Если вы хоть раз задавались вопросом «что можно сделать на ЧПУ фрезерного станка», тогда эта статья для вас. На сегодняшний день интересные товары ручной работы очень высоко ценятся и пользуются большим спросом.
Изделия на продажу, или для собственного пользования могут быть качественно и быстро изготовлены с помощью .
На выходе можно получить разнообразную продукцию из дерева:
- предметы декора;
- мебель;
- сувениры и другие изделия.
Также на сайте у нас выложена статья о , которая может быть полезна при производстве такого вида изделий. Для данного производства необходимо лишь определенное оборудование и некоторый опыт работы на нем.
И, кстати, это довольно хороший способ заработка. Ведь такие изделия всегда пользуются спросом и имеют высокую цену.
Подготовка сырья для продукции
В качестве сырья можно использовать почти все твердые материалы:
- древесину (включая фанеру, ДВП, ДСП, МДФ);
- различные виды пластика (акрил, ПВХ);
- металлы;
- поликарбонаты;
- пенопласт;
- полистирол и другие материалы, поддающиеся механической обработке.
Очень популярна сейчас , так как с ее помощью делают модные детали интерьера, предметы быта и многие другие изделия для дома.
Древесина – это наиболее распространенное сырье для обработки на станках с числовым программным управлением.
Оптимальным вариантом будет использование таких пород:
- Ясень: имеет много общего с дубом. Однако степень сопротивления к деформации, вязкость, ударная стойкость выше у данного вида древесины. Ясеневая порода высоко ценится в производстве мебели, там ее приравнивают к красному дереву.
- Сосна : отличается смолистостью, прочностью и твердостью, стойкостью к гниению и поражению грибком, отлично подходит для обработки. Высоко ценится из-за малого количества сучков и небольшого изменения диаметра по длине ствола.
- Лиственница: для нее характерна высокая прочность, стойкость к внешним воздействиям, приятный цвет и структура.
Выбор породы зависит от изделий. Особое внимание следует обратить на такие характеристики дерева, как влажность и прочность. Поскольку они сильно влияют на качество готового продукта.
Преимущества работы с фрезерным станком ЧПУ
У фрезеров достаточно большое количество плюсов, среди которых:
- возможность изготавливать самые разнообразные изделия из совершенно непохожих между собой материалов (которые невозможно обработать другим путем);
- точность и ровность реза, благодаря чему изделие получается аккуратным и красивым;
- возможность делать нужную форму, глубину и даже фасонные резы;
- работа может проводится как на вертикальной, горизонтальной, так и наклонной поверхности;
- высокая скорость работы;
- большое разнообразие деталей: плоские, объемные, и даже 3D;
- повторяемость большего количества изделий, что практически невозможно при других методах обработки;
- возможность резать, делать черновую калибровку, фрезеровать пазы и другие виды соединений, используемых при сборке изделия.
Основные изделия
На сегодняшний день существует огромное количество предметов, которые можно сделать с помощью станка ЧПУ, таких как:
- Уникальная мебель из различных материалов, включая ценные породы дерева.
- Сувениры: различные шкатулочки, рамочки для фото, статуэтки и прочее.
- Рекламная продукция: красивые массивные буквы, таблички и т.д.
Давайте более детально разберем каждый из предложенных вариантов.
Дизайнерская мебель. Она окружает нас повсюду: спальные комнаты, кухня, детская. Современное мебельное производство очень продумано и имеет высокую точность.
Шаги для создания изделия на станке ЧПУ:
- Разработка эскиза. Для данного пункта существует большое количество программ, которые помогают виртуально моделировать обстановку. Для того, чтобы создать 3х мерный макет рисунка используйте вычислительные программы, такие как САПР. Подготовленные компьютерные файлы дадут возможность получить мебельное изделие на фрезерном станке ЧПУ.
- Подготовка модели для станка. Готовый эскиз в 3D – базисе для изготовления любого комплекта деталей. К данному эскизу необходимо добавить функцию луча (вектор, который будет отвечать за направление фрезы относительно заготовочной детали). Существует также автоматическая формировка модели, которая является достаточно удобной и поможет сэкономить ваше время. Современное оборудование упрощает процесс изготовления, и передает даже самые маленькие и трудные линии.
- Подборка типа режущих инструментов, настройка мощности и режима обработки.
- Загрузка файлов в память машины, установка инструмента для резки, закрепление заготовки и запуск производства. Дальнейшую работу фрезерный станок ЧПУ делает самостоятельно по уже заданной программе.
- Окончательная сборка. Займет незначительное количество времени, нет надобности подгонки деталей.
Рекламная продукция. Ее создание – это актуальный на сегодняшний день вид деятельности, в котором большую популярность имеет применение фрезерных станков с числовым программным управлением. Такие машины отлично справляются с такими задачами, как производство световых коробов, стендов, панна, фигурных надписей и наружных рекламных вывесок, а также с приготовлением конструкций для выставок.
ЧПУ станок помогает выполнять следующие операции, которые связаны с рекламной продукцией:
- раскрой дерева, акрила и прочих материалов;
- гравировка/вырезка массивных надписей;
- создание логотипа, эмблемы;
- изготовление табличек, подставок и др.
