Бюджетний ЧПУ фрезерно-гравіювальний верстат для моделіста

Розділи сайту

Цікава пропозиція

Статистика

С. Короткевич, Могильов

В даний час комп'ютери дуже увійшли в наше життя і вже важко уявити собі моделювання та виготовлення креслень без комп'ютерного обладнання. Все частіше в інтернеті з'являються креслення нових моделей досить хитромудрих форм з безліччю вирізів і шипів пазів.

У цій статті ми пройдемо весь шлях від створення верстата до перших деталей на цьому верстаті. Перед збиранням необхідно відвідати розбирання та зібрати деякі комплектуючі. Нас цікавлять деталі матричного принтера EPSON. З принтера нам знадобляться напрямні вали 4 штуки довжиною 450мм. та 14мм. діаметром та крокові двигуни EM-181 у кількості 3 штук. Для виготовлення каркасу їдемо в найближчу меблеву фабрику та замовляємо розкрій ДСП.

Розміри Стіл: 100х500 2шт. 100х420 2шт. 420х410 1шт.

Портал: 100х230 2шт. 100х420 1шт. 100х465 1шт.

Каретка "Z" 100х215 1шт. 95х210 1ш. 100х50 1шт

Кромку наклеюємо праскою, так дешевше.

Для тих, хто займався виготовленням меблів, все буде просто. Розмічаємо отвори та свердлимо. Отвори під конфірмант свердляться або подвійним свердлом або двома різними свердлами 6 та 4 мм. діаметром. 4мм під сам шуруп та 6 під капелюшок.

Посадочні отвори для підшипників та напрямних свердляться "пером" по дереву. Хочу помітити що розміри на таких свердлах не точні, зазвичай вони + на 1мм. тому посадкові отвори під напрямні 14мм. свердляться пером на 13мм. для підшипників 22 мм. перо довелося проточувати, щоб підшипник не бовтався.

Підшипники ковзання виготовляємо в такий спосіб. Ідемо в магазин, що торгує сантехнічним обладнанням, купуємо трубу 1 метр ПВХ 25мм. і кріплення для цієї труби. Ще нам знадобиться болти та гайки. Ріжемо трубу на відрізки 95мм і запресовуємо за допомогою лещат мідно-графітові втулки від друкарської каретки принтера EPSON.

Важливо! різати трубу треба рівно, інакше підшипники стають криво і починають підклинювати (Про те як регулювати розповім пізніше).

На цьому етапі ми можемо збирати стіл (основу нашого верстата) Для складання використовуємо меблевий конфірмат.

до кріплення труби прикручуємо основу порталу, вся конструкція набуває наступного вигляду.

Далі так само збираємо портал і монтуємо всю конструкцію воєдино.

Далі виготовляємо вісь Z нам знадобиться комплект меблевих напрямних та замовлена у токаря ходова гайка. Виглядає все це в такий спосіб.

Двигун осі Z кріпимо на стійках, щоб не заважала муфта.

У зібраному вигляді все це виглядає так.

В якості шпинделя був використаний ручний гравер RIOBY потужністю 150 Ватт. Для кріплення використали будівельний куточок.

Ходові гайки осей X і Y замовлялися у токаря і кріпляться на будівельні куточки, виглядають все це в такий спосіб (гайку краще робити з бронзи або капролону)

Всі болтові з'єднання мають невелику свободу для регулювання перед остаточною затяжкою. Це допоможе уникнути підклинювання. Головне завдання при виготовленні цього вузла уникнути заїдання за крайніх положень. Збираємо вузол, болти не затягуємо, переміщаємо вкрайнє становище необхідно переконатися, що шпилька обертається вільно, затягуємо болти. Якщо після затягування шпилька обертається туго, послаблюємо болти, визначаємо причину підклинювання, за необхідності використовуємо проставки та затягуємо все назад. У цьому механічні роботи закінчуються. Шпильки на протилежному боці від двигуна закріплюються в підшипниках, перед установкою необхідно прикріпити упор для підшипника. Виготовляємо упор із будівельної шайби.

Важливий нюанс, підшипники на шпильку встановлюємо на підкладку з жерсті, її потрібно обернути навколо шпильки, поверх насаджуємо підшипник і затискаємо з обох боків гайками. Варто звернути увагу, що гайки слід затискати не сильно, інакше шпильку вигне дугою. Гайки затягуються так, щоб не було люфту, після фіксуються клеєм.

Для кріплення заготовок у столі свердлимо отвори та з нижнього боку вставляємо шип-гайку. Власне, на фотографії все видно.

