Ремонт чпу станка своими руками

Проблемы ремонта электронных блоков станков с ЧПУ. Взгляд практика

Последние годы наша страна переживает подъем промышленного производства, который невозможен без высокоточного и производительного оборудования. Появились новые системы ЧПУ, цифровые электроприводы, датчики и т.д., значительно надежнее тех, которые были выпущены в 80-90 годах. Но станочный парк 80-90-ых годов выпуска при правильном подходе к его обслуживанию еще может и должен приносить экономическую прибыль, которую нужно направлять на переоснащение производства.

После упадка промышленности в 90-е годы многие станки требуют восстановления. Так как оборудование часто простаивало, механика в большинстве случаев осталась в работоспособном состоянии. Восстановление касается в основном электроники и электрики. Возьмем для примера платы памяти с распространенными в 90-е годы микросхемами К573РФ4. Естественный процесс старения кристалла через 10-15 лет приводит к потере данных, а это математическое обеспечение и оно может быть уникальным. Заводские специалисты, учитывая это обстоятельство, должны были заблаговременно сделать и хранить его резервные копии. Но в тяжелые для промышленности 90-е годы, по причине текучести кадров, копии терялись либо не делались вообще. Поэтому часто складывается ситуация, когда для восстановления работоспособности станка требуются установка новой системы ЧПУ с новой программой привязки и серьезные финансовые вложения. Чтобы справиться с задачей восстановления оборудования, нужны сильные ремонтные службы на заводах и Центры Технического Обслуживания (ЦТО) в областных центрах. А это означает, что требуются специалисты высокой квалификации. Кадровый вопрос является очень непростым. В последние годы вузы стали выпускать меньше специалистов в области электронной техники, но даже они, как правило, идут работать по другим направлениям. С одной стороны молодые люди не видят перспективы в технических специальностях, а с другой — их начальная квалификация как разработчика или ремонтника электронной аппаратуры не дает возможности сегодня получать достойную заработную плату. Поэтому ситуация на большинстве предприятий такова — средний возраст обслуживающего персонала 45-50 лет. Как можно привлечь умную и грамотную молодежь на заводы? Есть два пути. Первый — это высокая зарплата, второй — интересная работа. Высокая зарплата не является гарантией того, что в скором времени у Вас появится или вырастет на глазах хороший специалист. Если же человеку интересно приходить на работу, где он получает новые знания, находится на гребне технического прогресса, что обеспечивает быстрый рост его квалификации, с соответствующим увеличением зарплаты, то успех в привлечении молодых специалистов обеспечен. Ремонтом электроники для станков с ЧПУ я и мои товарищи занимаемся более 20-ти лет. После институтов и техникумов специалистами, уверенными в своих силах, мы стали только через несколько лет работы. Сказалась очень широкая номенклатура обслуживаемых систем ЧПУ и электроприводов, хотя, на тот момент, у нас были неплохие возможности для профессионального роста. Проводились курсы повышения квалификации. Были системы ЧПУ установленные в лаборатории в качестве диагностических стендов. При необходимости можно было получить консультацию в ЦТО. Сегодня никто не хочет и не будет ждать несколько лет, пока специалист станет на ноги. Что же делать? Безусловно, здесь нужен комплекс мер, важнейшими из которых, как показала наша практика, являются: применение на предприятии современных информационных технологий и использование в процессе ремонта новейшего диагностического оборудования. Несколько лет назад мы приобрели новое тестовое оборудование — автоматизированную систему диагностики «Тест-Д» (рис.1), управляемую от персонального компьютера.
