриваются следующие аспекты:

Детальный обзор частей привода.
Выбор подходящих компонентов для вашего типа станка.
Шаговые или серводвигатели.
Винты и шарико-винтовые пары.
Приводные гайки.
Радиальные и упорные подшипники.
Муфта и крепление двигателя.
Прямой привод или редуктор.
Стойки и шестерни.
Калибровка винтов относительно двигателей.

ШАГ 7: Выбор двигателей

В этом шаге необходимо рассмотреть:

Подробный обзор двигателей с ЧПУ.
Типы двигателей с ЧПУ.
Как работают шаговые двигатели.
Типы шаговых двигателей.
Как работают сервомоторы.
Типы серводвигателей.
Стандарты NEMA.
Выбор правильного типа двигателя для вашего проекта.
Измерение параметров мотора.

ШАГ 8: Конструкция режущего стола

В этом шаге рассматриваются следующие вопросы:

Проектирование и строительство собственных столов при малом бюджете.
Перфорированный режущий слой.
Вакуумный стол.
Обзор конструкций режущего стола.
Стол можно вырезать при помощи фрезерного станка с ЧПУ по дереву.

ШАГ 9: Параметры шпинделя

В этом шаге рассматриваются следующие вопросы:

Обзор шпинделей с ЧПУ.
Типы и функции.
Ценообразование и затраты.
Варианты монтажа и охлаждения.
Системы охлаждения.
Создание собственного шпинделя.
Расчет нагрузки стружки и силы резания.
Нахождение оптимальной скорости подачи.

ШАГ 10: Электроника

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

Панель управления.
Электропроводка и предохранители.
Кнопки и переключатели.
Круги MPG и Jog.
Источники питания.

ШАГ 11: Параметры контроллера Программного Управления

В этом шаге рассматриваются следующие вопросы:

Обзор контроллера ЧПУ.
Выбор контроллера.
Доступные опции.
Системы с замкнутым контуром и разомкнутым контуром.
Контроллеры по доступной цене.
Создание собственного контроллера с нуля.

ШАГ 12. Выбор программного обеспечения

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

Обзор программного обеспечения, связанного с ЧПУ.
Подбор программного обеспечения.
Программное обеспечение CAM.
Программное обеспечение САПР.
Програмное обеспечение NC Controller.

——————————————————————————————————————————————————–

Как собрать самодельный фрезерный станок с ЧПУ + Чертежи и схемы!

Возможно, меня уволят за это!

Я давно хотел разместить серию постов по теме самодельных станков с ЧПУ. Но всегда останавливал тот факт, что Станкофф - станкоторговая компания. Дескать, как же так, мы же должны продавать станки, а не учить людей делать их самостоятельно. Но увидев этот проект я решил плюнуть на все условности и поделиться им с вами.

И так, в рамках этой статьи-инструкции я хочу, что бы вы вместе с автором проекта, 21 летним механиком и дизайнером, изготовили свой собственный настольный фрезерный станок с ЧПУ. Повествование будет вестись от первого лица, но знайте, что к большому своему сожалению, я делюсь не своим опытом, а лишь вольно пересказываю автора сего проекта.

В этой статье будет достаточно много чертежей, примечания к ним сделаны на английском языке, но я уверен, что настоящий технарь все поймет без лишних слов. Для удобства восприятия, я разобью повествование на «шаги».

Предисловие от автора

Уже в 12 лет я мечтал построить машину, которая будет способна создавать различные вещи. Машину, которая даст мне возможность изготовить любой предмет домашнего обихода. Спустя два года я наткнулся на словосочетание ЧПУ или если говорить точнее, то на фразу "Фрезерный станок с ЧПУ". После того как я узнал, что есть люди способные сделать такой станок самостоятельно для своих нужд, в своем собственном гараже, я понял, что тоже смогу это сделать. Я должен это сделать! В течение трех месяцев я пытался собрать подходящие детали, но не сдвинулся с места. Поэтому моя одержимость постепенно угасла.

В августе 2013 идея построить фрезерный станок с ЧПУ вновь захватила меня. Я только что окончил бакалавриат университета промышленного дизайна, так что я был вполне уверен в своих возможностях. Теперь я четко понимал разницу между мной сегодняшним и мной пятилетней давности. Я научился работать с металлом, освоил техники работы на ручных металлообрабатывающих станках, но самое главное я научился применять инструменты для разработки. Я надеюсь, что эта инструкция вдохновит вас на создание своего станка с ЧПУ!

Шаг 1: Дизайн и CAD модель

Все начинается с продуманного дизайна. Я сделал несколько эскизов, чтобы лучше прочувствовать размеры и форму будущего станка. После этого я создал CAD модель используя SolidWorks. После того, как я смоделировал все детали и узлы станка, я подготовил технические чертежи. Эти чертежи я использовал для изготовления деталей на ручных металлообрабатывающих станках: токарном и фрезерном.

Признаюсь честно, я люблю хорошие удобные инструменты. Именно поэтому я постарался сделать так, чтобы операции по техническому обслуживанию и регулировке станка осуществлялись как можно проще. Подшипники я поместил в специальные блоки для того, чтобы иметь возможность быстрой замены. Направляющие доступны для обслуживания, поэтому моя машина всегда будет чистой по окончанию работ.

