Станки, оснащенные числовым программным обеспечением (ЧПУ) представлены в виде современного оборудования для резки, точения, сверления или шлифования металла, фанеры, дерева пенопласта и других материалов.

Встроенная электроника на базе печатных плат «Arduino» обеспечивает максимальную автоматизацию работ.

1 Что собой представляет станок с ЧПУ?

Станки ЧПУ на базе печатных плат «Ардуино» способны в автоматическом режиме бесступенчато менять частоту вращения шпинделей, а также скорость подачи суппортов, столов и прочих механизмов. Вспомогательные элементы станка ЧПУ автоматически принимает нужное положение, и могут использоваться для резки фанеры или алюминиевого профиля.

В устройствах на основе печатных плат «Arduino» режущий инструмент (предварительно настроенный) также сменяется в автоматическом режиме.

В устройствах ЧПУ на базе печатных плат «Ардуино» все команды подаются через контроллер.

Контроллер получает сигналы от программоносителя. Для такого оборудования для резки фанеры, металлического профили или пенопласта программоносителями являются кулачки, упоры или копиры.

Поступивший из программоносителя сигнал через контроллер подает команду на автомат, полуавтомат или копировальный станок. Если необходимо сменить лист фанеры или пенопласта для резки, то кулачки или копиры заменяются другими элементами.

Агрегаты с программным управлением на базе плат" Ардуино" в качестве программоносителя используют перфоленты, перфокарты или магнитные ленты в которых содержится вся необходимая информация. С применением плат «Arduino» весь процесс резки фанеры, пенопласта или другого материала полностью автоматизируется, сто минимизирует затраты труда.

Стоит отметить, что собрать станок ЧПУ для резки фанеры или пенопласта на базе плат Arduino своими руками можно без особых сложностей. Управление в агрегатах ЧПУ на основе «Ардуино» осуществляет контроллер, который передает как технологическую, так и размерную информацию.

Применяя плазморезы с ЧПУ на базе плат «Ардуино» можно освободить большое число универсального оборудования и наряду с этим увеличить производительность труда. Основные преимущества станков на базе «Ардуино», собранных своими руками, выражаются в:

• высокой (по сравнению с ручными станками) производительностью;
• гибкости универсального оборудования в сочетании с точностью;
• снижении потребности в привлечении квалифицированных специалистов к работе;
• возможности изготовления взаимозаменяемых деталей по одной программе;
• сокращенных сроках подготовки при изготовлении новых деталей;
• возможности сделать станок своими руками.

1.1 Процесс работы фрезерного станка с ЧПУ (видео)

1.2 Разновидности ЧПУ станков

Представленные агрегаты для резки фанеры или пенопласта, использующие для работы платы «Arduino», делятся на классы по:

• технологическим возможностям;
• принципу смены инструмента;
• способу смены заготовки.

Любой класс такого оборудования можно сделать своими руками, а электроника «Arduino» обеспечит максимальную автоматизацию рабочего процесса. Наряду с классами, станки могут быть:

• токарными;
• сверлильно-расточными;
• фрезерными;
• шлифовальными;
• станки электрофизического ряда;
• многоцелевые.

Токарные агрегаты на базе «Arduino» могут подвергать обработке наружные и внутренние поверхности всевозможных деталей.

Вращение заготовок может проводиться как в прямолинейных, так и в криволинейных контурах. Устройство также предназначается для резки наружной и внутренней резьбы. Фрезерные агрегаты на базе «Arduino» предназначаются для фрезерования простых и сложных деталей корпусного типа.

Кроме того они могут производить сверление и расточку. Шлифовальные станки, которые также можно сделать своими руками могут применяться для финишной обработки деталей.

В зависимости от вида обрабатываемых поверхностей агрегаты могут быть:

• плоскошлифовальными;
• внутришлифовальными;
• шлицешлифовальными.

Многоцелевые агрегаты могут применяться для резки фанеры или пенопласта, выполнять сверление, фрезерование, расточку и токарную обработку деталей. Перед тем, как сделать станок с ЧПУ своими руками, важно учитывать, что деление оборудования производится и по способу смены инструмента. Замена может производиться:

• вручную;
• автоматически в револьверной головке;
• автоматически в магазине.

Если электроника (контроллер) может обеспечивать автоматическую смену заготовок с использованием специальных накопителей, то аппарат может длительное время работать без участия оператора.

Для того, чтобы сделать представленный агрегат для резки фанеры или пенопласта своими руками, необходимо подготовить исходное оборудование. Для этого может быть пригоден бывший в употреблении .

В нем рабочий орган заменяется на фрезу. Кроме того сделать механизм своими руками можно из кареток старого принтера.

Это позволит двигаться рабочей фрезе в направлении двух плоскостей. Далее к конструкции подключается электроника, ключевым элементом которой является контроллер и платы «Arduino».

Схема сборки позволяет сделать своими руками самодельный агрегат ЧПУ автоматическим. Такое оборудование может быть предназначено для резки пластика, пенопласта, фанеры или тонкого металла. Для того, чтобы устройство смогло выполнять более сложные виды работ, необходим не только контроллер, но и шаговый двигатель.

Он должен обладать высокими мощностными показателями – не менее 40-50 ватт. Рекомендуется использовать обычный электродвигатель, так как с его применением отпадет необходимость в создании винтовой передачи, а контроллер будет обеспечивать своевременную подачу команд.

Нужное усилие на вал передачи в самодельном устройстве должно передаваться посредством зубчатых ремней. Если для передвижения рабочей фрезы самодельный станок с ЧПУ будет использовать каретки от принтеров, то для этой цели необходимо выбрать детали от принтеров больших размеров.

Основой будущего агрегата может послужить прямоугольная балка, которая должна быть прочно закреплена на направляющих. Каркас должен отличаться высокой степенью жесткости, но использовать сварку не рекомендуется. Лучше применять болтовое соединение.