После этого на одном рабочем месте у нас сразу появилась возможность ремонтировать все системы ЧПУ, электропривода, оптические датчики, ремонт которых ранее можно было проводить только на специализированных стендах. Естественно, производительность труда инженера-ремонтника электронной техники выросла в несколько раз. Особенно понравилась эта система нашим молодым, начинающим инженерам. Молодежь, в совершенстве владеющая персональным компьютером, быстрее наших «асов-ремонтников» освоила широкие возможности новой системы. Вчерашние студенты с успехом стали ремонтировать не только цифровые платы, но и платы электроприводов, которых ранее побаивались, а затем писать собственные тесты на достаточно сложные устройства. Оставались некоторые проблемы с ремонтом наиболее сложных плат — процессоров и контроллеров. Система «Тест-Д» позволяет отремонтировать станочные процессоры, но это трудоемкий процесс, требующий высокой квалификации специалиста. Недавно у нас появился отечественный логический анализатор LAD-03 USB (рис. 2) новые возможности которого позволили решить многие проблемы с ремонтом сложной микропроцессорной техники и тщательно разобраться, как работают некоторые современные устройства. А ведь всем ясно, что ремонт осуществить гораздо проще, если ремонтник досконально понимает, как работает электронная плата.
Приведу пример недавнего ремонта в присутствии заказчика платы ПРЦ НЦ31 с помощью логического анализатора LAD-03 USB. За 8 часов работы были обнаружены три неисправности: один обрыв дорожки и две неисправных микросхемы КР1801ВУ102и КР1801ВУ103. Получилось в среднем по 2,5 часа на поиск одной неисправности. Это очень неплохой результат, если учесть, что специалисты ЦТО того областного центра, откуда приезжал заказчик, не смогли отремонтировать этот процессор в связи со сложностью неисправности. А был бы в этом ЦТО LAD-03 USB то уверен, что справились бы самостоятельно. Заплатили мы за него порядка 40000 рублей, и окупили где-то за полгода. Так что хороший инструментарий залог успеха во всех направлениях и в плане роста скорости ремонта, и в плане роста квалификации ремонтника, и в плане экономического роста. На отечественном рынке появилась еще одна очень интересная разработка — Внутрисхемный Тестер «ВТ-02» (рис. 3) который состоит из аналогового тестера «VI-зонд» и Внутрисхемного Цифрового Тестера Микросхем «ВЦТМ-32». Видел в работе, впечатляет.
С помощью VI-зонда, можно проверить входные и выходные цепи цифровых и аналоговых микросхем без подачи питания, проверить исправность дискретных аналоговых элементов, не выпаивая их из платы. В тех случаях, когда отсутствуют принципиальные схемы устройства, просто незаменимая вещь. Берутся две одинаковые платы одна исправная, вторая неисправная и методом сравнения ВАХ ищется неисправность. При этом не требуется очень высокий уровень квалификации работника. ВЦТМ-32 проводит функциональный контроль микросхем. Можно полностью протестировать микросхему, не выпаивая ее из платы. Есть большая библиотека наиболее применяемых компонентов. А самое главное, эту библиотеку можно расширить самостоятельно. Установлен хороший редактор, в котором можно написать тесты на новые элементы. Планируем в ближайшем времени приобрести. Таким образом, наша практика показывает, что ремонтная служба современного предприятия для успешного решения всего спектра возникающих перед ней задач должна быть оснащена самыми современными диагностическими устройствами и приборами, тем более, что появилось много отечественных разработок, ориентированных на ремонт станочного оборудования. Это позволит привлечь к работе молодых перспективных специалистов, владеющих компьютерными технологиями, а кадры, как известно, решают все.