Файлы для скачивания «Шаг 1»

Габаритные размеры

Шаг 2: Станина

Станина обеспечивает станку необходимую жесткость. На нее будет установлен подвижной портал, шаговые двигатели, ось Z и шпиндель, а позднее и рабочая поверхность. Для создания несущей рамы я использовал два алюминиевых профиля Maytec сечением 40х80 мм и две торцевые пластины из алюминия толщиной 10 мм. Все элементы я соединил между собой на алюминиевые уголки. Для усиления конструкции внутри основной рамы я сделал дополнительную квадратную рамку из профилей меньшего сечения.

Для того, чтобы в дальнейшем избежать попадания пыли на направляющие, я установил защитные уголки из алюминия. Уголок смонтирован с использованием Т-образных гаек, которые установлены в один из пазов профиля.

На обоих торцевых пластинах установлены блоки подшипников для установки приводного винта.

Несущая рама в сборе

Уголки для защиты направляющих

Файлы для скачивания «Шаг 2»

Чертежи основных элементов станины

Шаг 3: Портал

Подвижной портал - исполнительный орган вашего станка, он перемещается по оси X и несет на себе фрезерный шпиндель и суппорт оси Z. Чем выше портал, тем толще заготовка, которую вы можете обработать. Однако, высокий портал менее устойчив к нагрузкам которые возникают в процессе обработки. Высокие боковые стойки портала выполняют роль рычагов относительно линейных подшипников качения.
Основная задача, которую я планировал решать на своем фрезерном станке с ЧПУ - это обработка алюминиевых деталей. Поскольку максимальная толщина подходящих мне алюминиевых заготовок 60 мм, я решил сделать просвет портала (расстояние от рабочей поверхности до верхней поперечной балки) равным 125 мм. В SolidWorks все свои измерения я преобразовал в модель и технические чертежи. В связи со сложностью деталей, я обработал их на промышленном обрабатывающем центре с ЧПУ, это дополнительно мне позволило обработать фаски, что было бы весьма затруднительно сделать на ручном фрезерном станке по металлу.

Файлы для скачивания «Шаг 3»

Шаг 4: Суппорт оси Z

В конструкции оси Z я использовал переднюю панель, которая крепится к подшипникам перемещения по оси Y, две пластины для усиления узла, пластину для крепления шагового двигателя и панель для установки фрезерного шпинделя. На передней панели я установил две профильные направляющие по которым будет происходить перемещение шпинделя по оси Z. Обратите внимание на то, что винт оси Z не имеет контропоры внизу.

Файлы для скачивания «Шаг 4»

Шаг 5: Направляющие
Направляющие обеспечивают возможность перемещения во всех направлениях, обеспечивают плавность и точность движений. Любой люфт в одном из направлений может стать причиной неточности в обработке ваших изделий. Я выбрал самый дорогой вариант - профилированные закаленные стальные рельсы. Это позволит конструкции выдерживать высокие нагрузки и обеспечит необходимую мне точность позиционирования. Чтобы обеспечить параллельность направляющих, я использовал специальный индикатор во время их установки. Максимальное отклонение относительно друг друга составило не более 0,01 мм.

Шаг 6: Винты и шкивы

Винты преобразуют вращательное движение от шаговых двигателей в линейное. При проектировании своего станка вы можете выбрать несколько вариантов этого узла: Пара винт-гайка или шарико-винтовая пара (ШВП). Винт-гайка, как правило, больше подвергается силам трения при работе, а также менее точна относительно ШВП. Если вам необходима повышенная точность, то однозначно необходимо остановить свой выбор на ШВП. Но вы должны знать, что ШВП достаточно дорогое удовольствие.
Я все же решил использовать винт-гайку для своего станка. Я выбрал гайки со специальными пластиковыми вставками которые уменьшают трение и исключают люфты.
Необходимо обработать концы винтов в соответствии с чертежами. На концы винтов устанавливаются шкивы

Файлы для скачивания «Шаг 6»

Шаг 7: Рабочая поверхность

Рабочая поверхность - это место на котором вы будете закреплять заготовки для последующей обработки. На профессиональных станках часто используется стол из алюминиевого профиля с Т-пазами. Я решил использовать лист обычной березовой фанеры толщиной 18 мм.

Шаг 8: Электрическая схема

Основными компонентами электрической схемы являются:
Шаговые двигатели
Драйверы шаговых двигателей
Блок питания
Интерфейсная плата
Персональный компьютер или ноутбук
Кнопка аварийного останова
Я решил купить готовый набор из 3-х двигателей Nema, 3-х подходящих драйверов, платы коммутации и блока питания на 36 вольт. Также я использовал понижающий трансформатор для преобразования 36 вольт в 5 для питания управляющей цепи. Вы можете использовать любой другой готовый набор или собрать его самостоятельно. Так как мне хотелось быстрее запустить станок, я временно собрал все элементы на доске. Нормальный корпус для системы управления сейчас находится в разработке )).

Электрическая схема станка

Шаг 9: Фрезерный шпиндель
Для своего проекта я использовал фрезерный шпиндель Kress. Если есть необходимость, средства и желание, то вы вполне можете поставить высокочастотный промышленный шпиндель с водяным или воздушным охлаждением. При этом потребуется незначительно изменить электрическую схему и добавить несколько дополнительных компонентов, таких как частотный преобразователь.

