Токарный cnc своими руками

Самопальный ЧПУ — бюджетный вариант

Самодельные ЧПУ станки — это способ получить возможность обрабатывать дома или в гараже дерево/пластик/легкие металлы. Для кого-то это способ начать свой бизнес, для кого-то это дешевый способ реализовать свое хобби.

Небольшая статья на тему о самостоятельной сборке простого ЧПУ станка.

Предыдущие посты по теме:

Это наверное самый простой способ собрать ЧПУ станок. И один из самых недорогих. Софт простой в освоении (достаточно закинуть файл-2D-рисунок для простейшей фрезеровки).

Стоимость самой станины не велика (профиль Соберизавод), в зависимости от размеров это от тысячи рублей для небольшого станка до нескольких тысяч для мощного профиля большого размера (с учетом уголков и метизов).

Станок не претендует на самую оптимальную конструкцию, но наверняка один из самых недорогих и простых в сборке.

Идея взята из похожего станка CNC2417 В попытках исправить косяки китайских разработчиков были переделаны боковые пластины для рамы и держатели моторов. Прикладываю ссылку на Чертежи пластин для самостоятельной сборки подобного станка (под двигатели Nema17, направляющие цилиндрические 8 мм).

Для потребуется алюминиевый профиль, фурнитура для сборки (уголки) и метизы. Размеры станка могут быть любые, в разумных пределах. Я использовал 7 отрезков по 260 мм и два на 300 мм. Длинные отрезки идут для увеличенного хода стола по Y. В результате рабочая область будет чуть больше, чем у 2418.

В каталоге Соберизавод ищем нужный тип профиля и кликаем «купить» Режем в размер (размеры можно примерно прикинуть исходя из ваших потребностей Нарезаем сразу нужный профиль, в нужном количестве для рамы. Подтверждаем.

Плюс не забываем уголки и метизы для сборки. Опционально можно докупить и пластины для крепления.

В части сборки рамы все просто — свинчиваем профили с помощью уголков и закладных гаек.

Устанавливаем боковые пластины и держатели двигателей.

Далее нужно будет установить на раму остальные комплектующие.

Помимо рамы, для сборки потребуются другие комплектующие: «мозги», направляющие, ходовая часть, шпиндель, блок питания и т.п.

Большинство запчастей заказывал на площадке Таобао, так как получается дешевле при покупке комплекта (из-за одной запчасти нет смысла там заказывать, а если подбираете комплект — тогда да, удобно и выгодно).

Для доставки большой сборной посылки пользовался услугами посредника Yoybuy, воспользовался скидкой $10 для доставки (этот купон на скидку $10 то $20 дают всем вновь зарегистрированным пользователям).

В качестве платы управления используется простая МК1. Это самый бюджетный вариант с таким функционалом. Существуют «детские варианты» на Arduino Uno (Nano) + CNC Shield с прошивкой GRBL, которые могут подойти для ознакомления с ЧПУ, но для серьезной работы малопригодны, хотя бы из-за ограниченных возможностей прошивки.

(Не всегда ссылки корректно работают — я дублирую прямые ссылки на Таобао.)

Плата МК1 построена на основе PICmicro, имеет силовые выходы, входы для концевиков и датчика калибровки, а также возможность подключения ручного пульта управления.

Настройки плата не требует, подключается все просто (в лоте есть вариант с драйверами двигателей в комплекте).

Кстати, можно сделать ход конем, и прикупить полноценный пульт типа DDCSV — альтернативный вариант управления станком, хотя больше подходит для больших ЧПУ. Это наиболее бюджетный вариант автономного (без компьютера) управления станком, можно купить «навырост» — изготовив на маленьком станке детали для сборки большого ЧПУ фрезера. Пульт представляет собой автономный контроллер станка ЧПУ на 3 оси и имеет огромный функционал.

В качестве направляющих рекомендую рельсы SBR10. Можно взять 12-16, хотя 16 мм явно будет перебор.

Размер берите исходя их ваших хотелок (размеры хода по XY). В моем случае используются простые полированные валы 8 мм, это эконом-вариант направляющих. Но рекомендую именно рельсы.

Для обработки материалов потребуется шпиндель.

На Таобао есть неплохие варианты на 1,5кВт с воздушным охлаждением (до 24000 об/мин, диаметр 80 мм, цанга ER11, 400Гц).

Если размер станка 2418 для вас маловат, можно собрать что-то подобное, но на раме из профиля 6060 (6090) и рельсах SBR16. Для перемещения осей потребуются мощные двигатели типа 57BYG78 (57H2P7842A4) с током до 4.2A и усилием 2.1Nm. Это как раз мощный вариант, у меня используются простые Nema17 42HS8404.

Для управления шпинделем потребуется частотный преобразователь (ЧП, Vector Frequency Converter — VFD для поиска).