П.С. Иванов
Журнал «Главный механик», № 11, 2008 г.

Источник

Ремонт фрезерных станков

Ремонт фрезерного оборудования, необходимость в котором возникает со временем даже у самой надежной техники, зачастую пугает многих потенциальных владельцев такой техники. Механическая обработка различных по твердости материалов — не самая простая процедура среди всех видов подобных работ. Она сопровождается выделением пыли и стружки, чрезмерным нагревом элементов станка, форс-мажорными обстоятельствами и нередко человеческими ошибками. Все эти факторы вместе или же в совокупности могут стать причиной выхода станка из строя либо же приводят к падению качества конечных изделий.

Памятуя об этом, ремонт фрезера в плане своего удобства и комфорта становится еще одним критерием подбора техники для оснащения того или иного производства. От того, насколько быстро, оперативно и качественно будут выполнены эти работы, во многом зависит прибыль и репутация предприятия. Если диагностику и ремонт можно осуществить силами самого персонала, это повышает привлекательность конкретной модели фрезера. Если поставщик обладает развитой сетью своих филиалов, где это могут выполнить профессиональные специалисты, это также большой плюс в глазах покупателя фрезерно-гравировального ЧПУ-станка.

С этой точки зрения приобретение фрезерного гравера серии «Дедал» от компании «Миртелс» является очень привлекательным и рациональным решением. Но чтобы понять это и согласиться с приведенным утверждением, давайте разберем вопрос ремонта фрезерных станков в целом.

Алгоритм ремонта фрезерного станка с ЧПУ

Ремонт фрезерных станков по металлу или камню требует от своего исполнителя высокой квалификации. Но диагностика неисправности такого оборудования далеко не всегда может быть выполнена непосредственно самим оператором. Чаще всего, она производится по типовым алгоритмам, которые определяются конструкцией станка.

Сегодня большинство моделей фрезерных ЧПУ-граверов являются трехкоординатными, реже – пятикоординатными. Система программного управления у них обычно носит контурный характер. Для продольных станков – и контурный, и позиционный.

Проблемы в работе фрезерного оборудования могут носить один из двух характеров (либо оба сразу) – неисправности механической (электрической) части станка либо проблемы управления (программного) характера.

Диагностика фрезера при проблемах с механической частью

Проверка работоспособности фрезерного станка в режиме эксплуатации вхолостую и с заготовкой позволяет выявить неисправности гравировального оборудования, имеющие механическую природу. Тестовые программы после проверки всех узлов методом исключения способны выявить проблемный узел.
Наиболее распространенными механическими неисправностями являются:

• Проблемы с коробкой фрезера;
• Нарушения в работе шпинделя;
• Неисправности конуса шпинделя;
• Нарушения геометрии стола фрезерного станка или его отдельных элементов (ШВП, направляющих и так далее);
• Проблемы системы электроснабжения;
• Неисправности приводов фрезерного станка.

Если неисправность носит механический характер, тогда проблемный агрегат подлежит замене.

В случае гравировальных аппаратов «Миртелс», конструкция которых носит модульный характер, меняется определенный модуль. Такой вариант позволяет возобновить работу техники в минимальные сроки. А в случае нахождения заказчика в городе, где нет нашего сервисного центра, это позволяет экономить немалые деньги на пересылке отдельного узла вместо всего станка.

Диагностика фрезера при программных проблемах

Если исправность узлов в результате теста подтверждена, скорее всего, проблема заключается в работе ПО либо созданной управляющей программе. В таком случае следующим шагом является методика «бэкпот» — на дисплее моделируется весь цикл движения фрезы в рамках обработки.

Также нередки программные ошибки, связанные с изменениями в режимах вращения шпинделя или выставлением режима резания заготовки. В большинстве случаев решить вопрос с ремонтом при выявлении программных проблем возможно удаленно. Специалисты связываются с оператором и дают инструкцию по устранению неисправностей. В 90% случаев ее исполнение позволяет решить возникшую неисправность.

Основные этапы ремонта фрезера с ЧПУ при проблемах с механической частью

Основные этапы ремонта фрезера с ЧПУ включают следующие стадии:

• Подготовительная (диагностическая);
• Разборка станка;
• Ремонт и восстановление узлов оборудования;
• Сборка, испытание и сдача фрезера в эксплуатацию.

На подготовительном этапе производится диагностика механической части оборудования. Для этого оно подвергается эксплуатации в различных режимах. На этом этапе замеряются показатели работы станка и сравниваются с паспортными данными. Также определяется степень износа отдельных элементов оборудования, взаимное расположение узлов (параллельность или перпендикулярность, необходимость выравнивания).

Разборка станка подразумевает снятие основных компонентов и узлов техники. В процессе разборки узлы моются, смазываются и проверяются на предмет износа и наличия дефектов.

Далее следует сам ремонт фрезерного станка и восстановление его узлов. Все сменные элементы, нуждающиеся в замене по итогам технического обследования, должны быть заменены. Направляющие плоскости чаще всего восстанавливаются методом швабрения либо реконструируются применение полимерных накладок. Если есть необходимость, на отдельных узлах проводятся мероприятия по восстановлению целостности лакокрасочного и антикоррозийного покрытий. Затем устанавливаются щитки и защитные кожухи, снятые в ходе ремонтных работ.

