Строим ЧПУ фрезер с рабочим полем 900х1800 Часть 1.⁠⁠

Для начала немного бэкграунда: я студент технического ВУЗа, специальность далека от данной темы, но кое-какие базовые знания были даже на момент начала изучения темы ЧПУ-станков. Сама идея создания ЧПУ-фрезера появилась примерно год назад. Далее несколько месяцев было проведено на различных форумах, в поисках статей и видео на YouTube. Далее в течение полугода создавал и переделывал 3D модели будущего станка. Всего к моменту первого заказа комплектующих было сделано 6 версий станка, еще 2 версии появились на этапе сборки. Тут стоит сказать, что общая концепция была выбрана уже на этапе создания второй или третьей модели и дальше версии отличались отдельными узлами.

Немного про саму концепцию станка и о целях его создания: изначально идея была построить наиболее простой в изготовлении станок с рабочим полем примерно 500х500, но позже захотелось и какого-то коммерческого использования. Так размеры поля увеличились до 1800х900 мм. Именно такой размер был выбран из-за возможности обрабатывать за один установ наличники, раскраивать фанеру, разрезая стандартный лист 1500х1500 на две части и т.д. Важную роль сыграли еще и стандартные размеры винтов ШВП.

Сам станок представляет собой сварную конструкцию из профиля 80х80х3, 60х60х3, 60х60х2, двутавр 30, двутавр 40. Сварная конструкция была выбрана по двум причинам: дешевизна и доступность обработки в гаражных условиях. Станок портального типа с приводами ШВП 1605. Направляющие SBR20. Изначально хотел конечно сделать на HWIN, но цена сыграла решающую роль. Сейчас могу сказать, что со своими задачами SBR20 справляются. К тому же опорные модули SBR20UU имеют винт для выбора люфта и при необходимости их можно немного поджать тем самым уменьшив люфты (насколько это будет работать пока не проверял – не было необходимости).

Отдельно стоит отметить что станок имеет разборную конструкцию. Это было одним из основных требований т.к. предполагается транспортировка станка. Стол крепится на 16 болтах М10 и связывает между собой боковины, которые, в свою очередь, являются сварными.

Так же боковины связаны листами толщиной 3мм (на изображении выше они не показаны), которые крепятся на 8 винтах М6 с торцов конструкции и предотвращают ее перекос по оси OY (оси здесь и далее как показано на изображении №1).

Портал выполнен из двутавра 30. Сейчас бы сделал его менее массивным, хотя с другой стороны это позволило увеличить расстояние между направляющими оси Х. Направляющие имеют длину 1100мм, винт ШВП 1000мм. Модули крепления ШВП здесь, как, впрочем, и везде, BF12 и BK12. На фото ниже представлен его общий вид. В процессе были переделаны крепления гаек ШВП оси Y к порталу в связи с невозможностью засверлиться в торец материала, а так же невозможностью регулировки перекоса гайки.

Каретка оси Х выполнена из куска двутавра 40, обрезанного в форме буквы «Г». Такая конструкция была выбрана из соображений улучшения несущей способности направляющих. Таким образом получилось, что основную составляющую вертикальной нагрузки несет верхняя направляющая, горизонтальные же нагрузки в большей степени воспринимаются нижней направляющей. Другим достоинством данного решения был простой алгоритм параллельной установки направляющих. Сначала нижняя и верхняя направляющая вставлялась в каретки, затем подбиралось такое смещение верхней направляющей, чтобы плоскость каретки оси Х была вертикальна, затем крепилась одним винтом (в середине), затем перемещениями каретки в крайние положения выравнивались края и так же закреплялись, после крепилась нижняя направляющая. На самом деле это на бумаге все красиво получается, а в жизни пришлось с этими направляющими немало помучиться, однако мне кажется в других вариантах проблем было бы еще больше.

Дальнейшее рассмотрение узлов считаю бессмысленным, если будет интересно могу позже дополнить, а так же с радостью отвечу на вопросы в комментариях.

Ну и в конце фото что получилось в итоге. Извиняюсь за такую кривую фотографию - на выходных сделаю нормальные фото.

Следующая статья будет о процессе создания механической части уже в железе. Так же планируется статья по электронике и, возможно, по финансовой составляющей проектировки и постройки.

Спасибо за внимание.