Хоббийный станок ЧПУ
-
- Мастер
- Сообщения: 634
- Зарегистрирован: 04 апр 2011, 21:02
- Репутация: 121
- Контактная информация:
Хоббийный станок ЧПУ
Практически всю жизнь занимаюсь различным хоббийным моделизмом и когда лет 5-6 назад на форумах увидел станки ЧПУ, то сразу понял чего мне всю жизнь не хватало. Решил попробовать и вот что получилось:
Теперь мое хобби (авиамоделизм) значительно упростилось - сначало все рисуешь на компьютере, а затем все это просто "сбрасываешь" на станок!
[attachment=0]IMG_1109.jpg[/attachment
-
- Мастер
- Сообщения: 634
- Зарегистрирован: 04 апр 2011, 21:02
- Репутация: 121
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Изначально предполагалось, что станок должен обрабатывать дерево, пластмассу и иногда непрочные металлы, типа алюминий. Этого вполне достаточно для всех видов хобби, включая авиамоделизм. Также станок должен был быть недорогим, достаточно легким и компактным, чтобы его можно было поставить на обыкновенный письменный стол вместе с компьютером. Из-за этого "сталюгу" отверг сразу, а насчет фанеры было некоторое раздумье. Но потом склонился в пользу алюминия, т.к. изготовление станка из фанеры более трудоемкий процесс, чем из "люминия".
Сборка основы станка выглядит примерно так:
Сборка основы станка выглядит примерно так:
-
- Мастер
- Сообщения: 634
- Зарегистрирован: 04 апр 2011, 21:02
- Репутация: 121
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Сомневался о размерах рабочей зоны, казалось чем больше, тем лучше. Первый станок был с рабочей зоной по Х и У примерно 500х750мм. В итоге станок оказался "неподъемным", недостаточным по жесткости и, как оказалось в практике, такая рабочая зона редко полностью используется. В конечном итоге достаточным оказалось примерно не более 300х400мм. Длинные детали (нервюры, шпангоуты, балки и т.д.), по моему проще изготавливать из нескольких частей, а затем просто склеивать.
-
- Мастер
- Сообщения: 634
- Зарегистрирован: 04 апр 2011, 21:02
- Репутация: 121
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Несколько слов об оси Z. Раньше сверху стоял ШД с обычной соединительной муфтой, но такая конструкция все время "резала глаз" и иногда не всякий шпиндель можно было установить. Потом это все перекомпоновал с использованием ременной передачи, получилось значительно компактнее, да и наладку при сборке проще производить.
https://ru.aliexpress.com/item/Free-Shi ... 0.0.EkXrQy
- dag
- Кандидат
- Сообщения: 89
- Зарегистрирован: 08 дек 2015, 21:54
- Репутация: 2
- Настоящее имя: василий
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Питерский,
доброго время суток,
Много раз перечитывал Ваши темы, вдохновляют!!!
и Ваша инструкция по подключению синей платы мне очень помогла,
благодаря ей мне удалось запустить шд.
Спасибо!!!!!!!!!!!!
доброго время суток,
Много раз перечитывал Ваши темы, вдохновляют!!!
и Ваша инструкция по подключению синей платы мне очень помогла,
благодаря ей мне удалось запустить шд.
Спасибо!!!!!!!!!!!!
-
- Мастер
- Сообщения: 634
- Зарегистрирован: 04 апр 2011, 21:02
- Репутация: 121
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Коллега, спасибо за комплимент!
Продолжим дальше об отдельных узлах. Не секрет, что самым важным узлом в любом станке ЧПУ является пара "ходовой винт - гайка". В настоящее время наиболее оптимальным решением является применение ШВП, однако они еще достаточно дороги. Поэтому для хоббийного станка, предназначенного для преимущественной обработки дерева и пластмассы, вполне достаточно применения и пары "трапециидальный винт-капролоновая гайка" с регулируемым люфтом. Посмотрите на фото, там разрезная капролоновая гайка, черный винт контрящий, а белый регулирует люфт. На всех осях станка стоят подобные, первоначально ходовой винт смазывается графитной смазкой(продается в автомагазинах), ось "гоняется" туда-сюда, затем регулируется необходимый люфт. С одной стороны ходового винта в качестве упора стоит обычный фланцевый подшипник 8х22х7мм, с другой стороны соединительная муфта прямо на ШД. Несколько сомневался в прочности этих подшипников, однако у меня они стоят уже почти 3года и никакого "люфтения" не наблюдается. Пренебрегать ручками на осях Х и У тоже не стоит, они нужны для ручного подвода фрезы к нужному месту, а также ими можно при случае вручную пофрезеровать, не запуская станок в автоматический режим.