Это устройство, вырабатывающее три фазы 220В с частотой до 400Гц и имеющее множество настраиваемых параметров.

Простой и недорогой ЧП, имеющий вход бытовой сети (220В/50Гц, одна фаза L +ноль N).

Если размеры позволяет и есть доступ к трехфазной промышленной сети, можно выбрать вот такой недорогой ЧП.

По комплектующим все, многое было рассмотрено в предыдущих обзорах. При наличии некоторого навыка собирается все достаточно быстро, если опыта нет — может занять некоторое время. Если есть вопросы — спрашивайте))).

Скриншот управляющей программы для станка.

Проба хода по осям собранного станка.

В целом все, станок собирал для своего друга, он только начинает осваивать технологии с ЧПУ, и настольный вариант ему очень удобен. Профиль приобретался в компании Соберизавод, остальные комплектующие на Таобао через посредника Yoybuy. Прикинул сразу что нужно, сформировал одну большую сборную посылку. Получилось дешевле, чем покупать на Али или в оффлайне. Не забывайте про скидку — купон на $10 для доставки посылок от $20. Средняя посылка до 3 кг можно привезти за $20 с этим купоном.

Источник

Как из обрезков металла и старых деталей своими руками сделать токарный станок с ЧПУ, чтобы заменил покупное оборудование?

Для производства простых деталей в небольшой мастерской, выгодно иметь настольный токарный станок с ЧПУ.

Сделать его можно своими руками, используя шпиндельный блок от старого оборудования и шаговые двигатели с ручного электроинструмента. Часть деталей, включая станину, придется готовить самостоятельно.

Необходимые инструменты и материалы

Для создания токарного станка понадобятся обычные инструменты, имеющиеся у каждого любителя мастерить.

• дрель;
• болгарка с отрезным и зачистным кругом;
• сварочный аппарат;
• набор ключей;
• ручной слесарный инструмент.

Наличие фрезера значительно упростит работу. Если нет гладких валов и винтов из ненужного оборудования, то понадобится доступ к токарному станку.

Материалы подбираются из отходов:

• листовой прокат разной толщины;
• швеллера;
• ручки и лимбы;
• подшипники;
• крепеж.

Для станины токарного станка по дереву используют листы ДВП, ДСП, многослойную толстую фанеру. Электродвигатели подойдут от старой стиральной машины, пылесоса, непригодного электроинструмента.

Как сделать самодельный аппарат по дереву и металлу?

Начинать создание токарного станка с ЧПУ следует с разработки сборочного чертежа и деталировки. Затем выбираются из «хлама» подходящие куски проката для изготовления конкретных элементов станины и других узлов.

Основные узлы токарного станка с ЧПУ:

• станина с направляющими;
• передняя бабка;
• шпиндель;
• патрон;
• суппорт;
• салазки с резцедержателем;
• задняя бабка с центром;
• привод;
• компьютер и шкаф управления.

Корпуса выполняются из тонкого листа. Опорные конструкции и основания свариваются из проката толщиной от 8 мм.

Делаем опоры

На станине крепятся все основные узлы. Одновременно основание:

• обеспечивает соосность вращающегося и неподвижного центров;
• параллельность расположения направляющих и оси вращения;
  гасит вибрацию.

Для токарного станка по дереву достаточно взять плиту ДСП толщиной 30–40 мм. Снизу к ней прикрепить деревянные брусья вдоль торцов на расстоянии 10 мм от края. Они заменят ножки при установке станка на столе. отдельно стоящему оборудованию потребуются прочные опоры в виде трапецеидальных конструкций из бруса с наклонными поперечинами.

Лист размечается под установку бабки, направляющих и двигателя. Делаются отверстия и крепится все к опорам. Можно собрать все основание совместно с опорами и после этого по подметке делать отверстия под крепеж.

Собираем аппарат

Передняя, задняя бабка и суппорт предварительно устанавливаются на опорную плиту. Проверяется их соосность и параллельность. После этого узлы закрепляются на станине.

1. Крепится к основанию передняя бабка.
2. Устанавливаются направляющие.
3. Монтируется ходовой винт.
4. На направляющие устанавливается суппорт, через него пропускается винт и крепится в муфте.
5. Выставляется задняя бабка – неподвижный центр.

Для обработки деталей разной длины, задняя бабка закрепляется через втулки на круглых направляющих или в основании опоры делаются продольные пазы, чтобы перемещать ее вдоль оси и зажимать болтами. Читайте также: самодельный токарный станок по металлу, изготовление, чертежи.

Изготавливаем 3-кулачковый патрон

Крепление планшайбы патрона к шпинделю осуществляется через резьбовую или коническую втулку. Ее можно выточить самостоятельно из дерева, желательно твердой породы. Для этого на место шпинделя закрепляется электродрель.

