Я продолжаю рассказ о том, как я собирал свой фрезерный станок с ЧПУ. В предыдущих части 1 и части 2 я описал этапы работы, которые завершились полной сборкой станка, у которого было несколько недостатков. В этой части я опишу как я с этими проблемами боролся.
Как было сказано в предыдущих частях, главным недостатком был слабый по жесткости портал и его направляющие стержни. Это приводило к биениям. Для примера я сделал небольшую 3D гравировку.
Дребезг в креплениях и направляющих не давал четкого рисунка. На таком станке можно было делать только не требующие точности детали.
Переделка потребовала дополнительных расходов на материал, часть которого пришлось заказывать и ждать доставку, а пока станок переделал под лазер. Для этого достаточно снять пластину с креплением фрезера и поставить другую с лазером. Провода для его управления я завел заранее. Мощность его не велика, всего 2.5W, но этого достаточно выжигать, резать тонкую фанеру, картон, фетр, бумагу, пенополиуретан.
Так как при лазере нет никакого сопротивления материала, то и биений нет.
Станком заинтересовались дети. В таком режиме он не шумный, а вариантов использования было много. Работать с лазером надо обязательно в специальных защитных очках!
Тумба для станка.
Еще одним недостатком станка было то, что я собрал я его на верстаке мастерской. Он отхватил половину его пространства. Кроме этого места для него другого просто не было. И тут после семейного совета мне удалось забрать себе для мастерской соседнюю подвальную комнату. Теперь у меня мастерская увеличилась почти в 2 раза!!! Правда комнату еще надо было доводить до ума, но это мелочи. Главное, что я смог перетащить из холодного гаража торцовку, рейсмус и появилось место для станка. Однако перенести его сквозь разделяющую дверь было невозможно и станок долго ждал новых деталей, чтобы его разобрать.
В это время я собрал тумбу на колесах. Колеса оказались не только полезными, но и необходимыми. На верстаке станок стоял вплотную к стенке и длинные заготовки не устанавливались. Кроме этого так станок легче обслуживать и настраивать. После того как приходилось прыгать вокруг станка, а иногда и залезать на него, мобильное решение сильно упрощает работу.
В тумбе, как и говорил выше, установил вентиляционную решетку с сеткой для подсоса воздуха охлаждения электроники. В конструкции тумбы особо нет ничего интересного. Собирал, как говорится, из того, что было.
Единственное, это я впервые опробовал такое соединение.
Соединение получил с помощью своего приспособления для изготовления шипов. Трудозатрат на такое соединение не сильно много (только один раз все настроить), а преимуществ много - только клеяное соединение, без клея конструкция очень жесткая и не разваливается, легко можно сделать фрезером паз для щита, что я и предпринял, зашивая бока.
На тумбу установил основание. Оно лежит под собственным весом, только снизу установлены ограничители от сдвига. Таким образом станок можно легко (он весит в сборе под 100 килограмм ) снять.
Основание внешне не изменялось, но были небольшие добавления.
Еще одним недостатком конструкции был столик спереди для клавиатуры и мыши. Опилки постоянно их засыпали и приходилось либо переворачивать, либо накрывать. В новой версии клавиатура с мышью будет задвигаться ПОД столик, а чтобы не мешали провода, их разъемы вывел сбоку. Для минимизации проводов, я вывел USB-разветвитель и к нему уже подключил клавиатуру, мышь и осталось еще место для флэшек. На разветвителе есть дополнительный вход внешнего питания.
Кроме этого вывел "наружу" контакты 5 оси контроллера, выводы блоков питания и другие сигналы, которые могут пригодиться для дальнейших экспериментов. Изначально планировалось при желании использовать 5 ось, драйвер разместить внутри корпуса, но это оказалось не совсем удобно, так как его функции могут быть разными в зависимости от инструмента, да и блок питания еще одну ось не потянет.
Еще доработал выход на монитор. Так как компьютер располагается в заднем отсеке, то длина интерфейсного кабеля оказалась мала. Подключение через удлинитель привело к помехам на мелких деталях и буквах, что очень раздражало при работе. Поэтому установил усилитель сигнала. Уже давно валялся активный разветвитель еще на старые мониторы и вот нашел применение.
Кроме этого сзади вывел разъем Ethernet. Так как плата компьютера находится глубоко, то доступ к штатному разъему был ограничен. Изначально я не планировал подключать станок к домашней сети или выходить на нем в интернет, но это оказалось неудобно, особенно когда дети делаю макеты на одном компьютере, а обрабатывать их нужно на другом приходилось бегать с флэшками.
Переделка портала.
Наконец материалы были получены и пришлось лазерные игры на время прервать. Главное изменение после модернизации станка – это замена почти всех фанерных деталей оси X на металлические. Это значительно повысило жесткость и даже слегка упростилась сборка конструкции. Для этого я приобрел алюминиевый станочный профиль 60х60мм.
Так как он изначально предназначен для сборки различных конструкций, то и использовать его для станка очень удобно, хоть и не дешево. Резал в размер на торцовке, установив диск по алюминию. Получилось очень ровно, одинаково и под прямыми углами, что и требовалось в первую очередь.
