Чпу станок из принтера своими руками

Обновлено: 11.10.2024

Сегодня я расскажу о своем очень старом проекте – фрезерном станке с числовым программном управлением. Проект был довольно популярен на Thingiverse, многие люди его повторили.

Рядом со статьями об использовании линзы от сканера для макросъемки, ремонте лампочек, игрушечных арбалетах и ~~натягиванием совы на глобус~~ самодельном шиномонтажном станке у этой статьи нет никаких шансов попасть в топ в этом месяце, но заняться особо нечем — и ладно.

Я прежде упоминал, что я пенсионер по инвалидности, работаем с другом в его маленькой фирме. Несколько месяцев подряд у нас идет черная полоса — контрактов нет совсем, несмотря на то, что мы вынуждены быть очень дешевой фирмой. Из-за особенностей местного законодательства, если вдруг побочный заработок инвалида-пенсионера превысит определенный предел, он заполучит столько проблем — до конца жизни не расхлебаешь. Поэтому в контракты закладываем минимальную зарплату — любой строитель запросит гораздо больше.
Проектируем мы по заказам электронику и программное обеспечение, в основном заказчики категорически против раскрытия любой информации о разработках. Были заказы, когда размеры не позволяют их скрыть — например, мы разрабатывали систему управления дисплеем, вмороженным в лед, для местного стадиона — 9х9 метров.

Местной прессе понравилось, в газете были фотографии кучи изобретателей, сделавших эту вещь — о нас даже упоминания не было, зато я увидел там фото людей, которых на катке не видел ни разу. Видимо, тоже попилили. Везде одинаково — мавр свое дело сделал, мавр может идти. Ну да я ни капли не в обиде — хорошо развлекся, еще и денег дали :).

Так же система может быть использована для рекламных дисплеев — это четвертинка дисплея.

Несколько лет назад я неплохо так приболел, сидел уже несколько месяцев на больничном.
Станок был спроектирован от скуки — из коляски уже выбрался, на стуле сидел еще с трудом, книги читать не мог — было ужасно скучно и грустно. Но с пиратской повязкой на одном глазу большой дисплей был худо-бедно виден, хотя двойной клик давался с очень большим трудом.
На работу выйти при всем желании не получалось — фирме такой staff application engineer, больше напоминающий вечно пьяного одноглазого отставного пирата с вырванным языком и на костылях, был не нужен. Они вздохнули с большим облегчением, когда меня в конце концов выпроводили на пенсию по инвалидности.

А раньше мы умели летать :)

Наткнулся я как-то интересный проект — Mostly Printed CNC (MPCNC)

идея понравилась, я даже напечатал себе такой.

Но мне показался он сильно большим — решил спроектировать поменьше, а большой позднее подарил другу.
Старенький Sketchup вполне сгодился для проектирования.

Все файлы для печати лежат тут
Старый гугловский сайт нормально уже не работает, но тем не менее можно посмотреть более детальную инструкцию по сборке

Что понадобится:

Подшипники 624ZZ 60 шт
Подшипники 608ZZ 1 шт.
Шкив GT2 20T 4 шт.
Ремень GT2 3. 5m
Муфта 5x8mm
Мебельная труба 4. 8m
Длинная штука с резьбой M8 1m
Гайка с фиксацией M4
Гайка с фиксацией M8
Гайка M8
Винт M4x16
ну и так далее

Если где в терминах ошибся — подскажите, поправлю. Я, конечно, в курсе универсальных технических терминов, но, боюсь, с ними статью не опубликуют :)

Берем файлы, как я уже говорил, отсюда и печатаем детали из ABS. Для прочности неплохо распечатанные детали пропитать ABS, растворенным в ацетоне.
Не забудьте про гравицапу :)

Основание для станка — делаем из МДФ, устанавливаем забивные гайки для крепления заготовок

Держатели труб-направляющих

Собираем тележки для осей X и Y

Прикручиваем держатели шаговых двигателей и устанавливаем на трубы

Центральный узел — он же гравицапа.
Собираем опоры для Z оси

и направляющие для X и Y

Скручиваем вместе

Устанавливаем ходовой винт оси Z

прикручиваем туда же

Красота!

Теперь конструкция почти готова

Установка инструмента

Использованные шаговые двигатели

Схема соединений двигателей на противоположных сторонах одной оси.

