Search in topic

Мой CNC станок с рабочим полем 850х340х100 (процесс постройки)

Всем привет. Вот тоже решил построить свой CNC станок (я уже этим вопросом несколько месяцев занимаюсь, вот и решил выложить свои изыскания наконец, короче просуммировать весь полученный опыт и изложить его на суд читателей), собственно желание было очень давно, еще года 3 назад хотел, но все как то не складывалось, и наконец после недавней поездки в Москву и встрече со своим другом, у которого есть свой CNC станок (деревянный) и увидев в очередной раз что такой станок может (у меня руки не жоп… растут слава богу конечно, но ручной труд, особенно когда требуется изготовить большое количество разных деталей, да еще и объемные иногда нужны типа капота например, ручками пилить долго и тяжко, хотя и можно и не смертельно), в общем это добило окончательно и решил наконец взяться за постройку своего станка. Деревянный вариант я отмел для себя как нецелесообразный (именно для меня), в идеале станок должен быть именно металлический, да и сам метал как то ближе к душе, метал не стареет и его не коробит от времени, опять же красивее:), в общем станок решено было делать из металла.

Поскольку деньги имелись, бюджет я представлял примерный и понимал на что шел, решил заказать сразу и механику и электронику (не буду описывать мои метания в выборе, напишу что появилось в конечном итоге).

ЭЛЕКТРОНИКА:

1. ПК - своего ПК с LPT-портом у меня не было, но были кое-какие комплектующие из старого железа, продавать которые за копейки не имело смысла, поэтому я держал их как запчасти на всякий случай), память DDR3 1Gb, Video ATI 4350, HDD 200 GB, БП 600W, корпус, и прикупив еще MB GIGABYTE P41T-D3 и процессор Intel E3400 получил нормальный ПК для управления CNC станком. После сборки, установки необходимого ПО стал тестировать LPT-порт, график был с равномерными всплесками, я решил что это не хорошо, поэтому проведя ряд тестов вычислил, что чем выше у меня частота процессора, тем волны всплеском меньше, короче для верности разогнал процессор через шину до 3458 Гц, всплески стали маленькие и график приблизился к идеалу рекомендуемому в доке MACH3. В последствии MACH3 был опробован с этим ПК на ручном управлении, все работает замечательно, когда все будет подключено и собранно окончательно, будем смотреть еще, а пока меня все устраивает.

2. Контроллер выбрал PLC4x от Purelogic, мне его функций достаточно, сделан он тоже вполне достойно, я только заменил переходники DB9 из комплекта на свои и все стало здорово.

3. Драйвера, первоначально я планировал Китай, но потом почитав форум решил взять фирменные от Geckodrive и взял 3 шт. G203V (надо отметить что мне повезло, когда я из заказывал в ноябре, на них была скидка, которая бывает лишь раз в году и я на нее попал:)). Про подключение можно почитать здесь – rcopen.com/forum/f110/topic209647

4. Двигатели. Почитав форумы и примеры, для себя я выбрал PL57H110 на ось Х (у меня только одна ШВП на Х) и PL57H76 на оси Y и Z.

5. Блоки питания взял импульсные, на 12В (1,3А) для питания контроллера и 27В 13А для питания двигателей.

6. Дополнительные модули - Модуль PLZ007 - 1 шт и модуль PLZ005 - 1 шт (кому интересно что это смотрите у Purelogic).
   Вот и весь набор электроники.

МЕХАНИКА:

1. Механику я взял у нашего известного китайца, если коротенько, то я выбрал имеющийся у него полный КИТ механики на 3 оси 25 мм типоразмера и просто изменил длины, а именно:

• Валы 25 мм SBR 300/600/1200 мм
• ШВП 25 мм RM 350/650/1250 мм

Надо признать, что на момент заказа я в построении станков разбирался мало, чертежей деталей у меня не было, равно как и компоновки, поэтому я понадеялся что КИТ составлен нормально и что ШВП длине валов на 50 мм это норма (типа не дураки же придумали, раз длине значит так надо), в общем так все и заказал. Об этом что и как вышло здесь -rcopen.com/forum/f41/topic150499/281

2. Со временем я все вычертил и пришел к несколько не утешительным для себя выводам - при длине ШВП на 50 мм больше чем у валов, чтобы нормально уместить из со стандартными держателями ШВП и прикрепить хотя бы одной стороной к стенкам, нужно либо ставить дополнительные опоры для их крепления (для одной только), либо резать валы чтобы попасть в нужную длину с ШВП (об этом я писал здесь - rcopen.com/forum/f41/topic216592). Короче говоря при такой разнице длинны валов и ШВП (в 50 мм) оказалось что идеальными держателями для меня являются держатели фланцевого типа GFF/GFK 15, которые я купил в http://www.akenon.ru , очень качественные, я доволен, теперь у меня все стыкуется очень четко.