Продолжим дальше об отдельных узлах. Не секрет, что самым важным узлом в любом станке ЧПУ является пара "ходовой винт - гайка". В настоящее время наиболее оптимальным решением является применение ШВП, однако они еще достаточно дороги. Поэтому для хоббийного станка, предназначенного для преимущественной обработки дерева и пластмассы, вполне достаточно применения и пары "трапециидальный винт-капролоновая гайка" с регулируемым люфтом. Посмотрите на фото, там разрезная капролоновая гайка, черный винт контрящий, а белый регулирует люфт. На всех осях станка стоят подобные, первоначально ходовой винт смазывается графитной смазкой(продается в автомагазинах), ось "гоняется" туда-сюда, затем регулируется необходимый люфт. С одной стороны ходового винта в качестве упора стоит обычный фланцевый подшипник 8х22х7мм, с другой стороны соединительная муфта прямо на ШД. Несколько сомневался в прочности этих подшипников, однако у меня они стоят уже почти 3года и никакого "люфтения" не наблюдается. Пренебрегать ручками на осях Х и У тоже не стоит, они нужны для ручного подвода фрезы к нужному месту, а также ими можно при случае вручную пофрезеровать, не запуская станок в автоматический режим.
Последний раз редактировалось Питерский 19 ноя 2016, 00:59, всего редактировалось 1 раз.
- Serg
- Мастер
- Сообщения: 21923
- Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
- Репутация: 5181
- Заслуга: c781c134843e0c1a3de9
- Настоящее имя: Сергей
- Откуда: Москва
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Только вот у таких подшипников всегда есть осевой люфт, прям с рождения...Питерский писал(а):С одной стороны ходового винта в качестве упора стоит обычным фланцевый подшипник 8х22х7мм, с другой стороны соединительная муфта прямо на ШД. Несколько сомневался в прочности этих подшипников, однако у меня они стоят уже почти 3года и никакого "люфтения" не наблюдается.
Я не Христос, рыбу не раздаю, но могу научить, как сделать удочку...
-
- Мастер
- Сообщения: 634
- Зарегистрирован: 04 апр 2011, 21:02
- Репутация: 121
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
В принципе и такой можно поставить, конструктивно это несложно:
https://ru.aliexpress.com/item/Free-shi ... 3dda4ea187
https://ru.aliexpress.com/item/Free-shi ... 3dda4ea187
- Serg
- Мастер
- Сообщения: 21923
- Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
- Репутация: 5181
- Заслуга: c781c134843e0c1a3de9
- Настоящее имя: Сергей
- Откуда: Москва
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Там внутри такой-же радиальный подшипник с осевыми люфтами.
Я не Христос, рыбу не раздаю, но могу научить, как сделать удочку...
-
- Мастер
- Сообщения: 634
- Зарегистрирован: 04 апр 2011, 21:02
- Репутация: 121
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Вполне соглашусь, что все подшипники изготавливаются с некоторым "посадочным" люфтом. Если есть сведения о его "типовом" размере, то просьба сообщить. Сведения будут интересны всем ЧПУ-шникам!
- Serg
- Мастер
- Сообщения: 21923
- Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
- Репутация: 5181
- Заслуга: c781c134843e0c1a3de9
- Настоящее имя: Сергей
- Откуда: Москва
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Для радиальных подшипников его значение не нормируется, ибо при правильном применении этих подшипников он ни на что не влияет.
В данном узле нужно применять либо дополнительно упорный подшипник, либо два радиально упорных с соотв. схемой размещения, в крайнем случае, в качестве бюджетного решения, два радиальных с учётом нагрузок, по схеме как для радиально упорных.
В данном узле нужно применять либо дополнительно упорный подшипник, либо два радиально упорных с соотв. схемой размещения, в крайнем случае, в качестве бюджетного решения, два радиальных с учётом нагрузок, по схеме как для радиально упорных.
Я не Христос, рыбу не раздаю, но могу научить, как сделать удочку...
-
- Мастер
- Сообщения: 634
- Зарегистрирован: 04 апр 2011, 21:02
- Репутация: 121
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Вот, что найдено в инете про "посадочный" осевой и радиальный зазор подшипников:
http://www.smssbearing.com/directory/ra ... rance.html
Если подытожить написанное, то осевой зазор (по бытовому - люфт) для обычного подшипника без нагрузки может примерно составлять от 5 до 20мкм, а 1мкм = 0.001мм. С нагрузкой естественно этот "люфт" будет несколько больше, но тем не менее для точности "хоббийного" станка этого все равно будет достаточно.
Другой вопрос - как долго он простоит? Но тут надо пробовать на практике, на всякий случай конструкция этого узла предполагает его простую замену.
https://ru.aliexpress.com/item/20Pcs-F6 ... 0.0.uKsYrx
http://www.smssbearing.com/directory/ra ... rance.html
Если подытожить написанное, то осевой зазор (по бытовому - люфт) для обычного подшипника без нагрузки может примерно составлять от 5 до 20мкм, а 1мкм = 0.001мм. С нагрузкой естественно этот "люфт" будет несколько больше, но тем не менее для точности "хоббийного" станка этого все равно будет достаточно.