Подводя итоги, можно сказать, что количество изделий, который можно сделать на фрезерном ЧПУ станке огромное количество. От вас лишь требуется оборудование, желание работать и небольшой опыт.
Еще один обзор не слишком частого на муське предмета:) Это гравировально-фрезерный ЧПУ-станок.
Хочу сразу предупредить: будет много текста! Я постараюсь сделать обзор понятным большинству, поэтому будут лирические отступления и технические пояснения. Не обещаю, что каждый читатель сразу все поймет, но буду к этому стремиться:)
Кто не хочет читать долго и нудно - станок не без недостатков, но своих денег стоит.
А теперь подробно…
Сначала небольшой словарь для понимания написанного:)
шпиндель
- двигатель, вращающий фрезу
платформа шпинделя
- площадка, на которой жестко закреплен шпиндель, может перемещаться влево-вправо по порталу и вверх-вниз.
портал
- это П-образная конструкция, ездящая вдоль стола и таскающая на себе платформу шпинделя
4-я ось
- как правило, на таких станках представляет собой дополнительный шпиндель с патроном, в который зажимается заготовка, и ответную часть, держащую другой конец заготовки - заднюю бабку
координаты X, Y, Z, A
- координаты движения инструмента. Ось Z - это движение вверх-вниз, опускание-поднимание шпинделя. Оси X и Y - движение шпинделя по горизонтали. Точного определения какая ось какой стороне нет, каждый принимает их как себе удобно:) Лично я считаю осью X - движение вдоль короткой стороны стола, осью Y - движение вдоль длинной стороны стола. Ось A относится к 4-й оси, это поворотная ось, задающая угол поворота шпинделя 4-й оси.
Что умеет этот станок
Основное назначение подобных станков - гравирование дерева, пластика, текстолита и цветных металлов. Но он может и больше - например, кроить листовые материалы. И главное - как-то фрезеровать, в основном дерево и пластик. Принцип работы элементарен: станок по заданной программе двигает вращающийся инструмент (фреза, гравер, сверло и т.п.) по трем координатам - по горизонтали вперед-назад, влево-вправо и по вертикали вверх-вниз. Его возможности ограничены созданием рельефа с наклонами максимум 90 градусов, сделать поднутрения (по типу грота на вертикальной стенке) он в общем случае не сможет. Постарался показать это на картинках:
Одно из распространенных у любителей применений, кстати, это изготовление печатных плат. Станок просто срезает гравером лишнюю медь, оставляя дорожки и площадки. Говорят, точность позволяет гравировать для выводов с шагом 0.5 мм, но сам я еще не пробовал:)
Нормально фрезеровать у него получается только мягкие материалы - дерево, пластик. Тот же дюраль он, в принципе, тоже возьмет, но только очень медленно. Для нормальной работы на таких материалах станку не хватает жесткости.
Станок в базовой комплектации работает только под управлением компьютера. С компьютера непрерывно идут команды движения по каждой из осей, задается скорость вращения шпинделя, в компьютер уходят со станка сигналы концевых ограничителей хода осей.
Чуть подробнее о взаимодействии станка с компьютером и о механике станка
Начнем с того, что в станке на всех осях стоят . Если коротко, то эти двигатели не вращаются постоянно, а принимают одно из множества фиксированных положений в зависимости от сигналов на их обмотках.
В блоке управления станком расположены драйверы шаговых двигателей. На вход этих драйверов подается два сигнала - один задает направление вращения двигателя (1 - по часовой, 0 - против), второй импульсами дает шаги. Так если на сигнале направления выставить 1 и на сигнал шагов подать 4 импульса, то драйвер заставит провернуться двигатель на 4 шага в направлении по часовой стрелке.
Большинство недорогих контроллеров станков связываются с компьютером через LPT-порт и требуют непосредственных сигналов направления и шагов (отдельно для каждой оси). Компьютер должен формировать эти сигналы на выводах LPT-порта. Именно поэтому в большинстве случаев для управления станком нужен компьютер с LPT-портом.
Программы управления станком (самые распространенные - это Mach3 под Windows и LinuxCNC под Linux) - это по сути довольно сложные трансляторы управляющего кода в последовательность импульсов направления и шагов. Управляющим кодом является так называемый G-код (G-code), который принят как стандарт в управлении промышленными станками, не только фрезерными, но и любыми другими. Он достаточно прост для чтения человеком, но совершенно не подходит для непосредственной передачи в сам станок. Например, простейшая команда:
X12.845 Y41.401 Z-8.500 F1800
означает, что шпиндель должен передвинуться на координаты, указанные после соответствующих имен осей, со скоростью 1800 мм/мин. Координаты задаются в миллиметрах или в дюймах. Кроме этой существует множество других команд, среди которых движение по дугам с заданными параметрами, скорость передвижения, скорость вращения шпинделя и многое другое. Но станок ничего не знает ни о миллиметрах, ни о координатах, ему требуется только четко указать какой двигатель на сколько шагов провернуть. И программа-транслятор как раз и занимается тем, что переводит управляющий код в последовательность понятных станку импульсов.