Шаг 10: Программное обеспечение
В качестве управляющей системы для своего детища я выбрал MACh4. Это одна из самых популярных программ для фрезерных станков с ЧПУ. Поэтому про ее настройку и эксплуатацию я не буду говорить, вы можете самостоятельно найти огромное количество информации на эту тему в интернете.

Шаг 11: Он ожил! Испытания

Если вы все сделали правильно, то включив станок вы увидите, что он просто работает!
Я уверен, моя история вдохновит вас на создание собственного фрезерного станка с ЧПУ.

Послесловие

Друзья, если вам понравилась история, делитесь ей в социальных сетях и обсуждайте в комментариях. Успехов вам в ваших проектах!

как собрать самодельный ЧПУ лазер

Современные аппараты с ЧПУ позволяют автоматизировать процесс обработки деталей и обеспечивают высокое качество. Однако стоят они дорого, а потому не всякий человек может себе позволить такую «роскошь» дома. Таким мастерам поможет лазерный ЧПУ-станок своими руками, который можно сделать, ознакомившись с основными принципами конструирования и сборки на конкретном примере.

Материалы для сборки лазерного станка ЧПУ своими руками

На фото показан простой лазерный станок, изготовленный своими руками.

Для его изготовления использованы такие материалы и комплектующие:

ДСП, МДФ или фанера для корпуса.

Направляющие элементы – металлические стержни диаметром 10–12 мм.

Держатели направляющих.

Линейные и опорные подшипники, втулки скольжения разного диаметра.

Шаговые двигатели. Их надо 3 шт. для установки по осям X, Y, Z. Вполне подходят электродвигатели от принтеров или DVD-плееров.

Ходовые винты и гайки.

Контроллер шаговых двигателей.

Блок питания контроллера.

Мягкая муфта для передачи плавного хода и обеспечения соосности шагового двигателя.

Кабели и провода, в т. ч. USB-кабель.

Шкивы для ременной передачи и ремни зубчатого типа.

Концевые выключатели.

Компьютер.

Для сборки лазерного станка необходимо приготовить головку с лазером. Он подбирается в зависимости от необходимой мощности излучения. Хорошо подходит диод от пишущего DVD-плеера (красное свечение). Можно приспособить источник из лазерной указки или светодиодного фонарика. Для фокусировки луча потребуются линзы, которые можно извлечь из тех же устройств, где находился лазер. Самое верное – купить готовый лазерный излучатель. Нельзя забывать об его охлаждении, для этого нужен охлаждающий радиатор.

Для сборки схемы контроля и управления нужна электронная плата с информационным дисплеем, транзисторы и электронные платы для управления шаговыми двигателями, диоды, резисторы и другие детали. На фото показан стандартный набор деталей для электроники.

Для изготовления станка своими руками надо заранее приготовить такой инструмент: болгарка, электродрель, паяльник, ножовка и ножовка по металлу, электролобзик, отвертка, плоскогубцы, ключи (гаечные и торцевые), напильники, шило, молоток, штангенциркуль, линейка, угольник, ножницы. Потребуются и расходные материалы: изолента, герметик, суперклей, скотч, шурупы, винты, болты, скобы, хомуты.

Как собрать лазерный станок ЧПУ своими руками: пошаговая инструкция

Самостоятельная сборка ЧПУ станка осуществляется в следующем порядке:

1. Раскрой и изготовление основания. Проще всего для него использовать фанеру толщиной 10–12 мм. Основание может быть прямоугольным или скругленным. При создании мощного станка его изготавливают из металла.

2. Закрепление на основании неподвижных боковых стенок. Они могут быть из фанеры, ДСП, дерева или металла. На стенках сверлятся отверстия для установки направляющих стержней.

3. Установка направляющих по оси Y. Предварительно на них нанизываются опоры скольжения для подвижных боковых стенок каркаса. Вариант таких опор приведен на фото.

4. Изготовление подвижных боковых стенок. Сверление в них отверстий для направляющих по оси Х и установка их на стенках.

5. Закрепление подвижных стенок на опорах.

6. Сборка рабочей головки станка. Ниже показана принципиальная схема каркаса в сборе с универсальной головкой, на которой можно крепить лазерный излучатель, шпиндель или иной рабочий орган. Его чертеж приведен на следующем фото. Конкретно для лазерного излучателя можно собрать более легкую конструкцию лазерной головки с радиатором охлаждения.

7. Монтаж электрической части. Подведение электропитания, установка концевых выключателей, кнопок пуска и аварийной остановки. Пример элегантной компоновки ячейки для размещения электрической схемы показан на фото.

8. Монтаж электроники и подключение управляющей платы, контроллера.

После проверки всех элементов можно начинать подготовку станка к работе.

Электроника для самодельного лазерного ЧПУ станка

В станках с ЧПУ важнейшую роль играет электронная начинка. Она должна обеспечить управление прибором с компьютера путем выдачи команд шаговым двигателям и руководства траекторией движения рабочего органа. Для этого необходима управляющая программа, которая обеспечит подачу нужных команд на контроллер в форме G-кодов. Обязательно устанавливается порт LPT.

Важно! Для восприятия команд и распределения их по шаговым двигателям в контроллере располагается управляющая плата. Популярностью пользуется стандартная плата KY-2012 (5 Axis CNC Breakout Board for Stepper Motor Driver с DB25 Cable). Часто станки делаются на базе Arduino.

