Termokings.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Самодельный ЧПУ станок

Самодельный ЧПУ станок

Разделы сайта

  • Самодельный ЧПУ станок
  • 3D принтер
  • Чертежи 3D принтеров
  • Чертежи ЧПУ станков
  • 3D модели
  • Механика
  • Электроника
  • Книги по ЧПУ
  • Софт для ЧПУ станка
  • Обзоры
  • Видео
  • Лазерные граверы

Интересное предложение

Лучшее

  • Домашний 3D принтер
  • Простой контроллер для ЧПУ станка
  • Самодельный ЧПУ станок моделиста
  • Чертеж самодельного ЧПУ станка
  • Самодельный ЧПУ станок из МДФ

Статистика

Фактически, сборка самодельного ЧПУ станка или переделка готового в лазерный гравер заключается в замене фрезера на лазерный модуль с драйвером и блоком питания.

Мощность лазерного модуля определяет возможности станка. Стоит отметить, что для домашнего изготовления лазерного гравера хорошо подходят небольшие лазерные модули 200-500 мВт. Этой мощности вполне хватает что бы «подпечь» деревянную заготовку. Фактически получается лазерный выжигатель по дереву и пластику.

Для того, что бы резать фанеру нужен уже CO2 лазер мощностью 15-20Вт, фокусирующие соляные линзы и тд, такой лазер не установишь вместо шпинделя и потребуется сильная переделка ЧПУ станка.

Итак, как сделать лазерный гравер на базе недорогого лазера.

Первое, что потребуется — это сам блок лазера и лазерный модуль с драйвером.

Драйвер с TTL управлением позволяет включать и отключать лазер подавая на вход +5 Вольт с контроллера ЧПУ станка. Если у вас использовалось управление шпинделем, то проблем нет — просто подсоединяете управляющие провода от драйвера лазерного модуля к плате контроллера заместо шпинделя.

Драйвер лазерного модуля работает следующим образом — если на управляющем входе нет напряжения — то лазер включен.

Внимание! Подбирайте подбирайте лазерный модуль и драйвер к друг другу! У разных лазеров разное напряжение питания.

Лазер к самодельному ЧПУ фрезеру желательно брать в оптическом диапазоне. Это позволит вести настройку фокусировки вручную, без применения дополнительных приборов, так же, можно будет использовать обычные оптические линзы для фокусировки.

Диапазон излучения лазера 405-445 нм. Этот диапазон хорошо поглощается деревом и пластиком, а значит и на гравировку будет тратиться меньше времени и энергии.

Внимание! Все работы с лазером необходимо выполнять в защитных очках для данного типа лазера! Опасно даже переотраженное излучение. То есть — даже если вы будете смотреть на точку фокусировки лазера сбоку, то отраженные лучи будут фокусироваться самим глазом на сетчатке глаза и есть большой риск ее повреждения.

Так же внимательно надо относиться к точке фокусировки лазера. 500 миливатник легко может прожечь палец до кости и вы это не сможете почувствовать, так как нагревания окружающих тканей нет, а то, что попадает в точку фокусировки просто сгорает.

Так, техникой безопасности закончили, вернемся к самодельному лазерному граверу.

Лазерный модуль с драйвером и сам лазер проще всего заказать на АлиЭкспресс. Доставка обычно длиться 20-25 дней, за это время вполне можно собрать по чертежам самодельный ЧПУ станок.

Обязательно обратите внимание на то, что бы лазерный модуль был с фокусирующей линзой. Иначе придется колхозить. Впрочем, для лазера видимого диапазона хорошо подходят линзы от дверных глазков, у выпуклой линзы от него фокусное расстояние 2-3 мм, что вполне хватает для самодельного лазерного гравера.

Крепление блока лазерного модуля не представляет никаких проблем. Фактически надо просто заменить шпиндель лазерным модулем и настроить точку фокусировки лазера задав в ПО управления станком эту точку как ноль по оси Z.

Второй настройкой является подбор скорости подачи — надо скоординировать ее под мощность лазера и его прожигающие способности. Тут помогает только практический эксперимент.

Вот пример видео работы такого самодельного лазерного гравера.

