Фрезерный станок с чпу без стола

Обновлено: 10.05.2024

Последнее время на хабре все чаще появляются топики, посвященные 3D-печати вообще и домашним 3D-принтерам в частности. И почти в каждом в комментариях вспыхивает холивар между романтиками, в жизни не видевшими 3D отпечатков, и практиками, единожды потрогавшими и разочаровавшимися. При этом вторые почему-то не приводят адекватных альтернативных технологий, комментарии носят либо чисто критический характер, либо предлагают заведомо более дорогие альтернативы. Тем не менее, достойная альтернатива есть — домашний фрезерный станок с ЧПУ.

Звучит удивительно, да? Как-то само слово станок в народе ассоциируется с производством, с отдельными помещениями и специально обученным персоналом. В действительности, существует большой класс ЧПУ-станков, рассчитанных на настольное использование в офисе и на малых производствах, а при желании — и дома. При этом цена маленьких ЧПУ-фрезеров приближается (чтобы не сказать равна) к реальной цене 3D-принтеров.

Жизнь сложилась так, что последний год с гаком я занимаюсь изготовлением литьевых форм для полиуретановых изделий на ЧПУ-фрезере. Поскольку до этого 10 лет оттрубил в IT ритейле, а образование не имеет никакого отношения ни к инжинирингу, ни к ЧПУ, осваивать технологии пришлось с нуля. За прошедший год я подрос с должности оператора-фрезеровщика до инженера-конструктора, а затем и до замдиректора по технологиям, моими стараниями ЧПУ-парк предприятия вырос с одинокого старенького роланда до 5 разнокалиберных станков. В связи с чем еще свеж и актуален опыт выбора, покупки, пусконаладки, тюнинга, эксплуатации и ремонта различных ЧПУ-станков.

И вот — решил поделиться опытом с сообществом. Я осознаю сам, и прошу принимать во внимание читателей, что я — самоучка без базового инженерного образования, все нижеизложенное основано исключительно на личном опыте.

После долгих мук выбора, писать статью-противопоставление или статью-обзор технологии победил третий вариант: написать цикл статей, описывающий слегка абстрагированный опыт ЧПУшника — от выбора станка, пусконаладки и инструментов, через подбор материалов, ПО и режимов работы, до тюнинга и доводки.

Под катом первая статья цикла — краткое описание подсистем ЧПУ-фрезеров, с комментариями и рекомендациями по выбору.

Что купить и как выбрать

В первую очередь определяемся с задачами.
Поскольку мы смотрим на альтернативы 3D принтерам для домашнего/хоббийного использования, основными рабочим материалами у нас будут пластики, дерево, МДФ, ДСП, фанера, текстолит и немножко цветмета. Размеры — не менее домашние 20*30 см — размер листа А4.

Шпиндель

Шпиндель — рабочий инструмент станка, вращающий фрезу. Мощность шпинделя является производной от желаемой скорости съема материала: у меня есть вполне неплохой опыт фрезеровки алюминия 60Вт шпинделем, но с убого маленькими подачами и заглублением. В большинство китайских станков устанавливаются шпиндели 600-800 Вт, чего вполне достаточно для чистого съема пластика/дерева глубиной 1 мм со скоростью 2 метра в минуту.
Отдельно предостерегу от использования шпинделей Kress FHE/FE серии: по сравнению с китайцами они в разы более шумные и менее точные. Если продавец предлагает установку такого шпинделя, лучше закажите сами нормальный шпиндель на алиэкспрессе, а еще лучше — найдите другого продавца.

На хоббийных станках в лучшем случае рама будет представлена конструкционным профилем в основании и 10-15 мм алюминием на стойках портала и оси Z. В принципе, этого достаточно для домашних-хоббийных задач, главное — проследить, чтобы это было. На моей памяти есть один китаец безрамной конструкции, у которого самая длинная ось была безрамной — ее функция была переложена на стол. Естественно, станок был крайне слабым.