Сварочные швы будут подвергаться деформации из-за постоянных нагрузок при работе станка. Элементы крепления при этом разрушаются, что приведет к сбою настроек, а контроллер будет работать некорректно.

2.1 О шаговых двигателях суппортах и направляющих

Агрегат с ЧПУ, собранный самостоятельно, должен быть оснащен шаговыми электродвигателями. Как уже упоминалось выше, для сборки агрегата лучше всего использовать двигатели от старых матричных принтеров.

Для эффективного функционирования устройства понадобится три отдельных двигателя шагового типа. Рекомендуется применять двигатели с пятью отдельными проводами управления. Это позволит увеличить функциональность самодельного аппарата в несколько раз.

При подборе двигателей для будущего станка нужно знать число градусов на один шаг, показатель рабочего напряжения и сопротивление обмотки. Впоследствии это поможет произвести корректную настройку всего программного обеспечения.

Крепление вала шарового двигателя производится с применением резинового кабеля, покрытого толстой обмоткой. Кроме того, с помощью такого кабеля можно присоединить двигатель к ходовой шпильке. Станину можно изготовить из пластмассы с толщиной в 10-12 мм.

Наряду с пластиком возможно применение алюминия или органического стекла.

Ведущие детали каркаса крепятся с помощью саморезов, а при использовании древесины можно крепить элементы клеем ПВА. Направляющие представляют собой стальные прутья с сечением в 12 мм и длиной в 20 мм. На каждую ось приходится по 2 прута.

Суппорт изготавливают из текстолита, его размеры должны составлять 30×100х40 см. Направляющие части текстолита скрепляются винтами марки М6, а суппорты «Х» и «У» в верху должны иметь 4 резьбовых отверстия для закрепления станины. Шаговые электродвигатели устанавливаются с помощью крепежей.

Крепления можно сделать с использованием стали листового типа. Толщина листа должна составлять 2-3 мм. Далее винт соединяется с осью шагового двигателя посредством гибкого вала. С этой целью можно задействовать обычный резиновый шланг.

Из этой статьи можно узнать, как в домашних условиях изготовить фрезерный станок по дереву своими руками для выполнения основных операций с заготовками. В тексте изложена пошаговая технология создания инструмента: анализ конструкционных особенностей прибора и всех составляющих, необходимых для его установки, чертежи с размерами и подробные описания, которые помогут создать каждый из этих элементов и собрать их воедино.

Фрезерные станки по дереву могут иметь различное назначение. Некоторые приборы рассчитаны на выполнение всего одной операции, другие – многофункциональны. Покупка профессионального инструмента – дорогое удовольствие, поэтому многие мастера прибегают к изготовлению станка по дереву своими руками. Чаще всего такой фрезер используется в небольших мебельных мастерских.

Фрезеры обычно применяются для обработки древесины по прямому или кривому контуру. В качестве рабочего элемента в конструкции выступает ножевая головка, которая осуществляет вращательные движения. В большинстве случаев эта деталь располагается вертикально. Существует много разновидностей фрезеров, каждая из которых обладает собственными конструкционными особенностями.

Самые популярные виды приборов:

• стандартные одношпиндельные (шпиндель расположен вертикально);
• одношпиндельные конструкции, где шпиндель или самодельный фрезерный стол наклоняется;
• копировальные фрезеры со шпинделем, имеющим верхнее размещение;
• копировальные конструкции со шпинделем, имеющим горизонтальное размещение (инструмент предназначен для обработки воздушных винтов из дерева).

Обратите внимание! Во всех перечисленных конструкциях, кроме последней, материал подается вручную.

Устройство фрезерного станка: одношпиндельные конструкции

Конструкция одношпиндельного станка включает горизонтальный стол с парой шпунтовых гнезд, предназначенных для фиксации направляющих линеек. Он установлен на станине из чугуна. Под столом находятся салазки, которые передвигаются по направляющим. На них установлен шпиндель на подпятнике и паре подшипников. В верхней части этого элемента находится еще один шпиндель – вставной. Он предназначен для монтажа режущих деталей.

Салазки со шпинделем при необходимости можно поднять. Для этого используется коническая зубчатая передача с маховичком или винт. Ременная передача позволяет привести в движение шпиндель. Причем для этого может использоваться контрпривод, мотор или вал двигателя.

Чтобы изготовить такой фрезер по дереву своими руками, нужно учесть некоторые нюансы. В некоторых случаях не обойтись без дополнительного усиления шпинделя. Такая необходимость возникает, если требуется обработать заготовки большой высоты или же на деталь воздействуют серьезные нагрузки. Для этого на столе станка нужно установить и закрепить верхний упор. Этот элемент фиксируется на кронштейне. Чтобы контролировать перемещение заготовки в процессе фрезеровки желательно использовать направляющее кольцо или линейку.

Станки, в которых шпиндель или стол наклоняется, позволяют выполнять более широкий спектр работ по дереву своими руками. Кроме стандартных операций, такие конструкции позволяют получить более высокое качество обработки, получая чистую и равномерную поверхность. Такого результата можно добиться за счет обработки древесины под углом, используя фрезы с очень маленьким диаметром. Прибор с наклоняющимся шпинделем гораздо безопаснее и удобнее.

Устройство копировального самодельного станка по дереву с верхним размещением шпинделя

Эти приборы используются для выполнения копировальных работ. При этом не требуется наличия высокой мощности. Такие конструкции позволяют выполнять фрезеровку и сверлильные работы для создания ажурных изделий.

Копировальный прибор способен заменить собой сразу три инструмента:

1. Фрезер.
2. Сверлильный станок.
3. Лобзик.

Обработка древесины выполняется с помощью режущих фрез. Шпиндель развивает большое количество оборотов, благодаря чему обработанная поверхность получается очень чистой.

Самодельный деревообрабатывающий станок может использоваться для различных целей:

• калибровка бобышек;
• изготовление ажурных рам;
• проработка стенок нервюр и т. п.