Сравнение размера MPCNC и mini-MPCNC

Гравицапы MPCNC и mini-MPCNC

Видео готового изделия — при съемке сильно шатало, поэтом качество не очень, но суть понятна:

На этом пока остановимся — сильно не уверен, что кому-то это будет интересно.
Если интерес будет — можно продолжить и обсудить подключение электроники и программное обеспечение — хотя обсуждать особо и нечего — использована Ардуино с CNC shield и самыми дешевыми драйверами шаговых двигателей, GRBL и bCNC.

Введение

ЧПУ кроме дерева может пригодиться в обработке металла, пластика, оргстекла, алюминия, комбинированных материалов. Такой станок будет называться фрезерно гравировальный. Можно также такой станок использовать и для лазерного выжигания по дереву, все будет зависеть от насадки которая будет использоваться для обработки.

Отличие же в обработке древесины и металла, заключается в жесткости корпуса, надежности элементов и тонкостях технологии обработки элементов.

Ориентировочная стоимость станка для обработки дерева составит 35 — 40 тысяч рублей. По большому счету сборка машины сводится к подбору и покупке комплектующих и затем их сборке на раме.

Заказ комплектующих популярней всего сегодня в Китае, но возможно также заказать их и у нас в специализированных магазинах или интернет ресурсах. Ниже смотрите фото самодельного станка ЧПУ.

С чем стоит определиться перед изготовлением ЧПУ:

Материалы которые планируется обрабатывать;
Габариты изделий для обработки (высота, ширина и длина будущих изделий). Определяются размеры машины по осям X, Y, Z. Стоит не забывать, что эти размеры должны обозначать рабочее пространство станка;
Точность последующей обработки изделий (параметр зависит от точности сборки корпуса машины и соответственно от материала корпуса).

Необходимые материалы

Итак для изготовления нам понадобятся следующие агрегаты:

Материал для изготовления корпуса. Можно использовать древесные плиты, такие как МДФ, ДСП, из древесных плит оптимально я бы рекомендовал применять фанеру, так как она наиболее прочная и жесткая. Если же хотите еще надежней то придется сделать конструкцию из металла;
Шпиндель. Для обработки древесины подойдет мощностью 1,3 — 2 КВт. Если желаете не остужать станок каждые 15 минут работы, то шпиндель нужно устанавливать с водяным охлаждением;
Частотник, он же частотный преобразователь, он же инвертор. Подбирается такой же мощностью как и мощность шпинделя;
Управляющая плата;
Шаговые двигатели — 3 штуки, один будет передвигать нашу конструкцию по оси Y, другой по оси X, третий по оси Z.
Кабель канал для защиты кабеля от повреждений и поломок, так как оборудование много будет двигаться;
Кабель 15 — 20 метров, лучше просчитать все на чертеже;
Цанга для шпинделя — по другому патрон для фрезы;
Шланг для охлаждения;
Подшипники;
Мягкая муфта для передачи плавного хода и компенсации соосности шагового двигателя;
Конечно же фрезы для обработки древесины;
Шурупы и болты;
Водяная помпа.

Инструменты которые вам понадобятся

Для фрезерного ЧПУ нужны будут следующие инструменты:

Сварочный аппарат для изготовления металлического корпуса. Преимуществом пользуются сварка — автомат;
Необходимо будет выточить шпильки, возможно еще какие то токарные работы. Поэтому в идеале нужно было бы иметь доступ к токарному станку для выполнения работ по изготовлению комплектующих;
Болгарка или ножовка по металлу;
Отвертка;
Молоток;
Паяльник;
Ножницы;
Плоскогубцы и пассатижи;
Изолента;
Супер клей;
Фумлента и герметик;
Ключи для сборки.

Из подручных средств ЧПУ

Разнообразие техники и руки растущие откуда нужно могут послужить для импровизации народным умельцам. Сегодня в сети можно встретить что фрезерно гравировальные ЧПУ станки изготавливают:

Из CD ROM и СД дисков можно получить хороший мини станочек. Видео ниже;

Пошаговая инструкция

Для того чтобы понять с чего начать, давайте будем ориентироваться на принципиальную схему ЧПУ.

Итак, сборка готового станка производится в следующей последовательности:

Чертежи

Как я уже выше говорил, при создании чертежей необходимо прорисовывать все тонкости от размеров до электропроводки. Это позволит уменьшить число ошибок в проектировании станка.

Изготавливаем каркас

Как я уже говорил каркас можно сделать как из фанеры, так и из металла. Можно комбинировать применение этих материалов. Ниже выкидываю чертеж каркаса.

Не забываем о жесткости конструкции и ее геометрии. Очень важно оставить регулировки для более тонкой настройки станка:

По высоте машины как на видео;
По осям Х и У.

Видео вам в помощь, чтобы не сделать ошибок:

Монтаж шпинделя

Устанавливаем шпиндель только после полного монтажа каркаса. При монтаже необходимо оставить на шпинделе возможность регулировки по высоте и вертикали. Иначе говоря, если шпиндель будет установлен не вертикально, нужна регулировка, которая бы задала нужный угол.

Ошибки и недочеты с которыми можно столкнуться

В процессе сборки машины можно столкнуться с рядом проблем, поэтому рекомендую прежде чем приступать к заказу и понимать что нужно искать, определиться с габаритами станка, габаритами изделий которые вы будете обрабатывать. Итак ошибка номер один — не создается чертеж станка с мельчайшими деталями, от каждого винтика, до каждого провода.

Следующей ошибкой является неправильная подборка шпинделя и частотника, поэтому будьте внимательны.

Еще одна частая ошибка — шаговый двигатель имеет часто не очень распространенное питание, и для него просто необходимо подбирать индивидуальный блок питания. Поэтому сравнивайте имеющееся у вас питание с напряжением для шагового двигателя.

Не забывайте делиться статьями в социальных сетях. Удачи и до новых встреч, с вами был Андрей Ноак!

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Здравствуйте. Хочу представить фрезерный станок с чпу изготовленный с помощью 3d принтера.

Размеры станка X 550, Y 1200, Z 100. Передача ременная, ось Z трапециявидный винт. Передвигается по трубе 40х80 на подшипниках качения. Всё движется плавно. Моторы нема 23, драйвера dm556, плата управления arduino uno.

Как появилась идея?

Насмотрелся на ютубе как ребята из США и Франции делают " станки" из го.. на и палок такие как MPcnc или RScnc, второй даже делал сам

Сказать что он хлипкий - ничего не сказать.

Наткнулся в просторах инета на станок grizli cnc, дизайн понравился и решил сделать что-то подобное. Станок получился вполне добротный, крепким и с хорошей скоростью.

На оси Yстоят два мотора нема 23 3А средуктором 1к3 и соединяются между собой валом 8мм, что исключает перекос портала.

Станок использовал только для раскроя, в 3д обработке не было надобности.

Цена вопроса со всеми косяками и переделками составила в районе 500 у. е.

Подпишитесь на автора

Из бросовых деталей и материалов, найденных на свалке, можно сделать прекрасный, рабочий станок с ЧПУ. Основной устройства будет старый принтер с шаговым электродвигателем. Самодельное устройство справится с изготовлением рекламной продукции, сувениров и других приятных мелочей.

Возможности самодельного станка с ЧПУ

Размеры рабочей поверхности: 16 х 24 х 7 см.
Материалы обработки: текстолит не толще 3 мм, фанера не толще 15 мм, любые виды пластика, древесины.
Гравировка: дерево, пластики, мягкие металлы.
Обработка осуществляется со скоростью 2 миллиметра в секунду.

Хотя станок с ЧПУ совсем небольшой и работает на слабеньком двигателе, он подойдет для любительских и профессиональных задач. А теперь разберемся, какие материалы и инструменты понадобятся, чтобы его сделать своими руками.

Детали и инструменты

Основа самодельного ЧПУ станка — принтер. Предпочтительнее всего взять матричный любой марки (HP, Epson, Xerox, Ricoh, Canon). Двигатели от принтеров легко устанавливаются своими руками, долговечны, тихо работают.

Перед тем, как покупать с рук старое устройство, необходимо посмотреть в инструкции параметры мотора и другие детали конструкции. Некоторые умельцы приспосабливают в дело шаговые моторы от сканеров.

Кроме этого нужны детали:

фанера для корпуса №15;
дюралевые уголки 20 мм;
саморезы;
три подшипника 608;
несколько болтов М8 длиной 25 мм;
строительная шпилька М8;
резиновый шланг;
2 гайки М8;
дремель;
4 линейных подшипника;
кронштейн для досок 80;
клей ПВА.

ножовка;
отвертка;
электродрель;
плоскогубцы;
тиски;
напильник;
бокорезы.

Сборка станка с ЧПУ

Из фанеры своими руками выпиливаем два квадрата размерами 370 х 370 мм для боковых стенок, один 340 х 370 мм для задней и один 90 х 340 мм для передней стенки.
Стенки станка с ЧПУ своими руками скрепляются саморезами через заранее проделанные дрелью отверстия с расстоянием до края 6 мм.
Направляющие по Y-оси — уголки из дюраля. Чтобы прикрепить их к боковым стенкам в 30 мм от дна корпуса делается шпунт 2 мм. Благодаря шпунту направляющие устанавливаются ровно и не перекашиваются. Уголки прикручиваются сквозь центральную поверхность саморезами. Длина направляющих составляет 340 мм. Такие направляющие служат до 350 часов работы, после чего необходимо поменять их.
Рабочая поверхность выполняется из уголков 140 мм длиной. Снизу на болты крепится один подшипник 608, сверху два. Важно выдержать соосность, чтобы столешница перемещалась без напряжения и перекосов.
В 50 мм от дна проделывается выход для двигателя Y-оси диаметром 22 миллиметра. Для подшипника опоры винта хода в передней стенке просверливается отверстие 7 миллиметров.
Винт хода сделаем своими руками из припасенной строительной шпильки, с мотором он взаимодействует посредством самодельной муфты (подробно об изготовлении ниже).
В удлиненной гайке М8 проделываются винтовые отверстия поперечником 2,5 миллиметра с резьбой М3. На нее гайка закрутится на ось.
Х-ось сделаем из направляющих из стали, которые найдутся в корпусе принтера. Там же берутся и каретки, которые надевают на оси.
С изготовлением Z-оси придется повозиться. Ее основание делается из фанеры №6. Направляющие поперечником 8 мм изымаем из принтера. Фанерные элементы фиксируются между собой клеем ПВА, в которые на эпоксидную смолу вклеиваются подшипники линейные или снять с кареток втулки. Сделаем еще одну ходовую гайку по уже известному алгоритму.
Вместо шпинделя в станке с ЧПУ будет установлен дремель с держателем из кронштейна для доски. Снизу проделывается отверстие поперечником 19 миллиметров для выхода дремеля. Фиксируется кронштейн на саморезы к основанию Z-оси в заранее подготовленные отверстия.
Опоры для каретки Z-оси делается из фанеры: основание 15 х 9 см, нижняя и верхняя стороны 9 х 5 см. Посередине верхушки делается отверстие для подшипника опоры. Под направляющие также просверливаются выходы.
Итоговый шаг — сборка Z-оси с кронштейном дремеля и монтаж в корпус станка.

направляющие станка с ЧПУ держатель для осей Z кронштейн для Z-оси каретка Z-оси

Изготовление муфты

Муфта гасит вибрацию, идущую от винта хода. Это позволяет сберечь подшипники шагового электромотора и продлить ему жизнь. Кроме этого, самодельная муфта нивелирует несоответствие осей винта хода и мотора.

Самый удобный и простой вариант изготовления муфты своими руками — это с помощью прочного резинового шланга. Подбирается шланг с поперечником внутри равным диаметру оси мотора. Надеваем конец шланга на шкив мотора и приклеиваем или крепим муфтой. Другой конец шланга также крепим к винту хода. Как правило, диаметр винта больше, чем внутренний поперечник шланга. Но благодаря толстым стенкам его можно немного рассверлить. Облегчает работу жидкое мыло, которое не позволяет сверлу вязнуть в резине.

Второй способ чуть более сложный: вместо резинового шланга своими руками берем газовый с резиновой оплеткой. Оплетку можно аккуратно припаять на фланцы, в которые будут вставляться ходовой винт и шкив мотора.

И самый практичный вариант: установить фланцы на резиновую трубку высокого давления. Таким способом можно очень крепко зафиксировать все необходимые устройства, самодельная муфта отлично гасит вибрацию. Сделать фланцы можно на токарном станке с ЧПУ или заказать в мастерской.

Электронная начинка станка из принтера

Плату ЧПУ самодельным станком сделаем из деталей микросхем принтеров. Можно приобрести уже готовую плату и сэкономить много времени.

Видеоролики демонстрируют разные самодельные конструкции станков с деталями из принтера, которые можно сделать своими руками:

Читайте также: