Координатный станок с чпу своими руками. Фрезерные станки с чпу своими руками по дереву. Особенности создания токарного станка по дереву для домашней мастерской

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:

Берёте готовый ходовой набор деталей (специально подобранные узлы), из которого собираем оборудование самостоятельно.
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.

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.

Отправим материал вам на e-mail

При хорошем оснащении становятся доступными сложные технологические процессы. Значительно упрощает обработку заготовок из древесины специализированное оборудование с электроприводом. Но приобретение его сопряжено со значительными инвестициями. Чтобы решить успешно такую задачу, следует изучить внимательно материалы данной статьи. Здесь рассказано о том, как самому создать функциональные станки по дереву для домашней мастерской.

Некоторые образцы самодельного оборудования по своим потребительским характеристикам ничем не хуже заводских изделий

Прежде чем приступить непосредственно к техническому оборудованию, следует сделать несколько общих замечаний по соответствующему специализированному помещению:

Удобно, когда мастерская размещена в отдельном здании. Это подразумевает достаточный простор, отсутствие лишних беспокойств, возможность полноценного оснащения и другими инженерными системами.
Если комната находится в , или цокольном этаже, ее надо хорошо изолировать от жилой зоны.
Площадь стандартной мастерской не должна быть менее 6-7 м. кв. Высота – достаточная для свободного прохода и максимального уровня поднятого инструмента (от 2, 5 м и более).
Здесь пригодятся качественные системы вентиляции, отопления, освещения. Каждую инженерную систему следует рассмотреть отдельно, чтобы исключить чрезмерные затраты в период эксплуатации.
Необходимо убедиться в том, что электрической мощности достаточно для всех станков по дереву для домашней мастерской.

К сведению! Если в оборудовании есть электронные блоки, пригодятся специальные автоматы в цепи, предотвращающие повреждение бросками напряжения, защитное заземление. Надо обеспечить соответствие параметров сети характеристикам силовых агрегатов (220 V, одна фаза; 380 V, три фазы).

Применение такого источника снизит утомляемость, поможет сохранить хорошее зрение. Предпочтительно установить светодиодный прибор . Он не нагревает окружающее пространство, как обычная лампа накаливания. В отличие от газоразрядного аналога, его трудно повредить механическим воздействием.

Станки по дереву для домашней мастерской и специальные приспособления: основные определения, технологии изготовления

Каждый станок предназначен для выполнения ограниченного набора рабочих операций с заготовками определенных размеров.
Как правило, специализированная техника удобнее для работы по сравнению с универсальными моделями.
Станок деревообрабатывающий своими руками будет сделать проще, если вначале составить точный список требований к его характеристикам. Чрезмерная мощность не обязательна. Необходимый крутящий момент можно обеспечить с применением редуктора.
Аналогичным образом, установив соответствующий передаточный механизм, изменяют скорость вращения рабочего вала. Для более точной обработки пригодится плавная регулировка данного параметра в широком диапазоне.
Чтобы сократить затраты, можно использовать в конструкции электромотор дрели с разбитым корпусом, иные рабочие части вышедшего из строя оборудования.
Самые сложные механические и электронные узлы придется приобретать отдельно. Затраты на воспроизведение некоторых технологий в домашних условиях превосходят стоимость готовых изделий.
Срок службы техники с электроприводом будет увеличен, если защитить ее от избыточных нагрузок. В частности, пригодится оснащение автоматикой, отключающей питание при перегреве двигателя.

Важно! Не следует пренебрегать вопросами техники безопасности. Приводные шкивы закрывают кожухами. Перед рабочими инструментами устанавливают листы из прозрачного пластика.

Для рационального использования свободного пространства пригодятся настенные и потолочные полки, стеллажи , крючки и специальные держатели. Точное место установки соответствующих выбирают с учетом особенностей технологических процессов, размещения станков и верстаков.

Статья по теме:

Наш обзор поможет вам подобрать и смастерить самодельные станки и приспособления для домашней мастерской, а также разобраться в технологии их изготовления.

