Самодельный фрезер 600х400 по дереву и немного по алюминию

[Uniksoid]

Всем привет!

Решил таки отметиться )

Итак. Портальный ЧПУ фрезер по дереву из алюминиевого профиля. Возможно, когда-нибудь по алюминию. Рабочее поле 600х400. Ход оси Z - 110мм.

Изначально, как это часто бывает планировал купить готовый гравировальный станок 3018, побаловаться. Однако, ознакомившись с обзорами уверился в мысли, что это... как бы сказать... не похоже на законченное изделие. Допиливать и переделывать, конечно можно. Но лучше же сделать заново, с учетом косяков популярного станка с Али. Затем подумалось, что поле таки хочется побольше, а с полем побольше было бы здорово уйти на схему с порталом. Так родился проект 400х300. Но по факту почему-то имеем 600х400. Это я к тому, что путь к своему первому станку во многом определяется осознанием того, какие задачи он должен выполнять. А с учетом того, что процесс растягивается во времени, это осознание проявляется, а цели меняются.

В основе станка алюминиевый профиль 9090 и 4590 от RSI. Долго выбирал, но из более-менее доступного остановился на этом:
Увы и ах, "мастера", которые взялись пропылить, отторцевать и просверлить/отфрезеровать отверстия, облажались и чуть было не запороли весь профиль. Был близок к тому, чтобы выкинуть и купить новый, но после долгих мучений, вроде, удалось исправить ситуацию. Собрал станину и балку X.

В связи с тем, что в профиле паз 10мм, было решено брать рельсовые направляющие HG20, поскольку в 15м типоразмере площадь опоры рельс на профиле мне показалась недостаточной.
На ось Z поставил HG15.
Рельсы брал китайские HLTNC на Али со склада в РФ. Рельсы понравились, ровные (насколько это возможно), каретки ходят без закусываний с легким преднатягом. Разобрал несколько кареток, чтобы понять масштаб бедствия, но, на удивление все аккуратно и чисто, без следов пыли и грязи, обильно пролито транспортировочной смазкой.

ШВП по всем осям 1605. Да, безусловно, к 20м рельсам просится 2005, но что-то мне подсказывает, что работать будет.
ШВП DAKAI (никогда раньше не слышал) взял тоже на Али. Заинтриговала надпись C5, решил попробовать. Нет, безусловно я отдаю себе отчет, что ни о каком C5 речи в данном случае идти не может, но было очень любопытно. На вид ровные винты, по ощущениям без люфта. Биение пока не замерял.

Опоры брал в том же магазине. Огромными буквами надпись C5, что особенно умиляет. Но надо отдать должное, стоят радиально-упорные подшипники (по крайней мере на них так написано ). В общем я почти не разочарован.

Китайский маркетинг в действии

Мотры по всем осям NEMA23, 4A 2.2Nm, драйверы DM556 (stepperonline). Слабовато конечно, но брал их, когда в планах был станок поменьше.
В дальнейшем, после допила всех компонентов переведу оси X и Y на NEMA34 и, соответственно, другие драйверы.

На текущий момент стенки портала, стол и еще несколько деталей выполнены из ламинированной фанеры 21мм. В реализации некоторых решений не был уверен окончательно, и подумал, что перед тем, как оставить немалые деньги на изготовление стоек портала и оставшихся деталей из алюминия, было бы неплохо убедиться в работоспособности конструкции в целом. Стойки портала, конечно, после сборки кажутся картонными, но все ж есть надежда, что деревяшки пилить будет достаточно. Ну и, возможно, медленно и мучительно станок сможет выпилить себе детали на замену дереву из алюминия.

Алюминиевые детали на ось Z (АМГ6 19мм), проставки под моторы и крепления гаек ШВП к стойкам портала и хомуты изготовил Gestap. Качеством остался очень доволен.