Направляющие

Для озвученных размеров подойдет станок на круглых направляющих 16-21 мм.
вообще, эмпирическое правило для заявленных целей «длина-направляющие»:
15-40 см — 16 мм круглые
40-90 см — 22 мм круглые с основанием

Механика

Поскольку мы заявили цветмет в целях использования, передача усилия с моторов на ось должна быть достаточно жесткой. Потому — долой ремни, да здравствуют ШВП и винты. ШВП — это шарико-винтовая передача, фактически — тот же винт, только канавки резьбы полированы и гайка представляет собой шариковый подшипник. ШВП имеет значительно более плавный ход, выше точность и надежность. Так что винт, пожалуй, допустим только на оси Z, которая по определению менее подвижная, чем остальные.
Передача усилия с моторов на винты для наших задач не критична — достаточную жесткость обеспечивает и ременная передача, и редуктор и муфты. Опять же главное — чтобы между мотором и винтом было что-то, компенсирующее биение оси и резкие усилия в начале движения, а то китайцы в целях экономии могут и напрямую шаговик прикрутить к винту, что отрицательно скажется на продолжительности жизни моторчика.

Моторы

В хоббийном сегменте однозначно рулят шаговые двигатели, они же шаговики. Причем для заявленных целей вполне достаточно фактически любого современного движка, начиная от 42/48 с усилием 5,5 кгсм. Из дополнительных плюшек, предлагаемых станкостроителями можно отметить рукоятки на оси, энкодеры, и прочее — в наших задачах это некритично.

Электроника

Поскольку мы рассматриваем покупку готового станка, предположим, что драйверы и блок питания соответствуют установленным двигателям. Имеет смысл разве что отметить наличие управления шпинделем с ЧПУ — некоторые китайцы экономят на частотнике.

Стол должен быть. Поскольку во многом точность детали определяется жесткостью крепления, стол должен быть жестким. А дальше — пошли вариации. Китайцы в свои станки любят ставить столы из конструкционного профиля с Т-образными пазами — достаточно удобно и универсально, но не очень жестко. Гораздо лучше — плита с сеткой отверстий с резьбой. Наиболее универсально, но дорого и замороченно в эксплуатации — вакуумный стол.

Плюшки и дополнения

Важным подспорьем являются концевые датчики на всех осях и датчик нуля оси Z.
Специфические дополнения — дополнительная (вращающаяся) ось, DSP контроллер, датчик положения, щуп, энкодеры, специальные зажимы и т.д., но все это, пожалуй, уже выходит за рамки статьи для начинающих.

Интерфейс и ПО

Поскольку мы говорим о фрезерах низшей ценовой категории на шаговых двигателях без энкодеров, штатный интерфейс будет в лучшем случае слегка кастомизированным PCI-LPT контроллером с опторазвязкой, в худшем — просто кабелем к LPT порту компьютера. По-моему, примерно один черт, по крайней мере я не заметил разницы в работе.
Программное обеспечение разнообразно, но функционально сводится либо к простому интерпретатору G-code в сигналы драйверов шаговых двигателей, либо к более продвинутому эмулятору стойки управления станка. В любом случае, если штатная программа не удовлетворяет, можно немножко помучиться и состыковать станок с LinuxCNC, который по функционалу и удобству не уступает продвинутым фирменным решениям.

Пожалуй, на этом статью можно и завершить, будут вопросы/пожелания/дополнения — велкам в комментарии и ЛС.

В следующей части — обзор режущего инструмента, крепеж, аспирация, СОЖ в домашних условиях.

Топ 10 настольных станков с ЧПУ для дома 2017

Настольные 3D-принтеры уже достаточно широко распространены среди любителей новых технологий и мастеров, использующих их для работы и дома. Не всегда они оправдывают ожидания и вложенные средства. В этом ролике собраны презентации аппаратов другого класса — это многофункциональные устройства, позволяющие не только печатать в объеме, но и производить другие операции. Все они относительно недороги и занимают немного места, что позволяет использовать их на рабочем столе рядом с компьютером.