Создание токарного станка по дереву для домашней мастерской

Технические параметры соответствующих изделий вместе с описаниями можно найти в сети Интернет.

Основной деталью является станина (1). К ней прикрепляют другие части изделия. Она обеспечивает не только целостность силового каркаса, но и хорошую устойчивость на поверхности. Столярный станок предназначен для обработки сравнительно легких заготовок, поэтому данную деталь вполне можно изготовить из древесины твердых пород.

В центральной части установлен суппорт с подставкой под ручной резец (2). Вместо нее может быть установлен держатель для жесткой фиксации инструмента. Заготовка закрепляется между передней (3) и задней (4) бабкой. Она вращается с помощью электромотора (6). Для изменения крутящего момента на оси в данной конструкции применяют ременную передачу и шкив (5). Суппорт и задняя бабка перемещаются по горизонтали по специальному валу (7), который установлен внутри станины.

Важно! Данные чертежи можно использовать для изготовления действующего станка. Следует только учитывать, что все размеры тут приведены в дюймах.

Этот проект вполне можно использовать для изготовления токарно-копировального станка по дереву своими руками. Следует только дополнить его специальным приспособлением, которое предназначено для последовательного создания одинаковых изделий.

Для его закрепления в нужном месте надо изготовить специальную подставку. В данном примере использована фанера 10 мм, из которой вырезана площадка с размерами 480×180 мм. Приведенные размеры можно изменять, с учетом реальных параметров . Отверстия в фанерке вырезают так, чтобы в них прошли крепежные болты, инструмент. Для жесткой фиксации по контуру площадки закрепляют шурупами деревянные бруски.

Такая конструкция привлекает простотой, доступностью составных частей, разумной стоимостью. Но надо отметить некоторые недостатки:

Для перемещения фрезы придется использовать две руки. Это необходимо для создания достаточного усилия и предотвращения заклинивания.
Минимальный радиус, по которому будут созданы изгибы деталей ограничен диаметром инструмента (фрезы).
Чтобы обрабатывать заготовки из разных пород дерева необходима точная регулировка скорости вращения вала, а в данном примере такая возможность не предусмотрена.

Этот пример объясняет, что даже проверенную временем и практическим опытом конструкцию при внимательном изучении оборудования и технологического процесса получится усовершенствовать.

Самодельный токарный станок по дереву своими руками: видео с инструкцией и комментариями автора проекта

Как сделать недорогой самодельный токарный станок по дереву своими руками

С помощью этого комплекта по дереву своими руками сделать будет не сложно. Такую станину можно закрепить на деревянном, или металлическом основании. Точные параметры передней бабки подбирают с учетом габаритов и посадочных мест креплений двигателя. Более чем достаточно будет силовых параметров электромотора от . Для столярного оборудования такого типа хватит мощности от 250-300 кВт, если обеспечить ее передачу на вал с применением редуктора (шкива).

Последний пример надо изучить подробнее. Выбрав подходящий инструмент с электроприводом, можно получить необходимую мощность, скорость вращения. Стандартный патрон пригодится для надежного и быстрого закрепления заготовки. В современной технике такого вида предусмотрена защита от перегрева, попадания пыли внутрь корпуса. Тут установлены качественные переключатели, эффективная изоляция. Одного этого рисунка достаточно чтобы понять, как самому сделать токарный станок.

Изготовление резцов для токарного станка по дереву из подручных материалов

Подойдут напильники, пилы, гаечные ключи, другие изделия, созданные из инструментальной стали. Проще обрабатывать заготовки квадратной формы (в разрезе сечения). Следует убедиться в отсутствии трещин, иных дефектов, уменьшающих прочность. Для жесткой фиксации проходных резцов станок надо оснастить специальным держателем.

Важные компоненты для стационарной циркулярной пилы своими руками

В этом оборудовании важнейшие функции выполняет стол, поэтому его параметрам надо изучить с особым вниманием. В нем устанавливают с приводными механизмами, элементы цепи питания и управления. Он должен быть рассчитан на вес встроенных компонентов и деревянных заготовок. Надо не забывать, что в процессе эксплуатации возникнут статические и динамические нагрузки, вибрации.