При рисовании станка одним из основных для меня затыков стало несоответствие высоты кареток и модуля крепления гайки ШВП типа DSG12. Пересмотрел/перерисовал несколько вариантов, включая проставки под рельсы, специальный конструкционный профиль и прочее, пока не наткнулся на видео на Youtube с обзором станка за авторством Георгия С. Решение очень понравилось, несмотря на то что отнимает некоторое количество рабочего хода по оси. В итоге остановился на нем.

Также позаимствовал крепление гаек ШВП к стойкам портала. Некоторое время спустя уже зарегистрировавшись на форуме нашел описание проекта Umnik'a. Нужно было тщательнее изучить форум изначально, избавило бы от многих неудобств при попытке слямзить решение


Итого: На данном этапе механика, можно сказать, закончена. Осталось только придумать косынки на портал. Дело осталось за электрикой и электроникой. Ну и шпиндель приобрести – планирую известный HQD GDZ 2.2кВт.
Управлять всем этим будет LinuxCNC на базе Mesa 7i96. Полагаю, будет самая непростая но забавная часть постройки.

Согласен, буков много, не серчайте. Я понарошку сварщик, маску в лесу нашел.

Всем добра!

[Uniksoid]

Всем привет!

Вот почему-то так всегда – думаешь, что большая часть работы уже позади, но… Ну в общем все, как всегда, электрика и электроника, а также допил моментов, которые во время проектирования были оставлены на потом, заняли почти два месяца с учетом загрузки на основной работе.
Механику тоже немного пришлось переделать.

Началось с того, что одна из опор FK пришла не с радиально-упорными подшипниками, как было заказано. После краткой переписки с продавцом с Али последний согласился прислать замену. Через 3 дня в дверь позвонил курьер, но вместо маленькой коробочки с опорой мне передали довольно увесистую коробку, в которой я с удивлением обнаружил 3 ШВП с DFU1605, которые, разумеется, не заказывал.

После непродолжительного изучения внезапной посылки было решено заменить ШВП оси Z несмотря на то, что она оказалась на 50мм длиннее, чем нужно, а также по оси X, поскольку изначально по ошибке приобрел ШВП на 50мм длиннее, чем нужно.
В итоге станок был частично разобран, плиты оси Z были отвезены Gestap’у для увеличения карманов под двойные гайки.

Собрав все заново, и избавившись от ненужной больше проставки 47мм под мотор оси X, приступил к проводке и сборке электроники. И здесь я столкнулся с рядом косяков и некоторыми ошибочными решениями.

Косяк номер один – индуктивный датчик на ось Z я планировал вкручивать сквозь плиту, для чего в модели было предусмотрено отверстие M8 c резьбой. Когда пришли концевики, при попытке установки выяснилось, что резьба у них другая. В итоге пришлось приколхозить концевик на верхнюю плиту. Не слишком изящно, но… В общем работает.

Косяк номер два - при проектировании я не особо задумывался над установкой кабель-каналов, решив оставить вопрос на потом. По факту задача оказалась, конечно, не сложная. На выручку приходит 3D печать. В итоге были напечатаны поддерживающие кронштейны под алюминиевый уголок под ось Y и крепления кабель-канала к балке портала на T-гайки.

После укладки кабеля в каналы почему-то дико раздражало, что кабель так и норовил перекрутиться и расползтись по каналу. Понимая, что кабель должен лежать свободно, все-таки напечатал вставные органайзеры из флекса. Они вышли довольно мягкие, кабель фиксируют, но при этом не пережимают. Совершенно ненужный (а может и вредный) шаг, но зато кабели и трубки лежат ровно так, как нравится. В общем, захотелось.

Косяк номер три – выбор шкафа для управляющей электроники. В связи с тем, что станок настольный, шкаф было решено делать «напольный», и даже на колесиках. Прикинул в солиде возможную компоновку, решил, что шкафа 500х400 должно хватить. И только, купив шкаф и расставив на панели компоненты, понял, что заблуждался. Но отступать было поздно. Компоновку, естественно, пришлось изменить.