Способы создания изображений

Принцип создания рисунка выжиганием заключается в том, что часть древесины обугливается, темнеет, тем самым контрастно выделяется на общем светлом фоне. Работая с очень тонким инструментом, можно писать картины на дереве.

Существуют различные технологии пирографии, многие из них отличаются сложностью и требуют специального оборудования. Среди прочих:

  • обработка открытым пламенем;
  • обжиг с использованием глиняного трафарета;
  • выжигание горячим песком;
  • выжигание трением на токарном станке.

Это достаточно сложные техники, для создания же шедевров пирографии в домашних условиях лучше всего подходит электрический прибор. В устройстве такого выжигателя по дереву высокая температура жала создается благодаря протеканию сквозь него электрического тока.

Промышленность выпускает различные модели выжигателей, поэтому начинающему мастеру несложно выбрать подходящий инструмент. Кроме того, имея навыки работы с паяльником, подобное устройство можно собрать самостоятельно.

Также вам понадобятся обычные инструменты, такие как дрель, сверла, отвертка и другие.

Шаг 1-й: найдите старый принтер или сканер

Чтобы сделать самодельный ЧПУ станок из принтера, для начала нужно запастись необходимыми материалами. Данный этап является самым приятным в процессе сборки станка, поскольку он представляет собой попытки найти тот хлам, от которого люди стремятся избавиться. Вы можете использовать свои материалы или купить их. Но если вы максимально сократить затраты на станок, лучшим вариантом будет ЧПУ из старого принтера. Вот предметы, которые вам нужно найти:

  • Планшетный сканер
  • Старый принтер
Читать еще:  Обзор топовых виброреек для укладки бетона

В этих устройствах есть отличные шаговые двигатели, а также замечательные стержни, изготовленные из закаленной стали, и не только.

Также вы найдете в них шестерни, втулки, холодные катоды, конденсаторы, кнопки, параллельные порты и многое другое.

Шаг 2-й: инструменты

При сборке использовалось только все самое необходимое, чтобы показать, что можно собрать ЧПУ станок из принтера своими руками, имея минимальный набор инструментов.

Необходимые инструменты:

  • Дрель
  • Набор отверток
  • Комплект метчиков и плашек
  • Многофункциональный инструмент
  • Ножовка по металлу
  • Станочные тиски или другое зажимное приспособление
  • Плоскогубцы
  • Сверла
  • Напильник
  • Кернер

Рекомендуемые инструменты:

  • Ленточная пила
  • Циркулярный станок
  • Токарный станок
  • Настольный шлифовальный станок
  • Болторез

Шаг 3-й: линейные направляющие

Центром вашего ЧПУ из принтера является его рабочий стол, поэтому внимательно прочтите данную статью и следуйте инструкции

Необходимые материалы:

Кол-во Размеры (мм) Тип
450х152х12Вспененный ПВХ
250х101х12Вспененный ПВХ
2254 Д 9 Фалюминиевый вал
2304 Д 9 Фалюминиевый вал
2203 Д 9 Фалюминиевый вал
1285 Д 15 Ф М24резьбовая шпилька
1234 Д 15 Ф М24резьбовая шпилька
1184 Д 15 Ф М24резьбовая шпилька

Это всего лишь перечень самого необходимого.

Как видите, для сборки ЧПУ из старого принтера своими руками требуются простые, общедоступные и недорогие инструменты. Подобные материалы имеются в запасе почти у каждого, но вы можете и приобрести их в любом магазине за небольшие деньги.

Положите два куска вспененного ПВХ одинакового размера друг на друга и просверлите в них отверстие по центру, и еще два отверстия — каждое на расстоянии 3/4 дюйма от осевой линии (от края).

Теперь отрежьте алюминиевые прутки под нужный размер и вставьте их в просверленные отверстия — у вас должны получиться детали, похожие на те, что показаны ниже. ЧПУ станок из принтера уже почти готов!

Повторите вышеописанную процедуру для каждой оси.

Шаг 4-й: плиты направляющих по осям X,Y, Z

Итак, мы переходим к самому материалоемкому этапу работы — изготовлению плит направляющих. По завершении их изготовления появляется реальное ощущение того, что работа по проекту начала продвигаться.