При уточнении параметров станка надо учесть следующие факторы:

Для этого оборудования мощность силового агрегата должна быть не менее 0,85 кВт.
При расчете конструкции надо проверить высоту выступающей кромки диска. Она будет определять максимальную глубину пропила.
Минимальная скорость вращения рабочего вала ограничена 1,5 тыс. оборотов в минуту. Желательно ее увеличить, чтобы в ходе выполнения рабочих операций не изменялся цвет деревянной заготовки.

Описание недорогой циркулярной пилы из болгарки своими руками

Как и в предыдущем примере, при создании такого станка можно упростить решение задачи с помощью стандартных электроинструментов.

Привод с режущим диском закрепляют на поворотном коромысле. Для облегчения физических усилий – устанавливают пружину, или противовес. Перемещение инструмента допустимо только в вертикальном направлении по дуге. Эта конструкция является мобильной. Ее можно устанавливать внутри помещений и на открытом воздухе на подходящем основании. При необходимости, болгарку можно демонтировать. Она закреплена винтовыми соединительными элементами на демпфирующей деревянной (резиновой) прокладке.

Станина для болгарки своими руками: чертежи, видео, алгоритм изготовления отдельных частей и сборка:

Преимущества и процесс создания простейшего фрезерного станка по дереву для домашней мастерской

Это оборудование используют для выемки пазов по заданным размерам и аккуратного сверления под разными углами. С его помощью можно быстро снять четверть, создать углубление заготовке определенной формы. Даже без подробного объяснения понятно, что такие возможности пригодятся хозяину частного дома. Остается разобраться с тем, как изготовить фрезерный самодельный станок по дереву. Будет ли такое решение экономически целесообразным, или выгоднее приобрести технику фабричного производства?

Ответ на поднятые вопросы можно дать после подробного изучения соответствующих конструкций.

В центральной части стола устанавливают силовой агрегат, который вращает фрезу. С помощью прижимов и других приспособлений обеспечивают фиксацию заготовки в нужном положении и перемещение ее по заданной траектории. Такое рабочее место оснащают системой оперативного пылеудаления.

Чтобы исключить ошибки в ходе реализации проекта, обратите внимание на отдельные параметры элементов конструкции:

Стол для выполнения рабочих операций создают в стационарном исполнении. Его размеры и нагрузочные способности определят с учетом характеристик обрабатываемых образцов.
Специалисты рекомендуют в нижние части опор установить винтовые регуляторы. С их помощью можно установить точное горизонтальное положение конструкции даже на поверхности с неровностями.
Силовой каркас можно собрать из стальных труб (прямоугольных профилей). Для изготовления столешницы подойдет качественная и достаточно толстая древесно-стружечная плита. Тонкий лист металла будет вибрировать, что ухудшит точность обработки.
Если выбрать двигатель мощностью 500-900 Вт, возможностей фрезы будет достаточно только для снятия тонких слоев, создания относительно небольших углублений.
При установке силового агрегата 900-1900 Вт допустимо выполнение более сложных операций. Однако допустимы некоторые затруднения при обработке заготовок из древесины твердых пород.
В мощные станки (более 2000 Вт) можно устанавливать фрезы любых типов. Такое оборудование относится к профессиональному уровню. Оно рассчитано на длительную эксплуатацию без перегрева мотора.
Для изготовления монтажной пластины через которую двигатель прикреплен к столешнице, можно использовать лист из стеклотекстолита, металла.
Чтобы обеспечить хорошую видимость в рабочей зоне, над столом монтируют подсветку.

В следующей таблице представлена информация о том, сколько стоит ручной фрезерный станок по дереву на отечественном рынке.

