Станок с ЧПУ, milling

Трехкоординатный фрезерный станок с числовым программным управлением на фото 1,2.

Три шаговых двигателя от струйного принтера, 

Роль шпинделя выполняет электродвигатель 2Д-7, 

Станина – ДСП и фанера, 

Ходовые винты – шпилька с резьбой М6x1000, 

Блок питания от компьютера на 250 Вт., 

Программа управления TURBOCNC, DOS версия.

Блоки электронного управления (автоматика, драйверы, контролер) – самодельные и по схемам из интернета.

Электронный блок для программного включения шпинделя схема рис.1 состоит из оптопары МОС8107, одного транзистора КТ817 с любой буквой, двух светодиодов HL1 для индикации питания блока и HL2 информирует о включение 14-ой ножки параллельного порта. Шунтирующий диод любой из серии 1N4001-1N4007, четыре постоянных резистора на 0,25Вт., реле с обмоткой на 12 вольт с контактной группой на напряжение и ток коммутации с учетом нагрузки, у меня нашлось реле на 30В 5А. 

Электродвигатель постоянного тока 2Д-7, диаметр вала 6мм., 7000 об/мин., обмотку якоря  я соединил параллельно обмотке возбуждения, и использовал отдельное питание от дополнительного трансформатора с переменным напряжением на вторичной обмотке 19-21В., для получения постоянного напряжения около 27В. необходим выпрямитель, который состоит из диодного моста 1,5А и конденсатора 470мкф. 35В.

Для получения максимальной мощности двигателя, необходимо подобрать трансформатор с учетом нагрузки, я нашел готовый, железо ПЛ16х32, диаметр провода вторичной обмотки 0,7 мм., но немного слабоват. Схема подключения двигателя 2Д-7 на фото ниже.

Регулятор оборотов двигателя постоянного тока с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ или PWM), максимальный ток нагрузки до 10А, напряжение питания: 12-40В, недорого купить можно здесь.

Включение и выключение шпинделя выполняется командами М3 и М5, для этого необходимо активировать в настройках TURBOCNC 14 pin (Spindle Power Out)  рис. 2. После этого включать питание станка необходимо только после запуска программы TURBOCNC, для того что бы программа выполнила необходимые настройки LPT порта в соответствии с вашей конфигурацией. Печатная плата шпинделя. 

Драйверы биполярных двигателей для осей X,Y,Z выполнены по схеме рис.3., все элементы наверное самые доступные которые были в наличие. На этом рисунке так же изображена схема контроллера и способ соединения для подключения данного драйвера. 

Рисунок печатной платы драйвера здесь.

Отечественные транзисторы, которые я использовал для сборки драйверов - КТ837, КТ805, КТ3102 (2SC945), диоды 1N4001, мощные транзисторы установлены на радиаторы из листового алюминия, пары с общим коллектором размещены на одной пластине размером 3x40x50 мм., на фото 3. 

Контроллер рис.4 работает с TURBOCNC только когда Drive Type в настройках Configure Axes указан как режим Phase, рис.5 здесь для примера показаны мои настройки для оси X. 

Плата контроллера собрана на 3-х микросхемах К155ТМ7 по схеме, которая ранее была размещена на сайте http://vri-cnc.ru.

Станок работает от компьютерного блока питания - для драйверов и контроллера используется напряжение 5В., а для блока управления шпинделем и вентилятором охлаждения драйверов 12В.

Плата контроллера здесь.

Печатные платы всех блоков выполнены в программе Sprint Layout.

Биполярные шаговые двигатели (EM-434 для оси Y, EM-469 для оси X, R16A8ZYT для оси Z). Для повышения мощности были использованы пластиковые прямозубые шестерни. Большие 38мм. в диаметре были установлены на ходовые винты, а малые шестерни 11мм. на валы моторов см.фото 4.

Для осей X и Z направляющие изготовлены из металлических стержней от старых принтеров, а для Y использованы шариковые направляющие от старых ксероксов. 

Для крепления фрезы выточил латунную втулку, наружный диаметр 14мм., внутренний 6мм., длина 32мм., затем  отступив от края 7мм. просверлил два боковых отверстия с одной стороны, потом так же с другой и нарезал в них резьбу М5. Теперь втулка двумя винтами фиксируются к валу шпинделя, а другие два винта крепят фрезу с хвостовиком 6мм. Головки винтов срезал, в шпильках с торца проделал прорези полотном по металлу под прямую отвертку, длину сделал таким образом, чтобы при затягивании шпильки были заподлицо с втулкой.

Мощность и скорость станка небольшие, но для выполнения мелких работ и обработки мягких материалов этого вполне хватает. Дополнительные фотографии самодельного фрезерного станка. 

Комплектующие и наборы для сборки ЧПУ станков и 3D-принтеров продают здесь, покупай с доставкой. Шаговые двигатели, контроллеры, драйверы, программы, шпиндели, инверторы, источники питания. 

Мой фрезерный ЧПУ станок из деталей от принтера на видео.