Будуємо саморобний ЧПУ фрезерний верстат: покрокова інструкція

Введення

Отже, ви вирішили побудувати саморобний ЧПУ фрезерний верстат або, може бути, ви просто над цим тільки вагаєтесь і не знаєте з чого почати? Є багато переваг у наявності машини з ЧПУ. Домашні верстати можуть проводити фрезерування і різати практично всі матеріали. Будь ви любитель або майстер, це відкриває великі горизонти для творчості. Той факт, що один з верстатів може опинитися у вашій майстерні, ще більш спокусливий.

Зміст

  • 1 Введення
  • 2 Особистий досвід
  • 3 Набори та набори для складання фрезерів з ЧПУ своїми руками
  • 4 Керівництво
    • 4.1 КРОК 1: Ключові конструктивні рішення
    • 4.2 КРОК 2: Заснування і вісь X-осі
    • 4.3 КРОК 3: Проектування козлової осі Y
    • 4.4 КРОК 4: Схема складання осі Z
    • 4.5 КРОК 5: Лінійна система руху
    • 4.6 КРОК 6: Компоненти механічного приводу
    • 4.7 КРОК 7: Вибір двигунів
    • 4.8 КРОК 8: Конструкція ріжучого столу
    • 4.9 КРОК 9: Параметри шпинделя
    • 4.10 КРОК 10: Електроніка
    • 4.11 КРОК 11: Параметри контролера Програмного Управління
    • 4.12 КРОК 12. Вибір програмного забезпечення

Є багато причин, з яких люди хочуть побудувати власний фрезерний верстат ЧПУ своїми руками. Як правило, це відбувається тому, що ми просто не можемо дозволити собі купити його в магазині або від виробника, і в цьому немає нічого дивного, адже ціна на них чималенька. Або ж ви можете бути схожі на мене і отримувати масу задоволення від власної роботи і створення чогось унікального. Ви можете просто займатися цим для отримання досвіду в машинобудуванні.

Особистий досвід

Коли я вперше почав розробляти, продумувати і робити перший ЧПУ фрезер своїми руками, на створення проекту пішов приблизно один день. Потім, коли почав купувати частині я провів невелике дослідження. І знайшов деякі відомості в різних джерелах і форумах, що призвело до появи нових питань:

  • Мені дійсно потрібні шарико-гвинтові пари, або звичайні шпильки і гайки будуть працювати цілком нормально?
  • Який лінійний підшипник краще, і чи можу я його собі дозволити?
  • Двигун з якими параметрами мені потрібен, і краще використовувати шаговик або сервопривід?
  • Деформується матеріал корпусу занадто сильно при великому розмірі верстата?
  • І т. п.

Будуємо саморобний ЧПУ фрезерний верстат: покрокова інструкція

На щастя, на деякі з запитань я зміг відповісти завдяки своїй інженерно-технічної бази, що залишилася після навчання. Тим не менш, багато з проблем, з якими я зіткнувся, не могли бути розраховані. Мені просто потрібен був хтось з практичним досвідом та інформацією з цього питання.

Звичайно, я отримав багато відповідей на свої питання від різних людей, багато з яких суперечили один одному. Тоді мені довелося продовжити дослідження, щоб з’ясувати, які відповіді стоять, а які — сміття.

Кожен раз, коли у мене виникало питання, відповідь на яке я не знав, мені доводилося повторювати той же процес. За великим рахунком це пов’язано з тим, що у мене був обмежений бюджет і хотілося взяти найкраще з того, що можна придбати за мої гроші. Така ж ситуація у багатьох людей, що створюють саморобний фрезерний верстат з ЧПУ.

Будуємо саморобний ЧПУ фрезерний верстат: покрокова інструкція

Набори та набори для складання фрезерів з ЧПУ своїми руками

Так, є доступні комплекти верстатів для ручної збірки, але я ще не бачив жодного, який можна було б підлаштувати під певні потреби.

Також немає можливості вносити зміни в конструкцію і тип верстата, адже їх багато, і звідки ви знаєте, який з них підійде саме вам? Незалежно від того, наскільки хороша інструкція, якщо конструкція продумана погано, то і кінцева машина буде поганий.

Ось чому вам потрібно бути обізнаним щодо того, що ви будуєте і розуміти яку роль відіграє кожна деталь!

Будуємо саморобний ЧПУ фрезерний верстат: покрокова інструкція

Керівництво

Це керівництво націлене на те, щоб не дати вам зробити ті ж помилки, на які я витратив свій дорогоцінний час і гроші.

Ми розглянемо всі компоненти аж до болтів, дивлячись на переваги і недоліки кожного типу кожній деталі. Я розповім про кожному аспекті проектування і покажу, як створити ЧПУ фрезерний станок своїми руками. Проведу вас через механіку до програмного забезпечення і всьому проміжного.

Майте на увазі, що саморобні креслення верстатів з ЧПУ пропонують небагато способів рішення деяких проблем. Це часто призводить до «неакуратною» конструкції або незадовільного функціонування машини. Ось чому я пропоную вам спочатку прочитати цей посібник.