В качестве основы для такой конструкции используется станина, изготовленная из чугуна. Ее верхняя часть изогнута в форме серпа. Эта зона используется для монтажа электрического мотора.

Обратите внимание! Станина выполняет функцию связующего звена, на которое устанавливаются все элементы самодельного фрезерного станка по дереву. Чем прочнее и надежнее ее конструкция, тем лучше.

Двигатель устанавливается на направляющих. За счет системы рычагов он может перемещаться по этим элементам вниз и вверх. Данный участок приводится в движение нажатием на педаль, которая укомплектована специальным стопором. Роторный вал двигателя соединяется со шпинделем, где закрепляется патрон с инструментом. Этот патрон может быть самоцентрирующимся или американским.

В нижней зоне станины монтируется стол на подвижном кронштейне. Такая конструкция может передвигаться по направляющим вертикально с помощью маховичка. Существуют и другие варианты изготовления самодельного фрезерного станка по дереву своими руками, чертеж такой конструкции предполагает вертикальное перемещение стола еще и в процессе работы за счет нажатия на педаль. В таких моделях электрический двигатель и шпиндель остаются неподвижными.

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.

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.

Обратите внимание! Центральная часть задней бабки обязательно должна совпасть с серединой вала электромотора.

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.

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.

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.

Обратите внимание! Станок с деревянной струбциной подходит исключительно для обработки заготовок из древесины. Не допускается использование такого инструмента для работы с металлом.

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.

Как сделать фрезерный станок по дереву своими руками: чертежи, видео, инструкция

1. Определиться с типом конструкции, и какие задачи будет выполнять инструмент.
2. Определиться с материалами, которые будут использоваться для строительства каждого элемента, и способами фиксации.
3. Рассчитать необходимые для полноценного функционирования технические и эксплуатационные параметры.
4. Подобрать для изготавливаемого своими руками фрезерного станка с ЧПУ по дереву чертежи с размерами всех деталей.

Для работы со сложными элементами потребуется фрезер с высоким уровнем мощности и большим количество оборотов. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение приборам, имеющим ручную настройку шпинделя и автоматическую стабилизацию. Нелишними будут такие функции, как быстрая остановка и плавный пуск. В идеальных конструкциях для замены щеток электромотора не требуется разборка корпусной части инструмента.

Статья по теме:

Инструкция к эксплуатации. Комплектующие детали. Рекомендации по выбору конструкций и обзор лучших моделей.

Конструкция фрезера состоит из следующих элементов:

• столешницы;
• станины;
• шпинделя;
• параллельного упора;
• подающей салазки;
• пылесоса.

Полезный совет! Рекомендуемая мощность двигателя для станка – 2 кВт и более. Инструмент с меньшими показателями не сможет обработать заготовки из твердых пород древесины.

Подбор материалов для изготовления деревообрабатывающего станка своими руками

Чтобы станина смогла выдерживать высокие динамические нагрузки, желательно в качестве материала для ее изготовления использовать металл. Самым подходящим вариантом является труба с квадратным или прямоугольным сечением. Допускается использование массивного металлического уголка.

Выбор таких материалов позволяет создать конструкцию, не применяя сварочного аппарата. Все элементы соединяются за счет болтов. Конструкция получается разборной, что облегчает ее перенос и транспортировку. Кроме этого, используя соответствующий чертеж фрезерного стола, своими руками можно создать регулируемые ножки. Подвижные опоры позволят настраивать станок по горизонтали.

Для изготовления столешницы подойдут такие материалы:

• многослойные фанерные листы;
• строганная доска;
• МДФ, ОСБ или ДСП.

Столешница обязательно должна иметь гладкую поверхность. Любые неровности скажутся на качестве работы. Кроме этого, необходимо исключить все факторы, которые могут стать причиной появления царапин во время обработки заготовок.

При изготовлении стола для фрезера своими руками ровной поверхности можно добиться несколькими способами:

• отделка с помощью пластика;
• тщательная подгонка и шлифовка строганных досок;
• отделка металлом.

Для изготовления фрезера своими руками можно использовать асинхронный или коллекторный двигатель. Первый вариант достаточно неприхотлив в эксплуатации и не налагает ограничений на размер используемых фрез. Среди недостатков – высокий уровень шума. Коллекторный двигатель более доступен, однако его щетки изнашиваются быстрее.

Как изготовить приспособления для фрезера своими руками

Самодельные фрезы по дереву способны эффективно обрабатывать древесину, однако при контакте с твердыми материалами режущие элементы быстро затупляются. Поэтому спектр применения таких деталей существенно ограничен.

Чтобы изготовить фрезу по дереву своими руками, необходимо взять цилиндрическую заготовку и срезать половину ее диаметра на том участке, где будет располагаться режущая зона. После этого необходимо сгладить образовавшийся переход. Со срезанной части заготовки нужно убрать еще 1/4 диаметра и выполнить аналогичную операцию. Затем следует придать обработанному участку фрезы прямоугольную форму. Для этого нужно срезать ее нижнюю часть. Толщина полученной рабочей зоны должна составлять 2-5 мм.

Полезный совет! Чтобы срезать металлическую заготовку под фрезу можно использовать дрель или болгарку, приспособив этот инструмент для выполнения данной задачи. Режущую кромку можно изготовить с помощью заточного станка.

1. Заточку режущей части желательно выполнять под углом в 7-10°. Более острая кромка будет резать гораздо хуже и быстро потеряет заточку.
2. С помощью шлифовальной машинки углового типа, укомплектованной дисками по металлу, можно придать режущей части фрезы необходимую конфигурацию. Для этих целей подойдут и надфили, покрытые алмазным напылением.
3. Если у фрезы будет сложная конфигурация, можно ее расплющить или загнуть.

Как изготовить фрезерный станок своими руками

Простейший фрезерный станок можно изготовить по тому же принципу, что и токарный инструмент, описанный ранее. Существует несколько способов оформить ведущий центр конструкции.