Однако эта задача не столь проста, как может показаться на первый взгляд. Приведу в пример только один момент - инерцию двигателей. Шаговый двигатель нельзя разогнать с места в карьер, как и нельзя его мгновенно остановить с высокой скорости. Поэтому программа-транслятор постоянно должна учитывать текущую скорость и направление вращения каждого двигателя. Она должна плавно разгонять и плавно останавливать их. Она не должна резко менять направление вращения на полном ходу. И таких нюансов множество:)
Трансляцию миллиметров в число шагов двигателя программа производит на основании настроек, заданных пользователем - количество шагов на миллиметр. Как узнается это число? Очень просто:) К примеру, рассмотрим движение портала по оси Y. Двигатель жестко закреплен на станине, к его валу подсоединен винт с трапециевидной резьбой:
На портале закреплена специальная гайка, одетая на этот винт:
Вращаясь, винт заставляет гайку двигаться по нему, а вместе с гайкой двигается и портал. Шаг резьбы на винте строго определенный - например, 5 мм. Число шагов двигателя на один оборот тоже строго определенное - например, 400. Значит за 400 шагов - один оборот винта - гайка с порталом сдвинутся на 5 мм. Следовательно на 1 мм они сдвинутся за 400/5=80 шагов. Все просто:)
В управлении по LPT-порту имеются довольно значительные недостатки, главный из которых - неравномерность следования импульсов шагов, которая может очень сильно поганить работу станка. Неравномерность зависит от загруженности компьютера, от запущенных сервисов и т.п. Однако это самый простой и дешевый способ, поэтому он очень распространен. при желании можно приобрести контроллеры, работающие по USB или Ethernet, их существует довольно много, но стоят они на порядки дороже простейшего LPT-контроллера.
Основные характеристики по данным продавца:
- Размер рабочего стола: 820х420х20 мм
- Размер рабочего поля (в пределах которого достает инструмент): 600(Y)х400(X)х100(Z)
- Направляющие осей: X и Y - полированные каленые валы диаметром 20 мм, ось Z - полированный каленый вал 16 мм. Ось Y - валы на опоре, оси X и Z - свободные валы.
- Винты: шарико-винтовая передача (ШВП) диаметр 16 мм, шаг 5 мм
- Шпиндель: 3-фазный, 1500 Ватт с жидкостным охлаждением, макс 24000 об/мин
- Макс. холостая скорость осей: 4000 мм/мин
- Макс. рабочая скорость осей: 4000 мм/мин
- Точность позиционирования: +-0.03 мм
- Точность повторения: <0.03 мм
- Питание: переменное, 110-220 вольт
- Вес: 56 кг
Размер рабочего поля: по оси X чуть меньше заявленного - около 380 мм.
Максимальная скорость осей: завышена практически в два раза. Опытным путем я вывел максимальную скорость в 2100 мм/мин, попытки повысить ее приводят к некорректной работе.
Точность позиционирования - это точность, с которой шпиндель придет на указанные координаты. Например, ему было указано придти на координату по оси X 30.000 мм. Из-за технологических допусков и неточностей в изготовлении двигателей и винтов он может придти на самом деле не на 30.000 мм, а на 30.011 мм.
Точность повторения - это с какой точностью шпиндель приходит в одну и ту же координату. Например, шпиндель выставили точно на 0.000 мм, затем отогнали от 0.000 мм на 200 мм и дали команду вернуться к 0.000. С какой точностью он вернется к нулю - это и будет точность повторения. Она, как правило, в 2-4 раза выше (лучше), чем точность позиционирования.
В данном станке я с помощью часового индикатора (деление - 0.01 мм) не смог уловить погрешности в повторении.
Как я докатился до этой покупки
Почему он вообще был куплен
Как я уже писал в прошлом своем обзоре, мы с товарищем начали делать кой-какие электронные блоки - сначала для себя и друзей, а потом это выросло в небольшое производство.
И вот пришел момент, когда мы начали задумываться над улучшением внешнего вида своих девайсов - надо начинать делать нормальные корпуса. Проблема состояла в том, что девайс имеет наружу как минимум три разъема. После длительного обсуждения и гугления вырисовались три варианта:
1. Где-то как-то искать более-менее подходящие корпуса и под них подгонять устройство - плату, подходящие разъемы и т.д.
2. Заказать изготовление корпусов по нашим чертежам.
3. Брать типовые корпуса нужных размеров и доводить их до наших требований.
По первому варианту так ничего и не было найдено. Тем более, что разъемы мы планировали использовать определенные (с высокой надежностью, фиксирующиеся, легко соединяющиеся).
Второй вариант отпал после узнавания цен на изготовление пресс-форм и минимального количества изготавливаемых корпусов. Решено было отложить этот вариант на будущее, когда сможем позволить себе потратить на это от 0.5 до 1 миллиона:)
Остался третий вариант. По гуглу, яндексу, ютубу и кучи профильных форумов стало ясно, что резать отверстия нужной формы в пластиковых корпусах сможет аппарат, подобный обозреваемому.