Завершающим этапом, предшествующим сдаче оборудования в эксплуатацию, являются повторные испытания его в различных режимах работы. На этой стадии проводится тонкая подстройка фрезера и регулировка всех механизмов и узлов.

Ремонт фрезерного оборудования, производимого компанией «Миртелс», может производиться как на предприятии заказчика, так и в нашем фирменном сервисном центре. В случае возникновения каких-либо проблем с эксплуатацией нашей техники свяжитесь с нами – и мы решим Вашу проблему максимально оперативно и качественно!

Источник

Пошаговая инструкция сборки станка с ЧПУ своими руками

На вопрос, как сделать станок с ЧПУ, можно ответить кратко. Зная о том, что самодельный фрезерный станок с ЧПУ, в общем-то, – непростое устройство, имеющее сложную структуру, конструктору желательно:

• обзавестись чертежами;
• приобрести надёжные комплектующие и крепежные детали;
• подготовить хороший инструмент;
• иметь под рукой токарный и сверлильный станки с ЧПУ, чтобы быстро изготовить.

Не помешает просмотреть видео – своеобразную инструкцию, обучающую – с чего начать. А начну с подготовки, куплю всё нужное, разберусь с чертежом – вот правильное решение начинающего конструктора. Поэтому подготовительный этап, предшествующий сборке, – очень важен.

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.

Есть различные примеры выбора варианта. Зачастую выполняют станок из МДФ, многие используют фанеру для изготовления самого рабочего стола, других деталей, также для направляющих можно купить трубу нержавеющую.

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.

Если принято решение создать станок ЧПУ своими руками и обойтись без готовых наборов узлов и механизмов, крепёжных деталей, нужна та схема, собранный по которой станок будет работать.

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.

Что такое станок с ЧПУ?

Первые программные продукты, используемые в станках, были разработаны еще в 1804 году – это перфокарты с двоичным кодом. Далее, на смену пришли механизмы кулачного типа, которые обеспечивали плавность работы механизмов, но теряли в простоте разработки алгоритмов. Первый станок с электрическим двигателем, имеющий числовое управление, был разработан Пэрсонсоном, а его промышленное применение началось в 1949 году – агрегат использовался для штамповки деталей для самолетов.

На просторах советского пространства, первым устройством с ЧПУ стал токарно-винторезный станок 1К62ПУ. Разработка оборудования датируется второй половиной 60-х годов. После 1980 тем наращивания автоматизированного станочного оборудования резко возрос по всему миру, и в 2021 году вы можете наблюдать невероятный скачок в данной сфере деятельности.

1) Понятие ЧПУ станка и достоинства технологического решения

Направление не является простым для понимания, потому, перед непосредственной разработкой фрезерного станка по металлу с ЧПУ своими руками, необходимо изучить определенную теоретическую базу.
ЧПУ – это аналог двух иностранных аббревиатур:

Прародитель нынешних систем управления. В основе лежит контроль работы за счет жестких схем (штекеры, переключатели и так далее). Алгоритмы хранятся на внешних носителях, а оперативной памяти, как таковой, не имеется;

CNC (Computer numerical control).

Нынешние системы управления оборудованием, которые для работы используют специализированное программное обеспечение. Важнейшими элементами систем в аппаратном аспекте являются контроллеры и процессоры.

На крупяных заводах работа происходит по модели автоматизированного рабочего места, где программы работы передаются на оборудование через локальную/глобальную сеть. Современные ЧПУ-станки могут в 3-5 раз увеличить скорость работы по сравнению с ручным изготовлением деталей.

Важно: современное ЧПУ оборудование оперирует двумя взаимосвязанными направлениями — CAD и CAM. Первая система отвечает за проектировку, а вторая за непосредственное ее производство.

ЧПУ-оборудование – это механизмы, производящие новую деталь путем вычета с заготовки лишнего. Некоторые относят к направлению и 3D принтеры, но такие приспособления лишь косвенно можно назвать станками, ведь детали они создают с нуля.