Бренд/модель, фото	Мощ- ность, Вт	Макси- мальная скорость вращения шпинделя об/ мин	Цена, руб.	Примечания
PROMA/ SF-40	1500	24000	17500-18900	Предназначен для создания пазов, фальцевания, фрезерования.
Энкор/ Корвет-82	1500	2400	14200-15900	Отличительные элементы конструкции: упор углового типа со шкалой, упрощающей обработку под определенным углом; боковые подставки для поддержания крупных заготовок.
Proxxon/ МТ 400	100	25000	14200-15700	Компактная легкая модель с маломощным двигателем. Предназначена для обработки небольших заготовок из древесины мягких пород.
PROMA/ TFS-120	5500	9000	175000-183000	Оборудование профессионального уровня. Подключается к трехфазной сети 380 V. Пригодно для оснащения специализированных деревообрабатывающих предприятий.
X-CUT/ XC-3040	800	24000	188000-196000	Компактный станок с числовым программным управлением (ЧПУ). Для удобства управления оснащен выносным пультом. Загрузка новых программ с компьютера допустима с применением «флешки».

Целесообразность реализации проекта фрезерного станка с ЧПУ своими руками

Применение программного управления позволяет с высокой точностью создавать крупные серии деталей, выполнять уникальную и особо тщательную обработку. Для начала нового технологического процесса – достаточно загрузить новую программу и нажать копку «Пуск». Простое и сложное задание будет выполнено станком фрезеровочным по дереву автоматически, без вмешательства и контроля со стороны пользователя. Эта методика исключает ошибки оператора, обеспечивает высочайшее качество.

Преимущества оборудования этого класса очевидны. Остается выяснить, возможно ли создать станок ЧПУ по дереву своими руками. Ниже отмечены особенности оборудования данного класса:

Придется обеспечить возможность перемещения фрезы по горизонтали во всех направлениях. Для этого понадобится не только соответствующая конструкция креплений, но и дополнительные электромоторы.
Точное позиционирование инструмента обеспечивают с помощью датчиков, шаговых двигателей.
Понадобится программное обеспечение, которое будет управлять движением фрезы, выполнять контрольные функции.

Важно! Даже при наличии подробного описания и чертежей фрезерный станок с ЧПУ по дереву своими руками будет сделать очень сложно.

Как самостоятельно сделать фрезы для станков по дереву

Для создания тих изделий понадобятся заготовки из прочной, устойчивой к высокой температуре и сильным механическим воздействиям инструментальной стали. Подойдут испорченные сверла, арматура, прутки. Необходимую форму можно создать с помощью алмазного диска, который установлен в точильном станке. Заточку кромки выполняют под углом от 7 до 10 градусов. Слишком узкая рабочая часть быстро будет испорчена даже при обработке мягкой древесины.

Чертежи и рекомендации для создания рейсмусового станка своими руками

Качественное воспроизведение этого вида обработки требует применения значительных усилий. Потому рекомендуется использовать трехфазный электродвигатель мощностью от 5 кВт и более с максимальной скоростью вращения ротора от 4,5 тыс. об/ мин.

Вал (1) с одним или несколькими ножами вращается с помощью электродвигателя (4), двух шкивов и ремня. Для прижима и перемещения заготовки здесь установлены ролики (2, 3) и ручной привод с цепным механизмом. Конструкция собрана на прочной раме из стальных уголков.

С учетом личных предпочтений не сложно подготовить чертежи рейсмуса своими руками. Для коррекции технических характеристик учитывают объем будущих работ, параметры заготовок, размеры помещения.

Изготовление функционального рейсмуса из электрорубанка своими руками

Быстро и недорого можно сделать станок на основе стандартного инструмента с электрическим приводом.

На снимке видно, что электроинструмент закрепляют над заготовкой в специальной раме. Обеспечивают возможность перемещения его в продольном и поперечном направлении со строгим сохранением между ними угла 90°. Современный рубанок оснащают специальным выводом для подключения пылесоса. Поэтому не возникнет проблем с удалением отходов.

Технология создания шлифовального станка по дереву своими руками

Это оборудование выполняет свои функции с применением жестких валов и гибких полотен с нанесенным на поверхность абразивом, щеток и других специальных инструментов.