Будуємо саморобний ЧПУ фрезерний верстат: покрокова інструкція

ДАВАЙТЕ ПОЧНЕМО

КРОК 1: Ключові конструктивні рішення

У першу чергу необхідно розглянути наступні питання:

  • Визначення підходящої конструкції конкретно для вас (наприклад, якщо будете робити верстат по дереву своїми руками).
  • Необхідна площа обробки.
  • Доступність робочого простору.
  • Матеріали.
  • Допуски.
  • Методи конструювання.
  • Доступні інструменти.
  • Бюджет.
  • КРОК 2: Заснування і вісь X-осі

    Тут розглядаються такі питання:

  • Проектування і побудова основної бази або підстави осі X.
  • Розбивка різних конструкцій на елементи.
  • Жорстко закріплені деталі.
  • Частково закріплені деталі та ін.
  • Будуємо саморобний ЧПУ фрезерний верстат: покрокова інструкція

    КРОК 3: Проектування козлової осі Y

    У цьому пункті розглядаються наступні питання:

  • Проектування і будівництво портальної осі Y.
  • Розбивка різних конструкцій на елементи.
  • Сили і моменти на порталі та ін.
  • Будуємо саморобний ЧПУ фрезерний верстат: покрокова інструкція

    КРОК 4: Схема складання осі Z

    Тут розглядаються такі питання:

  • Проектування і складання збірки осі Z.
  • Сили і моменти на осі Z.
  • Лінійні рейки / направляючі і відстань між підшипниками.
  • Вибір кабель-каналу.
  • Будуємо саморобний ЧПУ фрезерний верстат: покрокова інструкція

    КРОК 5: Лінійна система руху

    У цьому пункті розглядаються наступні питання:

  • Докладне вивчення систем лінійного руху.
  • Вибір правильної системи конкретно для вашого верстата.
  • Проектування і будівництво власних направляючих при малому бюджеті.
  • Лінійний вал і втулки або рейки та блоки?
  • Будуємо саморобний ЧПУ фрезерний верстат: покрокова інструкція

    КРОК 6: Компоненти механічного приводу

    У цьому пункті розглядаються наступні аспекти:

  • Детальний огляд частин приводу.
  • Вибір відповідних компонентів для вашого типу верстата.
  • Крокові або серводвигуни.
  • Гвинти і шарико-гвинтові пари.
  • Приводні гайки.
  • Радіальні і упорні підшипники.
  • Муфта і кріплення двигуна.
  • Прямий привід або редуктор.
  • Стійки і шестерні.
  • Калібрування гвинтів щодо двигунів.
  • Будуємо саморобний ЧПУ фрезерний верстат: покрокова інструкція

    КРОК 7: Вибір двигунів

    У цьому кроці необхідно розглянути:

  • Докладний огляд двигунів з ЧПУ.
  • Типи двигунів з ЧПУ.
  • Як працюють крокові двигуни.
  • Типи крокових двигунів.
  • Як працюють сервомотори.
  • Типи серводвигунів.
  • Стандарти NEMA.
  • Вибір правильного типу двигуна для вашого проекту.
  • Вимірювання параметрів двигуна.
  • Будуємо саморобний ЧПУ фрезерний верстат: покрокова інструкція

    КРОК 8: Конструкція ріжучого столу

    У цьому кроці розглядаються наступні питання:

  • Проектування і будівництво власних столів при малому бюджеті.
  • Перфорований різальний шар.
  • Вакуумний стіл.
  • Огляд конструкцій ріжучого столу.
  • Стіл можна вирізати за допомогою фрезерного верстата з ЧПУ по дереву.
  • КРОК 9: Параметри шпинделя

    У цьому кроці розглядаються наступні питання:

  • Огляд шпинделів з ЧПУ.
  • Типи і функції.
  • Ціноутворення і витрати.
  • Варіанти монтажу і охолодження.
  • Системи охолодження.
  • Створення власного шпинделя.
  • Розрахунок навантаження стружки і сили різання.
  • Знаходження оптимальної швидкості подачі.
  • Будуємо саморобний ЧПУ фрезерний верстат: покрокова інструкція

    КРОК 10: Електроніка

    У цьому пункті розглядаються наступні питання:

  • Панель управління.
  • Електропроводка і запобіжники.
  • Кнопки і перемикачі.
  • Круги MPG і Jog.
  • Джерела живлення.
  • КРОК 11: Параметри контролера Програмного Управління

    У цьому кроці розглядаються наступні питання:

  • Огляд контролера ЧПУ.
  • Вибір контролера.
  • Доступні опції.
  • Системи із замкнутим контуром і розімкненим контуром.
  • Контролери за доступною ціною.
  • Створення власного контролера з нуля.
  • Будуємо саморобний ЧПУ фрезерний верстат: покрокова інструкція

    КРОК 12. Вибір програмного забезпечення

    У цьому пункті розглядаються наступні питання:

  • Огляд програмного забезпечення, пов’язаного з ЧПУ.
  • Підбір програмного забезпечення.
  • Програмне забезпечення CAM.
  • Програмне забезпечення САПР.
  • Програмне забезпечення NC Controller.