Преимущества оборудования с ЧПУ:

1. Минимизация влияния человеческого фактора на процесс работы оборудования.
2. Скорость, плавность и направление задается заранее, а сбоев в работе таких программах наблюдается крайне мало.
3. Не требуются операции по разметке.
4. Простая работа и перенастройка алгоритмов для различных типов деталей.
5. Высокая скорость работы.
6. Минимальные объемы брака – не тот размер, изломы и так далее.
7. Эффективность при выполнении разноплановых типов задач.
8. Регламентированность по времени позволяет планировать производство, и прогнозировать сроки исполнения заказов заранее.

Хотя станки с ЧПУ и обладают массой положительных качеств, пренебрегать недостатками оборудования также не стоит – высокая стоимость, не совершенность ПО и узкая направленность в процессах. Станки с ЧПУ хорошо заходят для массовой обработки, но в отношении уникальных элементов, такой подход не прокатит.

О компонентах современных ЧПУ устройств расскажет таблица ниже. Детально изучив узлы, создать ЧПУ своими руками по металлу в будущем будет куда проще, нежели делать все наобум по примитивным чертежам из сети интернет.

Узел	Задачи компонентов
ПО для обработки заготовок	Алгоритм действий для железа станка в закодированном виде. Программа выполняет функции по включению или выключению других узлов системы + заставляет их обрабатывать деталь по заданной ранее инструкции, состоящей из латинских букв и цифр.
Устройство ввода	Для знатоков аппаратной части ПК данный пункт прост в понимании. У продвинутых ЧПУ ввод данных осуществлялся с клавиатуры. На менее зажиточных заводах используется оборудование по считыванию на базе магнитной ленты или перфоленты.
Устройство управления	Центральный блок ЧПУ. Здесь происходит декодирование сигналов с устройства ввода, реализация по интерполяциям осей + их схемам движения, регулировка скорости и запуск прочих вспомогательных задач, доступных в системе станка.
Привод	В состав узла входят схемы усилителя, передачи шариково-винтового типа + непосредственно двигатель. Благодаря усилению сигналов от системы управления, станок быстрее запускает в работу механизмы по регулировке положения движущихся компонентов оборудования.
Орудие	У большинства станков имеется стандартный набор по обработке – стол, рабочая головка с инструментом по обработке, который может двигаться по 1, 2 или 3-м осям в зависимости от модели станка с ЧПУ.
Измерительная система	Всевозможные датчики, фиксирующие данные в режиме реального времени. Полученная информация сравнивается с заданными в программе параметрами, и при несоответствии данных, система управления корректирует значения до необходимых – скорость, угол, глубина погружения и тому подобное.

Благодаря заранее проработанному алгоритму работы, человеческий фактор влияния на работу сводится к минимуму. Роль человека в современных станках с ЧПУ – оператор и обслуживающий персонал. При управлении – это нажатие пары кнопок и включение/выключение агрегата из розетки. С техобслуживанием + ремонтом куда сложнее – этим уже занимаются узкие специалисты.

2) Классификация станков с ЧПУ + области применения оборудования

Подобное оборудование рассчитано на обработку любого типа сырья – от пластика до прочных марок стали. В зависимости от выбранного материала деталей в обработке, следует разделить оборудование на 5 категорий.
Распределение станков по типу обработки:

• сверлильные. В основе механизма – сверло, которое за счет вращательного движения проделывает отверстия необходимого диаметра, либо идет «вскользь» заготовки для получения неправильных форм;
• токарные. Здесь уже идет вращение самого объекта по/против часовой оси или под определенным углом. Головка бура остается неподвижной;

2 варианта сборки токарного станка по металлу своими руками

Чаще остальных в бытовом применении (хотя сами по себе станки с ЧПУ в быту — это диковинка), используются фрезеры и агрегаты по обработке мягких металлов или дерева. Детальнее по классификации станочного оборудования с ЧПУ расскажет таблица ниже.