О выборе конкретного экземпляра
Таких гравировальных станков в Китае продается неизмеримое множество. В основном они отличаются размерами рабочего поля, мощностью шпинделя и комплектацией (и конечно же продавцами). Каждое из этих основных отличий влечет за собой еще несколько более мелких - максимальная скорость работы, мощность шаговых двигателей, тип охлаждения шпинделя и т.п. Размер рабочего поля, как правило, отражается в названии: 3020 (30х20 см), 3040 (30х40 см), 6040 (60х40 см) и т.д.Нам было бы достаточно станка с полем 30х20 см. Но были и небольшие детали:
1. Максимальная высота заготовки. В мелких станках она, как правило, не превышает 50 мм, а то и меньше. Нас это не устраивало, так как было неясно как именно будет крепиться для обработки корпус. А вдруг его придется закреплять вертикально?
2. Если брать станок, то брать на вырост - мало ли что еще захочется на нем делать:))
Почему не на Тао? Честно говоря, уже и не помню. Были какие-то причины, но какие именно - сейчас уже не могу сказать…
Итак, поискав на Али подходящие станки остановился именно на этом продавце:
- хороший рейтинг;
- у него был станок с большой рабочей высотой заготовки;
- его станки собраны на довольно толстых для китая валах (о них будет дальше в обзоре);
- на странице товара есть довольно подробные фотографии;
Ну и раз гулять - так с музыкой - пусть будет еще и четвертая ось:)
Покупка, доставка
Так как мне не хотелось платить 1300$ за доставку EMS, а еще больше не хотелось платить таможне и доказывать ей, что станок предназначается для деревообрабатывающей работы (для таких таможеные пошлины смягчены или отсутствуют, точно не помню), сертифицировать и т.п., то решено было воспользоваться услугами перевозчика, с которым уже несколько раз работал.Подробности
Списался с продавцом, тот подтвердил, что без проблем отправит на китайский адрес, более того - отправит бесплатно:) Согласовали с ним комплектацию, он выставил цену - 1680$. Когда я предложил оплатить непосредственно ему на пэйпэл, он отказался, объяснив, что у Али очень строгие правила по оплате - только через Али и никак иначе… Чуть погодя он добавил - «Можете купить у меня на Тао, там я смогу дать Вам скидку 7%». Прикинув, что при покупке на Тао я приобрету 7% скидки, но потеряю 10% на посредника, я отказался:)
Продавец указал мне на какой товар у него оформить заказ (товар за 1843$), я оформил и он через 10 минут изменил цену на договоренную - 1680$. Еще через несколько часов я оплатил заказ через свой интернет-банк и почти тут же зазвонил мой сотовый. На том конце линии вежливо представился сотрудник безопасности моего банка и попросил подтвердить, что с моего счета действительно мною совершена покупка на сумму 60 тыщ - это в почти 9 часов вечера! Я подтвердил и проникся осознанием того как ревностно охраняет меня мой банк от мошенников:))
На следующий день я опять списался с продавцом, подтвердил оплату и набрался наглости попросить подарок - специальный интсрумент для измерения длины инструмента:) Продавец не стал упираться:)
Перевозчик запросил за доставку по ЖД (77,3 кг) 20 тысяч рублей. Чуть позже я попросил пересчитать мне на доставку авиа, пришлось доплатить еще 7400 руб.
И хронометраж:
заказано и оплачено - 5 марта 2014
получено на китайский склад перевозчика - 15 марта 2014
отправлено авиа по России - 27 марта
получено в Краснодаре - 30 марта 2014
Распаковка, сборка
Ящик, ....., был тяжелый! Но не такой большой, что бы не влезть в багажник седана, так что заказывать доставку из аэропорта не пришлось, довезли сами. А вот затащить на 3-й этаж целиком не решились:) На улице раздербанили ящик и затащили по частям.Подробности и несколько фото
В коробке были:
- станок со снятым порталом
- коробка с запчастями - двигатели, помпа, шланги/провода, болты, коробочка с шестигранниками и несколькими фрезами и т.п.
- сам портал
- блок управления
- 4-я ось
Затащив все в офис мы красиво разложили все для фотосессии:)
Упаковка станка была не слишком тщательной. Откровенно говоря, она была отвратительной - просто покидали в ящик все части, заколотили крышку и все. Благо, что основные части металлические и их тяжело повредить. Однако незакрепленным порталом был примят уголок рабочего стола и раздавлены пара звеньев гибкого кабель-канала. Остальное пережило путешествие без потерь:)
Что было в комплекте:
- Рабочий стол станка
- Портал с закрепленным шпинделем
- Шаговые двигатели
- Вся проводка, упакованная в спиральную трубку
- Метизы для сборки станка - болты, гайки, шурупы
- Блок управления станком
- 4-я ось с задней бабкой и ключом для затягивания патрона
- Пара гаечных ключей, набор шестиграников
- Помпа для водяного охлаждения шпинделя
- Трубки для охлаждения шпинделя
- Кабель LPT
- Диск с программой Mach3 (с кряком:)) и с мануалом по настройке для этого конкретного станка
- Коробочка с зажимами для крепления заготовки к столу, цангой для шпинделя и парой-тройкой разных фрез отвратного качества:)
Подключение проводов и разъемов так же не вызывает вопросов. При укладке жгута по станку нужные разъемы легко определяются по длине - если достает как раз до ответной части - значит это он и есть. Разъемы, подключаемые к блоку управления снабжены бирками с маркировкой, перепутать очень сложно.