Настройка и отладка самодельного лазерного станка

Для работы станка с ЧПУ необходимо в компьютер загрузить программное обеспечение, т. е. УП. Загрузка готовой программы осуществляется с внешнего носителя (дискеты, флешки, магнитные ленты). Она должна быть многофункциональной, но простой в использовании. Выбирают УП в зависимости от назначения станка.

Наиболее популярные программы:

ArtCAM. Позволяет создавать сложные объемные рельефы. Можно вставить один рельеф в другой.

LinuxCNC. Это универсальная программа для многофункционального использования. Для функционирования необходим объем памяти не менее 4 ГБ.

Mach4. Совместима с операционной системой Windows. Имеет доступную цену и русифицированную версию.

Mach5. Это одна из самых быстрых программ. Совместима практически с любой операционной системой.

MeshCAM. Программа особо подходит для управления двухсторонней обработки объемных изделий.

SimplyCam. Прекрасно справляется со сложным гравированием.

CutViewer. Обеспечивает визуализацию процесса обработки и высокую производительность.

CadStd. Это простая программа для создания схем и графиков, чертежей любой сложности. Выдает DXF-файлы, загружаемые в CAM-программы для генерации правильных траекторий обработки заготовок.

После выбора оптимальной УП она загружается в карте памяти, жестком диске компьютера или на твердотельном накопителе. Для подготовки станка на конкретную операцию загружается графическое изображение или чертеж детали после обработки. Графический файл нужно предварительно перевести в формат DXF, Exeilon, HPGL или Gerber. Настойку можно проконтролировать по монитору. Команды подаются в форме G- и М-кодов, понятных для платы контроллера. Траектория описывается по 3–5 координатам. Настройка и отладка программы обеспечивается строго в соответствии с инструкцией. При проведении настройки на дисплее отображается информация о том, какими клавишами надо пользоваться.

Отладка станка производится на шаблонах. Прибор настраивается на проведение стандартных операций, при этом контролируется точность обработки. После тестовых опробований станок можно запускать в рабочем режиме. На фото показаны результаты практического использования.

Лазерные станки с ЧПУ обеспечивают высокую точность обработки деталей из разных материалов. При правильном подходе самодельные аппараты способны значительно расширить возможности домашних мастеров. Важно учитывать советы специалистов при конструировании и сборке, а также соблюдать технику безопасности при эксплуатации.

06 сентября 2020

459

Большой портальный фрезерный станок с ЧПУ своими руками / Хабр
Здравствуй дорогой читатель, в этой статье хочу поделиться своим опытом постройки фрезерного портального станка с числовым программным управлением.

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.
Многие любители и не только, собирают такого рода и размера (и даже большего) станки у себя в мастерской или гараже, делая целиком сварную раму, но без последующего отжига и механической обработки за исключением сверления отверстий под крепление направляющих. Даже если повезло со сварщиком, и он сварил конструкцию с достаточно хорошей геометрией, то в последствии работы этого станка ввиду дребезга и вибраций, его геометрия будет уходить, меняться. Я конечно могу во многом ошибаться, но если кто то в курсе этого вопроса, то прошу поделиться знаниями в комментариях.
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 Mach4. Настройка программы осуществляется в соответствии с документацией на интерфейсную плату, там все описано достаточно понятно и в картинках. Почему именно Mach4, 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 HGh35-CA, 12 шт.
Рельс HGh35, 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.
В случае продажи станка с его ценником все не понятно. Так как по себестоимости продавать откровенно жалко, а адекватная цена в голову пока не приходит.
На этом я пожалуй закончу свой рассказ. Если что-то я не осветил, то пишите мне, и я постараюсь дополнить текст. А в остальном многое показано в видео про изготовления станка на моем YouTube канале.
Что такое станки с ЧПУ? (с иллюстрациями)

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) - это автоматизированные фрезерные устройства, которые производят промышленные компоненты без прямого участия человека. Они используют закодированные инструкции, которые отправляются на внутренний компьютер, что позволяет фабрикам точно и быстро изготавливать детали. Существует множество различных типов станков с ЧПУ, от сверл до плазменных резаков, поэтому их можно использовать для изготовления самых разных деталей. Хотя большинство из них используются в промышленном производстве, существуют также версии большинства машин для хобби, которые можно использовать в частных домах.
Станок с ЧПУ.
Типы машин

Наиболее распространенными станками с ЧПУ являются фрезерные, токарные и шлифовальные станки.Фрезерные станки автоматически режут материалы, включая металл, с помощью режущего шпинделя, который может перемещаться в разные положения и на различную глубину в соответствии с инструкциями компьютера. В токарных станках используются автоматизированные инструменты, которые вращаются для придания формы материалу. Они обычно используются для очень точных разрезов симметричных деталей, таких как конусы и цилиндры.
USB-накопитель, на котором можно хранить планы станка с ЧПУ.Шлифовальные машины
используют вращающееся колесо для измельчения материалов и формования металла или пластика в желаемой форме. Их легко программировать, поэтому они обычно используются для проектов, которые не требуют такой же точности, как фрезерные или токарные станки. Помимо этого, существуют также фрезерные станки с ЧПУ, которые используются для резки различных материалов; а также компьютерно-программируемые 3D-принтеры; и револьверные пробойники, которые используются для проделывания отверстий в металле или пластике. Эта технология также может использоваться с различными типами резаков, включая те, которые работают с водой, лазерами и плазмой.
Промышленный станок для лазерной резки обычно управляется через интерфейс ЧПУ.
Программирование и работа

