Конкурс 3-х координатний ЧПК станок своїми руками

Всім привіт!

Хочу розповісти про будівництво станочка з ЧПК.

Виникло бажання в якості хоббі виготовити ЧПК станок, бо подобається щось робити своїми руками.
Тому в пріорітеті було виготовити максимальну кількість деталей станка власноручно, а не купувати.
Через це побудова станка затягнулася на довгі півроку.
Оскільки це хоббі, працювати доводилось ввечері після роботи (з 20.00 і бувало до 3-ї ночі), ну і іноді в вихідні.
Безумовно збірка станочка теж цікавий процес, але купити всі комплектуючі і зібрати цей конструктор до купи, - це для мене було не цікаво!

Одразу покажу що вийшло.


Фото з ніком для виконання умов конкурсу.


При роботі над цим проектом вирішив все записувати в Ексель файл: трекав задачу, дату і час роботи над станком, а також фінансові витрати. Процес виготовлення фіксував на фото.

Отже, почнемо!
Спочатку потрібно було визначитися з параметрами.

Визначив такі характеристики:
- робоче поле розміром: 20*30 см
- матеріал для станини: ламіноване ДСП;
- направляючі 25-20-16 мм;
- 3 координати і можливість ввести 4-ту і 5-ту (причому так, щоб її можна було знімати);
- підшипники в поліуретановому корпусі (для здешевшення вартості);
- гайки вінтів з фторопласту (для здешевшення вартості);
- глибина врізу в заготовку 50 мм.

Виділенний бюджет: 10 000 грн (у який звісно не вклався). Але все попорядку...

Після того, як визначився з бажаними характеристиками, прийнято рішення зробити креслення в Компасі. З цим мені дуже допоміг мій товариш. Звичайно в процесі у конструкцію вносились ще деякі правки.


З чого хто тільки не робить собі станочки... Обрав ДСП.
Причини: недорого, легко дістати, багато де можуть порізати в потрібний розмір.


Після того, як забрав з порізки ДСП почав збирати каркас.

Спочатку зібрав майбутній портал...


Кутики для станини виготовлені з сталевого куточка.


Далі зібрав станину і стіл.


Примірка.


3-тя координата представляє собою супорт і каретку виготовлені з листового алюмінію товщиною 8 мм (пішло 3 кіло). Різав болгаркою звичайними кругами по металу. Обробка алюмінію - задоволення ще те! Навіть не уявляв, що його важче обробляти ніж сталь...))) Нарізані деталі збирав на гвинтики.


Виставив і закріпив направляючі на порталі. Опори направляючих також робилися з листового алюмінію товщиною 8 мм.


Теж на станині...


Далі, щоб все зібрати до купи, тра виготовити корпус для підшипників (при розрахунках виявилось, що з готовими алюмінієвими корпусами виходило на 1 тис грн дорожче).
Для виготовлення корпуса використав поліуретан для лиття. Представляє собою 2-х компонентну речовину, яка змішується у відповідній пропорції і заливається в форму.
Форми зроблені з оргскла.


Далі буде...

 

В якості ущільнювача для форми використовував звичайний пластилін.


Через 20-40 хвилин можна розформовувати готові деталі.


Готовий комплект.


А тут вже всі підшипники мають свій корпус.


Далі - цікавіше: "весілля"! Встановлюємо супорт на каретку і виставляємо направляючі максимально паралельно, щоб супорт міг легко ковзати на підшипниках. Звертаю увагу, що направляючі тра закріпити так, щоб вони в майбутньому були перпендикулярними до стола (цю калібровку ще доведеться робити, коли все буде зібрано до купи).


Аналогічна процедура з станиною. Портал повинен легко ковзати.
В поліуретанових корпусах підшипників просверлено отвори і вони кріпляться за допомогою шпильок.


Теж з порталом.


Гайки гвинтів робив з фторопласту. Пробував їх спочатку зробити по вже придуманій конструкції (знайденій десь в мережі), але тільки зіпсувавши купу фторопласту пішов своїм шляхом, залишивши з попередньої тільки основи з алюмінію.


2 шматка фторопласту кріпив на алюмінієвій основі і потім посередині стику сверлив отвір під гвинт. Алюмінієва основа використана, щоб можна було зібрати гайку як окрему деталь і ще її зручно кріпити до основи. Різьбу в фторопласті нарізав "мітчиком" виготовленим з шматка гвинта, який використовував в конструкції станка.
Вийшла чудова гайка з компенсацією люфта.
Окремо фото не знайшов - тому дивіться одразу встановлено на гвинті.
Сам гвинт має бути виставлений і закріпленний максимально паралельно до направляючих. Інакше можуть виникнути проблеми з плавністю ходу і втрата швидкості холостого ходу.