Главным недостатком предыдущей версии станка были вертикальные колебания оси X из-за использования цилиндрических направляющих. На такой длине (около 1 метра), даже при небольшой нагрузке фрезы они не давали нужной жесткости. Кроме этого желание развернуть все детали с задней стороны портала потребовали дополнительную переходную конструкцию, что увеличило плечо и соответственно любые колебания возрастали пропорционально.
Поэтому теперь ось Х ходит по рельсам и механика развернута вперед. Конечно, так больше вероятности попадания пыли и стружки на валы (что не хорошо), но это можно исправить установив специальную защитную гофру (она продается готовая и есть возможность сделать самому). Крепежные пазы профиля позволяют закрепить ее в любое время, а я уже вставил в него гайки на будущее, но пока я гофру не поставил и могу сказать, что пыль есть, но не много.
Так как было необходимо приобрести две рельсы на ось Х, я решил использовать их с оси Y (они диаметром 16мм), а на их место установить более мощные (диаметром 20мм) и при этом переделать их крепление. Поворот на 90 градусов крепления рельс понадобился для упрощения монтажа линейных подшипников и формы вертикальных стоек, а также для улучшения их защиты от пыли. Предыдущий «забор» кое-что задерживал, но много опилок его запросто перелетало.
Для крепления рельс оси Y я также использовал станочный профиль. Для такой цели это экономически не выгодно (можно взять квадратную трубу), но он гарантированно дает 90 градусов, к нему легко крепится новый «забор» и кроме этого у меня на него большие планы по навесу поперечен с дополнительным оборудованием в будущем.
При монтаже столкнулся с проблемой крепления рельс к профилю. Крепежные отсерстия совпадают с пазами, но нужны специальные Т-гайки. У продавца профиля на М5 (такие отверстия в рельсах) их не оказалось, а в нашей провинции купить отдельно не реально (это было 2 года назад, сейчас легче). Заказывать с учетом доставки было долго и дорого и я решил проблему более дешевым, но требующем времени способом. Я вырезал из металла полосу под внутренний паз профиля, нарезал в ней резьбу под болты и получил готовый крепеж, причем его не надо долго выставлять по отверстиям. Каждая полоса индивидуально изготовлена под нужное место. Для установки гаек даже не нужно будет разбирать станок, достаточно открутить винты с полосы и вытолкнуть ее по профилю наружу.
Вертикальные стойки вырезал из листа металла толщиной 5мм. Выбор был таким, потому что именно такого размера кусок у меня был. Резал болгаркой. Первую стойку по линейке из уголка, а для второй использовал уже вырезанную. Сверлил также скрепив стойки вместе, чтобы избежать перекосов. Позже, уже после «первой примерки», стойки усилил металлической полосой, толщиной 6мм. Она дает жесткость в слабом месте между подшипниками оси Y и креплением профиле оси Х.
Первую сборку делал без крепления рельс к основанию, чтобы точно выставить их положение. Зазоры между основанием и вертикальными стойками у станка не большие и любой перекос был бы проблемой. Для жесткости при настройке закрепил две временные перемычки между профилями. Они держат геометрию, пока рельсы не зафиксированы.
При креплении приводного винта и двигателя оси X не обошлось без фанеры. Между профилями закрепил цельный лист.
Он дает дополнительную жесткость по диагоналям и служит основой для крепления несущих кронштейнов. Сами кронштейны крепятся через дополнительные основания. Это не обязательно, но гораздо удобнее при настройке.
После первой примерки я убедился что две оси работают хорошо и вибрации и люфтов нет практически совсем. Поэтому все опять разобрал, наварил жесткости и покрасил.
При повторной сборке перевернул положение двигателя. Пазы профиля это позволили легко сделать. Так значительно сократились провода. Я уже даже не помню, почему я его в первой версии расположил слева.
Ось Z осталась без изменения. Она в первом варианте не вызвала нареканий и я решил ее оставить как есть, только перекрасил для внешнего вида. В ней добавились только крепления для подшипников оси X, которые раньше были на переходном блоке. Для крепления кабель-канала и разъемов я оставил старую платформу, обрезав лишнее.
При сборке безусловно много раз проверял углы. В завершении пришлось немного по ширине подрезать «плиту» и на всякий случай еще раз прошелся по ней торцевой фрезой для выравнивания. Это гарантирует одинаковый зазор в любой точке рабочей зоны.
После ремонта помещения станок наконец занял свое стационарное место, где и по сей день работает. Наличие колес на тумбе позволяет передвигать его при длинных заготовках и для обслуживания.
Однако колеса имеют и недостаток – при больших нагрузках станок может вибрировать. Также рекомендую не экономить на качестве колес – станок весит более 100 кг и мои бюджетные колесики после нескольких «выкатываний» сломались и пришлось ставить более мощные.
На этом всё! Станок работает хорошо, особых нареканий больше нет – для домашней мастерской в самый раз, а у меня появилось больше возможностей для творчества.
Некоторые образцы работы станка можно посмотреть в части 1 данной статьи. И это далеко не все. Вот еще один пример - все резалось из фанеры 10 и 3 мм.
Если вы заинтересовались статьей, нажмите "палец вверх".
Чтобы проще находить мои статьи, подпишитесь на канал.
Все вопросы и замечания пишите в комментариях.
