Сценические станки своими руками

Пошаговая инструкция сборки станка с ЧПУ своими руками

Если у человека появилось желание собрать станки с ЧПУ своими руками, тот должен иметь определённые навыки, уметь ориентироваться в технической документации, и готовность научиться чему-то у других умельцев.

На вопрос, как сделать станок с ЧПУ, можно ответить кратко. Зная о том, что самодельный фрезерный станок с ЧПУ, в общем-то, – непростое устройство, имеющее сложную структуру, конструктору желательно:

• обзавестись чертежами;
• приобрести надёжные комплектующие и крепежные детали;
• подготовить хороший инструмент;
• иметь под рукой токарный и сверлильный станки с ЧПУ, чтобы быстро изготовить.

Не помешает просмотреть видео – своеобразную инструкцию, обучающую – с чего начать. А начну с подготовки, куплю всё нужное, разберусь с чертежом – вот правильное решение начинающего конструктора. Поэтому подготовительный этап, предшествующий сборке, – очень важен.

Работы подготовительного этапа

Чтобы сделать самодельный ЧПУ для фрезерования, есть два варианта:

1. Берёте готовый ходовой набор деталей (специально подобранные узлы), из которого собираем оборудование самостоятельно.
2. Найти (изготовить) все комплектующие и приступить к сборке ЧПУ станка своими руками, который бы отвечал всем требованиям.

Важно определиться с предназначением, размерами и дизайном (как обойтись без рисунка самодельного станка ЧПУ), подыскать схемы для его изготовления, приобрести или изготовить некоторые детали, которые для этого нужны, обзавестись ходовыми винтами.

Есть различные примеры выбора варианта. Зачастую выполняют станок из МДФ, многие используют фанеру для изготовления самого рабочего стола, других деталей, также для направляющих можно купить трубу нержавеющую.

Возможна схема фрезерного станка с ЧПУ, в котором взяли, как основу, старый сверлильный станок, и рабочую головку со сверлом заменили на фрезерную.

А для этого нужно сконструировать механизм (в его конструкции есть подшипник), отвечающий за то, чтобы инструмент перемещался в трех плоскостях (по осях). Обычно его собирают на базе кареток принтера. Когда выполнена сборка по такой принципиальной схеме, останется подключить к устройству программное управление.

Но на таком самодельном станке, вследствие недостаточной жесткости кареток, будет возможность освоить производство печатных плат, выполнять обработку только пластиковых заготовок, древесины и тонкого листового металла. Для ЧПУ станка и полноценных фрезерных операций на нем, нужен мощный двигатель и хорошая электроника. И, в частности, печатная плата.

Если принято решение создать станок ЧПУ своими руками и обойтись без готовых наборов узлов и механизмов, крепёжных деталей, нужна та схема, собранный по которой станок будет работать.

Обычно, найдя принципиальную схему устройства, сначала моделируют все детали станка, готовят технические чертежи, а потом по ним на токарном и фрезерном станках (иногда надо использовать и сверлильный) изготовляют комплектующие из фанеры или алюминия. Чаще всего, рабочие поверхности (называют еще рабочим столом) – фанерные с толщиной 18 мм.

Сборка некоторых важных узлов станка

В станке, который вы начали собирать собственноручно, надо предусмотреть ряд ответственных узлов, обеспечивающих вертикальное перемещение рабочего инструмента. В этом перечне:

• винтовая передача – вращение передаётся, используя зубчатый ремень. Он хорош тем, что не проскальзывают на шкивах, равномерно передавая усилия на вал фрезерного оборудования;
• если используют шаговый двигатель (ШД) для мини-станка, желательно брать каретку от более габаритной модели принтера – помощнее; старые матричные печатные устройства имели достаточно мощные электродвигатели;

