Строим самодельный фрезерный чпу станок

Работы подготовительного этапа

Чтобы самостоятельно создать фрезерный ЧПУ станок, для этого существует два варианта изготовления. Можно рассмотреть один из вариантов сборки фрезерной машины и выбрать его, как самый достойный.

Нужно взять готовый ходовой набор деталей, состоящий из подобранных узлов, и именно из данного набора собирается оборудование. Так же стоит обзавестись всеми комплектующими и приступить к сборке машины, которая будет отвечать требованиям. Важнее всего определиться с предназначением оборудования, его размерами и дизайном, раздобыть схемы изготовления станка, приобрести некоторые нужные детали и прикупить ходовые винты.

Но существуют некоторый выбор вариантов. Большим просом у самодельных машин пользуется станок из МДФ, но некоторые умельцы пользуются фанерой для самодельного рабочего стола и некоторых деталей, а для направляющих приобретается нержавеющая труба. Основной схемой фрезерного агрегата с ЧПУ станет старый сверлильный станок, в котором рабочую сверлильную головку меняют на фрезерную головку.

При этом конструируется механизм с подшипником, который отвечает за трехплоскостное перемещение инструмента. Обычным вариантом сборки становится база кареток из принтера. После этого можно подключать к устройству ПУ. При этом из — за недостаточной жесткости кареток стоит освоиться в производстве печатных плат, которые справятся с обработкой всего лишь:

• пластиковых заготовок
• древесины
• тонкого листового металла.

Для полноценного станка с системой ЧПУ и его фрезерных операций потребуется:

• отличная электроника;
• мощный двигатель;
• печатная плата.

Для решения создать своими руками достойную машину, но обойтись без готовых наборов нужных комплектующих, потребуется схема, благодаря которой будет работать собранный агрегат. В обычных случаях изначально моделируются нужные детали машины, изготавливаются тех чертежи, а потом и сам фрезерный станок собирается самостоятельно, который изготавливается из фанерных и алюминиевых комплектующих. Рабочий стол очень часто выполняется в фанерном исполнении.

В любом случае не помешает просмотр видео — ролика, который станет своеобразной инструкцией по обучению. Можно начать с подготовки к покупке всего самого нужного, разобраться с чертежами. Все это станет правильным решением для самостоятельной сборки оборудования, так как ее подготовка является самым важным моментом.

Самодельный чпу станок.Конструкция оси Y.

Самодельный чпу станок я сделал из профильных труб 80х40. Схема чпу станка тоже сделана мной. Можно посмотреть видео на канале железкин.Таким образом я достиг большей жёсткости портала Х. Конструкция по оси Y не представляет сложности. Потому что я описываю в своей статье весь процесс сборки рамы. Поэтому всё понятно как сделать такой станок буквально на коленке. И так первым делом надо нарезать профиль для чпу по размеру.

Профиль для рамы

Прикрутить (для того чтобы не повело после сварки) поперечины две штуки (на фото одна), после чего обварить и болт выкрутить.

Прикрутил поперечины

После того как обварен профиль основания, надо поставить два профиля 30х30 сверху и обварить.

верхние поперечины

После обваривания верхнего профиля, я вырезал с передней части отрезок. (смотрите на фото ниже). Так я его ставил целиком для того, чтобы профиль был приварен ровно.

Установить сверху профиль

И после этого я примеряю портал Х на свой самодельный чпу станок. Но перед этим ставлю рельсы для чпу.Так как лишний отрезок профиля вырезал. И теперь ничего не мешает.

Отверстия в профиле я закрываю металлом и обвариваю. Потому что отверстия выглядят не очень красиво. После того как я завершил все сварочные работы, я буду зашлифовывать все сварные швы. Потому что они не красиво выглядят.

Теперь я поставлю подшипники для чпу станка, и винт ШВП 1204.

На фото ниже видно под подшипником KP008 (передняя часть) я установил подкладку. Потому что она нужна  для выравнивания подшипников по высоте. Так как высота переднего и заднего подшипника разная.

Я сделал эту подкладку из дюраля толщиной 3 мм. Смотрите фото ниже.

Подкладка под подшипник.Чертёж.Вид на подшипник

                                       Крупным планом.