Код, используемый для программирования устройств ЧПУ, обычно называется G-кодом.Он содержит информацию о том, где должны быть размещены части станка, и сообщает станку, где именно разместить инструмент. Другие инструкции сообщают машине дополнительные детали, такие как скорость, с которой должна работать деталь; насколько глубоко он должен резать, гореть или пробивать; и угол автоматического инструмента. Большинство современных промышленных станков с ЧПУ связаны в сеть компьютеров и получают инструкции по эксплуатации и инструментам через файл программного обеспечения.
Операторы программируют координаты в станке с ЧПУ, и станок выполняет задачу с минимальным контролем.
Преимущества и недостатки

В промышленных условиях станки с ЧПУ можно объединить в целые ячейки станков, которые могут работать независимо друг от друга. Они часто управляются полностью цифровыми проектами, что устраняет необходимость физического составления чертежей.Многие способны бегать по несколько дней без вмешательства человека. Фактически, некоторые из них настолько сложны, что могут связаться с мобильным телефоном оператора и отправить предупреждение в случае возникновения неисправности. Эти автоматизированные функции позволяют изготавливать тысячи деталей при минимальном контроле и позволяют оператору выполнять другие задачи.

Кроме того, станок с ЧПУ может изготавливать детали с такой степенью точности, которая практически невозможна при использовании старых инструментов.На обычном заводе рабочие должны контролировать различные инструменты вручную, и ошибки являются обычным явлением, но машина может выполнять ту же задачу, не уставая, и может работать без остановки. Это экономит много времени, а повышенная точность помогает исключить отходы, так как меньше неисправных деталей, которые нужно выбрасывать.

Несмотря на свои преимущества, станки с ЧПУ более дорогие, чем старые типы станков, что делает их недоступными для небольших операций.Их также дорого ремонтировать и обслуживать. Кроме того, хотя они и ограничивают вероятность ошибок, они не устраняют ее полностью, поскольку операции могут по-прежнему программировать или управлять машиной неправильно. Кроме того, эти машины должны эксплуатироваться квалифицированным персоналом с определенным типом обучения, которое может быть доступно не во всех областях.

Развитие
Станки
с ЧПУ претерпели значительные изменения с момента их первого внедрения в обрабатывающую промышленность.Самые ранние из них получали кодовые инструкции через зашитые контроллеры, что означало, что формат программирования нельзя было изменить. Более поздние модели программировались с помощью кабелей мэйнфреймов и гибких дисков, что позволяло варьировать программирование. Современные могут работать с файлами программного обеспечения, которые находятся на компакт-дисках, USB-накопителях или отправляются по сети.
Некоторые модели станков с ЧПУ программировались с дискет..
Что такое станки с ЧПУ и станки с ЧПУ? [2020 Easy Guide]

Краткая история ЧПУ

Первые коммерческие станки с ЧПУ были построены в 1950-х годах и работали с перфолентой. Хотя концепция сразу же доказала, что она может снизить затраты, она настолько отличалась, что завоевывала популярность у производителей.

Чтобы способствовать более быстрому внедрению, армия США закупила 120 станков с ЧПУ и одолжила их различным производителям, чтобы они могли лучше познакомиться с идеей числового управления.К концу 50-х NC начинал завоевывать популярность, хотя ряд проблем все еще оставался.

Например, g-code, почти универсальный язык ЧПУ, который у нас есть сегодня, не существовал. Каждый производитель продвигал свой собственный язык для определения числового программного управления или программ обработки деталей (программ, которые станки выполняли бы для создания детали).

1959 Станок с ЧПУ: Milwaukee-Matic-II был первым станком с устройством смены инструмента…

В 1960-е годы благодаря ряду ключевых разработок ЧПУ быстро развилось:

- Стандартный язык G-кода для программ деталей: происхождение G-кода восходит к MIT, примерно в 1958 году, где он был языком, используемым в Лаборатории сервомеханизмов MIT.Альянс электронной промышленности стандартизировал g-код в начале 1960-х годов.

- CAD пришел в себя и начал быстро заменять бумажные чертежи и чертёжников в 60-х годах. К 1970 году CAD представлял собой индустрию приличных размеров с такими игроками, как Intergraph и Computervision, с которыми я консультировался еще в студенческие годы.

- Миникомпьютеры, такие как DEC PDP-8 и Data General Nova, стали доступны в 60-х годах и сделали станки с ЧПУ более дешевыми и мощными.

К 1970 году экономика большинства западных стран замедлилась, а затраты на занятость росли.В 60-х годах, обеспечив прочную технологическую основу, которая была необходима, ЧПУ взлетело и начало неуклонно вытеснять старые технологии, такие как гидравлические индикаторы и ручная обработка.

американских компаний в значительной степени запустили революцию в области ЧПУ, но они были чрезмерно сосредоточены на высоком уровне. Немцы первыми увидели возможность снизить цены на ЧПУ, и к 1979 году немцы продавали больше ЧПУ, чем компании США. Японцы повторили ту же формулу с еще большим успехом и всего год спустя, к 1980 году, отняли лидерство у немцев.В 1971 году 10 крупнейших компаний с ЧПУ были компаниями США, но к 1987 году осталась только Cincinnati Milacron, и они оказались на 8-м месте.

В последнее время микропроцессорные технологии сделали системы ЧПУ еще дешевле, что привело к появлению ЧПУ для рынка ЧПУ для хобби и личного пользования.