• для трёхкоординатного устройства, понадобится три ШД. Хорошо, если в каждом найдётся 5 проводов управления, функционал мини-станка возрастёт. Стоит оценить величину параметров: напряжения питания, сопротивления обмотки и угла поворота ШД за один шаг. Для подключения каждого ШД нужен отдельный контроллер;
• с помощью винтов, вращательное движение от ШД преобразуется в линейное. Для достижения высокой точности, многие считают нужным иметь шарико-винтовые пары (ШВП), но это комплектующая не из дешевых. Подбирая для монтажа блоков набор гаек и крепежных винтов, выбирают их со вставками из пластика, это уменьшает трение и исключает люфты;

• вместо двигателя шагового типа, можно взять обычный электромотор, после небольшой доработки;
• вертикальная ось, которая обеспечивает перемещение инструмента в 3D, охвачивая весь координатный стол. Её изготовляют из алюминиевой плиты. Важно, чтобы размеры оси были подогнаны к габаритам устройства. При наличии муфельной печи, ось можно отлить по размерам чертежей.

Ниже – чертёж, сделанный в трёх проекциях: вид сбоку, сзади, и сверху.

Максимум внимания – станине

Необходимая жесткость станку обеспечивается за счёт станины. На нее устанавливают подвижной портал, систему рельсовых направляющих, ШД, рабочую поверхность, ось Z и шпиндель.

К примеру, один из создателей самодельного станка ЧПУ, несущую раму сделал из алюминиевого профиля Maytec – две детали (сечение 40х80 мм) и две торцевые пластины толщиной 10 мм из этого же материала, соединив элементы алюминиевыми уголками. Конструкция усилена, внутри рамы сделано рамку из профилей меньших размеров в форме квадрата.

Станина монтируется без использования соединений сварного типа (сварным швам плохо удаётся переносить вибронагрузки). В качестве крепления лучше использовать Т-образные гайки. На торцевых пластинах предусмотрена установка блока подшипников для установки ходового винта. Понадобится подшипник скольжения и шпиндельный подшипник.

Основной задачей сделанному своими руками станку с ЧПУ умелец определил изготовление деталей из алюминия. Поскольку ему подходили заготовки с максимальной толщиной 60 мм, он сделал просвет портала 125 мм (это расстояние от верхней поперечной балки до рабочей поверхности).

Этот непростой процесс монтажа

Собрать самодельные ЧПУ станки, после подготовки комплектующих, лучше строго по чертежу, чтобы они работали. Процесс сборки, применяя ходовые винты, стоит выполнять в такой последовательности:

• знающий умелец начинает с крепления на корпусе первых двух ШД – за вертикальной осью оборудования. Один отвечает за горизонтальное перемещение фрезерной головки (рельсовые направляющие), а второй за перемещение в вертикальной плоскости;
• подвижной портал, перемещающийся по оси X, несет фрезерный шпиндель и суппорт (ось z). Чем выше будет портал, тем большую заготовку удастся обработать. Но у высокого портала, в процессе обработки, – снижается устойчивость к возникающим нагрузкам;

• для крепления ШД оси Z, линейных направляющих используют переднюю, заднюю, верхнюю, среднюю и нижнюю пластины. Там же сделайте ложемент фрезерного шпинделя;
• привод собирают из тщательно подобранных гайки и шпильки. Чтобы зафиксировать вал электродвигателя и присоединить к шпильке, используют резиновую обмотку толстого электрокабеля. В качестве фиксатора могут быть винты, вставленные в нейлоновую втулку.

Затем начинается сборка остальных узлов и агрегатов самоделки.

Монтируем электронную начинку станка

Чтобы сделать своими руками ЧПУ станок и управлять ним, надо оперировать правильно подобранным числовым программным управлением, качественными печатными платами и электронными комплектующими (особенно если они китайские), что позволит на станке с ЧПУ реализовать все функциональные возможности, обрабатывая деталь сложной конфигурации.

Для того, чтобы не было проблем в управлении, у самодельных станков с ЧПУ, среди узлов, есть обязательные:

• шаговые двигатели, некоторые остановились напримере Nema;
• порт LPT, через который блок управления ЧПУ можно подключить к станку;
• драйверы для контроллеров, их устанавливают на фрезерный мини-станок, подключая в соответствии со схемой;

• платы коммутации (контроллеры);
• блок электропитания на 36В с понижающим трансформатором, преобразующем в 5В для питания управляющей цепи;
• ноутбук или ПК;
• кнопка, отвечающая за аварийную остановку.