Вопрос крепления блоков питания драйверов ШД сначала поставил в тупик, но решение подсказал младший сын, который в итоге контролировал печать адаптера для крепления БП к панели.

Некоторое неудобство доставило сверление корпуса под установку разъемов. Два ступенчатых сверла затупились, отверстия некоторые оказались подвытянутые. В идеале нужно фрезеровать алюминиевую пластину с вырезами под разъемы, и ее уже крепить на стенку шкафа.
Для подключения моторов и шпинделя выбор пал на разъемы серии FQ (FQ14, FQ18 соответственно), очень удобно. Для Концевенков и прочей периферии -GX.

Вопрос с охлаждением шпинделя решил традиционно – пластиковый контейнер с китайской помпой, которая гоняет по контуру 10кг антифриза. Помпа подключена через реле частотного преобразователя.

Все, вроде, работает, но… Как-то колхозно. В планах реализовать охлаждение через СВО для ПК. Места на балке портала для этого более, чем достаточно. Но это планы на будущее.
Ах да, еще нужно прибрать нормально косу кабелей. Поэкспериментировал с печатными органайзерами. Что-то в этом есть, нужно добить.

По электронике все тривиально: Шпиндель HQD GDZ-23, частотник Huanyang 2.2кВт. Все это безобразие управляется с помощью Mesa 7i96 и LCNC, которая крутится на Lenovo ThinkCentre M710q. Частотник управляется по RS485 при помощи дешевого USB адаптера.
LCNC сложностей не вызывал. HAL – шикарная вещь. Правда еще копать и копать.
В общем, как я уже неоднократно повторял, все получилось достаточно тривиально. Но, как мне кажется, главное, что получилось.
В процессе допиливания станка оброс фрезами для различных материалов. Сегодня вот разжился еще и сковородочкой от frezeryga. Впереди много экспериментов. Первым делом вырезать откосы для стоек портала. А там и сами стойки можно уже будет вырезать из алюминия.


Всем добра!

[Kupfershcmidt]

По электрошкафу респект!

[Uniksoid]

Спасибо )
Правда есть ощущение, что тесноват, и двух куллеров сверху окажется недостаточно.
Время покажет.

[xenon-alien]

Кулера вакуум будут создавать?
Если хорошо вижу, то кулера на выдув работают.
Где будет приток воздуха?
Частая практика: кулера на вдув из сеткой-фильтром и отверстия для выхода воздуха вверху и через любые щели.
(если на оборот, то через щели засасывается пыль.)

[xvovanx]

и двух куллеров сверху окажется недостаточно.
Время покажет.

И одного поменьше хватает с головой (с термодатчиком на 30-35 градусов режим работы будет даже не чаще 50/50) при условии свободного притока воздуха в шкаф.

П.С. и да, разрежение давления в шкафу это минус. Правильнее в шкаф делать приток.

[Uniksoid]

Кулера вакуум будут создавать?
Если хорошо вижу, то кулера на выдув работают.
Где будет приток воздуха?

Все верно. Идея была именно такая. Снизу есть три отверстия под кабельный ввод. Товарищ подогнал симпатичные HEPA фильтры:

Почти в размер. Полагал поставить снизу три таких фильтра. Шкаф вроде заявлен, как герметичный... Ну, условно герметичный
Сверху два кулера, которые должны были обеспечить хоть какое-то разрежение.
Но вот теперь склоняюсь к тому, что с таким решением я немного облажался

[Uniksoid]

и двух куллеров сверху окажется недостаточно.
Время покажет.

П.С. и да, разрежение давления в шкафу это минус. Правильнее в шкаф делать приток.

Уже почти осознал. До конца не принял, но близок к этому
Упираться в такое решение толкает отсутсвие возможности переделать по уму. Гипотетически сбоку бы поставить эти кулеры на вдув, а верхнее имеющееся отверстие оставить на выдув. Но... Для этого нужно весь шкаф разобрать и собрать заново. Пока морально не готов.
В текущем варианте единственное возможное решение - переставить кулеры вверху на вдув, а кабельные вводы снизу на выдув, но как-то это не логичным представляется, конвекция и все такое.