Соединение с порталом Х

Когда установлены рельсы, можно поставить портал. Корпус гайки ШВП соединяю с порталом Х (на портале отверстия ещё не просверлены) потому что сверлить буду по месту.

Место соединения корпуса гайки швп с порталом Х.

Соединение с порталом Х. Я так же привёл чертёж соединительной пластины в статье Портал  станка с ЧПУ. (Х)

Так выглядит соединительная пластина с порталомРазмер соединяющего узла с порталом Х

После того как я завершил все работы по соединению портала, можно переходить к другой работе.

Узлы креплений ЧПУ станка.

Для того чтобы работа была последовательной, я перехожу к работе по креплению шаговых двигателей

Так как этот узел имеет важное значение, поэтому я сделал крепёж из стали толщиной 2мм

Основы для установки креплений шаговых двигателей.Левая и правая части одинаковые.

Я вырезал две стальные заготовки, размер которых указан на чертеже в верхней части. Так как обе части одинаковые, я указал размер только на одну заготовку. И теперь на эти пластины я буду устанавливать крепление для шаговых двигателей. Но можно обойтись и без дополнительного переходного крепления. Потому что я для установки двигателей уже изготовил дополнительное крепление, я и буду его использовать. Потому что оно предусматривает возможность установки двигателей двух типов. Так как моём случае установлены два шаговых двигателя на один драйвер (двигатели Nema 17).

Переходное крепления я сделал из дюраля толщиной 3 мм. Для оси Y я изготовил два таких переходных крепления. Но можно установить такие же крепежи и на другие оси. Смотрите фото ниже текста.

Крепёж для шаговых по YЗадняя часть с установленным креплением.

Фото крепление Nema 17

Крепление двигателя на переходном крепеже

Теперь снимаю все детали и окрашиваю раму и те детали, которые не покрашены. Потому что потом покрасить будет проблемно. Фото ниже. Сборка фрезерного станка с чпу.

Покраска станка с чпу

После того как станок я покрасил, начинаю сборку. На фото, которое размещено ниже вы можете посмотреть на мой самодельный чпу станок.

Предварительная сборка.

Ножки для станка.

Для конструкции в качестве ножек я буду использовать крышки от зубной пасты. Но вполне возможно использование и других подходящих материалов.

Ножки станка сделаны из крышек зубной пасты.Верхняя часть тюбика пасты отрезана.

Советы и рекомендации

Управление токарными станками ЧПУ осуществляется через запуск и остановку двигателей. На подачу каждого направления следует ставить шаговый электродвигатель:

• вращение шпинделя;
• продольное перемещение суппорта;
• поперечное перемещение резцедержателя.

При наличии других автоматических подач, каждая из них подключается к своему двигателю.

Станку с ЧПУ, даже самодельному, необходимы определенные условия эксплуатации и хранения:

• температура в помещении от +10 до +25 градусов;
• влажность ниже 80%;
• стабильное напряжение.

Электроника и электрооборудование чувствительны к перепадам напряжения. Для стабильной работы станка с ЧПУ, необходимо устанавливать стабилизатор напряжения.

Работы подготовительного этапа

Чтобы сделать самодельный ЧПУ для фрезерования, есть два варианта:

1. Берёте готовый ходовой набор деталей (специально подобранные узлы), из которого собираем оборудование самостоятельно.
2. Найти (изготовить) все комплектующие и приступить к сборке ЧПУ станка своими руками, который бы отвечал всем требованиям.

Важно определиться с предназначением, размерами и дизайном (как обойтись без рисунка самодельного станка ЧПУ), подыскать схемы для его изготовления, приобрести или изготовить некоторые детали, которые для этого нужны, обзавестись ходовыми винтами

Возможна схема фрезерного станка с ЧПУ, в котором взяли, как основу, старый сверлильный станок, и рабочую головку со сверлом заменили на фрезерную.

А для этого нужно сконструировать механизм (в его конструкции есть подшипник), отвечающий за то, чтобы инструмент перемещался в трех плоскостях (по осях). Обычно его собирают на базе кареток принтера. Когда выполнена сборка по такой принципиальной схеме, останется подключить к устройству программное управление.

Но на таком самодельном станке, вследствие недостаточной жесткости кареток, будет возможность освоить производство печатных плат, выполнять обработку только пластиковых заготовок, древесины и тонкого листового металла. Для ЧПУ станка и полноценных фрезерных операций на нем, нужен мощный двигатель и хорошая электроника. И, в частности, печатная плата.

