Как я построил ЧПУ фрезер из фанеры за около 60 т.р. с рабочим полем 940х700мм
Всем добрый день/утро/вечер/ночь!
В предыдущем посте обещал написать пост о своем самодельном фанерном ЧПУ фрезере, когда доделаю видео. Я приболел и видео доснять пока не могу, но поделится процессом постройки хочется. В настоящее время готов пока первый этап - он собран и работает, но электроника на соплях, корпуса для нее еще нет, финальное место для фрезера в мастерской еще не готово, но ОН РАБОТАЕТ!
Изначально я думал собрать что-то довольно простое по типу x-carve или нашей поделки savisman с ручным фрезером макита в качестве шпинделя, но только не с ременной передачей и колесиками, а на 12х рельсах и с швп. Управляло бы этим всем arduino nano c arduino shield, прошивка grbl и двигатели типа nema 17. Но в какой-то момент что-то пошло не так и меня понесло во все тяжки.
Началось все примерно в июне, когда курс доллара хорошо просел и на алике работала оплата через qiwi, тогда и были заказаны первые 23кг железа:
- рельсы две пары 800мм для осей У одна пара 1000мм для оси Х, и одна пара 300мм на ось Z
- 16 кареток, по две на рельс
- 4 швп 1605
Покупалось сразу наборами, что бы не забыть всякие нужные вещи типа подшипников, муфт и тд. Если кому интересно то вот тут SFU1605 HGH15CA. На тот момент китаец мне еще скидку сделал и набор вышел в 380 баксов место 430, в рублях 21 или 22 т.р.
Как видно - упаковано все очень хорошо. Плотные картонные тубусы, куча пупырки и вспененный полиэтилен (во второй коробке)
Следующим этапом стал заказ мозгов и шаговых двигателей. Поскольку будущий станок уже сильно потяжелел, а еще толком не начал собираться, то выбор пал на nema23 в минимальном размере 57HS56 с крутящим моментом 1,2Нм и 3А тока. Драйвера либо DM542 либо TB600. Ну а мозги доросли до Mach3.
Пошарившись по магазинам в подборе, нашел у предыдущего продавца вкусный комплект с 4 двигателями, драйверами, платой и БП на 36В. Воть
Вообще я хотел взять DM (начитавшись форумов), но с бесплатной доставкой и дешевле по цене были TB - жаба победила :) На момент лета набор был за 7300р.
Осталась последняя крупная покупка - шпиндель. Как я писал выше - была идея использовать кромочник макиты RT0700. И кромочник в хозяйстве, когда не работает ЧПУ и достаточно производительный шпиндель, который даже алюминий и латунь берет при правильных настройках. Но что-то при цене в 12 тыщ +- и цангой только на 6мм этот вариант был отброшен и начались поиски сначала 1,5Кв шпинделя с ER20, а потом при разнице с 2,2Кв в 1,5 тысячи я плюнул и решил брать уже 2,2Кв ER20 с набором из 8 цанг и инвертором за 16 тысяч р. вот у этого китайца.
И доставка СДЭКом по РФ за 4 или 5 дней
5 цанг метрических и 3 дюймовых
Еще были куплены разные фрезы, моток провода awg24 и пачка 4х пиновых коннекторов, два метровых кабель канала(+2000р за все), и все отложилось до января уже текущего года, тк доделывал заказ и мастерская была занята.
Но вот настало долгожданное событие - заказ отдан и можно начинать постройку. В леруа были куплены два листа 18й фанеры(+3000р) и без четкого плана действий все завертелось :)
Все запчасти распакованы
Будущая ось Z. Я знаю, что собрано неправильно, я потом большую серую деталь (честно хз как ее правильно назвать) переставил.