Некоторое недоумение вызвала система охлаждения шпинделя - судя по всему трубки предполагалось просто подвесить как-нибудь эдак, что бы они не мешали порталу ездить. В гибкий кабель-канал они никак не лезли, да и длина их не позволяла проложить в нем. Кое-как подвесили их, но все равно временами они цеплялись за что-нибудь при движении портала.
Ну и небольшое неудобство доставили поломанные звенья кабель-канала - одно из них как раз было оконечным. с ушком крепления на станок. В принципе, выкрутились и тут - просто прикрутили к станку одно из последних звеньев насквозь через боковую стенку:)
Подробнее о шпинделе, блоке управления и подаренном измерителе длины инструмента
На подобных станках как правило шпиндели бывают коллекторные (маломощные) с только воздушным охлаждением и трехфазные с воздушным или с жидкостным охлаждением. С воздушным охлаждением шпиндели более требовательны к чистоте воздуха, более шумные и редко попадаются мощностью более 1 кВт. С водяным охлаждением тоже имеют недостаток - требуют помпу, трубки, емкость и жидкость, в которой не будет плодиться всяческая микроживность. Однако они тихие, им пофиг пыль и их проще охлаждать. Вообще, минимум, который многие и применяют при охлаждении - это просто какая-нить 10-литровая емкость с 4-5 литрами жидкости и помпа. Охлаждение происходит естественным путем в этой емкости. Емкость должна быть закрытой, что бы в нее не попадала пыль и потом не оседала в каналах и на стенках рубашки внутри самого шпинделя.
3-фазный шпиндель запитывается и управляется частотным инвертером, который регулируя ток и частоту фаз, задает шпинделю определенные обороты. Панель управления инвертером как раз торчит спереди на блоке управления станком (черная панелька):
Никакой инструкции к этому инвертеру в комплекте не было, и поиски в гугле так же ничего не дали. Но точно известно, что у инвертера есть куча настроек и ручной режим. В ручной режим мне перевести его так и не удалось (да в общем-то не сильно и хотелось, он с компа прекрасно управляется), а настройки для этого шпинделя, слава аллаху, были уже корректно заданы производителем или продавцом:)
Вообще, шпиндель - это очень высокоточный двигатель. Считается, что если биение вала шпинделя больше 0.05 мм, то это уже не шпиндель, а просто дрель:) Именно поэтому шпиндель так чувствителен к перегреву и требует охлаждения - рабочая температура не должно превышать 35-40 градусов.
Такие же высокие требования предъявляются и к узлу фиксации фрез. В подобных небольших шпинделях фрезы фиксируются хитрыми цангами - у низ разрезы идут и с одной и с другой стороны поочередно, конусность так же имеется с обеих сторон. Это позволяет таким цангам зажимать хвостовик фрезы равномерно по всей длине:
У «взрослых» станков фиксация инструмента осуществляется по другому, там все сложнее и гораздо дороже:)
Фрезы существуют самые разные - для разных материалов, видов обработки, скорости резанья и т.д. Вот только несколько их видов из великого множества:
Слева направо: конусная (со сферическим концом 1.5 мм), конусная (со сферическим концом 0.5 мм), торцевая однозаходная (с плоским концом), торцевая однозаходная с удалением стружки вниз (с плоским концом и спиралью в обратном направлении), гравер 0.2 мм.
Блок управления станком представляет из себя сборную солянку. Внутри этой коробки расположены и как получится закреплены:
- блок питания 24 вольта 10 ампер (питает драйверы двигателей и плату контроллера)
- инвертер 2.2 кВт, у которого съемная панель управления вынесена на переднюю стенку блока управления
- плата контроллера с тремя интегрированными драйверами шаговых двигателей для осей X, Y, Z (зеленая плата)
- отдельный драйвер шагового двигателя для 4-й оси (черная коробка)
Соединено все это между собой качественно. Но вот размещение и закрепление отдельных частей - тихий ужас:)
На передней стенке блока управления станком находятся:
- панель контроля инвертера (хрен знает зачем, все равно без отсутствующего мануала ничего не сделаешь)
- большая красная кнопка с фиксацией для экстренной остановки станка (т.н. грибок)
- два выключателя питания - один для инвертера и один для драйверов двигателей
- маленькая красная кнопка, отключающая ограничительные микрики хода осей
На задней стенке:
- разъем LPT для подключения к компьютеру
- доп. разъем, к которому можно подключить блок с джойстиком и индикаторами
- разъемы подключения двигателей осей X, Y, Z и A (4-я ось)
- разъем питания 220 вольт
- разъем Tool Setting - для подключения измерителя длины инструмента
- разъем Limited для подключения микриков ограничителей хода по осям
- разъем Spindle для подключения шпинделя
Что из себя представляет измеритель длины инструмента и для чего он:
Это простая замыкающая пара контактов, один из которых представляет из себя площадку строго определенной высоты, а второй - крокодильчик, цепляющийся к фрезе, закрепленной в шпинделе:
При всей своей незамысловатости эта приспособа очень облегчает жизнь:) Дело в следующем: при работе с заготовкой несколькими фрезами (например, черновой проход толстой фрезой, затем финишный проход тонкой) после смены фрезы нужно очень точно выставить ее высоту над заготовкой, что бы она соответствовала высоте установки предыдущей фрезы. В таких случаях этой приспособой выставляются обе фрезы. Измеритель кладется на рабочий стол под фрезу, затем шпиндель медленно опускается пока фреза не коснется поверхности измерителя. Происходит замыкание контактов, в компьютер подается об этом сигнал и движение шпинделя останавливается. Все, теперь мы точно знаем высоту фрезы над рабочим столом (она равна толщине измерителя). Остается только выставить эту высоту в программе. Существуют специальные скрипты для этого, но можно все делать и вручную, в G-коде есть специальная команда «Опускать шпиндель с заданной скоростью, пока не будет получен сигнал от измерителя».