Параметр классификации	Составляющие	Описание
Движение	Точечные	Для работы оборудование требуется фиксация как детали, так и орудия. Подобные станки называют агрегатами с обработкой по позициям. ЧПУ контролирует переходы от точки к точке.
	Контурные	Здесь уже заготовка остается в фиксированном положении, а обрабатывающий элемент движется по заданной траектории. Аппаратное управление предусматривает одновременно 2 оси движение, а положение головки и заготовки должно быть постоянно на контроле.
Система управления	Разомкнутая	Алгоритм работы подается оператором через периферийное устройство ввода. Информация преобразуется в импульсы, которые при помощи сервоусилителей приводят узлы станка в действие. Минус таких ЧПУ — отсутствие обратной связи, что не позволяет предельно точно контролировать работу системы в общем.
	Замкнутая	Имеется система по обратной связи, что повышает точность работы станка. Порядка 90% систем ЧПУ в производстве работают именно по такому принципу.
Оси	2-осевые	Пример – токарные станки. Движение происходит вдоль каждой из осей под углом в 90 градусов.
	3-осевые	Перемещение по осям X/Y/Z.
	4-осевые	Одна из осей – это поворотный механизм
	5-осевые	4-осевые + еще одна ось – это многопозиционный поворотный стол.
Привод	Гидравлические	Плюсы – сверхточность и плавность с мощностью, но в обслуживании такие станку на порядок сложнее своих аналогов.
	Электрические	Серводвигатели с переменным или постоянным током. Их достоинство в компактности и простоте управления. Оптимальный вариант для фрезерного станка по металлу с ЧПУ своими руками.
	Пневматические	Рабочим веществом выступает сжатый воздух. Такие приводы сравнительно недорогие + просты в конструкции и пожаробезопасности. Минусы – небольшая мощность, шумность и более низкая точность в позиционировании.

При запуске производственного бизнеса станочное оборудование с ПО – это дорогое, но верное решение. Повышенные траты на закупку/техобслуживание компенсируются за счет экономии на рабочей силе. Вместо 10 человек, производству потребуется 2-3 оператора.

Сборка некоторых важных узлов станка

В станке, который вы начали собирать собственноручно, надо предусмотреть ряд ответственных узлов, обеспечивающих вертикальное перемещение рабочего инструмента. В этом перечне:

• винтовая передача – вращение передаётся, используя зубчатый ремень. Он хорош тем, что не проскальзывают на шкивах, равномерно передавая усилия на вал фрезерного оборудования;
• если используют шаговый двигатель (ШД) для мини-станка, желательно брать каретку от более габаритной модели принтера – помощнее; старые матричные печатные устройства имели достаточно мощные электродвигатели;

Максимум внимания – станине

Необходимая жесткость станку обеспечивается за счёт станины. На нее устанавливают подвижной портал, систему рельсовых направляющих, ШД, рабочую поверхность, ось Z и шпиндель.

К примеру, один из создателей самодельного станка ЧПУ, несущую раму сделал из алюминиевого профиля Maytec – две детали (сечение 40х80 мм) и две торцевые пластины толщиной 10 мм из этого же материала, соединив элементы алюминиевыми уголками. Конструкция усилена, внутри рамы сделано рамку из профилей меньших размеров в форме квадрата.

Станина монтируется без использования соединений сварного типа (сварным швам плохо удаётся переносить вибронагрузки). В качестве крепления лучше использовать Т-образные гайки. На торцевых пластинах предусмотрена установка блока подшипников для установки ходового винта. Понадобится подшипник скольжения и шпиндельный подшипник.

Основной задачей сделанному своими руками станку с ЧПУ умелец определил изготовление деталей из алюминия. Поскольку ему подходили заготовки с максимальной толщиной 60 мм, он сделал просвет портала 125 мм (это расстояние от верхней поперечной балки до рабочей поверхности).

Как сделать самодельный аппарат по дереву и металлу?

Начинать создание токарного станка с ЧПУ следует с разработки сборочного чертежа и деталировки. Затем выбираются из «хлама» подходящие куски проката для изготовления конкретных элементов станины и других узлов.

Основные узлы токарного станка с ЧПУ:

• станина с направляющими;
• передняя бабка;
• шпиндель;
• патрон;
• суппорт;
• салазки с резцедержателем;
• задняя бабка с центром;
• привод;
• компьютер и шкаф управления.

Корпуса выполняются из тонкого листа. Опорные конструкции и основания свариваются из проката толщиной от 8 мм.

