ЧПУ фрезер своими руками это сложно но возможно.⁠⁠

После постройки первого маленького станка, захотелось чего-то более серьезного что соответствовало моим запросам и поставленным задачам. Разработка чертежей много времени не заняла, даже с учетом того, что опыта работы с CAD программами у меня совсем не было, пришлось начинать с самых основ, но я справился. Перед тем как заняться разработкой чертежей мне нужно было от чего-то отталкиваться и я занялся поиском комплектующих чтобы знать основные размепы, тут уже кому где больше нравится покупать так как выбор сейчас огромный, вопрос лишь в цене и времени. Времени у меня было много а денег мало так что я заказал на Aliexpress готовый набор комплектующих для постройки станка с направляющими длинной 1000х600х300мм. После того как заказ был оформлен я занялся чертежами под конкретные размеры. Комплектующие стандартные и найти их размеры в интернете не составило труда. Отрисовав по чертежам модели всех элементов я приступил к компоновке 3D модели будущего ЧПУ станка.

После того как 3D модель была готова и все размеры сошлись я получил чертежи необходимых деталей, скомпоновал и просчитал количество необходимого материала для изготовления элементов станка. Осталось найти где купить и порезать дюраль. Как оказалось купить материал относительно просто (если вы из Беларуси то советую посмотреть материал здесь) а вот для того чтобы вырезать из него нужные детали пришлось повозится. Был куплен лист дюрали Д16 толщиной 16 мм размерами 1200х550мм. и передан в другой город для обработки. Через 2 недели я получил долгожданные железки порезанные в размер и просверленными отверстиями.

К этому времени приехали комплектующие из Китая. Обошлось конечно не без косяков но за те деньги что они стоили все очень даже не плохо. Рельсы SBR16 обработаны не очень аккуратно, по этому пришлось их торцевать чтобы они были одного размера. Для этого взял маленькую балгарку, из ДСП соорудил не хитрый столик и при помощи наждачного диска сточил концы.

На этом этапе у нас уже есть почти все необходимое. Осталось только приобрести алюминиевый профиль сечением 60х60 и 60х30мм. а так же необходимую фурнитуру, болтики, уголки и сухари для крепления профиля. При сборке появилась одна проблема, рельсы SBR16 плохо крепятся на профиль 60х60 пришлось сделать проставку толщиной 2мм. в чертежах это было учтено так что проблем не возникло.

Тут я должен сказать что никакого оборудования у меня нет, ни станков ни дрели, пришлось выдумывать как сделать ту или иную операцию. Профиль мне привезли кусками по метру и его нужно было порезать достаточно ровно. Это в принципе можно сделать на торцовочной пиле но у меня такой к сожалению нет. Выход нашелся простой, профиль мне порезали на фирме производства пластиковых окон, сейчас их в каждом городе как грязи. Но если вы уже точно знаете какие размеры вам нужны то можете заказать профиль порезанный в размер. На фирме "соберизавод" режут профиль в размер и цена вроде весьма гуманная. Для нарезания резьбы пришлось купить набор метчиков. Нарезать резьбу в алюминии или дюрали лучше используя спирт или растительное масло, в противном случае материал налипает на инструмент и качественной резьбы у вас не получится. Машинное масло для этих целей не подходит а спирт слишком текуч и быстро испаряется, он хорошо подходит для глухих отверстий а для сквозных можно воспользоваться обычным подсолнечным маслом. 

Пару слов о сверлении отверстий в торце. Ровно у вас это никогда не получится. Пришлось заказать на заводе кондуктор под конкретную задачу и диаметр инструмента. Закрепив кондуктор при помощи струбцин на детали можно достаточно точно просверлить отверстие.

Просверлив все недостающие отверстия и нарезав резьбу, можно приступить к сборке. Тут не обошлось без младшего научного сотрудника :) Мягкие игрушки это не наша тема, болты и форсовсий набор наше все.

Пока она скручивает все тяжелые железки в кучу делает самую тяжелую работу папа выполняет точную установку рельсовых направляющих при помощи цифрового штангенциркуля, его тоже пришлось купить в Китае так как кроме линейки других точных инструментов у меня не было. Что касается установки, тут все просто. Выставляем одну рельсу относительно края плиты и крепим вторую относительно первой как можно точнее, это требует много терпения и внимательности.