Я уже говорил, что станок тяжелый? :) Так вот, он реально тяжелый - больше 50 кг. И почти половина веса приходится на подвижный портал. Теперь представьте, что на вашем столе телепается туда-сюда с приличной скоростью 20-килограммовая гиря. Как вы думаете, стол долго продержится? И куда успеет убежать перед тем, как развалиться? :)
Для станка мы решили собрать стол попрочнее, чем офисные (хотя и отвергли предложение знакомого сварить его из квадратных труб 50х50:)). Боковины и столешницу сделали из кухонной столешницы (кажется 35 мм), продольно по бокам укрепили панелями ДСП. Руками его не раскачать, мы пробовали.
Так вот: этого мало
! При интенсивном движении портала этот стол ходит ходуном:) На видео гравировки ниже в обзоре это будет видно. Учтите это, если будете приобретать станок такого размера.
Естественно, что сразу после сборки и подключения станка просто горело что-то на нем вырезать:) Была куплена деревяшка (какая-то небольшая сосновая доска), быстро скачана и установлена ломанная версия одной из программ, которые по рисункам готовят программы для станков, и после экспресс обучения методом тыка была сформирована программа для вырезания мелкого примера из этой же программы. Результаты не порадовали. Совсем. Делов том, что сосна - это последняя порода дерева, которую следует применять для вырезания рельефов. Она ворсится, она непрочная - откалываются мелкие детали, она засирает фрезы смолой… Ну и фрезы из комплекта станка не заслуживали права на жизнь.
С учетом опыта и после краткого совещания с знакомым (который довольно известен в этих кругах своим инет-магазином расходников для ЧПУ-станков) была куплена буковая доска. У этого же знакомого были приобретены несколько нормальных фрез. И вот первые более-менее удовлетворительные результаты:
Недостатки, исправления, добавления, улучшения...
Недостатка у этого станка всего два. Опишу каждый из них подробнее.1. Недостаточная жесткость конструкции.
Это не непродуманность конструкции, это вынужденный компромис между жесткостью и ценой/весом. Хоть этот станок и позиционаруется как способный обрабатывать цветные металлы, на самом деле ему для нормальной их обработки не хватает жесткости. Да, можно пилить бронзу, дюраль и т.п., но это будет так медленно и неточно:) Для дерева и пластика его хватает с головой. Так что смотрите сами на ваши цели, возможно этот недостаток для вас и не будет таковым.
Я планирую когда-нибудь прикрутить сзади к порталу полосу дюраля толщиной 10-15 мм и шириной150-200 мм, это должно повысить поперечную жесткость.
2. Плохое качество механических комплектующих.
Я имею в виду направляющие валы и линейные подшипники, которые ездят по этим валам:
Конструкция этих подшипников такова, что при должном исполнении они очень легко катаются по валам (на принципе шарикового подшипника) и при этом у них нет люфта. Вообще нет. Но для этого и валы и сами подшипники должны быть изготовлены м высокой точностью. Отклонение в диаметре валов не должно быть больше 1-3 соток. В этом станке валы, на которых ездит вверх-вниз шпиндель были диаметром 19.8 мм. И это давало люфт на конце фрезы почти в пол-миллиметра. При таком люфте ни гравировка ни обработка металлов невозможна в принципе.
Другие направляющие валы были более близки к нужному диаметру, но все равно не идеальны и тоже имеют небольшие люфты. Имеются два метода борьбы с этим: радикальный и «лучше, чем было».
Радикальный - заменить все валы на профильные рельсы:
и соответствующие им линейные подшипники:
Очень дорого. Кроме того, если нижние направляющие (по которым ездит портал) можно заменить почти без колхозинга, то с остальными придется повозиться и даже кое-где менять конструкцию. Но зато это даст действительно радикальное улучшение.
«Лучше чем было» - заменить все направляющие и подшипники на такие же, но нормального бренда с нормальным качеством. Гораздо дешевле первого варианта и даст неплохие результаты. Я пока так и поступил на самых плохих направляющих. Результат: если раньше у меня при попытке гравировать пластик ломались фрезы и плавился материал, то сейчас гравирование проходит легко и непринужденно:)
В будущем я заменю и остальные валы и подшипники.
Что еще было улучшено, заменено, добавлено
Теперь не то чтобы недостатки, но моменты, которые лично мне не понравились и я их решил или запланировал решить в будущем.