Делаем опоры

На станине крепятся все основные узлы. Одновременно основание:

• обеспечивает соосность вращающегося и неподвижного центров;
• параллельность расположения направляющих и оси вращения; гасит вибрацию.

Для токарного станка по дереву достаточно взять плиту ДСП толщиной 30–40 мм. Снизу к ней прикрепить деревянные брусья вдоль торцов на расстоянии 10 мм от края. Они заменят ножки при установке станка на столе. отдельно стоящему оборудованию потребуются прочные опоры в виде трапецеидальных конструкций из бруса с наклонными поперечинами.

Лист размечается под установку бабки, направляющих и двигателя. Делаются отверстия и крепится все к опорам. Можно собрать все основание совместно с опорами и после этого по подметке делать отверстия под крепеж.

Собираем аппарат

Передняя, задняя бабка и суппорт предварительно устанавливаются на опорную плиту. Проверяется их соосность и параллельность. После этого узлы закрепляются на станине.

1. Крепится к основанию передняя бабка.
2. Устанавливаются направляющие.
3. Монтируется ходовой винт.
4. На направляющие устанавливается суппорт, через него пропускается винт и крепится в муфте.
5. Выставляется задняя бабка – неподвижный центр.

Для обработки деталей разной длины, задняя бабка закрепляется через втулки на круглых направляющих или в основании опоры делаются продольные пазы, чтобы перемещать ее вдоль оси и зажимать болтами.

Изготавливаем 3-кулачковый патрон

Крепление планшайбы патрона к шпинделю осуществляется через резьбовую или коническую втулку. Ее можно выточить самостоятельно из дерева, желательно твердой породы. Для этого на место шпинделя закрепляется электродрель.

Сверло заменяется зенкером или зубчатой фрезой для ручного фрезера. Торец заготовки прижимается к инструменту и вращается вместе с ним. Резец подводится суппортом и перемещается поперечно салазками. Обработка производится в ручном режиме управления.

Для соединения с планшайбой, втулка изготавливается с фланцем по размеру отверстия в диске. Разметить 3 паза на планшайбе от центра строго под 120⁰. Они не должны до края 12–15 мм и от втулки быть на расстоянии 8–10 мм.

Этот непростой процесс монтажа

Собрать самодельные ЧПУ станки, после подготовки комплектующих, лучше строго по чертежу, чтобы они работали. Процесс сборки, применяя ходовые винты, стоит выполнять в такой последовательности:

• знающий умелец начинает с крепления на корпусе первых двух ШД – за вертикальной осью оборудования. Один отвечает за горизонтальное перемещение фрезерной головки (рельсовые направляющие), а второй за перемещение в вертикальной плоскости;
• подвижной портал, перемещающийся по оси X, несет фрезерный шпиндель и суппорт (ось z). Чем выше будет портал, тем большую заготовку удастся обработать. Но у высокого портала, в процессе обработки, – снижается устойчивость к возникающим нагрузкам;

Монтируем электронную начинку станка

Чтобы сделать своими руками ЧПУ станок и управлять ним, надо оперировать правильно подобранным числовым программным управлением, качественными печатными платами и электронными комплектующими (особенно если они китайские), что позволит на станке с ЧПУ реализовать все функциональные возможности, обрабатывая деталь сложной конфигурации.

Для того, чтобы не было проблем в управлении, у самодельных станков с ЧПУ, среди узлов, есть обязательные:

• шаговые двигатели, некоторые остановились напримере Nema;
• порт LPT, через который блок управления ЧПУ можно подключить к станку;
• драйверы для контроллеров, их устанавливают на фрезерный мини-станок, подключая в соответствии со схемой;

• платы коммутации (контроллеры);
• блок электропитания на 36В с понижающим трансформатором, преобразующем в 5В для питания управляющей цепи;
• ноутбук или ПК;
• кнопка, отвечающая за аварийную остановку.

Только после этого станки с ЧПУ проходят проверку (при этом умелец сделает его пробный запуск, загрузив все программы), выявляются и устраняются имеющиеся недостатки.

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.

Рекомендуется в качестве привода мини станка с ЧПУ, собранного своими руками, использовать гайку и шпильку соответствующих размеров.

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.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Выбор ступенчатого сверла по металлу

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

Источник