В первом случае на вал насаживается стальная трубка с тонкими стенками. Этот метод считается самым простым, однако он не лишен недостатков. Оператор не сможет обрабатывать заготовки, диаметр которых меньше внутреннего сечения трубы. К тому же такую конструкцию не получится быстро демонтировать, если в этом возникнет необходимость.

Во втором случае заготовка будет крепиться к планшайбе. Для этого можно использовать шурупы, для которых предварительно нужно сделать отверстия. Этот метод также имеет недостатки. Диаметр обрабатываемых заготовок ограничивается размером планшайбы. Чтобы упростить этот процесс можно изготовить специальный патрон, хотя и в этом случае не удастся избежать некоторых ограничений.

Задний центр, который будет использоваться для фиксации длинных заготовок, нужно установить на задней бабке. Монтаж электрического двигателя осуществляется на раму. В целом, простейшие конструкции токарного и фрезерного инструмента во многом похожи. При желании получить более функциональный прибор можно изготовить фрезерный станок с ЧПУ своими руками, но для этого потребуются дополнительные технические знания.

Технология изготовления стола для фрезера своими руками с чертежами

Существует несколько вариантов конструкций, которые можно использовать для установки настольного фрезерного станка с ЧПУ. Столы могут быть стационарными или портативными. Кроме этого, существует еще и агрегатная разновидность. Такая конструкция позволяет расширить поверхность стола для использования фрезера.

Чаще всего мастера отдают предпочтение стационарным конструкциям, имеющим металлический каркас. В качестве материала для столешницы подойдет голландская фанера.

Обратите внимание! Изготавливая стол для ручного фрезера своими руками, обязательно нужно учитывать рост человека, который будет за ним работать.

Список необходимых инструментов и материалов включает:

• металлические детали для каркаса (труба или уголок);
• направляющие из алюминия;
• оси для фиксации фрезера;
• шпаклевка, а также грунтующий и красящий составы;
• саморезы;
• мебельные болты (60х6 мм);
• шестигранные регулировочные болты с гайками (4 шт.);
• финская ламинированная фанера с влагостойкими свойствами (толщина листа 1,8 см);
• материал для изготовления параллельного упора (фанера или доски);
• дрель и набор сверл;
• шуруповерт и электрический лобзик;
• сварочный аппарат;
• вспомогательные приспособления (кисти, тряпки, шпатель).

Имея все необходимое можно без труда изготовить конструкцию фрезерного стола своими руками, видео-обзоры технологии, которых немало в сети, помогут наглядно ознакомиться с этим процессом.

Технология изготовления станка ЧПУ своими руками: чертежи и сборка

Фрезер с ЧПУ отличается от обычного инструмента наличием программы, которая контролирует его работу. На многих видео самодельные станки изготавливаются на основе балки с прямоугольным сечением, которая закрепляется на направляющих. Фрезер с ЧПУ не является исключением. В процессе монтажа несущей конструкции желательно не использовать сварных соединений, фиксацию лучше выполнять с помощью болтов.

Дело в том, что сварные швы уязвимы перед вибрационным воздействием, из-за чего со временем рама будет подвергаться постепенному разрушению. В результате смены геометрических размеров оборудование потеряет свою точность и качество обработки. Желательно, чтобы чертеж стола предусматривал возможность перемещения инструмента по вертикали. Для этих целей подойдет винтовая передача. Вращательное движение будет передаваться с помощью зубчатого ремня.

Вертикальная ось является важнейшим элементом конструкции. Для ее изготовления можно воспользоваться алюминиевой плитой. При этом очень важно, чтобы размерные параметры оси соответствовали габаритам будущего станка.

Полезный совет! Используя муфельную печь, можно отлить вертикальную ось из алюминия с учетом размеров, указанных в чертеже.

Сборку станка следует начать с монтажа двух электромоторов шагового типа. Они устанавливаются за вертикальной осью прямо на корпус. Один двигатель будет контролировать движения фрезерной головки по горизонтали, другой – по вертикали. Затем нужно перейти к монтажу остальных узлов конструкции.

Вращательное движение будет передаваться на узловые элементы инструмента с помощью ременных передач. Перед тем как подключить к готовому фрезеру программное управление, обязательно нужно проверить его работоспособность и при наличии недостатков устранить их. Многие мастера используют для сборки станка своими руками видео-обзоры, где подробно рассматривается этот процесс.

Оборудование для создания фрезерного станка с ЧПУ по дереву своими руками

Для создания фрезерного станка с ЧПУ в домашних условиях обязательно использовать шаговые двигатели. Они обеспечивают возможность перемещения инструмента в 3-х плоскостях. Для создания самодельного станка идеально подойдут электрические двигатели, присутствующие в матричном принтере. Нужно проследить, чтобы моторы имели достаточную мощность. Кроме двигателей, потребуются стальные стержни.

В матричном принтере имеется всего пара двигателей, а для создания фрезера потребуется три. Поэтому потребуется несколько старых печатных устройств. Желательно, чтобы двигатели имели 5 проводов управления. Благодаря этому функциональность инструмента возрастает.

Немаловажное значение имеют и другие параметры двигателей:

• градус поворота за один шаг;
• сопротивление обмотки;
• уровень напряжения.

Для сборки привода потребуется шпилька и гайка. Размер этих деталей подбирается с учетом чертежа. Чтобы закрепить вал мотора и шпильку можно использовать толстую обмотку из резины от электрического кабеля. Нейлоновая втулка подойдет в качестве фиксатора, в нее следует вставить винт. В качестве вспомогательного инструмента можно использовать дрель и напильник.

Управление инструментом будет осуществляться программным обеспечением. Обязательный элемент станка - порт LPT, обеспечивающий подключение системы управления к фрезеру через электрические двигатели. От качества комплектующих, используемых для сборки станка, зависят его сроки службы и качество выполняемых технологических операций. Поэтому к выбору деталей следует подходить основательно. Когда все электронные компоненты станка будут установлены и подключены, останется лишь загрузить драйвера и программное обеспечение.

