Некоторые мысли о самосборном станке с ЧПУ

Ввиду того, что любимая игрушка произвела свою первую деталь для HMS Vanguard, настало время рассказать о ней (о нем) чуть более подробно.

Небольшое отступление об истории создания. Давно думал себе заиметь столь полезную в хозяйстве вещь. Начал собирать детали всякие, взяв за основу вариант Игоря Капиноса. Потом на onliner.by увидел объяву ребят, которые предлагали продать готовый самодельный ЧПУ. В общем слово за слово и я с ними согласовал проект того, что мне надо, и что вполне вписывалось в мой бюджет. Изначально в качестве шпинделей я планировал использовать то, что имею. А именно: сверлильно-фрезерную головку Proxxon BFW40/Е, и бор-машинку Proxxon Micromot 40E. Под них и была сделана соответствующая каретка по оси Z (хомут и переходное кольцо для шейки бор-машинки.) Забегая вперед, скажу сразу, что первые же испытания показали несостоятельность мною задуманного, не для этого они сделаны... 

И вот спустя некоторое время, когда стали приходить заказанные детали, я был поставлен перед фактом, что в общем-то мои утвержденные размеры всей конструкции - это мизер и мне надо больше. И не просто больше, а раза в два... За ту же цену... В результате, понятно, станок в помине не помещался на ему отведенное место в мастерской. Так он и стоял на полу, мешая ходить и набивая синяки и шишки членам семьи. 

Итак, что я же получил в самом начале? 

Вот такое железо.

• Рабочая зона: 620*550*150мм

• Нижняя сварная рама

• Подвижный портал из дюрали

• ШВП Д20мм, 5мм шаг

• Цилиндрические направляющие

• Двигатели ДШИ200-3. Ходят в четверть шага. Подача до 2000мм/мин. 

• Хомут для шейки проксоновской сверлильно-фрезерной головки.

• Разрезная переходная шайба в хомут для шейки проксоновской бор-машинки.

• Стол: два листа МДФ, склеенных и прошитых шурупами, лежащие на мощных стальных уголках.

• Разной высоты опоры стола. Сделано для того, чтобы можно было опустить стол и поставить на него мой Т28 часовой токарник. 

И рядом кучу кишек - управление. У меня даже фотографий этого не осталось.

• Драйверы двигателей A3977SED

• Интерфейсная плата с опторазвязкой LPT порта

• Блок питания для двигателей

• Блочок питания для интерфейсной платы

Изначально было задумано, что управлять этим хозяйством будет комп. Для этих целей сначала использовался мой первый древний бук HP NX9010. Однако слабоват он все-таки оказался и впоследствии я его заменил.

Что показали первые опыты использования?

• Это реально большой станок...

• За его работой можно смотреть так же, как на огонь, текущую воду и работающего человека. Завораживает...

• Жесткости всей конструкции для моих задач (дерево, пластик, цвет. металл) хвата-ет более чем.

• Кишки управления надо приводить в порядок.

• Ставить более современный комп на управление.

• Сделать таки кнопку экстренной остановки E-Stop.

• Использовать бор-машинку вообще нельзя. Жалко ее. Пощадил и не убил в первый же день.

• Использовать проксоновскую головку можно, но только для некоторых задач. Ее ограничение 5000 об не позволяет использовать ее, например, для гравировки. 

• Проксоновская головка довольно быстро и сильно греется. Правда это было решерешено навешиванием простого кулера.  

• В такой компоновке эта головка работала непрерывно порядка 2ч, что категорически противопоказано в ее паспорте.

• Ну и по ходу экспериментов вылезло еще пару моментов, которые я уже и не вспомню, а значит не так уж и значимые.

Первым делом я таки сделал изумительную кнопочку.

Как вы думаете, Ивашка смог пройти мимо? Правильно. Нет. И плюхнул по ней в момент работы станка. Больше, правда, такого не делает.

Вопрос крепления заготовок я решил нанесением сетки отверстий Д5 мм с шагом 30*30мм. Станок ее сам себе и сделал.

Снизу ставятся забивные М5 гайки.

Затем встал вопрос выбора новой головы.

Остановился на вот таком комплекте: 1.5кВт шпиндель с водяным охлаждением, частот-ник к нему и набор цанг  ER11

Соответственно пришлось сделать новые хомуты для ее крепления на каретке. Резал из дюрали проксоновской головой. Время изготовления - 4.5часа. 5000об, 250мм/мин подача, 0.3мм за проход, местами WD40 в качестве СОЖ. 

