Сборка бюджетного ЧПУ поле А4 на Arduino+RAMPS

[Ovaday]

Недавно решился на сборку своего первого ЧПУ, потому как с необходимостью гравировать воск, парафин, мягкое дерево и оргстекло уже своими силами не справлялся, да и точность оставляла желать лучшего. Бюджет сего мероприятия был известен заранее - 7тыс. Методом научного тыка была выбрана связка Arduino+RAMPS, был выбор между TB6560AHQ, NCstudio Тенгеля и Arduino. ТБ6560ки многим не нравились своей капризностью, поэтому они довольно быстро отпали; NCstudio у Тенгеля осталась только красная, а она, вместе с драйверами и ШД, выходила за рамки бюджета, от нее тоже пришлось отказаться. Бороздя интернет в поисках дешевой электроники с доставкой в мой город, наткнулся на одну группу в вк, торгующую Ардуино и прочим комплектующим для сборки 3Д принтера. Почитав отзывы решил заказать, поскольку у них были самые дешевые цены в интернете(Китай не в счет), свои фотки товаров и практически круглосуточно доступный продавец.
У него было заказано:

LCD Nokia 5110 ... 200 x 1 = 200
Switch SPDT MTS -102 ... 30 x 3 = 90

KY-026 IR Flame sensor module ... 150 x 1 = 150
KY-008 Laser head sensor module ... 140 x 1 = 140
Arduino Starter Kit ... 380 x 1 = 380
10pcs 20cm jump wires 1f1f ... 40 x 1 = 40
Arduino Mega 2560 R3 ... 960 x 1 = 960
RAMPS 1.4 ... 640 x 1 = 640
Stepper Motor Driver DRV8825 ... 240 x 3 = 720
Flexible Coupler 5x8x25mm ... 140 x 3 = 420
Ball Bearings 608ZZ ... 30 x 2 = 60
Сумма ... 3800
Сумма со скидкой ... 3610
+ доставка почтой бандеролью 1-го кл. ... 270
Итого ... 3880

В бюджет цифра полностью вписывалась, на данный момент посылка доставляется Почтой России.
Также в Леруа Мерлен были куплены алюминиевые трубы прямоугольной и круглой формы. Также куплены четыре направляющие, шпильки M8 2 метра и M5 1 метр, большое количество заклепок и гаек. Поездка вышла на сумму примерно 1,5 тыс, фотка прилагается. Был взят с балкона давно найденный алюминиевый профиль, идущий вместе с москитными сетками для окон. Подшипники были куплены в ближайшем магазине автозапчастей на сумму 500руб.

Т.к. ЧПУ не планировалось использовать под большие нагрузки, поэтому было решено использовать Б/У шаговики из принтеров, их я заказал у nERV, с запасом, под 4ю и пятую ось. За шаговики я заплатил 400р, а за отправление 550 На данный момент они тоже отправлены и должны придти в течение следующей недели.

В качестве головки ЧПУ будет использоваться либо совмещенный лазер из двух DVD, либо ИК 0.5Вт, для гравировки аналог дремеля - Mbitech, через гибкий вал.
На данный момент думаю над конструкцией ЧПУ, практически идеально подходит вот такой вот станочек: http://homecnc.ru/plans/103-chpu-iz-faneri, который есть возможность сделать из фанеры толщиной 12мм. Также рассматриваю всем известный станок Графа с подвижным порталом.
Фанера и дерево имеется в небольшом количестве, достаточном для такого станка.
Продолжение следует.





Навигация по теме:
Первые результаты, собран каркас + начало укладки электроники #90
На пути к переделке оси Z и ожидание направляющих #152
Распаял и собрал корпус электроники(после нем еще будут изменения) #197
Пришли стальные направляйки, начало их установки #232
Почти удачно загадываю на будущий конструктив #257
Первый пуск #271
Первая стружка #299
Хочу сделать охлаждение и обдув фрезы, неудачно #391
Новые шаговики #446
Три месяца не в городе, ничего почти не делал
Возвращение #451
Реставрация, покраска, фотки #453
Начинаю делать бокс под станок, циклон, активно фрезеровать #486
Пробный рез по алюминию #509
Вид перед выставкой и на выставке #531
Начал делать четвертую ось, неудачный вариант #578
Удачный вариант четвертой оси #635
Станок в цеху, фрезерую кучу деталей, сборка 4оси, фрезеровка герба, сделал щетку #648
Замена винтов на ремни #656

[Ovaday]

После некоторых раздумий и расчетов понял, что ЧПУ 600х400 это слишком много для меня и просто не будет таких моделей, которые потребуют такое большое поле. Остановился на варианте с рабочим полем A3, 420х300х15. В качестве базы станка решил использовать Replicator, переделав лишь его под ЧПУ: Исправив ось Z и убрав ненадежные и предрасположенные к люфту(как мне кажется) ремни, заменив их на шпильки. Стол неподвижный, ось Z будет нести лазер.
По-быстрому набросал каркас станка с осью X и ШД в Автокаде, вот что представляю:

Мелочи типа крепления ШД к Алюминиевой рейке рисовать не стал, да и вообще автокадом второй день пользуюсь, за точность прошу сильно не пинать
Также думаю всю электронику запитывать от компьютерного бп на 300Вт.
Жду критики

[Ovaday]

Пришла посылка от nERV, внутри лежал тщательно упакованный, так сказать "от души" замотанный скотчем, сверточек с ШД
Пришли:
EM-257 2шт
EM-258
EM-483
NEC HB-308-B2202
TECO 4H40 18S
Огромное ему спасибо за дополнительный, шестой движок, возможно они мне все понадобятся

Также нашел у себя советские тумблеры и одну интересную кнопку, планирую их использовать в проекте.
Фотка:

[Ovaday]

Полностью смоделировал станок, оказалось, что такая подвесная конструкция очень неудобна - остается мало места, к тому же добавляется большой вес, который ось X уже нее способна нести.
Вернулся к первоначальной модели, однако для жесткости конструкции буду использовать двигающийся по оси X стол размером А4.
Прошу помощь с лазером - мой ИК 0,5Вт не замечает оргстекло, модель его я не знаю, чугунный брусочек без всяких наклеек с выходящими двумя проводками. Думаю внутри драйвер, корпус выступает радиатором, подключаю к бп на 12В. Можете подсказать, лазером с какой длиной луча можно резать/матировать оргстекло/латекс? Интересуют твердотельные лазеры, лазерные трубки очень дороги, а с зеркалами, охлаждением и прочим возиться не хочется. Есть на выбор диоды: 405нм - 980нм

[Сергей Саныч]

Есть на выбор диоды: 405нм - 980нм

Вроде бы для этого диапазона (видимый свет + ближний ИК) оргстекло прозрачно.

[Ovaday]

Есть на выбор диоды: 405нм - 980нм

Вроде бы для этого диапазона (видимый свет + ближний ИК) оргстекло прозрачно.

Печально. Не знаете, для лазера с какой длиной волны оргстекло перестает быть прозрачным?

[leprud]

http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic. ... 120#p42494

[Razek]

А почему на рамсе остановились? По идее GRBL шилд и Arduino UNO дешевле бы обошлось все за 20$ средняя цена, прошивка под это дело заточена именно под CNC: 3+2 оси да еще и кушает MACH3 G-код, это сильно избавляет от гемора с построцессингом.
Какой размер детали хотите гравировать? идея для мелких деталей использовать гибкй вал не очень хорошая, люфты и биение съест всю точность

[Ovaday]

А почему на рамсе остановились? По идее GRBL шилд и Arduino UNO дешевле бы обошлось все за 20$ средняя цена, прошивка под это дело заточена именно под CNC: 3+2 оси да еще и кушает MACH3 G-код, это сильно избавляет от гемора с постпроцессингом.
Какой размер детали хотите гравировать? идея для мелких деталей использовать гибкий вал не очень хорошая, люфты и биение съест всю точность

RAMPS выбрал лишь из-за того, что на нем есть возможность ставить пять драйверов, ближе к лету планируется реализовать 5 ШД.
Про Mach3 код не знал, я новичок в этом деле.
Детали планируется вырезать и гравировать мелкие, гибкий вал задумывается переделать и тщательно закрепить, чтоб избавиться от люфта. Сам гравер тяжелый и с люфтами, его невозможно будет закрепить на оси Z. В качестве альтернативы есть хорошая аккумуляторная дрель Hammer, в схеме которого сгорел один элемент(ищу), а также сдохла батарея(что и к лучшему), редуктор целый. На нем можно достичь 12к оборотов.
Вот фотки, слева направо: образцы ручной работы из оргстекла и пластика, переходник от гибкого вала, двигатель 14В

[leprud]

RAMPS выбрал лишь из-за того, что на нем есть возможность ставить пять драйверов, ближе к лету планируется реализовать 5 ШД.

5 осей? Ничего не выйдет, существующие прошивки умеют полноценные лишь 3 оси (еще 4 - без look ahead, ускорений и прочих вкусностей)

[megagad]

Ничего не выйдет, существующие прошивки умеют полноценные лишь 3 оси (еще 4 - без look ahead, ускорений и прочих вкусностей)

Никто не мешает пользовать ардуину как "буфер", передающий команды от софта на шаговики точнее - преобразователь "USB - LPT" Что приняло - то выдало на драйвера. Но да - скорость работы будет не ахти, особенно если сразу все 5 соей поедут.

[Ovaday]

Сегодня я получил свою посылку с Arduino, Ramps и прочей электроникой(выше писал), все было в своих фирменных пакетиках, завернуто в пупырчатый полиэтилен и аккуратно сложено в коробочку. Покупал в группе вконтакте Make robots, рекомендую
Вот фотка всех элементов:

И, подумав хорошенько, решился делать станок типа "моделист" с подвижным столом, иначе зачем придумывать то, что уже придумано?)
Буду повторять в точности вот такую конструкцию:

картинка на стороннем сервере (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)

Однако стол будет формата А4 и будет располагаться широкой стороной по оси Х.