Обычно, найдя принципиальную схему устройства, сначала моделируют все детали станка, готовят технические чертежи, а потом по ним на токарном и фрезерном станках (иногда надо использовать и сверлильный) изготовляют комплектующие из фанеры или алюминия. Чаще всего, рабочие поверхности (называют еще рабочим столом) – фанерные с толщиной 18 мм.

Верстак

Это специальный стол для рабочего процесса. Его можно оснащать разными вспомогательными элементами. Его параметры обуславливаются количеством свободного пространства в помещении. Также учитывается и планируемый объём работ.

Сегодня самыми распространёнными видами верстаков для фрезерных столов являются:

• Статичный. Это полноценная рабочая площадка.
• Портативный. Это настольный вариант, быстро собирающийся и позволяющий проводить фрезерные операции.
• Агрегатный. Обладает такими возможностями, за счёт которых расширяется пильная площадь.

Для бытовой мастерской оптимальным является п.1. Второй вид годится для работ с небольшими деталями и имеет ограниченный функционал. Для третьего должно быть просторное помещение.

Нужные моменты для сборки станка

Так как мини ЧПУ станок своими руками должен иметь точную конструкцию, то стоит учитывать, что противном случае придется доработать станок, доводя его до ума, так как в конструкции станка изначально предопределенно точность покупных направляющих и прессованных профилей. Сложных и жестких допусков в конструкции не существует, но чем точнее сделана деталь, тем лучше выпиливается изделие.

Мини ЧПУ своими руками можно сделать из листа алюминия. Резка лазером намечает отверстия, и они высверливаются на станке. В изготовлении оборудования могут потребоваться фрезеровочные работы, которые касаются только фрезеровки торцов пластины и посадочных мест некоторых деталей.

Из фанерной пластины состоит рабочая поверхность и на гладкой пластине насверливаются отверстия, ввинчивая мебельные цилиндры. И этого станет достаточно для поверхности, ведь пластина особого профиля будет выглядеть ничуть не хуже покупной. Данная фанерная конструкция станет работать у мастера даже лучше, чем у того агрегата, который куплен в магазине.

Создание самодельного станка

Прежде, чем переделать принтеры или сканеры в мини станки, которые смогут выполнять фрезерные работы, следует максимально точно собрать раму конструкции и ее основные составляющие.

На верхнюю крышку устройства требуется установить главные оси, которые являются важными компонентами среди всех профессиональных станков. Осей должно быть всего три, начало работы необходимо производить с крепления оси у. Для того чтобы создать направляющую используют мебельный полоз.

Отдельно отметим создание ЧПУ из сканера. Переделка этого устройства такая же, как и, если бы, под рукой был старый струйный принтер. В любом сканере, есть шаговые двигатели и шпильки, благодаря, которым и производится процесс сканирования. В станке нам пригодятся эти двигатели и шпильки, вместо сканирования и печати будет производится фрезерование, а вместо головки, которая перемещается в принтере, будет использоваться движение фрезерного устройства.

Для вертикальной оси, в самодельном ЧПУ нам пригодятся детали из дисковода (направляющая по которой перемещался лазер).

В принтерах есть так называемые штоки, именно они играют роль ходовых винтов.

Вал мотора должен быть соединен со шпилькой при помощи муфты гибкого типа. Все оси необходимо прикреплять к основаниям, выполненным из ДСП. В конструкциях такого типа фрезер перемещается исключительно в вертикальной плоскости, при этом сдвиг самой детали происходит по горизонтали.

Основные виды оборудования

При фрезеровании обработка производится по 3 и более осям с одной установки. ЧПУ направляет инструмент в строго заданном направлении, оптимальном для выполнения заданной работы. Деревообрабатывающие фрезерные станки с ЧПУ различают по конструкции консоли, размеру, способности выполнять операции станков других видов. Различают основные типы фрезерных станков:

• универсальный;
• копировальный;
• настольный;
• мини фрезер;
• токарный;
• сверлильный;
• расточной;
• гравировальный.

У 3D гравировального станка по дереву на стол устанавливается шпиндель. Он вращается от отдельного привода по единой с инструментом программе, и позволяет обрабатывать длинные детали типа вал со всех сторон за одну установку.