Необходимые материалы:

Кол-воРазмер (мм)Тип
1152х304х6лист оргстекла
1152х254х6лист оргстекла
1139х127х6лист оргстекла
1538х44х12листы оргстекла

Теперь вам необходимо положить 4 листа оргстекла размерами 38х44х12 мм друг на друга и просверлить в них отверстие точно по центру, используя сверло на 9,5 мм.

После выполнения вышеописанной процедуры, продвиньте куски пластика, надетые на прутки (по 2 шт. на каждом прутке), до нужных мест, и выровняйте их, после чего поместите листы сверху. Затем переверните конструкцию и приклейте их.

Повторите процедуру для каждой оси.

Теперь самое время просверлить отверстия, необходимые для фиксации заготовок при обработке на планируемом ЧПУ из принтера.

Шаг 5-й: установка электродвигателя

В зависимости от того, какой вы взяли электродвигатель, для его установки вам потребуются различные крепления, поскольку все они отличаются друг от друга.

Желательно использовать шаговые электродвигатели от принтеров ввиду легкости их установки, но электродвигатели от сканеров также будут хорошо работать.

В ходе выполнения третьего шага вы должны были просверлить отверстия для установки электродвигателя, и теперь вам остается только закрепить его.

Выбор подходящего типа соединительной муфты, при помощи которой шаговый электродвигатель соединяется с резьбовым стержнем, зависит от типа двигателя, имеющегося в вашем распоряжении.

В данном случае в качестве соединителя использовали удлиненную гайку, но вы можете изготовить ее из пластика — главное, чтобы она имела достаточные размеры.

Все, что вам нужно будет сделать — это просверлить отверстие в центре прутка со стороны двигателя, соответствующее по диаметру валу шагового электродвигателя, затем просверлить отверстие диаметром 8 мм под резьбовой стержень с другой стороны.

После этого нарежьте резьбу со стороны, на которой находится отверстие диаметром 8 мм, и склейте части между собой.

Шаг 6: Делаем резьбу

После того как вы установили гайку, настало время закрепить резьбовой стержень и приклеить гайку к одной из прямоугольных пластин размерами 38х44х12 мм.

Необходимо убедиться в том, что центр гайки с резьбовым соединением совпадает с центром резьбового стержня.

После выполнения этой процедуры у вас должен получиться узел, похожий на тот, что изображен ниже.

Необходимые материалы:

3 шт 127 мм М24 удлиненная гайка

Читать еще:  Лебёдка из стартера своими руками: чертежи, фото изготовления

Повторите вышеописанную процедуру для каждой оси.

Шаг 7-й: пора склеивать

Теперь у вас должны быть готовы все три оси, поэтому пришло время выровнять их и склеить.

В качестве использовался кусок белого оргстекла размерами 508x304x6 мм, который можно приобрести в магазине товаров из пластика.

Вы можете использовать кусок меньшего размера, но это нежелательно.

Как только у вас появилось основание и самодельный ЧПУ станок из принтера уже начинает обретать свои черты, приклейте к нему ось «X», а затем приклейте ось «Y» к пластиковому основанию верхней части оси «X». У вас должен получиться узел, похожий на тот, что изображен ниже.

Для выполнения данной процедуры используйте акриловый клей.

Кстати, он также подходит для склеивания вспененного ПВХ.

После этого приклейте ось «Z» к куску оргстекла размерами 203x101x6 мм.

Необходимые материалы:

Кол-воРазмер (мм)Тип
1508х304х6лист оргстекла
1203х101х6лист оргстекла

Шаг 8-й: А где же ось Z?

Не волнуйтесь — о ней тоже не забыли. Идем дальше.

Теперь нам необходимо изготовить крепление для многофункционального инструмента на листе оргстекла, расположенного на оси «Z».

Для этого используйте клипсу для крепления труб и хомут — вы можете приобрести их в любом строительном магазине по очень низкой цене.

Необходимо сделать небольшой выступ для закрепления многофункционального инструмента на листе оргстекла, поскольку клипса деформируется, когда вы вставите в нее многофункциональный инструмент.

Разместите хомут листе оргстекла в верхней части выступа на и приклейте его.

Необходимые материалы:

1 Клипса для крепления труб

Шаг 9-й: Райская штуковина

Теперь, когда крепление для многофункционального инструмента на оси «Z» установлено, самое время установить стойки и лист оргстекла, соединяющий их вместе.