3. В качестве держателей гайки ШВП я решил использовать лишние каретки (откуда они появились расскажу ниже), в моем 25 типоразмере мне повезло, оказалось что диаметр втулки гайки ШВП 25 мм - 40 мм, и диаметр линейного подшипника в каретке тоже 40 мм, мне осталось только удалить из каретки подшипник, просверлить резьбовые отверстия для крепления фланца гайки ШВП и обрезать лишнюю длину каретки (она длине чем гайка, поэтому лишнее можно ампутировать, если конечно это нужно).

4. К сожалению валы длинной 300 мм которые я заказал в КИТ и планировал для Z мне не подошли, они оказались короткими для того хода по Z (хочу сделать с запасом Z на ход 200 мм, а имеющиеся валы позволяют лишь на 100 мм при базе в 200 мм), да и широкая Z получается с применением таких направляющих при классической компоновке - пластина основание, на ней параллельно ставятся оси и ШВП, на них пластина со шпинделем, короче говоря ширина такой каретки с применением валов SBR 25 мм и ШВП 25 мм выходит порядка 200 мм, что для меня очень много (у меня длинна свободного хода по У=600-25-25-25-25=500 мм, минус 200 мм каретки Z получим поле всего 300 мм). Поэтому я буду делать Z на рельсовых линейных направляющих HIWIN, это позволит сделать ширину Z 160 мм. А поскольку я не использовал валы для Z из КИТ, у меня и остались лишние каретки, 2 шт я пустил на X (сделал по 3 шт на сторону для большего распределения нагрузки), а из оставшихся 2 шт сделал держатели гаек ШВП.
   По разделке концов и держателях ШВП вот тут я выкладывал таблички которые прислал мне наш китаец - rcopen.com/forum/f41/topic208523 . Маленькое замечание, не смотря на то, что по таблице конец ШВП под муфту по таблице должен быть 12 мм, китаец их растачивает под 10 мм, я это подтверждаю, так что муфты из набора 10мм как раз подходят, ничего самому растачивать дополнительно не надо.

РАМА И КОНСТРУКЦИЯ СТАНКА:
Я выбрал для себя классическую схему построения станка – с верхним размещением портала и одной ШВП на ось Х. В качестве основы для рамы станка был выбран усиленный профиль Kanya MA1-1 (50х50 мм) и он же пошел на распорки для установки направляющих по оси У. Профиль был куплен в Чехии через посредника, это оказалось дешевле и намного быстрее чем у нас (по срокам в России меня просили подождать каких-то 20 недель, а в Чехи все переговоры до момента отгрузки со склада представительства Kanya заняли 2 дня). Более подробно об этом можно посмотреть здесь - rcopen.com/forum/f111/topic208470 . Я несколько раз менял конструкцию рамы (основа всегда был профиль, я менял ее дополнительное усиление), в конечном итоге мне пришлось отталкиваться от имеющихся материалов и я поступил следующим образом:

1. В качестве основы рамы профиль 50х50 по кругу.

2. К боковинам профиля по бокам и в центре поставил П-образные профили из алюминия 100х50 толщиной 5 мм, и в центре еще 2 шт L-образных профиля 100х50 толщиной 5 мм крепящихся к П профилю.

3. Боковины усилил 2-мя парами уголков (мне знакомый дал эти уголки, за что ему огромное спасибо, профиль он нарезал тоже – он занимается окнами и у них есть пила для профиля, нарезал не супер идеально конечно, но очень ровно и стыкуемо под 90 гр.), такие уголки применяются как силовой элемент для стыковки оконных профилей под углом. Центр усилен уголками из 5 мм L профиля.

4. Все эти П и L профили, а также сама рама прикручиваются к пластинам из Д16Т 10 мм (4 шт по углам 150х150 мм и 2 шт. в центре 150х300 мм) которые устанавливаются внизу.