Другой вопрос - как долго он простоит? Но тут надо пробовать на практике, на всякий случай конструкция этого узла предполагает его простую замену.
https://ru.aliexpress.com/item/20Pcs-F6 ... 0.0.uKsYrx
-
- Мастер
- Сообщения: 634
- Зарегистрирован: 04 апр 2011, 21:02
- Репутация: 121
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Немного стоит поговорить и о точности станков ЧПУ. Об этом было написано в соседней ветке, но удобнее собрать все в кучу и подытожить. За основу примем идеальный вариант станка – идеальная жесткость конструкции и всяческие люфты в его конструкции отсутствуют. Рассмотрим точность по одной какой-то оси, где установлен ходовой винт 12х3мм, контроллер при этом установлен в режиме 1/8 шага. Таким образом, чтобы выполнить один оборот ходового винта и передвинуть ходовую гайку на 3мм надо будет подать на шаговый двигатель 200 х 8 = 1600 импульсов (шагов). Теперь определим «точность» 1 импульса (шага) – 3мм поделим на 1600, в итоге получим 0,001875мм.
Но точность оси станка не только зависит от его конструкции, она еще зависит и от точности его юстировки, которая обычно выполняется пользователем станка. Рассмотрим обычный бытовой случай, когда в наличии имеются слесарная линейка с ценой деления в 1мм. Имеющаяся теория измерений говорит, что человеческий глаз обычно в состоянии правильно различить лишь в пределах 0.2-0.3 от минимальной шкалы измерений. В нашем случае это 0.2-0.3мм, в дальнейшем для простоты рассуждений будем считать 0.3мм. Возьмем «базу» юстировки в 300мм, тогда получим, что на расстоянии в 300мм мы ошибемся на 0.3мм. «Приведем» это к расстоянию, например, 10мм. В итоге получим: 0.3мм / 300 х 10 = 0.01, т.е. ошибки юстировки будут нам «давать» 0.01мм на каждые 10мм движения оси станка.
В итоге сравнивая две цифры - 0.001875мм и 0.01мм видим, что основная ошибка станка будет возникать именно из-за погрешностей в юстировке станка или из-за ошибок "домашней метрологии". Но в практике мы имеем дело с реальным станком, который во всех своих движущихся системах - линейные подшипники и валы (рельсы), ходовые валы и гайки, муфты, подшипники, шаговые двигатели и т.д. имеет небольшой, но люфт. Поэтому выберем худший вариант - что эта суммированная погрешность скорее всего на порядок (в десять раз!) будет хуже предыдущей, т.е. будет около 0.1мм. Но и в таком случае можно предположить, что общая практическая точность станка ЧПУ, включая "хоббийный", вполне может быть в пределах точности шкал бытового штангенциркуля.
Но точность оси станка не только зависит от его конструкции, она еще зависит и от точности его юстировки, которая обычно выполняется пользователем станка. Рассмотрим обычный бытовой случай, когда в наличии имеются слесарная линейка с ценой деления в 1мм. Имеющаяся теория измерений говорит, что человеческий глаз обычно в состоянии правильно различить лишь в пределах 0.2-0.3 от минимальной шкалы измерений. В нашем случае это 0.2-0.3мм, в дальнейшем для простоты рассуждений будем считать 0.3мм. Возьмем «базу» юстировки в 300мм, тогда получим, что на расстоянии в 300мм мы ошибемся на 0.3мм. «Приведем» это к расстоянию, например, 10мм. В итоге получим: 0.3мм / 300 х 10 = 0.01, т.е. ошибки юстировки будут нам «давать» 0.01мм на каждые 10мм движения оси станка.
В итоге сравнивая две цифры - 0.001875мм и 0.01мм видим, что основная ошибка станка будет возникать именно из-за погрешностей в юстировке станка или из-за ошибок "домашней метрологии". Но в практике мы имеем дело с реальным станком, который во всех своих движущихся системах - линейные подшипники и валы (рельсы), ходовые валы и гайки, муфты, подшипники, шаговые двигатели и т.д. имеет небольшой, но люфт. Поэтому выберем худший вариант - что эта суммированная погрешность скорее всего на порядок (в десять раз!) будет хуже предыдущей, т.е. будет около 0.1мм. Но и в таком случае можно предположить, что общая практическая точность станка ЧПУ, включая "хоббийный", вполне может быть в пределах точности шкал бытового штангенциркуля.