Во сколько обойдется покупка фрезерного станка с ЧПУ: цены на инструмент

Если с изготовлением ручного фрезера и стационарного стола может справиться практически любой мастер, то сборка станка с ЧПУ для многих покажется невыполнимой задачей. Причем самодельные конструкции не обладают такими возможностями, которые может предложить инструмент заводского производства.

Полезный совет! Если предполагается использование фрезера для выполнения сложных работ по дереву, лучше отдать предпочтение именно заводским конструкциям, которые точно откалиброваны и имеют множество функций.

Расценки на них варьируются в зависимости от функционала, размера стола, мощности, производителя и других параметров.

Средние расценки на фрезерные станки с ЧПУ заводского производства:

Сборка станка с программным обеспечением довольно сложный процесс, требующий наличия определенных навыков и знаний. Эту работу невозможно выполнить без подходящего чертежа и необходимых деталей. Такие элементы, как шлейфы, предназначенные для передачи сигналов, шаговые двигатели и микропроцессорные платы можно снять с устаревшего оборудования или приобрести в сети. Многие интернет-магазины предлагают готовые наборы для сборки фрезерных станков для домашних мастерских.

Изготовление фрезерного станка по дереву своими руками: видео инструкция

Для изготовления объемного рисунка на деревянной поверхности применяются заводские фрезерные станки с ЧПУ по дереву. Сделать аналогичную мини-модель своими руками в домашних условиях сложно, но возможно при детальном изучении конструкции. Для этого необходимо разобраться со спецификой, правильно подобрать комплектующие и выполнить их настройку.

Принцип работы фрезерного станка

Современное деревообрабатывающее оборудование с блоком числового программного управления предназначено для формирования сложного рисунка по дереву. В конструкции должна присутствовать механическая электронная часть. В комплексе они позволят максимально автоматизировать процесс работы.

Для изготовления настольного по дереву своими руками следует ознакомиться с основными компонентами. Режущим элементом является фреза, которая устанавливается в шпиндель, расположенный на валу электродвигателя. Эта конструкция крепится на станину. Она может перемещаться по двум осям координат – x; y. Для фиксации заготовки необходимо сделать опорный столик.

Электронный блок управления соединяется с пошаговыми двигателями. Они обеспечивают смещение каретки относительно детали. По такой технологии можно сделать 3D рисунки на деревянной поверхности.

Последовательность работы мини-оборудования с ЧПУ, который можно изготовить своими руками.

1. Написание программы, согласно которой будет выполнена последовательность перемещений режущей части. Для этого лучше всего использовать специальные программные комплексы, предназначенные для адаптации в самодельных моделях.
2. Установка заготовки на стол.
3. Вывод программы в ЧПУ.
4. Включение оборудования, контроль за выполнением автоматических действий.

Для достижения максимальной автоматизации работы в 3D режиме потребуется правильно составить схему и выбрать соответствующие комплектующие. Специалисты рекомендуют изучить заводские модели, прежде чем сделать мини-фрезерный станок своими руками.

Для создания сложных рисунков и узоров на деревянной поверхности понадобится несколько видов фрез. Некоторые из них можно сделать самостоятельно, но для тонкой работы следует приобрести заводские.

Схема самодельного фрезерного станка с числовым управлением

Самым сложным этапом является выбор оптимальной схемы изготовления. Она зависит от габаритов заготовки и степени ее обработки. Для домашнего использования желательно изготовить настольный , сделанный своими руками, который будет иметь оптимальное число функций.

Оптимальным вариантом является изготовление двух кареток, которые будут двигаться по осям координат x; y. В качестве основания лучше всего использовать стальные шлифованные прутки. На них будут монтироваться каретки. Для создания трансмиссии необходимы шаговые электродвигатели и винты с подшипниками качения.

Для максимальной автоматизации процесса в конструкции мини-фрезерного станка с ЧПУ по дереву, сделанного своими руками, необходимо детально продумать электронную часть. Условно она состоит из следующих компонентов:

• блок питания. Необходим для подачи электроэнергии на шаговые электродвигатели и микросхему контроллера. Зачастую используют модель 12в 3А;
• контроллер. Он предназначен для подачи команд на электродвигатели. Для работы мини-фрезерного станка ЧПУ, изготовленного своими руками, достаточно простой схемы для контроля функционирования трех двигателей;
• драйвер. Также является элементом регулирования работы подвижной части конструкции.

Преимуществом этого комплекса является возможность импортирования исполняемых файлов самых распространенных форматов. С помощью специального приложения можно составить трехмерный чертеж детали для предварительного анализа. Шаговые двигатели будут работать с определенной частотой хода. Но для этого следует внести технические параметры в программу управления.

Выбор комплектующих для фрезерного станка с ЧПУ

Следующим этапом является выбор компонентов для сборки самодельного оборудования. Оптимальным вариантом является использование подручных средств. В качестве основы для настольных моделей 3D станка можно использовать дерево, алюминий или оргстекло.

Для правильной работы всего комплекса необходимо разработать конструкцию суппортов. Во время их движения не должно возникать колебаний, это может привести к неточному фрезерованию. Поэтому перед сборкой все компоненты проверяются на совместимость друг с другом.

• направляющие. Используются стальные шлифованные прутки диаметром 12 мм. Длина для оси x составляет 200 мм, для y — 90 мм;
• суппорт. Оптимальным вариантом является текстолит. Обычный размер площадки — 25*100*45 мм;
• шаговые двигатели. Специалисты рекомендуют использовать модели от принтера 24в, 5А. В отличие от приводов дисковода они имеют большую мощность;
• блок фиксации фрезы. Его также можно сделать из текстолита. Конфигурация напрямую зависит от имеющегося инструмента.

Блок питания лучше всего собрать заводской. При самостоятельном изготовлении возможны ошибки, которые впоследствии отразятся на работе всего оборудования.