5. В качестве соединений профиля под 90 градусов я использовал шпильку 12 мм вкручиваемую в короткий профиль, в шпильке просверлено резьбовое отверстие М8, в которое вкручивается болт типа DIN 912 (под внутренний шестигранник) М8, голова которого (скошена фаской) через шайбу притягивает длинный профиль (в нем просверлено отверстие под ключ) к короткому. Для крепления деталей к профилю MA1-1 через имеющиеся пазы, я использовал шайбы 8х24 мм (я сточил напильником лишние стороны до 22 мм) и гайки с капроновой вставкой (тоже сточил края чтобы они встали в паз – ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ – точить надо аккуратно, если снять слишком много, то гайка может в последствии прокрутиться в пазу профиля, что с рядом гаек у меня и вышло, они затянулись, но не насмерть, будьте внимательны, конечно в идеале нужно было делать квадратные гайки из стальной полосы 4 мм, но у меня такой нет и взять особо негде, я пошел более простым путем). Фирменные крепления дороги и у нас их нет вообще, поэтому я использовал заменители своей конструкции.

Рама собрана таких хитрым способом с использованием большого кол-ва болтов по ряду причин – алюминиевых профиль это все пластилин, поэтому чем больше площадь прижима тем лучше, отсюда и столько болтов и шайб; я пытался добиться максимальной жесткости рамы на кручение и смещение профиле (типа если две параллельные стороны рамки смещать в разных направлениях, то ее сломает в углах). Мне моя конструкция нравиться, большую жесткость из нее с имеющимися материалами я выжать не смог. Если у кого есть замечания и предложения по этому поводу буду рад услышать.

Дополнительно для крепления направляющих валов 25 мм к боковинам, я предусмотрел установку держателей типа SHF 25 мм, которые ставятся на валы с внутренней стороны рамы (при установки снаружи я бы потерял расстояние больше на осях, тут все равно еще концевики ставить надо). Для установки SHF я вырезал в рельсе направляющих паз, на жесткости рельс это не отразилось никак, а мне позволило сделать заделку валов жестче и дополнительно еще прихватить боковины рамы.

Основание и стенки портала планировалось фрезеровать из Д16Т 20мм и 25 мм соответственно, так и получилось (стенки только после праздников отдадут).

Боковые стенки рамы из Д16АТ 10 мм пока не отфрезерованы, материала не хватило (они будут прикручиваться в длинным профилям встык – болты М8 и М16 центровые, а также поперечным профилям через паз).

Огромное спасибо Дмитрию Григоренко (At90) за то, что подсказал, где можно купить дюраль нужными кусками, а то в нашем городе можно только целым листом 1200х3000 мм и под заказ, а вот здесь режут нужными кусками и отправляют в любой регион - http://www.met-opt.ru . Я там все заказывал и буду заказывать еще.

Переход на каретку Z и сама каретка Z пока еще не начерчены, я пока думаю как это лучше сделать.

По шпинделю – на сегодняшний день еще не заказан, но планирую инверторный Китайский 2.2кВт с водяным охлаждением, инвертор думаю брать отдельно Hundai N50, на форуме про него была тема, работает, а то китайскому я как-то не очень доверяю если честно.

На сегодняшний день, я выполнил запланированную норму и как планировал за праздники произвел сборку рамы и основания портала, о чем собственно и привожу фото:




Вариант сделанный в Solidworks 2011 (я на него уже перешел, так что извините) можно скачать здесь (сборка очень тяжелая, так как содержит все болтовые соединения, в ней только не учтены 8 запасных болтов сверху на коротких профилях, ну чтобы привернуть что-то в случае необходимости, ведь в собранную раму в короткие профили закладные гайки добавить уже невозможно, а также 8 болтов, т.е. по 4 с каждой стороны для крепления боковин к раме:
rapidshare.com/files/441295819/CNC_v4.rar

Как будет продолжение, отпишусь что получилось:)

Молодец, обстоятельный подход. По Д16Т, скажите, за резку они сколько берут и каким способом отправляют в регионы?

Женя, а в каком месте приобрел такое количество DIN912? для вопрос очень дефицитный…

Молодец, обстоятельный подход. По Д16Т, скажите, за резку они сколько берут и каким способом отправляют в регионы?

Отправляют ЖелДорЭкспедиция (http://www.jde.ru), мне доставка 3-х листов весом порядка 65 кг обошлась 800 рублей. За доставку в ЖДЕ они берут 1000 рублей (заказывают машину и везут на склад ЖДЕ). Оплата доставки по месту назначения. Режут почти бесплатно как я понимаю, весьма ровно, каким-то бензорезом, что этот такое я не знаю, но по телефону мне сказали именно так, мне все включили в общий счет. В любом случае для меня лично это было выгодней, потому что в нашем городе можно купить только плиту целиком и под заказ.