1. Кабель-канал
. В родном исполнении он слишком маленький, в него уже не пройдут трубки охлаждения шпинделя. Поэтому я закупил 2 метра канала большего размера и заменил его. Бонусом получил открывающиеся секции нового кабель-канала, теперь не нужно пропихивать в него провода, достаточно пооткрывать крышки секций, уложить провода и закрыть:)
2. Охлаждение шпинделя
. Ну не лежала у меня душа отдавать охлаждение жидкости на откуп пластиковому ведру:) Поэтому было куплено:
- трубка нужного диаметра вместо родной (8х5, если не ошибаюсь)
- радиатор отопителя от жигулей
- два компьютерных вентилятора 12 см
- маленьких импульсный блок питания на 12 вольт был подарен мне товарищем:)
Трубки были уложены в кабель-канал, вентиляторы прикручены к радиатору, изготовлены штуцеры для перехода от трубок к шлангу радиатора и система охлаждения готова:)
Помпа погружная, она болтается на дне ведра. В качестве ОЖ - тосол, разбавленный пополам дистиллированной водой (не дает осадков, убивает живность… да, ядовит, но он плотно закрыт в ведре).
3. Подложка на рабочий стол
. Это, в общем-то, даже не мой каприз, а обязательное условие. Посмотрите на фото, на видео как посечены накладки на аллюминиевом столе - это результаты ошибок. И такие ошибки будут обязательно, как бы вы не старались все перепроверить. Собственно такая подложка и называется соответственно - жертвенный стол:) Кроме своего прямого назначения - защищать рабочий стол и фрезы - он еще и нивелирует неровности рабочего стола, позволяя добиться идеально ровной поверхности.
Делается из любого подходящего материала. Подходящий - это не вспухающий от влаги, достаточно легко пилящийся фрезами (чтобы по ошибке заглубленная в него фреза не сломалась, а пропилила его), не слишком мягкий (чтобы не плющился при притягивании заготовок к столу). Лично я притянул к рабочему столу саморезами лист МДФ и затем пропилил станком продольные щели.
Чтобы жертвенник стал идеально ровным по отношению к ходу портала, его нужно пройтись по всей площади самой толстой фрезой, какая есть. Снять самим станком верхние 1.5-2 мм.
Через время, когда поверхность жертвенника будет уже потрепанной (как у меня сейчас) достаточно опять снять 2-3 мм его толщины и он опять станет как новый:)
4. Пылесборник
. Вы не представляете сколько пыли дает простое вытачивание рельефа на дереве! Древесной пыли, которая разлетается по всему помещению, каким бы большим оно ни было:) Я уж молчу что творится когда режется фанера или вспененный ПВХ. Поэтому в обязательном порядке (если вам не хочется проводить генеральную уборку каждый день) нужно делать пылесборник на шпиндель. Это очень простая приспособа и ее можно сделать за несколько часов на этом же станке:
Щетина берется из самой дешевой половой щетки-швабры, она очень легко вытягивается цельными пучками:) Отверстие сверху - для трубки пылесоса. Пылесборник опускается так, чтобы во время работы станка щетина елозила по заготовке, в отверстие вставляется трубка пылесоса и проблема мусора и пыли исчезает. Правда, появляется проблема рева пылесоса:) Даже без пылесоса такой короб не даст разлетаться стружке и опилкам.
Лично я использую вот такой пылесос:
И вот его боевой наконечник, пострадавший от бесчисленных нападений фрез:
На видео, кстати, я снял со шпинделя этот пылесборник для большей наглядности.
5. Ручное управление
. Очень часто приходится двигать шпиндель и портал в ручном режиме. Нет, с этим у программы проблем нет - с клавиатуры это можно делать. Но, блин, клавиатура в 2 метрах от станка, а довольно частая задача - подвести фрезу к какой-то точке с максимальной точностью. Приходилось бегать туда-сюда, пока я не обнаружил, что к программе есть плагин, позволяющий управлять станком с помощью геймпада. Был куплен сначала какой-то дешевый проводной, но он работал не совсем так как хотелось бы, поэтому был куплен еще один - дешевый беспроводной:
АААтличная штука! Два аналоговых джойстика дают полное управление всеми 4 осями. Нажал чуть-чуть и ось движется едва-едва, нажал посильнее - ось побежала быстро. Плюс движение одиночными шагами - каждое нажатие - один шаг с настраиваемой дискретностью. Дополнительно - старт и стоп выполнения программы, пуск и останов шпинделя, обнуление координат осей (частая операция), куча других функций. Каждую кнопку можно настроить на желаемую функцию (с некоторыми ограничениями). Очень рекомендую.
Хочется
Сделать подсветку рабочей зоны под шпинделем. Уже куплена яркая светодиодная лента, БП для нее, но все никак руки не дойдут. А зачастую этого очень не хватает.
Поменять драйвера двигателей на более высоковольтные и более аккуратные и интеллектуальные. И сразу поменять блок питания на 48- или даже 60-вольтовый. Это позволит значительно повысить скорость разгона и движения осей.
Купить и освоить контроллер. работающий по Ethernet, а не по LPT.
Научиться наконец-то создавать модели для вытачивания на 4-й (поворотной) оси:
Пока так и не научился, а было бы очень интересно. На сайте продавца есть примеры статуэток, вырезанных с ее помощью.