Порядок изготовления фрезерного станка с ЧПУ

После выбора всех компонентов можно сделать настольный мини фрезерный станок с ЧПУ по дереву самостоятельно своими руками. Предварительно еще раз проверяются все элементы, выполняется контроль их размеров и качества.

Для фиксации элементов оборудования необходимо использовать специальные крепежные детали. Их конфигурация и форма зависят от выбранной схемы.

Порядок действий по сборке настольного мини оборудования с ЧПУ по дереву с функцией 3D обработки.

1. Монтаж направляющих суппорта, их фиксация на боковых частях конструкции. Эти блоки еще не устанавливаются на основание.
2. Притирка суппортов. Их необходимо двигать по направляющим до тех пор, пока не получится плавный ход.
3. Затяжка болтов для фиксации суппортов.
4. Крепление компонентов на основание оборудования.
5. Монтаж ходовых винтов вместе с муфтами.
6. Установка ходовых двигателей. Они крепятся к винтам муфт.

Электронная часть располагается в отдельном блоке. Это способствует уменьшению вероятности сбоя в работе во время функционирования фрезера. Также важным моментом является выбор рабочей поверхности для установки оборудования. Она должна быть ровная, так как в конструкции не предусмотрены болты регулировки уровня.

После этого можно приступать к пробным испытаниям. Сначала рекомендуется задать несложную программу фрезерования по дереву. Во время работы необходимо сверять каждый проход фрезы — глубину и ширину обработки, в особенности это касается 3D режима.

В видеоматериале показан пример как собрать большой фрезерный станок с ЧПУ, изготовленный своими руками:

Примеры чертежей и самодельных конструкций

Итак, вы решили построить самодельный ЧПУ фрезерный станок или, может быть, вы просто над этим только задумываетесь и не знаете с чего начать? Есть много преимуществ в наличии машины с ЧПУ. Домашние станки могут производить фрезерование и резать практически все материалы. Будь вы любитель или мастер, это открывает большие горизонты для творчества. Тот факт, что один из станков может оказаться в вашей мастерской, еще более соблазнителен.

Есть много причин, по которым люди хотят построить собственный фрезерный станок ЧПУ своими руками. Как правило, это происходит потому, что мы просто не можем позволить себе купить его в магазине или от производителя, и в этом нет ничего удивительного, ведь цена на них немаленькая. Или же вы можете быть похожи на меня и получать массу удовольствия от собственной работы и создания чего-то уникального. Вы можете просто заниматься этим для получения опыта в машиностроении.

Личный опыт

Когда я впервые начал разрабатывать, продумывать и делать первый ЧПУ фрезер своими руками, на создание проекта ушел примерно один день. Затем, когда начал покупать части, я провел небольшое исследование. И нашел кое-какие сведения в различных источниках и форумах, что привело к появлению новых вопросов:

• Мне действительно нужны шарико-винтовые пары, или обычные шпильки и гайки будут работать вполне нормально?
• Какой линейный подшипник лучше, и могу ли я его себе позволить?
• Двигатель с какими параметрами мне нужен, и лучше использовать шаговик или сервопривод?
• Деформируется ли материал корпуса слишком сильно при большом размере станка?
• И т.п.

К счастью, на некоторые из вопросов я смог ответить благодаря своей инженерно-технической базе, оставшейся после учебы. Тем не менее, многие из проблем, с которыми я бы столкнулся, не могли быть рассчитаны. Мне просто нужен был кто-то с практическим опытом и информацией по этому вопросу.

Конечно, я получил много ответов на свои вопросы от разных людей, многие из которых противоречили друг другу. Тогда мне пришлось продолжить исследования, чтобы выяснить, какие ответы стоящие, а какие – мусор.

Каждый раз, когда у меня возникал вопрос, ответ на который я не знал, мне приходилось повторять тот же процесс. По большему счету это связано с тем, что у меня был ограниченный бюджет и хотелось взять лучшее из того, что можно купить за мои деньги. Такая же ситуация у многих людей, создающих самодельный фрезерный станок с ЧПУ.

Комплекты и наборы для сборки фрезеров с ЧПУ своими руками

Да, есть доступные комплекты станков для ручной сборки, но я еще не видел ни одного, который можно было бы подстроить под определенные нужды.

Также нет возможности вносить изменения в конструкцию и тип станка, а ведь их много, и откуда вы знаете, какой из них подойдет именно вам? Независимо от того, насколько хороша инструкция, если конструкция продумана плохо, то и конечная машина будет плохой.

Вот почему вам нужно быть осведомленным относительно того, что вы строите и понимать какую роль играет каждая деталь!

Руководство

Это руководство нацелено на то, чтобы не дать вам совершить те же ошибки, на которые я потратил свое драгоценное время и деньги.

Мы рассмотрим все компоненты вплоть до болтов, глядя на преимущества и недостатки каждого типа каждой детали. Я расскажу о каждом аспекте проектирования и покажу, как создать ЧПУ фрезерный станок своими руками. Проведу вас через механику к программному обеспечению и всему промежуточному.

Имейте в виду, что самодельные чертежи станков с ЧПУ предлагают немного способов решения некоторых проблем. Это часто приводит к «неаккуратной» конструкции или неудовлетворительному функционированию машины. Вот почему я предлагаю вам сначала прочитать это руководство.

ДАВАЙТЕ НАЧНЕМ

ШАГ 1: Ключевые конструктивные решения

В первую очередь необходимо рассмотреть следующие вопросы:

1. Определение подходящей конструкции конкретно для вас (например, если будете делать станок по дереву своими руками).
2. Требуемая площадь обработки.
3. Доступность рабочего пространства.
4. Материалы.
5. Допуски.
6. Методы конструирования.
7. Доступные инструменты.
8. Бюджет.

ШАГ 2: Основание и ось X-оси

Тут рассматриваются следующие вопросы:

1. Проектирование и построение основной базы или основания оси X.
2. Жестко закрепленные детали.
3. Частично закрепленные детали и др.

ШАГ 3: Проектирование козловой оси Y

1. Проектирование и строительство портальной оси Y.
2. Разбивка различных конструкций на элементы.
3. Силы и моменты на портале и др.

ШАГ 4: Схема сборки оси Z

Здесь рассматриваются следующие вопросы:

1. Проектирование и сборка сборки оси Z.
2. Силы и моменты на оси Z.
3. Линейные рельсы / направляющие и расстояние между подшипниками.
4. Выбор кабель-канала.

ШАГ 5: Линейная система движения

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

1. Подробное изучение систем линейного движения.
2. Выбор правильной системы конкретно для вашего станка.
3. Проектирование и строительство собственных направляющих при малом бюджете.
4. Линейный вал и втулки или рельсы и блоки?

ШАГ 6: Компоненты механического привода

В этом пункте рассматриваются следующие аспекты:

1. Детальный обзор частей привода.
2. Выбор подходящих компонентов для вашего типа станка.
3. Шаговые или серводвигатели.
4. Винты и шарико-винтовые пары.
5. Приводные гайки.
6. Радиальные и упорные подшипники.
7. Муфта и крепление двигателя.
8. Прямой привод или редуктор.
9. Стойки и шестерни.
10. Калибровка винтов относительно двигателей.

ШАГ 7: Выбор двигателей

В этом шаге необходимо рассмотреть:

1. Подробный обзор двигателей с ЧПУ.
2. Типы двигателей с ЧПУ.
3. Как работают шаговые двигатели.
4. Типы шаговых двигателей.
5. Как работают сервомоторы.
6. Типы серводвигателей.
7. Стандарты NEMA.
8. Выбор правильного типа двигателя для вашего проекта.
9. Измерение параметров мотора.

ШАГ 8: Конструкция режущего стола

1. Проектирование и строительство собственных столов при малом бюджете.
2. Перфорированный режущий слой.
3. Вакуумный стол.
4. Обзор конструкций режущего стола.
5. Стол можно вырезать при помощи фрезерного станка с ЧПУ по дереву.

ШАГ 9: Параметры шпинделя

В этом шаге рассматриваются следующие вопросы:

1. Обзор шпинделей с ЧПУ.
2. Типы и функции.
3. Ценообразование и затраты.
4. Варианты монтажа и охлаждения.
5. Системы охлаждения.
6. Создание собственного шпинделя.
7. Расчет нагрузки стружки и силы резания.
8. Нахождение оптимальной скорости подачи.

ШАГ 10: Электроника

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

1. Панель управления.
2. Электропроводка и предохранители.
3. Кнопки и переключатели.
4. Круги MPG и Jog.
5. Источники питания.

ШАГ 11: Параметры контроллера Программного Управления

В этом шаге рассматриваются следующие вопросы:

1. Обзор контроллера ЧПУ.
2. Выбор контроллера.
3. Доступные опции.
4. Системы с замкнутым контуром и разомкнутым контуром.
5. Контроллеры по доступной цене.
6. Создание собственного контроллера с нуля.

ШАГ 12. Выбор программного обеспечения

В этом пункте рассматриваются следующие вопросы:

1. Обзор программного обеспечения, связанного с ЧПУ.
2. Подбор программного обеспечения.
3. Программное обеспечение CAM.
4. Программное обеспечение САПР.
5. Програмное обеспечение NC Controller.

——————————————————————————————————————————————————–

Для многих домашних мастеров может показаться, что — это где-то на грани фантастики, так как данное оборудование представляет собой сложное в конструктивном, техническом и электронном плане устройство.

Между тем, имея под рукой соответствующие чертежи, весь необходимый материал и инструмент, мини фрезерный самодельный станок по дереву, оснащенный ЧПУ, сделать своими руками можно.

Конечно, для этого придется затратить определенные усилия, а том числе и финансовые, однако нет ничего невозможного, и если правильно и со знанием дела подходить к решению этого вопроса, самодельный настольно-фрезерный станок по дереву мини исполнения с блоком ЧПУ сделать своими руками сможет каждый домашний мастер.

Как известно, такой мини агрегат по дереву отличается точностью проводимой обработки, простотой управления всеми рабочими процессами, а также высоким качеством готового изделия.

В настоящее время реализовать самодельный настольно-фрезерный станок с ЧПУ в мини исполнении для работы по дереву и другим материалами можно несколькими способами.

В первую очередь, можно приобрести специальный набор для сбора данного типа конструкции, а можно все необходимые работы провести своими руками, получив на выходе готовое изделие с высоким качеством обработки.

Если принято решение всю необходимую работу по конструированию и сборке мини настольно-фрезерного станка для работы по дереву и другими материалами с ЧПУ проводить самому, своими руками, то начинать следует с выбора наиболее оптимальной схемы будущего агрегата.

В этом случае в качестве исходного оборудования можно взять небольшой старенький сверлильный станок и заменить рабочий орган в виде сверла непосредственно на фрезу.

Обязательно следует тщательно подумать о том, как будет устроен механизм, отвечающий за необходимое передвижение в трех независимых плоскостях.

Собрать такой механизм можно попробовать из переработанных кареток от старого принтера, что даст возможность обеспечить движение рабочей фрезе в двух плоскостях.

Здесь можно будет достаточно просто подключить необходимое программное обеспечение, что позволит сделать самодельный настольно фрезерный станок ЧПУ автоматическим, однако такая конструкция сможет работать только по дереву, пластику или тонкому металлу.

Чтобы самодельный фрезерный станок, собранный своими руками, смог выполнять более серьезные операции, его необходимо оснастить шаговым двигателем с высокими показателями по мощности.

Получить такой тип двигателя можно из стандартного варианта электродвигателя за счет небольшой доработки. Это позволит полностью исключить применение винтовой передачи, при этом все ее достоинства сохранятся в полном объеме.

Необходимое усилие на вал в самодельном агрегате лучше всего передавать через зубчатые ремни.

В том случае, если для обеспечения необходимого передвижения рабочей фрезы в самодельном фрезерном станке с ЧПУ принято решение использовать самодельные каретки от принтеров, то лучше для этих целей взять данные приспособления от больших моделей принтеров.

При создании фрезерного агрегата с ЧПУ своими руками, особое внимание следует уделить изготовлению механизма фрезера, для чего потребуются соответствующие чертежи.

Сборка фрезерного станка

За основу самодельного фрезерного станка лучше всего взять прямоугольную балку, которую следует прочно закрепить на направляющих.

Вся конструкция должна иметь высокую жесткость, при этом лучше, если сварочные работы будут сведены к минимуму.

Дело в том, что в любом случае, сварочные швы подвержены разрушению и деформации при определенных нагрузках, при работе станка его станина будет подвергаться, в том числе, и вибрации, что может негативно сказаться на данных элементах крепления, что, в свою очередь, приведет к сбою в настройках.

Балку и элементы крепления для усиления жесткости рекомендуется скреплять при помощи винтов определенных диаметров.

Это должно полностью исключить возможный люфт при работе фрезерного станка с ЧПУ, а также прогиб направляющих при серьезных нагрузках.

По точно такому же принципу собирается своими руками и самодельный фрезерно-гравировальный станок, оснащенный ЧПУ. О процессе сборки своими руками достаточно функционального станка фрезерного типа с ЧПУ, подробно рассказано на видео ниже.

В конструкции агрегата необходимо в обязательном порядке предусмотреть подъем рабочего инструмента в вертикальном положении, для чего рекомендуется использовать винтовую передачу.

В свою очередь, для необходимой отдачи вращения непосредственно на ходовой винт следует использовать зубчатый ремень.

Вертикальную ось, которая также является обязательным элементом любого фрезерного станка с ЧПУ, делают из алюминиевой плиты.

Ее следует точно подогнать по размерам, которые были получены еще на этапе проектирования агрегата и занесены в соответствующие чертежи.

В домашних условиях отлить вертикальную ось можно при помощи муфельной плиты, и в этом случае следует взять алюминий.

После этого непосредственно на корпус сразу за осью следует смонтировать два двигателя шагового типа, один из которых будет отвечать за горизонтальное перемещение, а второй, соответственно, за вертикальное.

Все вращение должно передаваться через ремни. После того, как все элементы будут находиться на своих местах, самодельный фрезерный станок следует обязательно проверить в работе при ручном управлении, и при выявлении недочетов, устранить их на месте.

Немного о шаговых двигателях

Любой агрегат с ЧПУ, в том числе и гравировальный станок, в обязательном порядке оснащается электродвигателями шагового типа.

При сборке самодельного фрезеровального оборудования с ЧПУ в качестве такого мотора можно использовать двигатели от старых матричных принтеров. В большинстве матричных принтеров установлено два таких элемента с достаточной мощностью.

Кроме этого, в матричных принтерах имеются еще и стальные стержни, изготовленные из прочной стали, которые также можно использовать в самодельном станке.

В этом случае следует отметить, что для сборки такого агрегата своими руками потребуется три отдельных двигателя шагового типа, а значит, придется искать и разбирать два матричных принтера.

Лучше, если такие двигатели будут иметь порядка пяти отдельных проводов управления, так как в этом случае функциональность самодельного станка увеличится в несколько раз.

Подбирая двигатели шагового типа для самодельного фрезерного станка с ЧПУ, необходимо выяснить число их градусов на один шаг, а также рабочее напряжение и обмоточное сопротивление.

Это поможет впоследствии правильно настроить все программное обеспечение оборудования.

Крепить вал двигателя шагового типа лучше всего при помощи резинового кабеля с толстой обмоткой. Он поможет и при присоединении самого двигателя непосредственно к шпильке.

Выполнить фиксаторы можно из изготовленной своими руками втулки с винтом. Для этого следует взять нейлон, а в качестве инструмента дрель и напильник.

О том, как сделать своими руками гравировально-фрезерный станок с блоком ЧПУ, подробно рассказано на видео ниже.

Электронное обеспечение

Главным элементом любого станка, оснащенного ЧПУ, является его программное обеспечение.

В этом случае можно использовать самодельное, которое будет включать в себя все необходимые драйверы для установленных контролеров, а также шаговых двигателей, а кроме этого, стандартные питающие блоки.

В обязательном порядке потребуется порт LPT. Также необходимо будет подумать и о рабочей программе, которая будет обеспечивать не только контроль, но и управление всеми необходимыми режимами работы.

Непосредственно сам блок ЧПУ следует подключать к фрезерному агрегату через вышеуказанный порт обязательно через установленные двигатели.

Подбирая для самодельного станка необходимое программное обеспечение, необходимо делать ставку на то, которое уже успело доказать свою стабильную работу и имеет огромные функциональные возможности.
Видео:

Следует помнить, что электроника будет, главным образом, влиять на точность и качество всех выполняемых операций на оборудовании с ЧПУ.

После того как будет установлена вся необходимая электроника, необходимо выполнить загрузку всех необходимых для работы настольно-фрезерного станка программ и драйверов.

Далее, непосредственно перед тем, как станок начнет эксплуатироваться по своему прямому назначению, следует проверить в работе электронное обеспечение и при необходимости устранить на месте все выявленные недочеты.

Все вышеописанные операции по сборке своими руками фрезерного станка с ЧПУ подходят и для создания самодельного координатно-расточного агрегата, а также многого другого оборудования данного класса.

В любом случае, если всю работу по сборке своими руками фрезерного агрегата, оснащенного ЧПУ, выполнить правильно и в соответствии с технологией, у домашнего мастера появится возможность выполнять множество сложнейших операций, как по металлу, так и по дереву.

О том, как сделать самостоятельно фрезеровальный станок с блоком ЧПУ, подробно рассказано на видео в нашей статье.