Универсальный фрезерный станок с ЧПУ относится к промышленным. Он крупногабаритный и способен произвести множество операций, включая:

• расточку;
• сверление;
• торцевую фрезеровку;
• зенкование;
• отрезку.

За одну установку делается грубая и чистовая обработка. Инструмент меняется автоматически. Оборудование рассчитано на непрерывную работу в течение 8- 16 часов. Выгодно приобретать аналогичное оборудование для изготовления больших и средних партий деталей. В процессе работы станочник может изменить в программе отдельные параметры.

На станке фрезерно гравировальном с ЧПУ по дереву создают резные панели и другие уникальные элементы. Программой задается объемная финальная картинка, и фреза скользит по оптимальному маршруту для быстрого и точного выполнения работы. Особенность гравировального оборудования с ЧПУ – относительно небольшая глубина обработки.

В домашней мастерской большой перечень работ выполняет настольный фрезерный станок с ЧПУ. В зависимости от установленной программы, он способен самостоятельно обрабатывать небольшие партии и единичные детали.

По конструкции станины и принципу работы различают станки:

• одностоечные – вертикальные;
• двухстоечные – портальные или консольные.

Одностоечные фрезерные станки имеют подвижный стол, обеспечивающий перемещение детали по 2 осям. Они малогабаритные и предназначены для изготовления небольших деталей. В деревообработке применяются редко, в основном рассчитаны на фрезеровку металла.

Двухколонные крупные промышленные агрегаты и небольшие настольные имеют подвижный стол и перемещающуюся по поперечинам шпиндельную головку. На крупных агрегатах она способна вращаться и менять угол наклона. В результате инструмент обрабатывает и боковые стороны деталей, торцы.

У наиболее крупных станков с ЧПУ, обрабатывающих детали до 3 м, стол для прочности неподвижен. При работе перемещается вдоль заготовки консоль с работающей по программе фрезой. Чаще всего такие станки используют для раскроя листов ДВП и ДСП с мебельной и строительной промышленности.

Механический копировально-фрезерный станок изготавливает деталь по образцу. В программу закладывается трехмерное изображение с готового предмета. Датчики определяют размеры заготовки, и фреза повторяет заданные конфигурации. Программа определяет оптимальный режим резания и кратчайшую траекторию. Изменить параметры в программе нельзя. Надо переделывать образец и снова закладывать его в программу.

При работе с копиром по образцу скользит датчик, и фреза повторяет его движения.

Особенности сборки ЧПУ станка

Если хорошо рассмотреть все особенности сборки деревообрабатывающего фрезерного оборудования, то можно увидеть, что 2 шаговых двигателя закреплены на корпусной конструкции, которые смонтированы за вертикальной осью. Таким образом, головка фрезера обеспечена перемещением по горизонтали и вертикали. Использование задней, передней и верхней пластины позволит установить шаговые двигатели оси Z.

После этого делается подложка шпинделя, при этом задействована резиновая обмотка толстого электрического кабеля для хорошей фиксации вала электродвигателя. Прочные винты с втулками из нейлона считаются хорошими фиксаторами. Стоит выбирать печатные платы только хорошего качества. Прежде чем мини фрезерный станок с ЧПУ по дереву начнет свою работу, нужно воспользоваться пробным запуском.

Особенности изготовления

По сравнению с обычным фрезером или токарным станком, станок с ЧПУ годится даже для лазерной обработки. Управление станком осуществляет не только человек, но и микрокомпьютер (контроллер с процессорным блоком), что делает реализуемой технологическую усложнённость получаемых изделий. В частности, доступны выжигание по дереву и гравировка металлов с помощью лазера. А это уже – верх совершенства техпроцессов, ведь лазер обладает высокой точностью, если применить его в реальном деле.

Принцип действия ЧПУ следующий: программист или оператор задаёт компьютерному (вычислительному) блоку определённую программу, алгоритм. Микрокомпьютер, в свою очередь, приводит в действие двигатели, управляющие механизмами станка, коммутируя подачу электропитания на сами моторы.