Спустя немного времени, собранные вместе детали уже напоминают станок. Все смотрится красиво и двигается плавно но это лишь малая часть.

Скрутив алюминиевый профиль между собой, установив рельсы и прикрутив боковины у нас получается готовая станина на которую можно устанавливать портал.

В качестве рабочего стола был применен лист фанеры толщиной 18 мм. Так как деньги запланированные на постройку закончились покупку алюминиевого стола с "Т" пазом пришлось отложить на неопределенный срок.

В собранном виде получается достаточно массивная конструкция для которой не в каждой квартире найдется место и  тут возникла еще одна проблема, пол не ровный а рама не обладает достаточной жесткостью. Пришлось как-то решать эту задачу и  тут на глаза мене попались регулируемые шарнирные опоры из нейлона с резиновой пяткой. с их помощью можно точно выставить станок на любой поверхности а шарнирное соединение обеспечит надежный контакт с поверхностью.

Пока я возился с механикой подъехала долгожданная посылка в которой был шпиндель  мощностью 2.2 кВт с частотным преобразователем и необходимыми трубками и набором цанг. На радостях я сразу бросил все и побежал подключать, настраивать и проверять новую игрушку. Честно, тут можно рассказывать много так как тема  большая и может потянуть на отдельный пост (кому будет интересно почитаете в конце статьи перейдя по ссылкам). А проверял все это хозяйство на кухне используя обычную воду, позже на станок будет установлен бак на 20 литров а в качестве охлаждающей жидкости в систему будет залит антифриз с дистиллированной в пропорциях 50/50. Шпиндель с водяным охлаждением, так что работает тихо. Заказывал в Китае, доставка была с Российского склада в течении семи дней. Все достаточно качественное, расстроили только цанги, некоторые кривые и биение видно на глаз.

Вскоре приехала остальная электроника. Правда в процессе сборки аппетиты выросли  и я заменил их на более дорогие комплектующие. Изначально были заказаны дешевые драйвера TB6600 но позже я заменил их на DM856 разницу в их работе вы можете посмотреть на видео в конце статьи. Шаговые двигатели с крутящим моментом 18кг. размера nema23 я купил в своем городе. 

Для того чтобы все провода и шланги не болтались как попало на станок крепим заранее купленный кабельканал в который укладываем всю нашу проводку. Чтобы на станке было безопасно работать, на него нужно установить концевые датчики. В моем случае это датчики SN04-N. На станке их установлено три штуки, по одному на каждую ось. Они выполняют роль поиска ноля машинных координат и необходимы для правильной работы софт-лимитов.

Станок уже обретает законченные очертания и выглядит почти готовым но он не будет работать без блока электронного управления. Чтобы это все было компактно и выглядело как законченное устройство вся электроника собрана в металлическом ящике размерами 500х400х220  в нем прорезаем отверстия для вентиляционной решетки и вытяжного вентилятора. Примеряем компоновку всех электронных блоков на монтажной панели.

Монтируем все это дело в ящик и подключаем все провода и разъемы.  Более подробно о сборке электрической части вы можете почитать в отдельной статье сдесь.

В общих чертах это все, но на самом деле все намного сложнее чем кажется и постройка заняла у меня 12 месяцев. За этот год пришлось найти сторонних исполнителей и поставщиков материала, изучить рынок доставки и особенности их работы. Пришлось набить кучу шишек и потратить деньги. Но в целом этот опыт полезен. Самое главное в самостоятельной постройке это то, что ты понимаешь как эта штука работает и если возникает какая-то проблема то ты можешь сам ее решить так как лично крутил каждый винтик и настраивал каждый параметр. Самостоятельная постройка это увлекательный но сложный процесс но как вы видите это вполне выполнимая задача.

Для тех кому хочется больше информации вы можете почитать здесь  там вы найдете чертежи и подробную информацию о настройке электронной части.

Станок закончен и успешно работает уже несколько месяцев, сейчас активно учусь на нем работать, если будет интересно свои работы и процесс могу выложить в отдельной статье.

Всем удачи и творческих успехов!

Обзор шпинделя 2.2 кВт с водяным охлаждением.

Сборка механики ЧПУ станка 1 и 2 часть.