Опори для крокових двигунів вилив з того ж таки поліуретану. Всього на корпуса підшипників і опори в сумі пішло 1,5 літри поліуретану.
Форму для опори робив з чого було...


Далі буде...

 

Всередині опор зробив великий отвір і розіріз. Це для закріплення втулки з муфтами (окремо фото не знайшов). Через них буде передавати момент з крокового двигуна на винт.


В якості шпинделя вирішено використати бормашинку: значно дешевше шпинделя, є можливість регулювати оберти. Мінуси: часто зношуються щітки, нижча потужність ніж в шпинделя призводить до меншої глибини обробки за прохід.
Для кріплення бормашинки зробив такого кронштейна.


Паяти трохи вмію, але тут не ризикнув сам робити. Плату-драйвер придбав готову на 4 координати (4 axis RED). Вона також має інтерфейс для підключення 5-ї координати. Коробку купив готову. Допиляв її і закріпив плату всередині.


Каркас потроху обростає "м'ясом". Після того, як виготовлено опори, можна закріпити самі крокові двигуни. Оскільки вилку від бормашинки в кабель-канал не просунути не розбираючи її і для зручності обслуговування цього девайсу обрізав кабель живлення і підключив його до зйомного роз'єму. Це дасть можливість завжди зняти бормашинку і провести обслуговування або виконати нею якісь інші роботи.


Далі буде...

 

Далі дбаємо про безпеку, щоб можна було більш спокійно залишати станочок без нагляду - кріплю кінцевики по краях кожної з координат.


Проводочки не повинні валятися чи плутатися - все повинно бути прокладено в кабель-канали.


Для естетичності і зручності всі проводочки ховаєм і в звичайні пластикові канали. Кругом протягую всі потрібні провідники і пропаюю. Все по кольорам, для зручності підключення.


Знайшов фото муфт і втулок - лежать в коробочці з пластикової пляшки разом з опорами підшипників і валів.


Потім підключаємо. Для роботи плати використовую блок живлення. Вже від плати живлення приходить на крокові двигуни. Також живлення на бормашинку подається через плату - на ній є відповідний інтерфейс.
На плату підключено також і всі кінцевики. Для роботи ЧПК станка зручно використовувати комп'ютер. Для цих цілей був зібраний з брухту робочий комп. Материнка має порт принтера і тому через нього і підключаємо наш комп до плати. Для нормального керування станком інсталював Match 3. І коли станок ожив, то приступив до нудного етапу калібровки.

Коли все було підтянуто і виставлено прийшов час зробити перші вироби...

--- добавлено: 6 лип 2017 у 14:47 ---
Підбиття підсумків

Деталі станка виготовлені мною.


Фінансові витрати.


Трудові затрати.


Результат роботи.
Фінансові витрати довелось збільшити.
Загальний бюджет склав: 13 500 грн.
Час затрачений на виготовлення станка: 173 год.
Робочих днів затрачених на виготовлення: 22 дні (по 8 робочих годин)
Робоче поле: 195*310 мм.
Хід осі Z: 55 мм.
Стабільна робоча швидкість холостого ходу: 3-3,5 м/хв.
Вага станка без комп’ютера: до 50 кг.
Максимальне зусилля крокових двигунів: 18 кг (на 3,5А).

В прикріпленому файлі інструкція для підключення і налаштування плати-драйвера (щоправда англійською).

 

+

 

Надумав тему і хватає!
І не лягає без надій.
А на невдачі не картає
І все майстрює наш СЕРГІЙ!
...........................
Друже! Дуже гарна робота!
Шкодую,що неприймав участі в цій роботі.
З повагою ДХ.

 

Дуже дякую!
Обов'язково доповнюватиму цю тему ще.
В найближчих планах зробити витяжку. Вже придбаний равлик з мотором і решта комплектуючих для реалізації. Залишилось лише зробити.

 

Я вчера разобрал дохлый мобильный кондишь.
Так турбинки аж две в нем - то шо надо для вытяжек))))

Это так для размышлений.

 

@Odissey, з задоволення голосую за Вашу роботу!
Розкажіть детальніше про лиття елементів з поліуретану. Чи не занадто нагрівалася опалубка з оргскла?