Доступное по цене оборудование с ЧПУ также проложило путь для использования ЧПУ в прототипировании, наряду с 3D-печатью. Ранее использование ЧПУ ограничивалось производственными цехами.

Проект Enhanced Machine Controller, или EMC2, был проектом по реализации контроллера ЧПУ с открытым исходным кодом, который был начат Национальным институтом стандартов и технологий NIST в качестве демонстрации.Некоторое время в 2000 году проект был переведен в общественное достояние и с открытым исходным кодом, а EMC2 появился вскоре, в 2003 году.

Mach4 был разработан основателем Artsoft Артом Фенерти как ответвление ранних версий EMC для работы в Windows вместо Linux, что сделало его еще более доступным для рынка персональных ЧПУ. Компания Арта, ArtSoft, была основана в 2001 году. Появление Mach4 впервые сделало ЧПУ доступным за пределами промышленных магазинов.

Как EMC2 (теперь называемый LinuxCNC), так и Mach4 программы ЧПУ живы и процветают сегодня, как и многие другие технологии ЧПУ.

Мы прошли долгий путь со времен старого числового контроля!
.
Что такое обработка с ЧПУ? | Подробное руководство

Обработка с ЧПУ - это производственный процесс, в котором предварительно запрограммированное компьютерное программное обеспечение определяет движение заводских инструментов и оборудования. Этот процесс можно использовать для управления целым рядом сложного оборудования, от шлифовальных и токарных станков до фрезерных и фрезерных станков. При обработке с ЧПУ задачи трехмерной резки могут быть выполнены с помощью одного набора подсказок.

Сокращенно от «компьютерного числового управления», процесс ЧПУ работает в отличие от ограничений ручного управления, где операторы, работающие в режиме реального времени, должны запрашивать и направлять команды обрабатывающих инструментов с помощью рычагов, кнопок и колес.Для наблюдателя система ЧПУ может напоминать обычный набор компьютерных компонентов, но программы и консоли, используемые при обработке с ЧПУ, отличают ее от всех других форм вычислений.
.
Архив станков - CNC.com

Термин «смещение» относится к припуску, сделанному конкретным станком с ЧПУ на длину и диаметр инструмента для резки работы. Если быть точным, программирование на станке с ЧПУ всегда выполняется в соответствии с центральной точкой фрезы. Режущий инструмент работает согласно запрограммированной строке. Если вы не установили значение коррекции, инструмент будет двигаться в соответствии с центральной точкой фрезы, а не в соответствии с используемым инструментом.

Другими словами, если нет значения коррекции, инструмент будет работать в неправильной части заготовки.Здесь стоит упомянуть, что смещения - это основы программирования ЧПУ. Обычно в программировании ЧПУ есть два типа смещений. Это геометрические смещения и рабочие смещения. Смещения геометрии обычно используются для добавления нуля программы во время настройки. С другой стороны, коррекции износа используются для корректировки размеров во время производственного цикла.

Что такое смещение геометрии в ЧПУ?

FANUC, как и другие производители устройств управления, обычно предоставляют два типа смещений для поворота центральных органов управления.Один из них - смещение геометрии, которое обычно используется, чтобы помочь с назначением нуля программы. Обрабатывающие центры, которые содержат согласованные корректоры, позволяют рабочему определять местоположение нулевой точки программы. Однако присвоение нулевой программы выполняется отдельно от программы. Таким же образом, большое количество вращающихся центров позволяет назначать нулевую точку программы через смещения, которые также известны как смещения геометрии. Одна из основных функций использования геометрического смещения - присвоение нулевой точки программы.

Наладчик различными способами оценивает расстояние между X и Z от вершины инструмента. Здесь важно отметить, что фактическое положение зависит от того, реализована ли функция рабочей смены. Всегда помните, что смещения геометрии содержат большие отрицательные значения и обычно используются для корректировки размеров. Приведем пример в этом контексте. Когда реализуется смещение, скажем, T0101, элемент управления добавит значение геометрического смещения к значению рабочего смещения.Результирующее значение будет известно как полное смещение.

Разница между смещением геометрии и смещением нулевой точки

Как и в памяти любого современного электронного устройства, смещения в ЧПУ хранятся в ячейках, в которые могут быть присвоены математические значения. Интересно, что значение смещения регулятора ЧПУ не будет иметь никакого значения, пока на него не будет ссылаться программа ЧПУ. Другими словами, каждая функция станка с ЧПУ зависит от смещений.Без смещений получение правильного вывода невозможно. Итак, давайте оценим, чем отличаются друг от друга геометрическое смещение и нулевое смещение.

Как упоминалось ранее, смещения геометрии используются для присвоения нулю программы. Человек, устанавливающий смещения, определяет расстояния по X и Z от конца инструмента в нулевых положениях возврата до нулевой точки программы. Также обратите внимание, что реальный процесс зависит от функции рабочей смены. В большинстве случаев смещения геометрии содержат большие отрицательные значения.

Напротив, рабочие коррекции обычно связаны с регулировками, которые заставляют режущие инструменты обрабатывать поверхности в пределах диапазона допуска. Для лучшего понимания приведем в этом контексте общий пример. В случае, если токарный инструмент обрабатывает начальную деталь с диаметром точения 0,002 дюйма, большинство людей, связанных с установкой, будут вносить поправки на -0,002 дюйма в регистр оси X коррекции износа режущего инструмента.