Только после этого станки с ЧПУ проходят проверку (при этом умелец сделает его пробный запуск, загрузив все программы), выявляются и устраняются имеющиеся недостатки.

Вместо заключения

Как видите, сделать ЧПУ, которое не уступит китайским моделям, – реально. Сделав комплект запчастей с нужным размером, имея качественные подшипники и достаточно крепежа для сборки, эта задача – под силу тем, кто заинтересован в программной технике. Примера долго искать не придётся.

На фото внизу – некоторые образцы станков, имеющих числовое управление, которые сделаны такими же умельцами, не профессионалами. Ни одна деталь не делалась поспешно, произвольным размером, а подходящая к блоку с большой точностью, с тщательным выверением осей, применением качественных ходовых винтов и с надёжными подшипниками. Верно утверждение: как соберешь, так и работать будешь.

На ЧПУ выполняется обработка дюралевой заготовки. Таким станком, который собрал умелец, можно выполнить много фрезерных работ.

Еще один образец собранного станка, где плиту ДВП используют как рабочий стол, на котором возможно изготовление печатной платы.

Каждый, кто начнет делать первое устройство, скоро перейдет и к другим станкам. Возможно, захочет испытать себя в качестве сборщика сверлильного агрегата и, незаметно, пополнит армию умельцев, собравших немало самодельных устройств. Занятия техническим творчеством сделают жизнь людей интересной, разнообразной и насыщенной.

Источник

Самодельные станки для домашней мастерской

Если вам нравится мастерить что-то полезное своими руками (в условиях небольшой мастерской или гаража), наверняка, вы уже задумывались о приобретении различного вспомогательного оборудования для работы.

Вот только не у всех есть возможность купить фирменные инструменты и оборудование для домашней мастерской — цены довольно ощутимо кусаются. И доставка в некоторых случаях тоже обходится недешево.

Однако многие мастера-самодельщики, как известно, не ищут легких путей, и всегда могут воспользоваться альтернативным вариантом.

Например, можно сделать ставку на самодельные станки для гаража и мастерской, которые не составит особого труда изготовить самостоятельно из недорогих и доступных материалов.

Даже простые «кустарные» приспособления позволяют в разы упростить и ускорить обработку заготовок из металла и дерева.

Если нужно сэкономить, самодельные станки — пожалуй, наиболее оптимальный вариант. Все необходимые схемы и чертежи можно найти на просторах интернета, в том числе и на нашем сайте.

Самодельные станины

Основой любого станка (неважно — заводского исполнения или самодельного) является станина, на которой он располагается.

Когда собирают самодельные станки из дерева своими руками или станки по металлу, то само собой делают сразу и станину для них.

Но иногда основой станка является какой-либо заводской инструмент (болгарка, электрорубанок, дрель и т.д.) — тогда требуется изготовить только саму станину.

Изготавливая станки из дерева своими руками, станины для них тоже можно сделать из соответствующих (недорогих) материалов: из фанеры своими руками или деревянные.

Тратить металл в данном случае нецелесообразно. Да даже для металлических станков станину можно сделать из дерева. Вот вам пример: самодельная тумба для сверлильного станка.

А вот, например, для ручной ленточной пилы лучше сделать станину из металла — она будет более устойчивой и надежной. В работе с таким инструментом как раз то, что нужно.

Многие мастера предпочитают делать станки из дерева своими руками, потому что они получаются в итоге недорогими и легкими. И станины для них изготовить проще.

Один из таких вариантов — это облегченная станина из фанеры для установки электрического рубанка. В итоге получается очень удобный станок по дереву своими руками.

Материалы для изготовления станков

Если нужно сделать станки из дерева своими руками, то понятно, что основным материалом для их изготовления будет дерево. Это могут быть доски, заготовки из листовых пиломатериалов: фанеры, ДСП или OSB.

