Схема изготовления станка для выпиливания, выжигания, гравировки и т.д. с управлением от Компьютера

Станок для выпиливания, выжигания, гравировки и т.д. с управлением от Компьютера. Фото и примеры выполненных на нем работ.

Схема изготовления станка для гравировки, выжигания, и фрезерования сложных фигур. Управление станком производится с помощью специального программного обеспечения — с компьютера:

 Станина
Основание (станина) станка выполнено их винипласта (разновидность пластмассы) толщиной 11мм.

Возможно и применение любых других доступных материалов: огрстекло, алюминий, фанера или ДСП. Все детали основания скреплены саморезами (для большей надежности дополнительно можно применить клей).
Суппорта и направляющие
 

В качестве направляющих применены стальные, шлифованные (лучше еще и закалить) прутки диаметром 12мм и длиной 200мм (на ось Z 90мм), по две штуки на ось. По направляющим передвигаются суппорта Х, У, Z. Суппорта изготовлены из текстолита 25х100х45, в котором имеются три сквозных отверстия, два для направляющих и одно для гайки. Направляющие крепятся с помощью винтов М6 в торец. На суппортах Х и У на верхней части имеется 4 резьбовых отверстия для крепления стола и узла оси Z.

Суппорт Z
 

Направляющие оси Z крепятся к суппорту Х через переходную стальную пластину (45х100х4).
 

Крепление двигателей и ходовых винтов
 

Двигатели устанавливаются на кронштейнах выполненных из листовой стали толщиной 2..3мм. Винт соединяется с ротором шагового двигателя с помощью резиновой муфты (отрезка резинового шланга).Применение жесткого соединения вал-винт приводило к заклиниванию из-за неточности изготовления деталей.
Гайка изготавливается из бронзы, запрессовываются и вклеивается в суппорт.

Сборка
Сборку производим в следующей последовательности:

1) Устанавливаем в суппорта направляющие и прикручиваем направляющие к боковинам. Боковины на основание пока не установлены. Перемещая суппорт по направляющим добиваемся плавного хода. Затягиваем болты на боковинах (фиксируем направляющие)
2) Узел направляющие + суппорт + боковина крепим саморезами к основанию.
3) собираем узел Z. И вместе с переходной пластиной крепим к суппорту Х.
4) Устанавливаем ходовые винты с муфтами
5) соединяем ротор шагового двигателя и винт муфтой и с помощью кронштейна устанавливаем шаговые двигатели. При сборке контролируем плавность вращения ходовых винтов.

Рекомендации

- Гайки большей длины будут более чувствительны к неточностям изготовления винтов и сборки станка, что приведет к заклиниванию. Из курса «Детали машин» известно, что в паре винт-гайка работает только первые 5 витков. В нашем случае будет достаточно 10 шагов резьбы. т.е. при использовании ходовых винтов с резьбой М6х1 длина гайки будет 10 мм.
- для изготовления гаек вместо бронзы также можно применить чугун. Другие материалы типа текстолит, фторопласт не советую.
- винты покупал в строительном магазине (шпильки длиной 1м) и обрезал в необходимый размер. Точность приемлемая.
Электроника (контроллер)

Электрику можно разделить на три части:
 

• Блок питания.
• Контроллер
• Драйвер.

Блок питания:
12в 3А – для питания шаговых двигателей от дисковода (5.25”) и 5в 0.3А для питания микросхем контролера. Если вы используете шаговые двигатели от принтера то блок питания должен быть мощнее. Расчет прост: 3 двигателя х по две запитанные обмотки в каждом х ток одной обмотки (допустим 1А) то = 3х2х1=6А.

Контролер:

Контроллер управления шаговыми двигателями собран на микросхемах 555TM7 серии (3шт). Не требует прошивки. Электрическая схема контролера:

Описание и назначение выводов разъема порта LPT. (таблица)

Для эксперимента был использован шаговый двигатель от старого 5,25-дюймов В схеме 7 бит не используется т.к. применено 3 двигателя. На него можно повесить ключ включение главного двигателя (фреза или сверло). Драйвер:

Драйвер шагового двигателя (не путать с компьютерными драйверами) представляет собой 4х канальный усилитель или 4 ключа. Собран на 4х транзисторах КТ 917 .
Также можно использовать серийные микросхемы (stepper motor driver), например ULN 2004 (9 ключей) на 0.6А.
Для управления станком использовал программу vri-cnc, сайт автора программы

Станок для выпиливания, выжигания, гравировки и т.д. с управлением от Компьютера. (Фото и примеры выполненных на нем работ.)

Ветров Роман