Что ж, также важно понять результат вызова как геометрического, так и нулевого смещения на станке с ЧПУ.Это также поможет эффективно понять их основные различия. При использовании элементов управления FANUC первые две цифры, начинающиеся с буквы T, будут выбирать станцию инструмента и вызывать геометрическое смещение. Вторые две цифры обычно помогают начать смещение нулевой точки. Другими словами, фраза T0303 указывает режущий инструмент на третье место. Кроме того, он также вызывает три коррекции геометрии и три коррекции износа.

Кроме того, первоначальная регулировка с помощью геометрических смещений имеет ряд преимуществ.Например, при замене режущего инструмента довольно легко сбросить смещение, что намного проще, если это сделать в смещении геометрии.

Разница между коррекцией инструмента и коррекцией геометрии

В области программирования ЧПУ смещения рассматриваются как платформа для программирования. В большинстве случаев настройка машины не требуется. Однако главное отличие заключается в этой системе. Ось Z лежит на шпинделе, а угол между осями X и Y составляет 90 градусов.Когда режущий инструмент находится в положении покоя, все эти оси находятся в положении крайнего хода. В обычных случаях для работы станка с ЧПУ необходимы два типа корректоров. Это смещение инструмента и смещение геометрии. Итак, давайте исследуем различия, существующие между этими двумя смещениями.

Коррекция инструмента относится к указанным значениям и мерам, которые используются для смещения положения инструмента. Коррекция инструмента означает положение режущего инструмента, при котором все оси лежат в нулевом положении.Более того, коррекция инструмента в большинстве случаев предпочтительна для настройки основного инструмента. Коррекции инструмента не зависят от целей и условий. Регистры R и T связаны с радиусом коррекции на вершине инструмента.

С другой стороны, смещения геометрии используются для развертывания нулевой точки программы во время начальной фазы запуска. Во время настройки крайне важно использовать смещение геометрии для назначения нуля программы. Всегда окупается использование геометрического смещения для первоначальной настройки. Это связано с тем, что при первоначальной настройке смещения геометрии значения смещения нулевой точки всегда равны нулю.

Это действительно полезно, когда речь идет о замене режущего инструмента. Также здесь стоит упомянуть, что смещение инструмента находится между вершиной шпинделя и режущей кромкой. Напротив, геометрическое смещение находится между точкой отсчета и вершиной шпинделя.

Как и когда использовать смещение геометрии?

Смещения геометрии в основном используются для присвоения нулевой точки программы. Основная причина использования настройки геометрии - определение расстояний по осям X и Z от вершины инструмента при нулевом возврате.Однако фактическое положение меняется в зависимости от работы смены. Одним из основных преимуществ использования геометрического смещения является то, что вам нужно работать с большими партиями. Это потому, что при большем объеме совершенно очевидно, что режущий инструмент будет тупым. Следовательно, оператор заменит его.

Именно здесь смещение геометрии излучает практичность. Если начальная регулировка смещения геометрии была выполнена, оператор может просто установить смещение на износ обратно в нулевое положение.Более того, с помощью геометрического смещения оператор будет иметь точку отсчета для сброса смещения. Оператор должен знать способы, которыми может быть установлено смещение, до пробных запусков. Простой сброс рабочего смещения на ноль сэкономит вам много драгоценного времени.

Использование смещения геометрии

Обратите внимание, что геометрические смещения содержат большое количество отрицательных значений. Давайте разберемся, что происходит, когда рабочее смещение и смещение геометрии вызываются вместе.С помощью элементов управления FANUC первые две цифры, начинающиеся со слова T, будут выбирать станцию инструмента, тем самым вызывая геометрическое смещение. С другой стороны, вторые две цифры связаны с рабочим смещением. Следовательно, результирующие индексы с присвоенной геометрией смещают значение три.

Смещение геометрии выходит на первый план, когда вам приходится обрабатывать большие объемы продукции на постоянной основе. Обычно при производстве всей партии товара требуются различные корректировки.Работать над корректировками с самого начала не всегда возможно. Это причина того, что вам нужно использовать смещение геометрии, когда вы имеете дело с большой партией товаров, которую нужно спроектировать.

Завершение

Из приведенного выше обсуждения ясно, что геометрические смещения играют решающую роль в эффективном функционировании станков с ЧПУ. Более того, они являются идеальным выбором для оператора, когда ему приходится иметь дело с большой партией товаров. Здесь стоит отметить, что смещения геометрии обычно оцениваются с помощью датчика высоты и крепления вне станка.Есть еще одно преимущество использования геометрического смещения. Это связано с тем, что геометрические коррекции инструмента действительны для любого станка. Следовательно, оператору не нужно разрабатывать программы для инициализации настроек. Смещения геометрии также стабильны, пока у вас есть блок подходящего размера для размещения на столе.