Описание:

Snapmaker

Скорость шпинделя: 2000 — 7000 об/мин
Размер рабочего поля: 125х125х125 мм
Технология: FDM
Толщина слоя от: 50 мкм
Цена производителя: от $499

Снэпмейкер создан из стали и анодированного алюминия, что должно послужить надежности и долговечности конструкции.

Читайте более подробный обзор Snapmaker в нашем блоге.

XPLOTTER

Размер рабочего поля: 210х210х40 мм
Манипулятор
Плоттер
Лазер
Цена производителя: $529

Может выжигать и резать лазером, а также перемещать мелкие предметы захватом с присоской.

Tooli

Питание: 100 – 240 В
Через адаптер: 12В, 60Вт
Соединение: USB
Скорость работы: 20 м/мин
Размер рабочей области варьируется
Разрешение по X/Y: 0,05 мм (0,002 дюйма)
Цена производителя: от $1295

Tooli интересен тем, что его конструкция легко масштабируется — быстрая и простая замена рельсовых направляющих позволяет увеличить область работы.

Аппарат комплектуется собственным ПО — Art 2G Code, с максимально интуитивным интерфейсом, а модели можно выкладывать в общую базу и брать оттуда, чему способствует хорошо развитое сообщество пользователей.

Dobot M1

Резка и гравировка лазером
Манипулятор
3D-печать
Пайка
Цена: 180 000 рублей

Точность манипулятора Dobot: 0,02 мм, область работы: 400 мм радиус и 250 в высоту.

Optimus

Фрезер
Лазерный гравер/резак
3D-принтер типа дельтабот
Размер рабочей области принтера: 240 мм диаметр, 300 высота
Рабочая область лазера: 500х500 мм
Мощность лазера: 0,5-2-5-10 Вт
Рабочая область фрезера: 400х400х80 мм
Мощность шпинделя: 450 Вт
Цена производителя: от $1799

X-Carve

Рабочая область, квадрат со стороной: 500, 750, 1000 мм
Мощность шпинделя: 110, 240 Вт
Поставляется с ПО: VCarve или Aspire
Цена производителя, в зависимости от комплектации: от $999 до $3900

Многие делают такие вещи, как гитары, фурнитура или квадрокоптеры. Все созданные модели добавляются в коллекцию Inventables, их всегда можно найти и увидеть.

Каждую неделю появляется обновление бесплатного программного обеспечения для станка. Станок не совместим с распространенными программами, но комплектное ПО позволяет легко создавать модели и отправлять их друзьям и партнерам. X-carve хорошо совместим с приборами Inventables прошлого поколения — есть возможность апгрейда.

BoXZY

Точность электроники: 6 мкм
Точность механики, откл. не более: 0,00015%
Область работы: 203,2 x 282,56 x 260,35 мм
Область печати: 165x165x165 мм
Сопло: 0,4 мм
Филамент: 1,75 мм
Штатная высота слоя: 0,1-0,2 мм
Лазер: 2 Вт
Цена производителя: от $3 299

Piranha FX

Рабочая область: 304 х 330 х 76 мм
Цена производителя: от $2500

Stepcraft 2

Рабочая область: от 210х300х80, до 600x840x140 мм, в зависимости от модификации
Поставляется без шпинделя (для работы с Dremel, Proxxon и т.д.), либо со шпинделем мощностью до 930 Вт
Цена производителя: $1299-3999, в зависимости от комплектации

Мало кто любит учиться новым сложным программам, поэтому Stepcraft отлично работает с популярными программами, которые вы уже знаете. Вы можете использовать 3D-печатающую головку для быстрого прототипирования, превратить Dremel в высокоточный фрезер или использовать мощный шпиндель для быстрой обработки алюминия, древесины, карбона и пластика. Горячий резак вырезает из пенопласта с профессиональным качеством реза.

EleksMaker Triaxial

Размер рабочего поля: 130 х 90 х 40 мм
Количество осей: 3
Цена производителя: от 12000 рублей

Легко собирается из небольшого количества комплектующих.