- frezeryga
- Почётный участник
- Сообщения: 13679
- Зарегистрирован: 18 авг 2013, 16:08
- Репутация: 5051
- Откуда: Жуковский
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
люфты зло. но современные комплектующие позволяют сделать станок без люфта. даже на китайских швп можно поменять шарики и сделать натяг и подшипники в опорах можно натянуть. после этого останутся непобежденными только упругие деформации самой станины с которыми боротся намного сложнее чем с люфтами в подвижных частях.
-
- Мастер
- Сообщения: 634
- Зарегистрирован: 04 апр 2011, 21:02
- Репутация: 121
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Никогда не имел дело с ШВП, поэтому пока ничего лично о них сказать не могу. Не можете подсказать - есть-ли у них какой-то "нормированный" люфт и есть-ли на них какие-то регулировки этого люфта?frezeryga писал(а):но современные комплектующие позволяют сделать станок без люфта. даже на китайских швп можно поменять шарики и сделать натяг и подшипники в опорах можно натянуть.
Насчет упругих деформаций станины и направляющих валов более-менее понятно...
- frezeryga
- Почётный участник
- Сообщения: 13679
- Зарегистрирован: 18 авг 2013, 16:08
- Репутация: 5051
- Откуда: Жуковский
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
у китайцев нет ничего нормированного. подбирать шарики только. но по факту мало кто заморачивается с подбором обычно оставляют как есть и довольны поскольку люфт незначительный. но я например глядя на деталь сразу вижу что есть люфт даже если он всего пару соток.
-
- Мастер
- Сообщения: 634
- Зарегистрирован: 04 апр 2011, 21:02
- Репутация: 121
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Т.е. некоторый люфт на ШВП все-таки присутствует и никаких дополнительных регулировок на гайке не предусмотрено?
- frezeryga
- Почётный участник
- Сообщения: 13679
- Зарегистрирован: 18 авг 2013, 16:08
- Репутация: 5051
- Откуда: Жуковский
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
предусмотрено только на фирменных двойных гайках. на одинарных не предусмотрено. на двойных китайских только подшлифовкой проставки что адски геморно.
-
- Мастер
- Сообщения: 634
- Зарегистрирован: 04 апр 2011, 21:02
- Репутация: 121
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Похоже, ШВП тоже не совсем "айс". Прецизионные ШВП слишком дороги для хоббийной ЧПУ-шки, которые "безбрендовые" - получается, как попадешь.
Пойдем дальше. В качестве электроники использую контроллер - "красная" плата на 3 оси и блок питания 24в, 10А. Контроллеров было много, но остановился на "красной" плате. Недорогая, проста в настройке и эксплуатации. Как-то из-за неправильной коммутации ШД перегорела одна из силовых микросхем ТВ6560, так просто перепаял новую. Заработала сразу, никаких дополнительных настроек не понадобилось.
Плату контроллера использую в "открытом виде", на ней стоят сигнальные светодиоды и при включении сразу видно, все-ли работает.
В качестве ШД использую НЕМА23 с моментом 10-12 кг и током 2.0-2.5А. Как правило, устойчиво работают при токе 50 или 75% от номинала, 100% мощности практически ни разу не использовал.
Запуск и настройка контроллера тут:
http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic. ... 955#p65955
Пойдем дальше. В качестве электроники использую контроллер - "красная" плата на 3 оси и блок питания 24в, 10А. Контроллеров было много, но остановился на "красной" плате. Недорогая, проста в настройке и эксплуатации. Как-то из-за неправильной коммутации ШД перегорела одна из силовых микросхем ТВ6560, так просто перепаял новую. Заработала сразу, никаких дополнительных настроек не понадобилось.
Плату контроллера использую в "открытом виде", на ней стоят сигнальные светодиоды и при включении сразу видно, все-ли работает.
В качестве ШД использую НЕМА23 с моментом 10-12 кг и током 2.0-2.5А. Как правило, устойчиво работают при токе 50 или 75% от номинала, 100% мощности практически ни разу не использовал.
Запуск и настройка контроллера тут:
http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic. ... 955#p65955
-
- Мастер
- Сообщения: 3673
- Зарегистрирован: 08 фев 2016, 16:33
- Репутация: 1010
- Настоящее имя: Манн Геннадий Геннадьевич
- Откуда: Москва
- Контактная информация:
Re: Хоббийный станок ЧПУ
Всегда все можно найти айс, если постараться, но в данном случае как многие гнаться за дешивизной будет себе дороже.Питерский писал(а):Похоже, ШВП тоже не совсем "айс". Прецизионные ШВП слишком дороги для хоббийной ЧПУ-шки, которые "безбрендовые" - получается, как попадешь.
http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic. ... 76#p304076 Поставки оборудования для ваших станков
https://www.instagram.com/dtw.moscow/
dtw.moscow@gmail.com
https://www.instagram.com/dtw.moscow/
dtw.moscow@gmail.com