Линейные подшипники типа LM10UU мне подкинет друг, работающий на заводе, у них как раз в марте новая партия выпускается.

[Nick]

Линейные подшипники типа LM10UU мне подкинет друг, работающий на заводе, у них как раз в марте новая партия выпускается.

Партия выпускается? Это какой завод?

ЗЫ 10-х может быть маловато...

[Ovaday]

Линейные подшипники типа LM10UU мне подкинет друг, работающий на заводе, у них как раз в марте новая партия выпускается.

Партия выпускается? Это какой завод?

ЗЫ 10-х может быть маловато...

Трубки алюминиевые в качестве направляющих, диаметр 10мм, подшипники под них. На соседней улице полузакрытый завод(название не знаю), где производят корпуса для подшипников и производят их окончательную сборку, про остальное точно не знаю.

Направляющие не будут нести практически никакой нагрузки, гравировка и раскрой будет только оргстекла, остальное - лазерная обработка.

[Ovaday]

Собрав свои кривые ручки в кучку, начал сборку ЧПУ по чертежам моделистов, выпилил стол и боковины столешницы, высверлил отверстия под ось Х.
В качестве временной замены линейным подшипникам буду использовать резиновую трубку, стянутую пластиковыми хомутами.
Фотки:

Пока что все криво, позже буду выравнивать по уровню, по углам поставлю бруски 4*5см и воткну в них регулировочные винты. Жесткость конструкции будет обеспечивать алюминиевый профиль.

Однако ж вопрос - что будет лучше, такие подшипники скольжения чисто резиной по алюминию(проверено с силиконовой смазкой, скользит нормально), деревянные каретки(чисто в бруске просверлено отверстие, оно смазано и в него воткнута трубка), кожа или что-то другое из легкодоступных материалов?

[Ovaday]

Укрепил столешницу профилем и брусками, выровнял болтами по уровню. Чтоб не вывинчивались болты, поставил самоконтрящиеся гайки. Для гашения вибраций поставлю станок на жесткий пенополистирол или на резиновые насадки для стиральных машин.
Фотки:

Изначально думал на болт М12 поставить, просверлил отверстия, однако они шатались, 2см для них было явно мало, поэтому поставил на M8.

Раз никто не ответил на вопрос чем лучше временно заменить подшипники, то буду использовать резиновые трубки, стянутые металлическими хомутами.

Есть вопрос по поводу смазки - есть обычная графитовая смазка компании "ПМ" российского производства, а также бельгийская силиконовая смазка компании "Runis" DOW CORNING PMX-200. Так вот, чем из них лучше смазывать направляющую, а чем - винт?

[Nick]

Трубки алюминиевые в качестве направляющих, диаметр 10мм

Хмм а там точно подшипники качения будут?

днако ж вопрос - что будет лучше, такие подшипники скольжения чисто резиной по алюминию(проверено с силиконовой смазкой, скользит нормально)

надо подбирать пары трения. Например капролон неплохо скользит по стали, желательно с графитовой смазкой.

[Ovaday]

Ходил сегодня на ближайший рынок за металлическими червячными хомутами и офигел - 40р за штуку! При необходимости в 12 точках опоры получалась сумма почти 500р, столько же стоил набор из 12 подшипников на aliexpress!
Пришел домой и сваял из пластиковых хомутиков и проволоки, заодно протестировал, какая смазка - куда.
Силиконовая хорошо размазывалась, на ней резина нормально скользила. Графитовая плохо размазывалась, скользила по гладкой трубке.
Погуглив, нашел еще советы по их применению:

Так-то силиконовая смазка очень плохо смазывает пары металл-металл. А вот полимеры и резины вполне неплохо.

Обычные графитные смазки предназначены для узлов трения нагруженных механизмов (резьбовых соединений, открытых зубчатых передач, ходовых винтов, домкратов, подвесок машин и т.п.). Эти смазки работоспособны в температурном диапазоне от -20°С до +70°С.

Вопрос отпал.

Фотки сего творения, смазка:

Хмм а там точно подшипники качения будут?

Выпустят - увидим, завод выполнять будет заказ на сборку LM10UU, линейные подшипники

[Ovaday]

После большого количества замеров, сверления, подпиливания, подшкуривания и подравнивания удалось наконец собрать каретку под стол на оси Х.

Фотки:

Все посажено на немецкий суперклей по дереву KLEIBERIT(банка с клеем на последней фотке, справа), застывает быстро и становится по консистенции чем-то между монтажной пеной и эпоксидкой, от кожи застывший клей отделяется только через дней 3-5 и то, если долго тереть

Предварительно распределил роли шаговиков:
Teco 4H40 18S - Ось Х
Minebea EM-257 - Ось Y
Nec HB-308-B2202 - Ось Z (если будет недостаточно мощным, то заменю на Epson EM-257, EM-258 или EM-483 )

[Ovaday]

Ось Х и стол готовы, установил ШД и потестил, стол движется нормально
Как обычно, фотки:

(для просмотра содержимого нажмите на ссылку)