Сверло заменяется зенкером или зубчатой фрезой для ручного фрезера. Торец заготовки прижимается к инструменту и вращается вместе с ним. Резец подводится суппортом и перемещается поперечно салазками. Обработка производится в ручном режиме управления.

Для соединения с планшайбой, втулка изготавливается с фланцем по размеру отверстия в диске. Разметить 3 паза на планшайбе от центра строго под 120⁰. Они не должны до края 12–15 мм и от втулки быть на расстоянии 8–10 мм.

Вырезать фрезером пазы. Использовать режущий инструмент диаметром 8 мм – ширина паза. Если фреза тоньше, использовать шаблон.

Кулачки изготавливаются из металлического уголка. К торцу привариваются сегменты кольца, разрезанного из толстостенной трубы. В одной полке уголка сверлится 2 отверстия по размеру паза и через них болтами кулачки фиксируются в нужном положении на планшайбе.

Делаем регулятор скорости вращения

Скорость вращения электродвигателя не регулируется и не соответствует количеству оборотов детали для качественной обработки. Изменять ее можно, используя:

• зубчатое зацепление;
• ременную передачу;
• цепную передачу.

Изготовление звездочек в домашних условиях невозможно. Проще всего сделать шкивы разных диаметров, и вращать шпиндель от электромотора через ремень. В этом случае изготовив несколько деталей разного диаметра, перекидывая ремень, можно получать разую частоту вращения детали.

Выбираем источник питания

Токарному станку с ЧПУ оптимально подойдут шаговые двигатели. Ими проще, чем другими, управлять в автоматическом режиме через компьютер или электронный блок.

Можно на вращения шпинделя установить мотор со стиралки или другого поломанного домашнего оборудования. На привод суппорта подойдет менее мощный с дрели. Важно, чтобы они работали от сети 220 В.

Конструируем двухосевой держатель инструмента

Резец вдоль оси вращения перемещается вместе с суппортом. Для поперечного движения на салазках делаются поперечные направляющие. Между ними устанавливается винт с ручкой на торце. Управление ручное.

Механическое перемещение при обрезке и обработке торцов можно осуществить, подключив винт к маленькому отдельному двигателю.

Настраиваем и регулируем

Устранить все люфты, качение деталей. Подтянуть подшипники. На шпинделе закрепить патрон в него вставить оправку. Электродвигатель переместить по направляющим в основании до полного натяжения ремня. Подвести неподвижный центр к детали. Включить обороты и проверить радиальное и осевое биение. Отрегулировать регулировкой задней бабки.

Проехать суппортом, с закрепленным к нему индикатором, по верхней и боковой поверхности оправки. Выставить с помощью клиньев, убрать перекос.

Доработка

Самодельный токарный станок подключается к блоку управления ЧПУ. Программа задается через включение и выключение двигателя, прямых и обратных оборотов.

Для изготовления деталей в полностью автоматическом режиме, устанавливается третий двигатель на поперечную подачу салазок.

Советы и рекомендации

Управление токарными станками ЧПУ осуществляется через запуск и остановку двигателей. На подачу каждого направления следует ставить шаговый электродвигатель:

• вращение шпинделя;
• продольное перемещение суппорта;
• поперечное перемещение резцедержателя.

При наличии других автоматических подач, каждая из них подключается к своему двигателю.

Станку с ЧПУ, даже самодельному, необходимы определенные условия эксплуатации и хранения:

• температура в помещении от +10 до +25 градусов;
• влажность ниже 80%;
• стабильное напряжение.

Электроника и электрооборудование чувствительны к перепадам напряжения. Для стабильной работы станка с ЧПУ, необходимо устанавливать стабилизатор напряжения.

Чертежы

Чертежи можно бесплатно скачать по ссылке — Чертежи

Возможные ошибки

Подключение к станку программы с числовым управлением сложный и материально затратный процесс. ЧПУ окупит себя только в случае производства больших партий деталей. Точность изготовления низкая. Самодельное оборудование будет востребовано при обработке дерева в мастерских по изготовлению мебели и других изделий. Металлические детали, требующие точности размеров и чистоты обработки, можно изготавливать в ручном режиме.

При монтаже основных узлов на станине сваркой получается монолитная жесткая конструкция. Но она имеет свои недостатки. При неподвижном соединении невозможно регулировать соосность центров и их параллельное расположение относительно движения суппорта. Приваривать можно только направляющие. Передняя и задняя бабка должны прикручиваться болтами с возможностью регулировки прокладками.

Центр задней бабки должен свободно вращаться. Если нет опорного подшипника, следует ставить шлифованную втулку из чугуна или бронзы. Токарный станок своими руками обойдется значительно дешевле покупного. Проектировать и изготавливать его интересно для умельцев.

Источник