Лазерный модуль доступен как опция, в зависимости от комплектации заказа.

Эти и другие станки с ЧПУ вы можете заказать на сайте Top 3D Shop.

Там же можно ознакомиться с подробными характеристиками станков. Наши менеджеры всегда помогут с выбором станка, сориентируют по ценам и комплектации, подскажут сроки доставки и оформят заказ.

МИНИ СТАНКИ С ЧПУ

Мини станки с ЧПУ поставляются в виде конструктора для самостоятельной сборки.

Фрезерный станок может быть оснащен дополнительно лазером, набором фрез и свёрл.

Модельный ряд фрезерных станков CNC PRO обладает возможностью обработки лёгких металлов .

Каталог товаров

Оставьте заявку и мы свяжемся с Вами в течение дня!

Контакты

Услуги

Статьи

Станок CNC - Инструкция по эксплуатации

CNC инструкция по эксплуатации

1. Сборка станка.

Для начала необходимо подключить плату к сети с помощью болка питания, а также соединить плату с компьютером (ноутбуком) с помощью кабеля USB, входящего в комплект.

- Установить драйвер CH 340 SER (путь- / driver /).

«Разрешить этому приложению вносить изменения на вашем устройстве?»

Нажимаем INSTALL , драйвер устанавливается, и появляется окно, что успешно установлен ( Driver install success !), нажимаем ОК. И закрываем окно.

Определение COM-порта компьютера (для инфо):

Windows XP: Щелкните правой кнопкой мыши на "мой компьютер", выберите "Свойства", выберите "Диспетчер устройств".
Windows 7: Нажмите "Пуск" -> щелкните правой кнопкой мыши "компьютер" -> выберите "Управление" -> выберите "Диспетчер устройств" из левой панели.
В дереве разверните "порты (COM & LPT)"
Ваш станок будет USB последовательный порт (СОМХ), где “X” представляет собой номер COM порта, например СОМ6.
Если есть несколько USB-портов, щелкните каждый из них и проверить производителя, станок будет "CH340".

3. Раскройте контрольную программу grblControl . exe , чтобы соединить станок и выбрать правильный порт ：

- Открываем двойным нажатием, (станок должен быть подключен и в сеть и через USB ).

- Выбираем в меню Сервис ->Настройки, далее Порт (обновляем, и из выплывающего меню выбираем другой порт), нажимаем ОК. Статус меняется на ГОТОВ.

(изначально Статус – Нет соединения)

В консоле (внизу): Соединение успешно установлено ： [ CTRL + X ] < Grbl 0.9 j ['$' for help ]

4. Проверить направление оси XYZ ：

Если ось x , y , z не двигается, как показано на рисунке, просто подключите провод шагового двигателя в обратном направлении.

Как обнулить положение гравера:

5. После установки станка, откройте файл гравировки - приложение "grblControl.exe" (путь- 3018/software/GRBL/grblControl). В правом верхнем углу статус должен быть ГОТОВ. Необходимо определить, где будет находится нулевая точка. Обычно в левом нижнем углу заготовки.

Сначала подведите шпиндель в левый нижний угол заготовки (с помощью кнопок перемещения X и Y ), затем опустите фрезу по оси Z . Замедлить движение можно уменьшив шаг, нажатием кнопок 0,01; 0,1; 1; 5; 10 (расположенные ниже стрелок перемещения).

Когда резец будут приближаться к заготовке, аккуратно подведите его к поверхности заготовки.

Важно! После соприкосновения резца с поверхностью, нажмите в разделе управление кнопки "Обнулить XY " и "Обнулить Z ".

Подсказка: лучше всего опробовать станок на работоспособность без заготовки. Для вращения шпинделя нажмите кнопку "Вкл/Выкл шпиндель", также можно изменять скорость вращения. Произведите перемещение по всем осям. Для возвращения в нулевую точку необходимо нажать кнопку в управлении "Восстановить XYZ ".

Проверьте станок, прежде чем начать официальную гравировку.

6. Загрузка файла в управляющую программу grblControl .