Потом станок сделал сам себе алюминиевый ящик и я упаковал туда все кишки, поменяв блок питания двигателей на вот такой компактный.

В тоже же время, перебрав множество вариантов и спаяв кучу пробных схем, сделал адаптер RS232-RS485 для управления частотником (шпинделем) из Mach3. К слову говоря, печатную плату станок сделал также сам себе.

В качестве управляющего сделал компьютер на базе мат. платы Gigabyte GA-D525TUD формата mini-iTX и привесил сзади 15" монитора. В планах еще поставить дешевый джойстик для управления порталом. Вообще станок работает под управлением Mach3. УП для него генерит RhinoCAM плагин в Rhinoceros. (Если есть вопросы, то вам сюда)

В принципе, шпиндель очень даже ничего. Более менее тихий. Мощи хватает. Сильно вол-новало охлаждение, потому  как его у меня просто не было. Первое время использовал без ничего. За минут 40 шпиндель нагревался где-то до 40-45 г. Хорошо это или плохо, сколько он еще так протянет, я не знаю. Хотя по отзывам Дмитрия Шувалова этот шпиндель даже без охлаждения может сутками работать. Я испытывать судьбу и рисковать не стал.

Сделал ему охлаждение.

В качестве основы взял обычный пищевой контейнер и, проклеив край уплотнителем, герметизировал его.

В качестве насоса использовал погружную помпу, которую используют в аквариумах или для организации фонтанчика у себя в саду, на даче.

Помпу любезно предоставил Николай Гурбо. Правда у нее полностью развалилась крыльчатка, но станок опять смог сделать себе самому еще одну деталь.

Потом из болта М8 и прутка Д22мм латуни сделал два проходных штуцера в крышку кон-тейнера (бачка). Входной и выходной.

Вместо воды решил использовать тосол (антифриз на основе этиленгликоля и с кучей присадок). Почему? Основная причина - наличие антикоррозийных присадок. После первых испытаний с водой входной штуцер из болта покрылся ржавчиной прямо на глазах. А что происходит внутри головы мне не известно. На основе этиленгликоля - не пенится и относительно дешев. Да, токсичен, но я все загерметизировал. -40 и +120 градусов температурный режим, как вы понимаете, не интересует.

В общем выбрал вот такой.G11 для металлических радиаторов, а не G12 для алюминие-вых. Ну и цвет приятный, в тон бачку.

Залил. Да, добавлю еще, что родную мочалку-фильтр из помпы выкинул, чтоб производи-тельность поднять, а в кусок зеленой выходной трубки (вон она торчит над поверхностью) вставил обычную сеточку, как в смесителях стоят. Будет работать как грубый фильтр, на всякий случай.

Закрыл и забыл.

Да, сделал еще ручное включение. Можно конечно сделать, чтобы включалось автоматом со шпинделем, можно хоть термодатчик поставить. Но не захотел.  

Используются шланги: 6мм внутри и 8 мм внешний диаметрами. Долго искал. Нашел случайно. Отлично подходит душевой шланг, который внутри металлической оплетки.

Ну и настал момент переезда... На новом месте уже специально сделал большую тумбу под станок.

Теперь это выглядит вот так.

Честно говоря, внушает. Когда стоял на полу в старой мастерской, то не ощущалось всего величия. В скором времени кое-что будет доделано и улучшено вокруг. 

Сразу же управление повесил, чтоб не мешалось.

Сделал наконец-то свет и отсос в рабочей зоне.

Хотя отсос буду переделывать. Слишком узкая красная труба. Свист поднимается такой, что я чуть не оглох.

Планирую еще сделать отдув, как в лобзиках, чтобы при мелких работах стружку не вса-сывать, а немного в сторону сдувать, чтобы не мешалась.

Некоторые видюшки как это все работает, можно посмотреть в моем канале на YouTube

Ну и в завершение слова благодарности:

1. Виталию и Дмитрию, которые сделали железо.

2. Игорю Капиносу, Дмитрию Шувалову, Юрию Шаповалову, которые всегда помо-гают дельным советом.

3. Николаю Гурбо за погружную помпу и пристальный взгляд за происходящим.

4. Валентину Дёмину за помощь в приобретении фрез и граверов.

5. Климу за постоянные идеи, где это можно еще использовать. 

Супруге отдельно, которая вообще на это все согласилась...

P.S. Да, а как же ответ на вопрос в заключении: "Ну и как в общем?" Отвечу: "Доволен, очень даже. Можно сказать, что даже где-то поменялось мировоззрение на изготовление чего-нибудь... Например, хотел заставить станок нашинковать 30кг капусты на зиму...”