Импульсы, периоды, в течение которых моторы запитываются и срабатывают на определённое количество оборотов (или доли одного оборота), очень точны – они задаются программой, переданной в процессор. Человек здесь бы ошибся, «недодав» питания – или «передержав» мотор запитанным, отчего параметры изготовленного изделия оказались бы далеки от заданных. Например, то же самое выжигание получилось бы неровным – скажем, покупатели требовали изображение розы на листе фанеры, а в итоге вышла бы не роза, а непонятный цветок, ни на что не похожий.

Кроме физической части механизмов, двигателей, в станках присутствует и программная часть. Сегодня ею может быть системный блок ПК 2000-х годов выпуска. Готовый микрокомпьютер – моноплата, содержащая процессор, оперативную память, флеш-накопитель (вместо отдельного диска-носителя), графический сопроцессор (простейшая встроенная видеокарта), дополнительные порты USB.

Возможно наличие порта LPT и/или COM. Производительности достаточно для работы операционной системы Linux (любая версия), Windows (версия XP или 7). Присутствует встроенный адаптер питания и 1-2 порта LAN, порт для подключения внешнего монитора SVGA/ (micro-) HDMI. Размеры микрокомпьютера (с корпусом) – пространство, занимающее половину глиняного кирпича – «сотки». Современные модели – в разы меньше.

Часть комплектующих элементов для станка, как и сам микрокомпьютер, заказываются в Китае. После сборки пользователь получает весьма надёжный, точный в работе станок, позволяющий ему соперничать со многими китайскими производителями. Перед запуском собственного домашнего производства пользователь определяет ряд аспектов:

• габариты будущего изделия;
• типы и разновидности материалов, планируемых к обработке;
• класс, параметры точности изготавливаемых деталей.

Как изготовить токарный станок по дереву своими руками: чертежи и технология

Самый простой способ собственноручно изготовить инструмент в домашних условиях – сконструировать токарный станок или фрезер из дрели или электрического мотора, снятого с другого инструмента. Этот процесс не так уж и сложен, поэтому каждый мастер способен справиться с его выполнением. Для этого потребуется электрический двигатель, мощность которого не превышает 500 Вт, и подручные материалы. В качестве привода может использоваться и дрель. Конечно, для изготовления токарного станка потребуются некоторые навыки.

Устройство задней бабки самодельного токарного станка по дереву

Для строительства станка необходимы следующие элементы:

• металлическая станина;
• электромотор;
• подручник;
• задняя бабка.

Не помешает обзавестись чертежом, который поможет сориентироваться в размерах и правильно изготовить все элементы конструкции для последующей ее сборки.

Как изготовить самодельный сверлильный станок своими руками с мотором

Для начала нужно подготовить вал электромотора. Для этого на него устанавливается планшайба, подойдет и стальной центр с резьбой. Монтаж второго центра осуществляется в трубку задней бабки. Для изготовления станины потребуется пара уголков размером 5х3 см, их длина – 15 см. К станине с помощью болтового соединения крепится мотор.

Пример самодельного сверлильного станка

На следующем этапе изготовления самодельного станка своими руками выполняется сборка бабки. Этот элемент формируется из пары горизонтальных и пары вертикальных уголков. К ней крепится труба, предназначенная для шпинделя. В нее нужно вставить болт, диаметр которого составляет 1,2 см. Предварительно его головка затачивается под прямым углом. Таким образом, обозначается центральная часть шпинделя. После этого бабка устанавливается на станине. На верхней стойке, которая соединяется с горизонтальными уголками, необходимо закрепить методом сварки трубку.

Для изготовления подручника нужно взять стальной стержень с фаской. Также этот элемент должен иметь отверстие, которое будет использоваться для закрепления опорной линейки. Необходимо вертикально приварить трубку со стопорным винтом к длинному уголку. Затем в нее вставляется стержень подручника.

В качестве шпинделя передней бабки будет использоваться ротор мотора, на котором закреплена планшайба. В ней нужно выполнить несколько отверстий. В центральной части будет вставляться вилка. Отверстия по краям предназначены для фиксации детали с помощью шурупов.

Даже с помощью простых инструментов можно создать интересные деревянные изделия, для этого необходимо изучить технологию работы с инструментом и практиковаться

Как изготовить своими руками из дрели токарный станок по дереву

Имея под рукой верстак с прочной и ровной рабочей поверхностью, можно соорудить токарный станок, не прибегая к строительству станины. Электрическая дрель в этом случае будет выполнять функцию вращательного привода и передней бабки. Согласно простейшему чертежу станка этот инструмент достаточно закрепить на поверхности верстака через шейку. Для фиксации подойдут струбцины и хомут.