Для изготовления техники бытового уровня рекомендуется выбрать относительно простую . Ее можно создать самостоятельно после определения необходимой длины с учетом точного расположения поддерживающих роликов. Применяют следующий алгоритм:

Ширину ленты устанавливают от 15 до 25 см.
Из подходящего по зернистости полотна наждачной бумаги нарезают полосы.
Их наклеивают на гибкую основу из плотного материала встык, без больших швов.
Предотвращают соскальзывание ленты с помощью увеличения диаметра опорных роликов в центральной части на несколько миллиметров. Также пригодится установка на них слоя из резины.

Статья

Сложная обработка различных материалов давно перестала быть уделом заводских цехов. Еще двадцать лет назад, максимум, что могли себе позволить домашние мастера – это фигурное выпиливание лобзиком.

Сегодня, ручные фрезеры и режущие лазеры можно запросто купить в магазине бытового инструмента. Для линейной обработки предусмотрены различные направляющие. А как быть с вырезанием сложных фигур?

Элементарные задачи можно выполнить с помощью шаблона. Однако такой способ имеет недостатки : во-первых, надо изготовить собственно шаблон, во-вторых, у механического лекала есть ограничения по размеру закруглений. И наконец, погрешность таких приспособлений слишком велика.

Выход давно найден: станок с ЧПУ позволяет вырезать из фанеры своими руками такие сложные фигуры, о которых «операторы лобзиков» могут лишь мечтать.

Устройство представляет собой систему координатного позиционирования режущего инструмента, управляемую компьютерной программой. То есть, обрабатывающая головка движется по заготовке, в соответствии с заданной траекторией. Точность ограничена лишь размерами режущей насадки (фреза или лазерный луч).

Возможности таких станков безграничны. Существуют модели с двухмерным и трехмерным позиционированием. Однако стоимость их настолько высока, что приобретение может быть оправдано лишь коммерческим использованием. Остается своими руками собрать ЧПУ станок.

Принцип работы координатной системы

Основа станка – мощная рама. За основу берется идеально ровная поверхность. Она же служит рабочим столом. Второй базовый элемент – это каретка, на которой закрепляется инструмент. Это может быть дремель, ручной фрезер, лазерная пушка – в общем, любое устройство, способное обрабатывать заготовку. Каретка должна двигаться строго в плоскости рамы.

Для начала рассмотрим двухмерную установку

В качестве рамы (основы) для станка ЧПУ, сделанного своими руками, можно использовать поверхность стола. Главное, после юстировки всех элементов, конструкция больше не перемещается, оставаясь жестко прикрученной к основе.

Для перемещения в одном направлении (условно назовем его X), размещаются две направляющих. Они должны быть строго параллельны друг другу. Поперек устанавливается мостовая конструкция, также состоящая из параллельных направляющих. Вторая ось – Y.

Задавая вектора перемещения по осям X и Y, можно с высокой точностью установить каретку (а вместе с ней и режущий инструмент) в любую точку на плоскости рабочего стола. Выбирая соотношение скоростей перемещения по осям, программа заставляет инструмент двигаться непрерывно по любой, самой сложной траектории.

Рама станка из ЧПУ сделана руками умельца, видео

Существует еще одна концепция: каретка с инструментом закреплена неподвижно, перемещается рабочий стол с заготовкой. Принципиальной разницы нет. Разве что размеры основания (а стало быть, и заготовки) ограничены. Зато упрощается схема подачи питания на рабочий инструмент, не надо беспокоиться о гибких кабелях питания.

И так, в рамках этой статьи-инструкции я хочу, что бы вы вместе с автором проекта, 21 летним механиком и дизайнером, изготовили свой собственный . 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: и .

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.

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

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

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

Принцип работы

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

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

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

Последовательность выполнения работ за счет данного механизма с ЧПУ:

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

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

Схема и чертеж

Схема фрезерного станка с ЧПУ

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

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

Составляющие трансмиссии

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

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

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

Видео: фрезерный станок с ЧПУ своими руками.

Комплектующие для самодельного фрезерного станка

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

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

Практические советы по выбору составляющих фрезерной машины с ЧПУ:

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

Порядок построения фрезерного оборудования с ЧПУ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Видео: самодельный ЧПУ фрезерный станок по дереву.