Для этого необходимо сделать квадратное отверстие по центру листа из оргстекла размерами 10″x16″x5/16″, чтобы продеть через него ось «Z».

После этого следует установить толстый кусок оргстекла для опоры оси «Z».

Теперь приклейте ось «Z к куску оргстекла» и убедитесь, что последний выступает над верхним краем не менее чем на 1/16″, чтобы обеспечить наличие плоской грани.

Необходимые материалы:

Кол-воРазмерыТип
1254х406х8лист оргстекла
138х127х25лист оргстекла

Шаг 10-й: Какие высокие стойки!

Теперь настало время приклеить стойки размерами 1 1/2″x16″x1″ к верхней части оси «Z» из оргстекла, после чего приклеить их к нижнему основанию.

Необходимые материалы:

Шаг 11-й: мы уже закончили?!

Ответом на этот вопрос будет «нет», но в отношении механической части конструкции — это так. Также вам нужно провести работу над электронной частью станка, а как это сделать — узнаете во второй части статьи, которая будет опубликована в ближайшее время.

Такая работа занимает довольно много времени, хотя на первый взгляд может казаться совсем наоборот, поэтому к тому времени, когда вы завершите выполнение всех вышеописанных процедур, инструкция по изготовлению электронной части станка будет готова.

Весь необходимый пластик можно найти в мусорном контейнере с пластиком, а остальное приобрел в магазине строительных материалов и местном специализированном магазине изделий из металла.

Шаг 12-й: рекомендации

Поначалу ЧПУ станок из принтера может работать на шаговом электродвигателе от принтера, и он будет неплохо справляться со своими задачами, но будет лучше, если вы решите обзавестись более мощным мотором.

Готово! Вы сделали ЧПУ из принтера своими руками, практически (или полностью) бесплатно.

Лазерный гравер выбираем и пользуемся

А это самодельный гравер, но про это позже.

В текущий момент существует очень много известных брендов, поставляющих лазерные граверы. Устройство почти везде одинаковое, но многие из них отличаются заводской комплектацией и функциональными возможностями. Первым делом, при выборе лазерного гравера, нужно четко определить цель его использования, а также каким пунктам нужно уделить внимание при составлении сметы и ничего не упустить.

6. Сохраняем фотографию в формате .bmp

А вот конечный результат

Подготовка изображения к выжиганию методом «рисования по контуру». Здесь особой подготовки не требуется. Выбираем (подготавливаем) рисунок в векторах.

Видео выжигания векторного рисунка на настольном фрезерном станке Моделист3040

Электроника для самодельного лазерного ЧПУ станка

В станках с ЧПУ важнейшую роль играет электронная начинка. Она должна обеспечить управление прибором с компьютера путем выдачи команд шаговым двигателям и руководства траекторией движения рабочего органа. Для этого необходима управляющая программа, которая обеспечит подачу нужных команд на контроллер в форме G-кодов. Обязательно устанавливается порт LPT.

Важно! Для восприятия команд и распределения их по шаговым двигателям в контроллере располагается управляющая плата. Популярностью пользуется стандартная плата KY-2012 (5 Axis CNC Breakout Board for Stepper Motor Driver с DB25 Cable). Часто станки делаются на базе Arduino.

Выжигатель проволочный и его достоинства

Если же выжигать с нихромом (проволокой или так называемой нитью из этого материала), то налицо такие «плюсы»:

  • получаются «живые» изображения, где есть тени, полутени и оттенки. Полутона достигаются при изменении температуры (нихромовую нить нагревают больше или меньше, одновременно регулируя время контакта проволочного жала с поверхностью;
  • реально контролировать насыщенность изображения на самом ЧПУ для получения картинок с различной интенсивностью;
  • тот же портрет 20х20 см мастер выжигал около 2 часов, в 5 раз быстрее, по сравнению с лазерным станком. А это большое достоинство при выжигании по дереву с ЧПУ картин большого формата.
  • заготовку проще подготовить к работе;
  • глазам не вредит яркое свечение;
  • не выделяется дёготь, а, значит, и обдув не понадобится.
Читать еще:  Как сделать упоры и прижимы для столярного верстака

У нихромового выжигательного устройства есть недостаток: необходимость поддержания стабильной температуры в помещении. Но есть выход – закрывать окно, чтобы не было сквозняка. Есть небольшой запах при выжигании, помещение придётся проветрить после окончания работ.