Женя, а в каком месте приобрел такое количество DIN912? для вопрос очень дефицитный…

Да это не такая уж проблема, унас есть магазин КРЕПМАРКЕТ например, да и так есть еще конторы которые продают такой крепеж, НО надо смотреть по ценам, я тут сильно пролетел на шайбах например, оказалось что можно купить сильно дешевле, поэтому надо смотреть сначала цены везде где можно, а уж потом покупать. Мне пришлось покупать болты в КРЕПМАРТЕТЕ (там подешевле вышло) и в ОБИ (там на 2 рубля за болт выходит дороже, но под новый год все магазины с ходовым крепежем опустошили под корень и варианта у меня не было). Можно заказать крепежь прямо в Москве, через инет.

Отправляют ЖелДорЭкспедиция (www.jde.ru), мне доставка 3-х листов весом порядка 65 кг обошлась 800 рублей. За доставку в ЖДЕ они берут 1000 рублей (заказывают машину и везут на склад ЖДЕ). Оплата доставки по месту назначения. Режут почти бесплатно как я понимаю, весьма ровно, каким-то бензорезом, что этот такое я не знаю, но по телефону мне сказали именно так, мне все включили в общий счет. В любом случае для меня лично это было выгодней, потому что в нашем городе можно купить только плиту целиком и под заказ.

Спасибо !!!

Вариант сделанный в Solidworks 2011

уже не скачивается в связи с исчерпанием количества скачиваний.

Вот перевыложил:
rapidshare.com/files/441597834/CNC_v4.rar
rapidshare.com/files/441597950/CNC_v4.rar

JonsonSh не могли бы Вы презалить файлы на депозит или куда нибудь еще? А то с рапиды не качается 😦(

Вот: depositfiles.com/files/98h0vbsse , я обычно рапидой пользуюсь, но в последнее время условия на ней стали жесткими, а платить за аккаунт мне нехочется.

Те опоры, которыми комплектует свои наборы “наш китаец” непонятно как регулировать .Гайка контрящая вал даже невооруженным глазом накручивается крайне криво.У меня после непродолжительной работы станка в тестовом режиме под местом где находится гайка образовывается кучка выработанной резины сальника.Гайку непонятно как закручивать, при любом положении она трет.Люфта как такового я не ощущаю.Вообщем наверное этот узел требует доводки.Поделитесь кто как регулировал и дорабатывал.Уверен что эта проблема носит множественный характер.

Я тоже обратил на этот недостаток внимание. Где-то на форуме натыкался на то, что человек менял кольца на более длинные, еще как вариант это поставить проставочное кольцо из проволоки (такой вариант тоже упомянался).

Я на опорах сделал новые распорные втулки, высотой на 1мм побольше и поверхность контактирующую с сальником отшлифовал. Еще крепеж фланца удерживающий подшипники переделал -прорезал глубже резьбу и заменил болты на более длинные( родные длинной примерно 4-5 мм чуть-ли под собственным весом выпадают) остальное вроде все в порядке…

Да, у вас я наверное и читал про фтулки. Как снять опору с 2-мя подшивниками, а то лопухнулся и надел без добавления смазки, потом крушку то сянял конечно, но промазать можно в этом случае только один подшипник, до второго уже не долезть без снятия, выбивать через деревянну проставку?

Сделал себе сьемник, ним можно извлекать как подшипники из опор
так и выталкивать ШВП из опоры.

Хитро, просто, но эффективно:).

Люди ПОМОГИТЕ с 3-мя элементами! Почти закончил чертить всю механику, осталось совсем немного мелочи, придумал конструкцию Z и обвязки, но есть сомнения:(, я был бы очень признателен если бы вы посмотрели станок прямо в SolidWorks 2011 (к сожалению я рисую в этой версии и более старые солиды ее не поймут), у кого есть возможность конечно. Что меня мучает (все собрано исходя из имеющихся компонентов и деталей которые можно отфрезеровать, то что двигатели маловаты не смотрите, скорее всего придется их заменить на 86H76, для этого заранее сделаны посадочные места, а пока попытаемся медленно поползать на этих 56Н76):

1. Каретка Z. Я долго думал над ней и остановился на такой конструкции, она вполне неплоха, за исключением крепления гайки ШВП. Я просматривал много форумов и наткнулся на вариант когда гайка крепиться жестко, а для регклировки зазора используется отжимной винт, эту схему я и применил, так если пользовать пластину по типу конструкции Графа, то в моем случае надо или сильно удлиннять Z (чтобы пластина встала на выступе за каретками) или делать отверстие в центре подвижной плистины, но это ослабление подвижной пластины, поэтому я от этого решения был вынцжден отказаться. Остальное вроде нормально получилось (все должно собраться, я прикидывал, тупиков на сборке возникнуть не должно вроде), просьба посмотреть и высказать замечания.