Примерил шпиндель и проверяю, что все хорошо ходит, нет перекосов и не клинит
Ось Х и Z. Оси строю следующим образом: длинна листа в основании равна длине рельс, ширина больше на глаз выбиралась и "как у других сделано". Для Z минимальная ширина, чтобы каретки не задевали ту самую серую деталь. Для Х максимально широко, чтобы нагрузку лучше распределить. У рельсы расположены поуже, но само основание сделано шире, чтобы опилки меньше разлетались. Второй слой 18й фанеры добавлен под рельсы, чтобы каретки с серой деталью на швп были в одной плоскости.
Тут на видео видно, что при начале движения Х и смене направления есть небольшой лаг - плохо были затянуты винты на крепежной площадке оси Z
Сборка основания. 5см полосы фанер с запилом в полширины собраны решеткой с определенным шагом (ну кроме последней части, она в итоге была увеличина, что бы получить те самые 940мм). Сверху прикручен лист 18й фанеры. Позже на него уже будет прикручен лист 12мм мдф в качестве жертвенного стола.
Тут я подбираю финальную высоту портала. В итоге над жертвенным столом при максимальном подъеме оси Z получается 150мм
Вид без проводки, но все элементы на местах.
Подключил шпиндель к инвертору и проверяю работу на разных оборотах. Настраивал по видосу из интернета, но в основных моментов несколько:
- установить вольтаж шпинделя (в моем случае 220)
- установить его ампераж (8,5А)
- установить максимальные обороты при максимуме инвертора
- установить минимальны обороты при минимуме инвертора
Первые три параметра указаны на самом шпинделе, последний империческим путем
Далее подключил один драйвер к плате Mach3 и начал играться с двигателями на оси. В принципе для меня момент подключения электроники был самым пугающим во всем процессе постройки, но посмотрев несколько видосов, купив авточистилку для контактов и простенький тестер пошел в бой.
Первое что надо знать про Mach3 - надо ставить спец плагин rnr motion controller plugin иначе через USB программа Mach3 не видит плату. Второе - демо версия может прочитать только 500 строк G-code. Обе вещи решаются интернетом :) Возможно на диске в комплекте есть оба решения, но я без дисковода на ноуте(
Драйвер я подключил по общему плюсу на dir и pull, т.е. +5 с платы кидается в +dir или +pull и между ними делается перемычка, а dir и pull оси с платы уже кидается на -dir и -pull на драйвере. Также на драйвер кидаем + и - с 36В БП, а на плату Mach3 + и - c 24В БП (пришлось докупить отдельно, +1000р)
Проверяю, что есть движение
Задача в том, чтобы двигалось все нужном направлении. Из двигателя выхдят 4 провода, по два на обмотку А и В. Какая А а какой В будет на драйвера в принципе пофиг. Главное полярность и чтобы провода одной обмотки были подключены в +А и -А, а второй в +В и -В. По цветам у всех производителей по разному, но обычно в описании двигателя указано какой цвет какая обмотка. Также можно проверить тестером на сопротивление, провода одной обмотки какое-то сопротивление дают, разных - по нулям.
Был у меня казус с полярностью, когда при нажатии в Mach3 на + и - ось двигалась в одну сторону, решилось перестановкой +А и -А местами на драйвере(или +В и -В, не принципиально).
ТК у меня две оси У и два двигателя, то достаточно проблематично было заставить их работать в нужном мне направлении. Путем нескольких перестановок проводов, и смены полярности для оси в Mach 3 удалось сделать движение по -у к себе, а по +у от себя
Я вывел одну ось У на у dir и y pull с платы, а второй двигатель на а dir и а pull, потом в программе ось А выставил как slave оси У. К сожалению эта схема работала только при управлении стрелочками в Mach 3, когда я пытался запустить g-code, ось A осталась на месте и двигалась только ось У. На мое счастье я сделал первую задачу в виде круга 100мм диаметром, иначе бы вывернуло ось Х из стойки.
Потратил несколько часов на решение этой проблемы - гуглил, читал форумы, смотрел видосы и ничего не помогло. В итоге я просто закинул -dir и -pull со второй оси У в y dir и y pull, поменял местами провода на шаговик и случилось чудо - все заработало как мне надо!
Временная разводка выглядит вот так
Тут еще из A драйвера провода идут в A pull и A dir, но принцип понятен.
Еще на драйвере необходимо выставить количество микрошагов на оборот. Я сначала выставил 800. но потом увеличил до 1600 на X и У, а на Z 3200. После этого в самом Mach 3 необходимо оттюнить моторы, что бы перемещение на 100мм по g-code было реальным перемещением на 100мм. Для этого есть спец формула как считать, а можно воспользоваться автотюном. На специальной вкладе в Mach 3 отправляешь ось Х на 100мм, ось двигается, программа спрашивает - на сколько подвинулось то в реала? Ты замеряешь и говоришь ей, что на 78мм подвинулось. Она - ок, вот такой коэффициент надо поставить, я сделаю? Ты ей - да. Она все выставляет, а мы потом делаем контрольное движение и так для каждой оси.
Ну и после всего этого, вам наверняка интересно а как же вот эта хрень из говна и палок то в работе?
И гравировка
Из того, что надо доделать на текущем этапе - ось Z или точнее шпидель на ней не перпендикулярен жертвенному столу. С глазомером у меня не очень, но на взгляд по гостовскому угольнику в пределах градуса есть отклонение. Это отклонение уже заметно на большой плоскости при выборе чашечной фрезой - остаются полосы. И также малозаметные полосы остаются при проходе фрезы по контуру.
И разобраться, как подключить частотник к плате и управлять всем из Mach 3, а не руками отдельно запускать шпиндель и обороты.
Еще в стоимость можно добавить 8000р, потраченные на мини ПК и 7 дюймовый тач монитор для будущего управления станком. Тык 1 и Тык 2
Он будет спрятан в корпусе со всей прочей электроникой, а торчать будут только монитор и блок управления частотника. А сам станок переедет под стол, на котором и стоит.
ПС: фрезы в подсчет не включаю ибо расходник
ПСС: для любителей "это говно не будет работать, лучше бы готовое купил... или у него не хватает жесткости...". Во-первых, он все же работает, и у меня был спортивный интерес, как у человека с инженерным образованием. Во-вторых, найдите станок с рабочем полем хотя бы 900х600мм (очень любят этот размер в настольных станках) на рельсах с каретками и на швп, с 2,2Кв шпинделем и за 60 тысяч рублей. Про жесткость - по буку работает без проблем, правда я больше 2мм за раз не снимал. Как желе себя точно не ведет
ПССС: Возможно в будущем я переделаю его на алюминиевых профилях в стиле Avid CNC, либо построю новый.
Спасибо, что дочитали! Наверняка я что-то забыл, так что отвечу в коментах на интересующие вопросы.
Как собрать ТАРДИС за 2 минуты
Ингредиенты: вам понадобится немного магии тайми-вайми и старое доброе насилие.
Спустя 10 лет существования нашего фан-стенда мы догадались хотя бы попытаться заснять таймлапс застройки декораций на фестивале. Оборудования для этого мы не добыли... так что телефоны и скотч - наше всё))
(Ремарка от "оператора": камеру никто не заметил и ребята не знали, что их снимают. Так что все приколы не постановка, а стендовики в естественной среде обитания).
Лучше со звуком, он отлично дополняет видеоряд :)
Место действия: Минск. фестиваль Тёмные Материи
Пока что только ТАРДИС. Позже домонтируем остальную застройку основной тематической локации.
Кружка деревянная God Of War
Кружка выточена из древесины липы. Имеет двойное дно, что полностью исключает протекание. Благодаря толщине дна, из неё можно пить как холодные, так и горячие напитки. Финишная обработка - специальный масловоск. Ручка в форме топора вырезана из дуба. Резьба выполненв полностью вручную, тонирована чёрной патиной.
Цена - 3300₽ плюс доставка
Сможете найти на картинке цифру среди букв?
Справились? Тогда попробуйте пройти нашу новую игру на внимательность. Приз — награда в профиль на Пикабу: https://pikabu.ru/link/-oD8sjtmAi