Далее нужно изготовить упор, который будет выступать в роли задней бабки.

Этот элемент монтируется напротив дрели. Для его создания можно взять два бруска из дерева и регулировочный винт, заточенный с одного конца под конус. Если предполагается использование станка для обработки массивных деревянных заготовок, то желательно зафиксировать упор на столе с помощью струбцин.

Для изготовления инструмента своими руками достаточно недорогих материалов. Токарный станок на основе дрели можно использовать для вытачивания различных деталей:

• дверные ручки;
• конструкционные детали лестницы;
• декоративные изделия и т. п.

С помощью верстака с прочной и ровной рабочей поверхностью, можно сделать токарный станок из дрели своими руками

Чтобы расширить функциональные возможности инструмента, его конструкцию можно дополнить насадками и прочими приспособлениями, способными улучшить качество работы.

К таким усовершенствованиям можно отнести:

• выполнение намотки на трансформаторах;
• нанесение красящего состава поверх вращающейся детали для создания узоров;
• нанесение спиральных насечек на заготовку и т. п.

Установка специальной приставки в виде копира позволит использовать станок для создания целой серии одинаковых деталей или изделий по шаблону.

Пример многофункционального самодельного деревообрабатывающего станка из дрели

Лучшие идеи изделий на фрезере

1. Подставка под горячее. Делается из дерева, изделии имеет оригинальную форму пазлов. Подойдет как для подарка, так и для собственного использования (дома, или в бизнесе).

2. Держатель для мобильного телефона. Надоело искать место, куда положить телефон, пока он заряжается, или пока смотрите видео ? Выход найден : универсальный держатель из дерева. Делается под вашу модель телефона, возможно наличие разъема под шнур.

3. Хит этого лета – спиннер тоже можно сделать на ЧПУ станке. На игрушке можно сделать разнообразные надписи: имя, фамилию, или любую другую фразу.  Для изготовления нужна фанера и подшипники.

4. Декоративные надписи из дерева. Популярными считаются такие фразы, как “Home”, “Family”, “Love” и др.

5. Игрушки. Детки любят интересные вещи, поэтому поделка на фрезере им точно понравится ! Сделайте крокодила Гену, машинку, самолетик, кинжал или пистолет, и ваш ребенок будет доволен.

6. Шкатулки. О подробной инструкции к созданию шкатулки мы уже говорили в нашей статье. Шкатулка может быть в форме сердца, квадратной, круглой, с разнообразными узорами и без.

7. Нужные вещи для дома: вешалка, стол, стул, полочка. Эти предметы декора также легко сделать на фрезерном станке. Это будет выглядеть стильно и оригинально.

8. Картины. Современные картины, которые продаются в магазине, имеют довольно высокую цену. Альтернативным вариантом может стать картина из дерева, которая сделана своими руками. Это может быть картина с животными, людьми, мотивирующими надписями, или даже с вашим фото.

9. Вечный календарь – популярная вещь на сегодня. Представьте себе: вам не нужно менять календарь каждый год, достаточно один раз сделать его на станке. На него можно добавить красивую надпись, рисунок. Это может быть даже корпоративный подарок любой фирме.

10. Брелки. Хотите брелок с вашим именем, любимой машиной, или питомцем ? Запросто: ЧПУ станок выполнит ваше желание. На станке вырезается нужные брелок, а после добавляются нужные детали (кольцо, и соединение для кольца и самого брелка).

Какими возможностями обладают мини станки с ЧПУ для дома?

Мини станки фрезерные с ЧПУ – оборудование, необходимое для открытия малого бизнеса. Благодаря компактности мини- станков, можно организовать рабочее место в гараже, даже на балконе! У многих есть своя домашняя мастерская, это идеальный вариант для размещения такого полезного оборудования. Таким станкам специального рабочего стола для установки или бетонного основания помещения не потребуется.

С помощью настольного станка можно выполнить фигурную резку, гравировку, изготовить мелкие высокоточные детали сложной криволинейной формы.

Настольные фрезеры с ЧПУ могут обрабатывать любые популярные материалы:

• древесину, акрил и пластик, гипс и воск;
• цветные металлы, такие, как медь, алюминий, латунь.