Далі нам належить розміщення кінцевих вимикачів (ліміти робочого поля) підключення та налаштування електроніки. Спочатку планувалося збирати електроніку самостійно, але вивчивши схеми, вартість комплектуючих та необхідний час виготовлення плат було прийнято рішення купувати готове. Вивчивши пропозиції в інтернеті, порівнявши ціни були придбані: інтерфейсна плата з опторозв'язкою BL-MACH-V1.1 $ 5.03 драйвери крокових двигунів BL-TB6560-V2.0 $ 4.84 за 1 штуку Почнемо з доопрацювання двигунів. Двигуни EM-181 уніполярні, це означає, що вони мають 4 обмотки з'єднані певним чином. Драйвери, які ми використовуємо, працюють із біполярними двигунами, у яких 2 обмотки. Відкручуємо 4 болти і знімаємо задню кришку двигуна. Необхідно перерізати доріжку взазначеному місці. Контакти обмотки 1 позначені літерами "А" обмотки 2 літерами "В"

Докладно описувати підключення всієї електроніки сенсу немає, просто покажу фотографії, з яких все гранично зрозуміло. Одне тільки хочу помітити, що кінцевики не працюватимуть доки до плати опторозв'язку крім 5V від USB не буде підключено 12V. не знаю чому але ніде у описі я це не знайшов та довго не міг зрозуміти чому MACH не запускався.

В якості кабелеукладача в автомагазині було придбано пластикову гофру діаметром близько 10 мм. Кабельний канал зроблений з алюмінієвого куточка.

При пробних прогонах верстата були неправильно налаштовані драйвери, а точніше струм був виставлений на 3а, що не сподобалося двигунам і через 20 хвилин з них пішов дим. Щоб це більше не повторилося, струм був обмежений на рівні 1.2а і були встановлені радіатори та вентилятори охолодження. (Пізніше в процесі експлуатації з'ясувалося, що двигуни розігріваються сильно на малій подачі, при правильно виставленому значенні струму і подачі в 10-15 мм/с. двигуни не дуже сильно гріються)

Електроніку упаковуємо в симпатичний корпус, знайшов випадково на ринку, коштував 4$ підійшов ідеально. Докладно і з картинками про налаштування драйверів можна прочитати

У меню "Розмір нової моделі" задаємо висоту та ширину нашої заготовки з фанери, яку ми закріпили на робочому столі. Щоб не зіпсувати стіл верстата заготовку, я кріплю притисками на підкладці зі стельової плитки або підкладки для ламінату. Задаємо розмір заготовки 300х300 і натискаємо 2 рази "ОК"

Компонуємо елементи від нижнього лівого кута, це за замовчуванням нульова точка.

Спершу необхідно вирізати внутрішні елементи. Для цього в нижньому лівому куті панеліінструментів вибираємо "УП" Виділяємо частину внутрішніх елементів і в розділі "2D УП" вибираємо "обробка за профілем"

У полі "сторона обробки" вибираємо всередині початковий прохід залишаємо "0" це верх нашої заготівлі. Фінішний прохід ставимо трохи більше за товщину фанери. У разі фанера 3мм. отже, у полі фінішний прохід ставимо 3.2мм.

Далі "площина безпеки" тут все зрозуміло, це висота переміщення інструменту над заготівлею. Наступний пункт вибір інструмента. Вибираємо з бібліотеки інструмент, при необхідності коригуємо швидкість подачі, швидкість заглиблення інструменту та максимальну глибину за прохід. У разі фреза кукурудза діаметром 1мм. Подача інструменту 10 мм/с. Заглиблення 3мм/с. Максимальна глибина за прохід 1.1мм. За такої глибини заготівля буде прорізана за 3 проходи. Натискаємо "вибрати"

У полі "заготівля" натискаємо визначити. Нульову площину заготовки вибираємо зверху, зміщення вниз, висота заготовки 7мм. це товщина підкладки 4мм. та 3мм. товщина фанери.

Далі пишемо ім'я даної ділянки "УП" наприклад №1 і натискаємо "зараз" На кресленні з внутрішньої сторони описується вектор руху інструменту.

Так само виділяємо та інші внутрішні елементи, налаштування режиму обробки не змінюємо! Кожному новому елементу надають нову назву, наприклад №2-№3 і т.д. Для обробки зовнішнього контуру на самому початку вибираємо обробку за зовнішнім контуром, привласнюємо ім'я та натискаємо "зараз". Щоб деталь не вивалилася із заготівлі після завершення обробки, виділяємо зовнішній вектор і вибираємо функцію "створення переходів". Висоту та ширину переходів задаємо 1мм. у полі "постійна кількість" ставимо 3-4 шт. Натискаємо створити переходи.

Після завершення необхідно зберегти "УП" вгорівибираємо "УП" - "Зберегти УП"

У лівому вікні ми маємо список усіх створених нами підпрограм обробки. У якій послідовності ми перенесемо їх у праве вікно в такій, і буде виробляється обробка. Переносимо все праворуч і натискаємо зберегти та присвоюємо нашій програмі ім'я. Все, наша програма готова до завантаження "mach3"