Спасибо за совет. Учту на следующую итерацию, с переходом на другие моторы и соответсвенно драйверы.

[eastwind]

Очень аккуратно! Классный станок, лайк! 7i76 не доставила хлопот вообще?

[Uniksoid]

Очень аккуратно! Классный станок, лайк!

Спасибо ))

7i76 не доставила хлопот вообще?

Вообще. Правда у меня 7i96
7i76 представлялась оверкилом для первого станка. У меня под нее задач нет пока.
Но суть от этого не меняется, проблем не вызвало никаких.

[eastwind]

7i76 представлялась оверкилом для первого станка. У меня под нее задач нет пока.

Да, конечно, опечатка была)

[xvovanx]

В текущем варианте единственное возможное решение - переставить кулеры вверху на вдув, а кабельные вводы снизу на выдув

Так тоже плохо - частотник выдувает вверх, а вентиляторы шкафа будут его горячий воздух пихать обратно.
И, судя по колесикам, шкаф будет стоять на полу, и воздух выходя через кабельные вводы, будет с пола в помещении пыль поднимать.

[гражданинъ]

Полагал поставить снизу три таких фильтра

Это не фильтры ,это водонепроницаемый клапан выравнивания давления воздуха ,применяется в светильниках с IP67.

[Uniksoid]

В текущем варианте единственное возможное решение - переставить кулеры вверху на вдув, а кабельные вводы снизу на выдув

Так тоже плохо - частотник выдувает вверх, а вентиляторы шкафа будут его горячий воздух пихать обратно.
И, судя по колесикам, шкаф будет стоять на полу, и воздух выходя через кабельные вводы, будет с пола в помещении пыль поднимать.

Согласен, об этом и речь. Поэтому и говорю, что дальше придется жить с тем, что есть ))

[Uniksoid]

Полагал поставить снизу три таких фильтра

Это не фильтры ,это водонепроницаемый клапан выравнивания давления воздуха ,применяется в светильниках с IP67.

Да, по сути клапан, но он также препятсвуюет проникновению (помимо влаги) пыли. Поэтому и назвал фильтром.
Спасибо за уточнение.

[гражданинъ]

Очень малого количества воздуха,ни как не для охлаждения ,вот в чём дело . Какой ни будь автомобильный салонный подошёл бы.

[Uniksoid]

Очень малого количества воздуха,ни как не для охлаждения ,вот в чём дело . Какой ни будь автомобильный салонный подошёл бы.

Это я уже усвоил )
Буду думать, как исправить недочет.

Еще раз спасибо за совет

[calabr]

Как вариант - оставить только правый вентилятор, или сложить в стопку 2 вентилятора, если потока не хватает. сверху над ним фильтр от пылесоса. поставить в шкафу вертикальную перегородку между частотником и драйверами вплоть до блоков питания.
со стороны двери можно наклеить резинку или поролон, чтоб при закрытой двери в нее упирался.
получиться поток воздуха вниз справа, вверх с лева, частотник своим вентилятором еще вверх подкинет.
Нв выхлопное отверстие отражатель, чтоб вохдух влево отбрасывал. На входное можно заборник справа.

[Uniksoid]

Как вариант - оставить только правый вентилятор, или сложить в стопку 2 вентилятора, если потока не хватает. сверху над ним фильтр от пылесоса. поставить в шкафу вертикальную перегородку между частотником и драйверами вплоть до блоков питания.
со стороны двери можно наклеить резинку или поролон, чтоб при закрытой двери в нее упирался.
получиться поток воздуха вниз справа, вверх с лева, частотник своим вентилятором еще вверх подкинет.
Нв выхлопное отверстие отражатель, чтоб вохдух влево отбрасывал. На входное можно заборник справа.

Хм... Годная мысль. Попробую реализовать.