Путь к оснащению хоббийного ЧПУ станка электроникой весьма непрост. Хочется сделать дешево, но так, как на больших станках.
Сразу скажу, как на больших - делать дорого и бессмысленно. У меня лет 20 назад был станок с управлением MATH3 через LPT порт с ПК с Windows XP. Он вполне себе работал, но малейший сбой питания или затуп винды приводил к тому, что заготовка просто запарывалась, а уж сколько фрез переломал на нем - не счесть.
Зато в MATH3 можно было настроить кучу параметров и он сам учитывал нюансы фрезеровки.
Эта статья продолжение - Хоббийный настольный ЧПУ станок, обзор и чертежи.
На сегодняшний день на хоббийные ЧПУ станки ставят GRBL совместимые платы управления.
Изначально такие платы были разработаны для лазерных ЧПУ граверов, но потом их доработали и стали ставить на хоббийные ЧПУ станки формата 3018 и 3040.
Если стандартом для станков под MATH3 были шаговые двигатели Nema 23, то под платы ориентированные GRBL контроллеры стали Nema 17.
Кстати, с этим обозначением для шаговиков есть забавный казус, 99% начинающих считает, что цифры обозначают мощность, но на самом деле, цифра это просто обозначает стандарт площадки крепления! На фото ниже шаговики 17 стандарта, разной мощности.
Nema 17 с длиной 64мм будет мощнее, чем Nema 23 с длиной 24.
Тем не менее, зачастую, в спецификации контроллера указывают совместимость с двигателями по этому стандарту.
Для корректной подборки необходимо смотреть токопотребление моторов.
На настольные станки ставят двигатели Nema 17 длиной 23-34 мм. Их мощности вполне достаточно, тк на шпинделе используется мотор 550-750 или дремель. А фрезы толщиной 1-3.5 мм.
К тому же, жесткость рамы настольного ЧПУ станка не высокая, при больших нагрузках ее будет изгибать и детали получаться с дефектом.
Таким образом, для самодельного настольного ЧПУ станка прекрасно подходят комплекты ориентированные для китайских 3018-3040 станков.
Плюсом покупки платы с Али является дешевизна, минусом - отсутствие техподдержки и внятной инструкции. Необходимо углубляться в тему, разбираться, искать по форумам и тд, если сразу не заработает или слетит прошивка (последнее бывает, но очень редко у кого).
Если нужна поддержка, понятный мануал и обновления прошивки - стоит обратить внимание на российскую разработку от inectra.
Плата стоит дороже, требует покупки драйверов шаговых двигателей DRV8825/A4988, но имеет полные мануалы и весьма активно обсуждается на форумах по ЧПУ. К тому же всегда можно задать вопрос разработчикам.
Бонусом является силовой ключ на 24 Вольта для подключения мощного шпинделя и дополнительные полезные функции: макросы, макровызовы, автоматическое восстановление программы G-кода после сбоя по питанию, компенсация неровностей поверхности стола, запоминание точки останова программы G-кода, очень качественная и быстрая визуализация с точным расчетом времени выполнения программы и тд.
Так, к примеру, можно поставить на паузу, обесточить станок в середине его работы, он отведет шпиндель от детали. На следующий день, включить продолжение, станок спозиционируется и автоматически продолжит работу с места остановки.
Шаговые двигатели
Для скептиков скажу сразу - NEMA 17 вполне хватает! Я по молодости собирал ЧПУшки на моторах от матричных принтеров, примерно как на фото ниже.
Станок аналогичный тому, что на фото ниже, только на мебельных шпильках в качестве ходовых винтов.
Шпинделем был китайский аналог дремеля, крепление с помощью хомутов из хозмага и тд. Вполне себе фрезеровал дерево и алюминий.
Так что, берите 17HS4023 или 17HS4401, более мощные просто не нужны на настольном ЧПУ станке. Я бы советовал именно первые, но некоторые "любят помощнее".
Рекомендую брать на один больше, чем запланировано в ЧПУ станке, на случай аварийной ситуации - мотор сдох/неадекватен, а срочно надо что-то сделать.
Так же можно распотрошить старый 3D принтер, там стоят как раз 17HS4023.
Так же можно поискать на Авито, если хочется подешевле, но могут попасться и проблемные - тут как повезет.
Крепление шагового двигателя к ходовому винту
Если шаговик крепится к ходовому винту напрямую, то необходимо использовать муфту. Раньше ее делали из куска шланга высокого давления и стяжек, теперь муфты стоят недорого. Муфта прощает небольшую несоосность и демпфирует запуск и остановку двигателя.
Ходовой винт - лучше непоскупиться и купить именно ходовой винт с разрезной ходовой гайкой, впрочем, мебельные шпильки с длинной гайкой тоже работают, только надо брать по толщине в 2 раза большую, ибо резьба на шпильках слишком мелкая.
Ссылки на конкретную электронику в расширенной версии статьи на моем Бусти.
PS. Про программное обеспечение будет отдельная статья.
Спасибо тем, кто дочитал статью до конца.
Не забываем подписываться на канал, дальше больше интересных историй и полезных тем! 👍