Затем вы можете нажать кнопку "Открыть" в нижнем углу, выбрать из папки " NCfile " готовый файл (с расширением *. nc ), чтобы выгравировать.

7. В папке хранятся готовые файлы.

Этапы работы станков с ЧПУ:

1) формируется модель с помощью специальных графических программ (ArtCam и т.д.) на компьютере.

2) с помощью специальной программы для станка с ЧПУ готовая модель отцифровывается в управляющую программу с расширением *. nc .

3) потом файл открывают управляющей программой « grblControl . exe » и вносят в память ЧПУ. И станок приступает к работе.

Изучайте графическую программу ArtCam, создавайте модели и реализовывайте их с помощью станка CNC 3018.

Доступные 3D-фрезеры c ЧПУ, часть 1: до 250 тысяч рублей

Фрезерные станки с программным управлением уже много лет применяются в бессчетном количестве областей — от изготовления сувениров и штучных ремесленных изделий, до полномасштабной промышленной эксплуатации на заводах. В этом обзоре мы представим читателю лишь некоторые из них, большей частью — не требующие дорогостоящей установки и продающиеся по сравнительно небольшой цене — 100 000-1000 000 рублей. То есть, именно тот ценовой сегмент, который может заинтересовать представителей малого и среднего бизнеса; те образцы, с приобретения которых интересно будет начать знакомство с захватывающим миром ЧПУ-станков.

Нетрудно купить, просто разместить

Компактные 3D-фрезерные станки с ЧПУ, стоимостью до 250 000 рублей

Если у вас нет крупного производства, то стоит обратить внимание на эти образцы — это небольшие программно управляемые фрезеры, которые условно можно назвать настольными. И действительно — под них не обязательно выделять специальное место в цеху или мастерской, большинство из них можно установить почти на любой верстак.

Соответствует форм-фактору и цена — в пределах 250 тысяч рублей.

И такая же модель, но с более мощным шпинделем:

Одна из самых недорогих моделей на рынке, из обладающих такими возможностями.
Рабочий объём этого фрезера и мощность шпинделя позволяют с легкостью обрабатывать не только пластики, древесину и композитные материалы вроде ДСП и текстолита, но и некоторые металлы — алюминий, сплавы алюминия, медь, латунь.
Отличается невысокой ценой при сохранении добротного качества.
Широко применяется в рекламном производстве и небольших мастерских.

AMAN 3040 4axis

Есть в линейке и две аналогичные модели, отличающиеся наличием поворотного устройства в комплекте и увеличенным размером рабочей области — 30х40 см. Ну и ценой, разумеется.

Если ваше поле деятельности не ограничивается созданием табличек и гравировкой надписей и барельефов, то стоит обратить внимание на две модификации AMAN 3040 4axis — это AMAN 3040 4axis 200W и AMAN 3040 4axis 800W.

Друг от друга они отличаются только мощностью, 200 и 800 Вт соответственно.

Такие станки используются в производстве табличек, ювелирных и рекламных изделий, предметов ремесла и искусства, сувениров и многого другого из древесины, пластика и других материалов со схожими характеристиками.

Могут они работать и с металлами, при условии их не слишком большой жесткости. С такими, как алюминий, например.

Используются в рекламном и мебельном бизнесе.

Увеличенная по оси Z, то есть — по вертикали, область работы, которой этот станок отличается от AMAN 3040 4axis 800W, вместе с комплектным поворотным устройством позволяет обрабатывать крупные вращающиеся заготовки и заготовки большой высоты.

Станок достаточно компактен для установки в не слишком просторных помещениях.
Идеален для маленьких мастерских домашних умельцев и театральных реквизиторов.
Диапазон обрабатываемых материалов стандартный: цветные металлы (алюминий, сплавы алюминия, медь, латунь), пластики и другие синтетические материалы, древесина и композиты на ее основе.

AMAN 4060 4axis 800W обладает самым обширным рабочим столом в этой серии станков и 800-ваттным шпинделем.

Станок может гравировать, резать, фрезеровать объемные объекты.
Работает с обычным ассортиментом материалов: дерево, ДСП и ДВП, фанера, оргстекло и пластик, цветные металлы (алюминий, сплавы алюминия, медь, латунь).

AMAN 4060 4axis 800W Z+ отличается от AMAN 4060 4axis 800W увеличенной до 13 сантиметров осью Z и поворотной осью для обработки заготовок со всех сторон, что позволяет обрабатывать более крупные по вертикали объекты.

Сочетание высокой мощности и относительно компактных размеров дает возможность использовать его как в производственных, так и в частных целях: инженеры и изобретатели, рекламщики и ремесленники, работники службы быта и мебельщики, а также художники и любители мастерить оригинальные изделия оценят эффективность такого приобретения.
Может обрабатывать те же материалы, что и AMAN 4060 800W — пластики и оргстекло, фанеру и древесину, алюминий и сплавы цветных металлов.

Станок не требует специализированного вычислительного оборудования и может работать с обычным бытовым компьютером под управлением ОС Windows.

Предназначен для изготовления декоративных изделий методом фрезерования, сверления, пилки и гравировки дерева, фанеры, пластиков и оргалита. Неплохо справляется и с алюминием и легкими сплавами типа латуни и дюраля.

Удобен в обращении и не занимает много места.

Высокая мощность шпинделя дает большую производительность

Обрабатываемые материалы: оргстекло, различные виды пластика, дерево и древесные композиты, цветные металлы (алюминий, латунь, медь, декоративные сплавы).
Применяется в изготовлении декоративных изделий и информационных табличек.
Имеет вариативную скорость вращения шпинделя.

Мощный станок для серьёзных задач. От Suda SD-3025 отличается значительно более мощным шпинделем и чуть меньшим размером рабочей области по оси Z (по вертикали), за счет чего производительнее работает с металлами.

3D-фрезер с ЧПУ Suda SD 3025 S хоть и имеет мощность как у AMAN 2030 800w, и не намного больший размер рабочей поверхности (30х25 см против 20х30), а по высоте обрабатываемой детали даже уступает на 20 мм, но выгодно отличается другой конструктивной особенностью — массивной чугунной рамой, на которой размещается привод шпинделя. Эта станина придает устойчивости всей конструкции, (портал неподвижен относительно станины, движется сам рабочий столик) что позволяет точно контролировать движения как шпинделя, так и рабочей поверхности, и защищает от вибрации и случайных толчков.

Предназначен для создания множества функциональных деталей и декоративных элементов всевозможных форм.

Может обрабатывать весь спектр материалов, кроме особо твёрдых (камня, инструментальных сталей, черных металлов, стекла).

Компактный настольный 3D-фрезер с программным управлением предназначен для изготовления деталей размером до 42х30 сантиметров и высотой до 12 см.

Может работать с пластиком, древесиной и другими материалами, с твердостью вплоть до соответствующей алюминию и латуни, при изготовлении всевозможных сувениров, рекламных и декоративных изделий, игрушек и предметов искусства, мебельной фурнитуры и многого другого.

Аппарат трехосный, но может быть усовершенствован дополнительным поворотным механизмом.

Роутер 7846 — многофункциональный фрезерный станок с широкой областью применения.
Рабочее пространство Роутера 7846 составляет 780х460х150 мм, а мощность шпинделя — 1050 Вт, что дает возможность обрабатывать весьма крупные детали из достаточно твердых материалов, да еще и с приличной скоростью (ход шпинделя до 3000 мм в минуту) и точностью (0.0025 мм).
Работает с деревом и пластиком различных составов, со всевозможными композитами и алюминием.
Чаще всего применяется для создания различных изделий из дерева и пластика

Как и станки AMAN, Роутер 7846 имеет возможность апгрейда до четырехосного, что еще больше увеличивает его возможности.

В следующем обзоре мы рассмотрим 3D-фрезерные станки с ЧПУ в категории стоимостью до одного миллиона рублей.

Читайте также: