Ну, я попробовал⁠⁠1

Вообщем, щяс я всем урок даду и всех научю.

Начну с того, что всю информацию я получил, читая форум https://www.cnc-club.ru/. Это эти люди тратили время и силы, накапливая базу знаний, благодаря которой я сейчас так легко могу выпендриваться. Сам я напильник в руках держал в шестом классе в начале восьмидесятых. Я не хвастаюсь, это для иллюстрации моего понимания предмета на старте строительства станка. Данный текст не руководство о станкостроении, а воспоминание о граблях на которые лично я со своей такой "квалификацией" наступил. Добавлю, что из инструмента у меня были две дрели, болгарка, точильный камень и письменный стол.

Первой моей покупкой, она же осознанная ошибка, была покупка набора из трех двигателей NEMA23 76 мм с драйверами DMQ542 и блоком питания на 36 вольт 350 ватт. Я понимал, что такой набор мне наверно не совсем подойдет, но я был полностью не в материале, и мне просто не от чего было оттолкнуться. Сейчас могу сказать, что из этого набора пришлось заменить только блок питания на киловаттный 48 вольт. Напряжение на выходе опустид до 45 вольт, чтобы вроде как блок питания не работал на максимум. Позже для оси Y сначала докупил дешевый TB660, но он пришел нерабочий, и я просто выписал еще один DMQ542, о чем ни разу не пожалел. Дополнительный плюс этих драйверов в том, что, еслия захочу перейти на NEMA34 60 вольт, мне надо будет только поменять блок питания. Настройки переключателей на драйверах сейчас не скажу. Но вроде на двигатель уходит два с половиной ампера. Можно было добавить, но опять же решил не насиловать двигатели и блок питания.

Далее я долго думал что выбрать — ремень, рейку, трапецеидальный винт или ШВП. Основной критерий был: хочюдешевлелучшедаром. От ремня отказался из-за размеров станка — изначально предполагалось рабочее поле 1500х1000 мм (Это каким надо быть дол-бом, чтобы забыть, что каретка тоже имеет размеры. Я и был. Но не долго), винт был отброшен за несерьезностью и геморройностью, рейку нашел только в России дороже чем ШВП в Китае. Когда уже выписал ШВП, узнал, что из ремня можно сделать псевдорейку и растягиваться он не будет. Но экономия небольшая, а геморрою вагон.

Направляющие по соображениям экономии были выбраны SBR16. И с тех пор оно вроде работает, но у меня постоянно свербит, что надо было рельсы.

Портал решил делать из профильной трубы 50х50 мм. Моя конкретная ошибка была в том, что я не посмотрел в магазине ассортимент труб и взял тонкостенную. С которой получил отдельный секс с закладными полосами. Есть толстостенные трубы, использовать лучше их.

Для повышения сопротивления на изгиб добавил сзади два уголка 50х50 мм. Специалисты говорят, что это получается рессора, и монолитная конструкция аналогичного профиля на изгиб гораздо прочнее. Но если сравнивать трубу с уголком и трубу без уголка, то первый вариант всяко лучше. Плюс, некоторое увеличение веса, что тоже полезно.

Балки портала поначалу были не связаны меж собой, и ШВП задумывалась между ними, но потом с передней стороны добавил металлическую пластину толщиной 4 мм. Я далек от мысли, что это в разы увеличило жесткость, но все же осторожно предположу, что усилие, которое раньше приходилось все на нижнюю балку, теперь в некоторой степени распределяется на обе.

Балку пробовал обсчитать в КОМПАСе, там при давлении на средину 20 кг прогиб был в сотки. По факту, когда положил портал на спину и сверху поставил ведро с водой, прогиб получился в две десятки. Когда сам залез сверху, прогиб был в девять десятых. На рабочем станке проверял повторяемость металлическим штангенциркулем, укладывается в десятку.

Сзади на портале видно, что торчат болты. Это мое суперизобретение для компенсации волнистости трубы. Не пригодилось.

Портал скручивал на уголки. Поскольку не представлял какой нужен диаметр болта, пробовал и по четыре М6 и по одной М8. Остановился на втором варианте. Но станок после этого обрел гордое название РЖ-1 (ГС). То есть, РукоЖоп-1 (головка сыра). Из-за количества в нем лишних дырок. И, да, я знаю, что дырка в жопе, но и отверстие — это то, что сверлят осознанно.

Портал ездит на линейных подшипниках, закрепленных на двух уголках. Специалисты говорят, что так он будет раскачиваться при нагрузке вдоль оси Y. Мне не понятно как это может произойти без выгибания всего портала, но я решил не быть умнее всех, и добавил косынки (больше косынок богу косынок!).

Позже с этими уголками у меня вылез неожиданный косяк: каретка оси Y не доходила до концов направляющей. В результате, при ширине каретки Y 150 мм и длине направляющих 1000 мм ход по Y у меня только 740 мм. Сам портал надо было делать шире.

Высота балки портала 200 мм, расстояние между направляющими — 150 мм, высота боковины портала 400 мм, расстояние между внешними гранями линейных подшипников на оси Х — 150 мм.

Фото не сделал, но портал по Х двигают две ШВП. Двигатели работают синхронно, что настроено в Mach3.

Подшипники оси Z размещены на каретке оси Y. Это с одной стороны позволяет установить нагрузку на каретку всегда рядом с рельсами, с другой — размещение направляющих на каретке оси Z добавляет ей довольно мощные ребра жесткости. Да, сам узел становится тяжелее, но барельефы я пока не режу, а для раскроя и выборок 20 мм/с в общем нормально. Для хоббийного станка. Как уже писал выше, есть мысли по поводу противовеса, но когда это будет — не знаю.

Ошибка с осью Z неожиданно вылезла только нынче. В первый раз делал кладбищенский крест, доска шестидесятка по высоте уместилась впритык. Пришлось даже жертвенный стол убирать. Освобожусь, добавлю высоту боковин стола, чтобы поднять направляющие Х и соответственно сам портал. Направляющие позволяют 120 мм, а тут такой конфуз.

Материал кареток Y и Z – Д16. Без «Т». Выписывал в Ижевском заводе авиационных профилей. У них ыли самые адекватные цены и отношение. Можно было выбрать что-то другое, но на форуме сразу не ответили, денег не было, взял что взял. Но, в принципе, три года полет нормальный. Следует только помнить, что резьбу закручивать надо на фиксатор и один раз. И диаметр винта должен быть максимально крупный. Один болт на десять лучше чем четыре на пять. Кроме того, надо знать, что Д16 — очень вязкий металл. Он буквально цепляется за сверло. Я чуть восьмисотваттную дрель не угробил, высверливая отверстие под муфту. Все пришлось делать руками. В районе три завода, а я плиту эту циркуляркой пилю и болгаркой обдираю. Площадку под фрезер удалось только отдать в обработку за семьдесят километров от дома. Попутно выяснилось, что зазор в пять десяток для крепления фрезера — это слишком много. Если используете ручной фрезер, мне кажется, одной-двух десяток хватит.

На фото видно, что частотный преобразователь размещен прямо на каретке Y. Сделано так потому, что попадались обсуждения проблем с наводками от шпинделя. Выяснив, что просто 220 вольт шаговикам в принципе не мешает, я максимально укоротил провод от частотника к шпинделю. Пока проблем нет. На частотном преобразователе отверстия снизу заклеены медицинской маской. Воздушному потоку не мешает. И не заметил, чтоб на маске оседало много пыли.

Провода к шаговикам все 1,5 квадрата. Вроде достаточно и одного, но у нас в наличии нет, краем глаза вроде видел, что при большой длине провода могут быть проблемы, поэтому 0,75 использовать не стал.

Станину делал по полуостаточному принципу. Денег уже конкретно не было, усталости уже конкретно поднакопилось. Просто сложил пеноблоки, установил на них конструкцию из фанеры. Это плохо, но выкроенные изделия пока собираются удачно.

Собственно постройка станка заняла около полугода. Бюджет на тот момент между восемьдесят и девяносто тысяч.

Вот, из того, что вспомнил, вроде пока все.

Обсуждение моих проблем на форуме:

https://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=16799

Тема про выбор материала:

https://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=28&t=18526