Станок ЧПУ для выпиливания, выжигания, гравировки и т.д. с управленим от Компьютера

После публикации статьи "Самодельный станок с ЧПУ" мне стали приходить масса писем с просбой рассказать более подробно об этом устройстве. Отвечая пожеланиям наших читателей я решил продолжить эту тему и далее публикую еще целый цикл статей о самодельном станке Романа Ветрова.

Станок этот, на мой взгляд очень полезен и нужен. Дело в том что им можно гравировать, фрезеровать, выжигать. Также думаю можно приспособить его для гравировки по камню и металлу.

Мы видим фото станка, который закреплен на столешнице

Схема изготовления станка для выпиливания, выжигания, гравировки и т.д. с управленим от Компьютера

Схема изготовления станка для гравировки, выжигания, и фрезерования сложных фигур. Управление станком производится с помощью специального программного обеспечения — с компьютера:

Станина

Основание (станина) станка выполнено их винипласта (разновидность пластмассы) толщиной 11 мм.

Возможно и применение любых других доступных материалов: огрстекло, алюминий, фанера или ДСП. Все детали основания скреплены саморезами (для большей надежности дополнительно можно применить клей).

Суппорта и направляющие

В качестве направляющих применены стальные, шлифованные (лучше еще и закалить) прутки диаметром 12мм и длиной 200мм (на ось Z 90мм), по две штуки на ось. По направляющим передвигаются суппорта Х, У, Z. Суппорта изготовлены из текстолита 25х100х45, в котором имеются три сквозных отверстия, два для направляющих и одно для гайки. Направляющие крепятся с помощью винтов М6 в торец. На суппортах Х и У на верхней части имеется 4 резьбовых отверстия для крепления стола и узла оси Z.

Суппорт Z

Направляющие оси Z крепятся к суппорту Х через переходную стальную пластину (45х100х4).

Крепление двигателей и ходовых винтов

Двигатели устанавливаются на кронштейнах выполненных из листовой стали толщиной 2..3мм. Винт соединяется с ротором шагового двигателя с помощью резиновой муфты (отрезка резинового шланга).Применение жесткого соединения вал-винт приводило к заклиниванию из-за неточности изготовления деталей.

Гайка изготавливается из бронзы, запрессовываются и вклеивается в суппорт.

Сборка

Сборку производим в следующей последовательности:

1) Устанавливаем в суппорта направляющие и прикручиваем направляющие к боковинам. Боковины на основание пока не установлены. Перемещая суппорт по направляющим добиваемся плавного хода. Затягиваем болты на боковинах (фиксируем направляющие).
2) Узел направляющие + суппорт + боковина крепим саморезами к основанию.
3) собираем узел Z. И вместе с переходной пластиной крепим к суппорту Х.
4) Устанавливаем ходовые винты с муфтами.
5) соединяем ротор шагового двигателя и винт муфтой и с помощью кронштейна устанавливаем шаговые двигатели. При сборке контролируем плавность вращения ходовых винтов.

Рекомендации

- Гайки большей длины будут более чувствительны к неточностям изготовления винтов и сборки станка, что приведет к заклиниванию. Из курса «Детали машин» известно, что в паре винт-гайка работает только первые 5 витков. В нашем случае будет достаточно 10 шагов резьбы. т.е. при использовании ходовых винтов с резьбой М6х1 длина гайки будет 10 мм.
- для изготовления гаек вместо бронзы также можно применить чугун. Другие материалы типа текстолит, фторопласт не советую.
- винты покупал в строительном магазине (шпильки длиной 1 м) и обрезал в необходимый размер. Точность приемлемая.

Подробные чертежи станка ЧПУ смотрите в предыдущей статье.

Электроника (контроллер)

Электрику можно разделить на три части:

Блок питания:

12в 3А – для питания шаговых двигателей от дисковода (5.25”) и 5в 0.3А для питания микросхем контролера. Если вы используете шаговые двигатели от принтера то блок питания должен быть мощнее. Расчет прост: 3 двигателя х по две запитанные обмотки в каждом х ток одной обмотки (допустим 1А) то = 3х2х1=6А.

Контролер:

Контроллер управления шаговыми двигателями собран на микросхемах 555TM7 серии (3шт). Не требует прошивки. Электрическая схема контролера:

Описание и назначение выводов разъема порта LPT. (таблица)

Для эксперимента был использован шаговый двигатель от старого 5,25-дюймов В схеме 7 бит не используется т.к. применено 3 двигателя. На него можно повесить ключ включение главного двигателя (фреза или сверло).

Драйвер:

Драйвер шагового двигателя (не путать с компьютерными драйверами) представляет собой 4х канальный усилитель или 4 ключа. Собран на 4х транзисторах КТ 917 .

Также можно использовать серийные микросхемы (stepper motor driver), например ULN 2004 (9 ключей) на 0.6А.

Для управления станком использовал программу vri-cnc, сайт автора программы

Сейчас вам приведу несколько примеров работ, сделанных на этом станке.

Готовые работы:

На этом рисунке показан процесс выжигания изображения на деревянной поверхности.

На станок установлен специальный наконечник для выжигания, к которому подведено электричество, скорее всего от понижающего трансформатора.

Так выжигать можно на дереве, фанере для последующего использования изделий, к примеру, в декорировании.

На этом рисунке показан, как я понял, кусок пластика или твердого пенополистирола, в котором специальной фрезой был выбран такой вот узор.

Автор: Роман Ветров
http://patlah.ru

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.