В качестве привода для деревообрабатывающих станков допускается использовать различный аккумуляторный или же электроинструмент: УШМ, дрель, шуруповерт, ручной фрезер.

Самодельные станки из дерева своими руками популярны тем, что их изготовить под силу даже начинающим мастерам. Ну и самый главный плюс — все материалы доступны и стоят недорого.

Однако если нужен мощный станок, то вместо дерева уже используется металл. Ну и, помимо стандартного набора инструментов для работы потребуется сварочный аппарат и болгарка.

Таким образом, различные станки и приспособления, изготовленные из металла, потребуют от вас больших вложений, но на выходе они получаются более надежными и функциональными.

Некоторые мастера, которые делают станки из дерева своими руками, используют кроме дерева другие материалы: например, пластик или оргстекло. В некоторых случаях это вполне оправданно.

Станки для обработки металла

Для работы с металлом (особенно в мини цехах по производству металлоконструкций) используются самые разные станки и приспособления, и многие из них вполне можно сделать своими руками.

Для обработки металла делать станки из дерева своими руками нецелесообразно по той причине, что они попросту не справятся с нагрузкой.

Например, самодельный гибочный станок (чтобы делать полудуги и кольца) делают только из черного металлолома. Конструкция должна быть надежной.

Также дополнительно используется автомобильный гидравлический домкрат, так как силы рук, чтобы согнуть заготовку, однозначно не хватит. А с домкратом устройство становится по-настоящему функциональным.

Изготовить станок из дерева своими руками (а точнее только станину для него) для обработки/резки металла можно только в ряде случаев.

Например, это можно реализовать при сборке отрезного станка на базе маленькой болгарки. В данном случае основание изготовлено из ЛДСП (можно взять фанеру).

Но все равно, если будете делать станок для резки металла, то основание для него лучше сделать более надежное и прочное. Здесь не стоит экономить на материале — экономия может выйти боком.

Можно сварить простой каркас из профильной трубы с усилением в центральной части, а затем сверху приварить или прикрутить на болты подходящий по размеру металлический лист.

Гибочный станок для гибки прутков и полос из металла также нуждается в очень прочном основании.

Если бы вместо листа металла была дощечка из фанеры, то станок попросту не способен был бы справляться со своей задачей.

Поэтому делать станки из дерева своими руками для обработки металла можно только в тех случаях, когда нагрузка на основание (станину) будет незначительной. Например, сверлильная стойка или отрезной станок.

Станки по дереву

В зависимости от поставленной задачи, конструкции станков для домашней мастерской могут быть самыми разными, ровно как и используемыми материалы для их изготовления.

Например, самодельный станок по дереву (для распиловки) можно изготовить целиком и полностью из металла. В качестве привода используется электродвигатель, а распил заготовок производится с помощью шины с цепью от бензопилы.

Рекомендуем более подробно прочитать, как сделать такой распиловочный станок по дереву своими руками.

При работе в столярной мастерской часто выполняемой операцией по обработке дерева является шлифовка. Вручную осилить большой объем материала сложно, и поэтому на помощь приходят шлифовальные станки. Конечно же, самодельные.

Советуем вам прочитать обзор: как, используя недорогие материалы, изготовить своими руками разборной шлифовальный станок. Его основная фишка в том, что после работы станок можно разобрать и положить на стеллаж или убрать в ящик стола.

Для работы с деревом в некоторых случаях также может понадобиться простой лобзиковый станок. Изготовить его можно из сабельной пилы. Станина в данном случае — из ЛДСП.

На нашем сайте вы найдете огромное количество самодельных станков как универсальных (шлифовальных, сверлильных и др.), так и для обработки конкретных материалов: металла или дерева.

Для удобства все этапы работ описаны пошагово, а схемы упростят изготовление отдельных элементов.

Обратите внимание: в конце каждого тематического обзора дополнительно встроен видеоролик, просмотрев который, вы сможете лучше разобраться во всех нюансах.

Источник