2. Крепление Z к обвязке на Y. Сверху и снизу я использоваль довольно мощьные блоки из Д16Т 20мм, чтобы в них вкручиваться как следует - это вызвано тем что у меня стаят круглые опоры и соответсвенно при давлении шпинделя на материал возникают силы на скручиваине Z и обвязки (шпиндель давит вверх, а стенку обвязки у ШВП вниз, каретки работают как шарниры и соответсвенно вся нарузка ложится на болтовые соединения и резьбу). Снизу с крепежом Z никаких проблем нет, там ничего не мешает, а вот сверху есть сложности - рельсы срепятся к неподвижной пластине Z сквозными отверстиями, поээтому чтобы не ослаблять эту пластину, я решил дополнительно не сверлиться в утолщениях, а закрепиться на 2 винта М8 (дополнительно есть возможность поставить пару штифтом, это не болт с головой и допустимо и даже наоборот приветствуется). Хватит ли мне жесткости при использовании только 2 винтов М8 сверху?

3. Вначале расчет был что если сделать П скобу обзязки очень прочной (т.е. врерху и снизу блоки из 20 мм и сама стенка тоже из 20 мм, врезерованная с пазом в 10 мм, который обеспечит дополнительную жесткость на излом), но потом решив сэкономить на весе (уж больно тяжелая выходит 20 мм) решил ограничиться 12 мм (фрезеровка паза в 2 мм всего). Насколько плохое решение по обвязке и что можно было бы изменить?

4. Крепление гайки ШВП Y к обвязке. Тут можно сделать 2 варианта - гибкая изогнутая пастина (правда гнуть ее мне придется вручную в отличие от Графа, у меня нет доступа на гнутье вообще, а вот фрезеровку можно заказать любую) как у станка “на скорую руку”, или же использовать принцып как на Z (жесткое крепление и отжимной винт для выборки зазора).

Z получился высоковат, но он на вырост если что, чтобы можно было его переставить на другой станок если вдруг будет необходимо, дает ход до 200 мм с ШВП 350, но я увеличил базу и зажал софтом ход до 160 мм, чтобы меньше травмировать ШВП и к ее концам близко не подходить. На данном станке с рабочей заточкой фрезы до 45 мм, я могу обрабатывать до 100мм высоты.

Мне сейчас уже очень надо определиться по фрезеровке деталей Z, обвязки Z-Y и боковин станины, материал уже весть есть в наличии и денежки дадут на днях.

Что изменилось в деталях от прошлых скачиваний - они упорядочились и некоторые я откорректировал в очень подробный вид, поскольку все промерил точно линейкой и штангеном и внес мелкую деталировку и исправления, есть новые детали. Так что имеет смысл скачать эти обновления. Болты некоторые называются нестандартно, например М8х63 - таких не бывает, но я так назвал чтобы было удобнее знать размеры до какой величины надо укорачивать стандартные длины (например М8х70).

Вот ссылки на чертежи в SolidWorks 2011:

rapidshare.com/files/446879618/CNC_ver5.rar
(версия с ограниченным кол-вом скачиваний, но удобная)

depositfiles.com/files/zvg3lg8ct

Скрины:

Станок конечно получился далеко не идеальный, с целым рядом недостатков, но для первой модели станка и для работы авиамоделиста (фрезеровка от бальзы до алюминия) сгодиться я полагаю.

При нормальных драйверах, таких как геко, ваши моторы 56*76 достаточны, питание от 48 вольт.
Что такое отжимной винт и нафига он нужен? Гайка ШВП по Z плавает в кронштейне +/- на величину допусков, вот и вся кухня. Применимо к Y можно сделать плавающие опоры. Крепежные отверстия в гайках и опорах не просто так завышены, а с великим умыслом…
Только будьте внимательны, конструируйте так, что бы все можно было собрать и отрегулировать!