.
Станки с ЧПУ - CNC-STEP.com - Производитель станков с ЧПУ

Facebook

Youtube

Instagram

Pinterest

Почта

Телефон: +49 (0) 2831 91021-20 | Почта: [электронная почта защищена] | Запросить обратный звонок

Дом

Станки с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ
Фрезерный станок с ЧПУ High-Z серии T до 1400x600 мм

CNC Mill
CNC Mill T-Rex со стальной рамой - до 3000x2000 мм

Маршрутизатор с серводвигателями
Маршрутизатор с серводвигателями размером до 3000x2000 мм

Фрезерный станок с ЧПУ
Большой фрезерный станок RaptorX-SL до 12000x3000 мм

Промышленный фрезерный станок
AcerDURO до 2000 x 1000 мм

Гидравлический резак
flowJET с насосом высокого давления до 3800 бар

Гравировальный станок
Гравировальный станок High-Z S-Serie до 1000x600 мм

Гравировальный станок для фотографий
Модуль GranitoGrav: Гравировальный станок для фотографий

Станок плазменной резки с ЧПУ
High-Z PlasCUT-1350

Фрезерные станки с ЧПУ б / у
Фрезерные станки с ЧПУ б / у, фрезерные станки, гравировальные станки, плазменные резаки

Принадлежности

Программное обеспечение

Приложения

Фрезерование
Примеры 2D и 3D фрезерования

.
станков с ЧПУ - CNC.com

С 1996 года CNC.com является авторитетным именем в онлайн-индустрии. Ваш путеводитель по станкам с ЧПУ, маршрутизаторам, токарным станкам, программам, сопутствующему оборудованию, работам по обработке, советам и многому другому.

Компьютерное числовое управление (ЧПУ) - это промышленный термин, обозначающий производственный процесс, в котором компьютеры управляют обрабатывающими инструментами.

Мы надеемся стать вашим источником №1 для всего, что связано с ЧПУ. Просмотрите наш сайт и дайте нам знать, если мы можем вам чем-то помочь!

.
Смотрите также

Состав арболита пропорции

Фон бледно желтый

Самый экономичный обогреватель для дома

Компост для шампиньонов

Пропорции раствор м75

Документы необходимые для газификации частного дома

Как правильно стелить пароизоляцию на потолок

Колодезные насосы для водоснабжения дома

Как замерить сопротивление изоляции

Столик для ребенка 2 лет

Срок годности штукатурки ротбанд

Почему у нас!

Индивидуальный подход:
Мы находим индивидуальный подход к каждому Клиенту.

Типовые и индивидуальные проекты:
Строим дома и бани по типовым и индивидуальным проектам.

Экологически чистый материал:
Мы используем экологически чистый материал.

Сборка и доставка:
Сборка и доставка входят в стоимость.

Наши бригады:
Бригады только из Русских специалистов, с большим опытом работы.

Ценовая политика:
Гибкая ценовая политика, акции и скидки.

География строительства:
Большая география строительства с обхватом северо-западной и центральной части РФ.

Этапы работы

Выбор проекта:
Вы выбираете проект из нашего каталога или предлагаете собственный (можно от руки или с другого сайта) высылаете нам [email protected].

Связываетесь с нами:
Удобным для Вас способом связываетесь с менеджером по тел. +7-960-206-03-36.

Заключаем договор:
После согласования деталей и утверждения проекта, заключаем договор (Вносите 10% предоплаты).

Завоз материала:
При завозе материала и заезде бригады, Оплачиваете 70%.

Сборка объекта:
Наши специалисты осуществляют сборку объекта на Вашем участке.

Окончание работ:
По окончанию сборки объекта Вы подписываете акт "Приемки сдачи работ" и оплачиваете оставшиеся 20%.

P.S.:
Получаете гарантию на строение 12 месяцев.

Отзывы

Здравствуйте, заказали дом № 17 в компании «Русские традиции”, потому что посоветовали друзья построившиеся весной, мой муж контролировал весь процесс от разгрузки материала, до вбивания гвоздей и так далее. По факту, он принимал участие в строительстве (так как позволяло время, он находился в отпуске), очень сдружился с ребятами которые строили нам дом. Огромное спасибо.
Румянцева Наталья

Здравствуйте строители компании “Русские традиции”, мы с семьей хотим выразить огромную благодарность за строительство и отделку замечательной бани построенной по проекту 5, нравится — обалденно!!! Вы лучшие!!! Самый замечательный отзыв, советуем всем друзьям, родственникам и соседям!!! Спасибо!!! .
Ларионова Ольга

Спасибо ребятам большое, строителям и строительной компании, вели долгие переговоры в связи с тем что вносили свои изменения в дом из бруса 6х6, все было сделано без претензий с нашей стороны и делали все по нашим требованиям и желаниям, а главное все было сделано в сроки. Очень все понравилось, советую уже своим знакомым обращаться в эту строительную компанию “Русские традиции”.
Семенов Роман

Здравствуйте! Вашу компанию нам посоветовали друзья, которые строились раньше, честно говоря изначально мы планировали строить дом из бревна, но почитав статьи на сайте изменили свое мнение в пользу профилированного бруса. Строили дом по проекту 18 с небольшими изменениями, очень понравилось, дом получился большим и светлым. Будем советовать всем знакомым! Ребята, вы лучшие.
Черменин Константин

Давно хотели построить баню, но или не хватало денег или времени, наткнулись на ваш сайт, увидели скидку. Позвонили, собрали необходимую сумму и наша баня из бруса 6х6 готова. Очень нравится наша баня. Так-же заказали бытовку, из которой нам построили летнюю кухню. Еще раз спасибо.
Александрова Татьяна

Свяжитесь с нами

Новгородская обл., г. Пестово, ул. Красных зорь, д.35, офис 1.

Телефон: +7 (960) 206-03-36

E-mail: [email protected]

Рубрики

Новости и статьи