Важно! Не рекомендуется работать с пластиком, появившийся дым – очень едкий и опасный для здоровья.

Ещё один минус – нихромовая нить в выжигателях должна меняться через 5-7 картинок. Он не касается расходов, поэтому бизнес не пострадает. 1 жало, сделанное из нихрома, стоит 2-3 рубля.

Поэтому, если принято решение собрать выжигатель своими руками, то он будет с нихромовой нитью.

ЧПУ выжигатель с нихромовой нитью

Преимущества:

1. “Живые изображения” – с тенями, полутенями и оттенками. По эстетике изображения и складывается впечатление о работе. Полутона рисуются за счет простого физического эффекта – изменения скорости коретки ЧПУ, а значит и временем контакта жала с поверхностью. В тех местах, где необходимо нарисовать светлый тон проволочное жало (перо) проезжает быстро. Там, где нужны темные элементы ЧПУ выжигатель задерживает коретку с жалом.

Высокая детализация – видна радужка глаз на малом размере

Нихромовое жало дает плавные оттенки, делая портреты “живыми”, а не “цифровыми”

2. Регулировка насыщенности изображения происходит можно прямо на самом ЧПУ регулятором температуры жала – так можно получить изображения разной интенсивности.

регулировка температуры жала на ЧПУ

3. Изображения можно наносить на деревянную поверхность и кожу.

Выжигание на фанере нихромом

Выжигание на коже нихромом

4 .Скорость выжигания портрета размером (А4 21*30 см) выжигается в пределах 2-3х часов – что существенно быстрее, чем на лазерном ЧПУ. За день можно вместо одного портрета успеть сделать 3-4 штуки. Несомненно преимущество при выжигании больших форматов (А3, А2 и панно).

время на выжигание А4 занимает 2,5-3 часа

Недостатки станка с нихромовым жалом:

1. Нужно поддерживать примерно постоянную температуру в помещение. И конечно нельзя допускать сквозняков. Движение воздуха при сквозняке остужает нихромовое жало. Поскольку ЧПУ работает с постоянной скоростью, на изображении из-за остывания жала при ветре появляются светлые полосы. На самом деле этот недостаток я бы отнес к условным, поскольку он решается закрытием окна. Что касается запаха при выжигании, то он очень незначителен – не больше, чем от потухшей спички. Ну а проветрить помещение можно по завершению работы.

При выжигании не должно быть сквозняков

2. Необходимость менять нихромовую нить через каждые 6-8 портретов. Этот недостаток скорее имеет отношение ко времени смены нити, чем к расходам. Стоимость 1 жала, сделанного из нихромовой нити составит 2-3 рубля. Время на смену – минут 5 с учетом изготовления формы жала пасатижами из нихромовой проволоки.

Нихромовую нить необходимо менять через каждые 6-8 портретов

Выводы

Это, пожалуй, и вся информацию, которую он нам донес, но это довольно неплохая инструкция для тех, у кого есть мечта собрать собственноручно хороший самодельный лазерный станок для домашних и хоббийных целей.

Сама сборка лазерного гравера не особо затратная, поскольку количество деталей минимально, да и стоимость их не особо высока. Самыми дорогими деталями являются, наверное, шаговые двигатели, направляющие и, конечно же, детали самой лазерной головки с системой охлаждения.

Именно этот станок заслуживает особого внимания, поскольку не каждый лазерный гравер позволяет быстро устанавливать на 3 ось фрезерную машинку и превращать станок в полноценный ЧПУ фрезер.

В заключение хочется сказать: если вам действительно хочется самому собрать качественный станок ЧПУ своими руками, который будет служить верой и правдой долгие годы, не нужно экономить на каждой детали и пытаться сделать направляющие ровнее заводских или заменять ШВП на шпильку с гайкой. Такой станок работать хоть и будет, но качество его работы и постоянная настройка механики и программного обеспечения просто расстроит вас, заставив пожалеть о потраченном на него времени и средствах.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector