Настольный трехкоординатный фрезерный станок типа CNC

Ниже предлагается инструкция по созданию фрезерного станка, управляемого ПК. С помощью описанного ниже способа обработка поверхности станком, контролируемым компьютером, может стать доступной любому смертному. Это слишком маленький станок, чтобы определить его на отдельный стол, однако, можно с легкостью увеличить размеры конструкции. Чтобы собрать такой станок много денег не потребуется, вся конструкция обойдется не дороже 200 долларов США. Абсолютно все детали можно купить в любом магазине. С помощью станка можно делать гравировки на плоскости и печатной плате, а также фрезеровать в объеме и вырезать различные фигуры из пенопласта, дерева, пластика и других мягких материалов.

Посмотрите видеоролик в YouTube в конце статьи.

шаг 1 — Рама

В качестве рамы должна быть использована плоская поверхность, на которой все оборудование будет установлено горизонтально. Кроме этого рама должна иметь U-образное колено, чтобы крепко удержать ось Z (верхнюю и нижнюю часть с двигателем). Ради хохмы я взял трубу толщиной около 2,5см, оказалось, это очень удобный вариант. Когда требовалось что-то отрегулировать, я просто ударял по ней молотком. Как вы видите, свая, которая держит ось Z, необязательно должна располагаться в центре, однако, она должна быть прочной, и водопроводная труба для этого отлично подходит. Затем, когда вы удостоверитесь, что стыки труб находятся там, где нужно, воспользуйтесь герметиком, тогда конструкция станет еще прочнее.

шаг 2 — Направляющие и двигатель оси Х

Сейчас самое время добавить направляющие к платформе оси Х. Эти направляющие из алюминия с U-образной выемкой имеют ширину 1,9 см. Купить их можно в любом магазине, где продаются металлические изделия. Под каждую направляющую на стыке с осью подложите шайбу, чтобы они не располагались вплотную друг другу. Ничего страшного, если направляющие не будут идеально параллельными. Почему – узнаете позже. Теперь установите шаговый двигатель с держателем как на фото. Присоедините его на ¼ длины шпильками c резьбой к валу электродвигателя с небольшим кусочком резинового шланга (1 см термоусадочной трубки). Теперь все готово для установки подвижной части оси Х (платформа).

шаг 3 — Основа конструкции – ось X

возьмите кусок пластика (я использовал оргстекло) или металла, нужно что-то прочное и плоское, и прикрепите его к U-образной раме. А теперь коварная часть. Круглая штука называется подшипником. Можете достать ее из двигателя или купить в специализированном магазине. Закрепите ее на куске алюминия.  Возьмите стяжную гайку 0,5 см и вкрутите ее в алюминий, как показано на фото. Подшипник служит креплением для платформы Х с направляющей Х, а стяжная гайка позволит двигателю ходить взад и вперед по платформе. Не помешает смазать направляющие и стяжную гайку.

шаг 4 — Платформа Y

Платформа Y – это то же самое, что и платформа X, только повернутая на 90 градусов. Устанавливаем две направляющие и двигатель на платформе Х (в горизонтальной плоскости), берем кусок плоского материала и U-образный профиль и собираем подвижную платформу Y. Не забудьте о подшипнике и стяжной гайке. Когда все сделаете, должно получиться нечто подобное.

шаг 5 — Собираем ось Z

И снова мы повторяем схему создания платформ Х и Y для сборки платформы Z.  Возьмите плоский материал, здесь я использовал белое оргстекло. Прикрепите направляющие и двигатель, и снова U-образный профиль и подшипник дополняют конструкцию. История со стяжной гайкой немного изменится (см. фото). Четыре стойки, располагающиеся на платформе, будут держать двигатель. Поскольку платформа будет двигаться вверх и вниз, под весом двигателя она может соскочить с направляющих. Чтобы это предотвратить, добавим по роликовому подшипнику к каждому концу направляющей.

шаг 6 — Продолжаем сборку

Теперь закрепляем двигатель в платформе Z, затем инсталлируем платформу в раму. Вот, собственно, и оно. Пока что это чисто механическая конструкция. Далее мы подключим электродвигатели к контроллеру и запустим программу на ПК. Но это я оставлю для последующих статей.  

шаг 7 — Что он делает

Если вы заинтересовались этой статьей, похоже, вы уже имеете представление, что можно делать с помощью трехкоординатного фрезерного станка, управляемого компьютером. Удивительно, какой точности можно добиться, если немного над ним поколдовать. Убедитесь, что направляющие держатся крепко и располагаются ровно. Хорошо закрепите роликовый подшипник, чтобы платформа не двигалась.

Я использовал станок для создания печатных плат. Он отлично подойдет и для гравирования именных жетонов и значков, моддинга во всех его начинаниях и проявлениях. Здорово наблюдать, как станок вырезает объемную деталь из пенопласта или пластмассы. 

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ необходимо иметь соответствующую программу. Некоторые производители предлагают готовые комплекты из двигателей, драйверов и программ. Так процедура облегчается, но денег придется заплатить больше.

шаг 8 — Ролик «Гравировать легко»

Если по словесному описанию вам трудно понять, что и как необходимо делать, посмотрите ролик в YouTube:

шаг 9 — Гравировка

Я снова собрал свою машинку после написания этой статьи,  сделал кое-какую гравировку и обработал печатную плату.

(P.S. хотел использовать в качестве материала сыр, но что-то не пошло и пришлось его съесть.)

Фрезерование пластика проходит гладко, но вот для печатной платы в левой части резка пошла слишком глубоко. Именно после таких недочетов и хочется настроить станок на более точную работу. Возьмите немного алюминиевой фольги и подложите ее под направляющие оси Y. По мере того как платформа движется слева направо, высота изменяться не должна.

Заметьте, я закрепляю обрабатываемый материал клейкой лентой. Во всей этой конструкции мне нравится то, что любую проблему несложно решить, так как конструкция состоит из простых элементов. Вот видео.