Практическое применение
К сожалению, та работа, для которой он брался, пока не выполняется. Не по вине станка, причины совсем другие. Хотели вот в этих корпусах:
вот так резать окна для разъемов:
Так должно было выглядеть готовое устройство:
Но пока это отложено.
Сейчас станок режет листовой пластик для подложек. На нем сделано несколько приспособ для работы:
оправка для плат монтажнику:
Кассета для катушек с SMD (на микроскопе видна оправка с платами):
Время от времени на нем режутся всякие развлекаловки:
Товарищу делал медальки на юбилей его сервиса:
От нечего делать сделал зачаток механизма ходиков:)
Специально для обзора сделал несколько демонстрационных работ на станке:) Увы, в каждой из них есть косяки, так как делалось все в ограниченное время.
Рельеф улицы в перспективе (150х100 мм). Качеством не блещет. Во-первых, у меня просто не оказалось нормальной фрезы подходящего диаметра, имевшаяся была уже довольно тупа:(Да и сам рельеф с его очень высокой детализацией гораздо лучше делается и смотрится в большом размере - метр шириной спокойно можно пилить, детализация действительно поразительная.
Дерево - буковый массив, фреза - коническая 0.5 мм. Пилилось 4 с лишним часа:)
Только что закончилось пиление:
В подробностях видно, что тупая фреза лохматит дерево:
Этот же рельеф, уже обрезанный по границе, через день после легкой пропитки льняным маслом:
А тут пример гравировки на двухцветном пластике, специальном для гравировки. Накидал по быстрому от балды табличку:) Пластик - красно-белый 2 мм, гравер - 0.2 мм.
Ну и на последок:) Дерево - буковый массив, фреза - коническая, 1.5 мм. Тоже не без косяка - не заметил, что деревяшка с обратной стороны уже пиленная, получилась дырка слева:(
Только что вырезано. Видны лохмотья древесины (фреза тоже не первой свежести):
Обработал слегка вот такой слабоабразивной щеткой в шуруповерте:
Стало гораздо лучше:
Вырезал по контуру:
И через день после слабой пропитки льняным маслом:
ИТОГ
Лично я не жалею о покупке. Да, с нуля им можно делать только грубую работу, для более тонкой он требует дополнительных вложений и усилий, но результат того стоит. В России подобные станки с тем же качеством начинаются от 100 тысяч. Купив этот за 88 и вложив в него 10-15 тысяч можно получить станок гораздо выше по качеству работы. Станок следующего уровня качества уже будет стоить ближе к 200 тысячам - и лучше покупать или заказывать у частного ЧПУ-строителя, есть хорошо зарекомендовавшие себя люди в этом деле. Так что игра стоит свеч, я считаю:)PS: Сомневаюсь, что кто-то прочтет от начала до конца, но все равно спасибо:)
PPS: Понимаю, что многим многое будет неясно, не стесняйтесь задавать вопросы. постараюсь на все ответить в меру своих знаний:)
PPPS: обзор писался по ночам, поэтому в нем может быть куча ошибок, заранее прошу извинить:) Планирую купить +126 Добавить в избранное Обзор понравился +334 +661
Нужно вырезать из дерева на ЧПУ станке две матрицы (примерный размер 30х30х10см), я отправлю две 3д модели. Фото прилагаю. Более детально обсудим с потенциальным исполнителем. В предложениях указывайте сроки, когда сможете выполнить задание и цену за работу. Жду Ваших предложений!
- Создано
Когда: , 21:00
Понадобится услуга дизайнера, разработчика 3D модели кальяна (деталей) , так же отрисовка подробных чертежей для ЧПУ станка
Алексей В. Цена договорная
Создать 3D дизайн модель пластиковых элементов для автомобиля. Это нужно сделать так,чтобы эту модель можно было применить для изготовления матриц на станке...
Антон С. Цена договорная
Отрисовать модели мебели для чпу станка
Денис К. Цена договорная
Нужно создать 3d модель головы льва, которая потом будет вырезана из дерева на ЧПУ станке
Максим Т. 2255 руб
Нужно изготовить деревянные бутылочки из бука (размер как стандартная бутылка) ,3d модель для ЧПУ станка есть. Нужно в колличестве 5 штук. Оплата через...
Руслан М. 13355 руб
Другие задания в категории "Дизайн"
Добрый день, нужно сделать дизайн коммерческого предложения в двух видах - для десктопа и для мобильных. В формате PDF. Макет приложен, контент с меня...
Алексей Д. 3000 руб
Ребят, очень нужен хороший иллюстратор или художник для разработки логотипа нашего продакшена. Название: MAY DAY (да, как сигнал бедствия) Слоган: Ride...
Максо 6000 руб
Необходимо создать визуализацию собирательного образа детской мебели из имеющейся фотографии и объяснений. Что это будет: 3D моделирование или просто фотошоп...
Николай К. 1500 руб
Нужно нарисовать аватарку для паблика в вк, в стиле как с Аватаркой с Киану Ривзов, только вместо него чтобы был кот (фотки во вложении). Так же необходимо...
Руслан Цена договорная
Добрый день! Необходим бренд-менеджер для разработки бренда мастерских по ремонту часов в течение 1 недели. 1.Разработать логотип; 2.Корпоративные цвета...
Ksenia D. 17795 руб
Избушка сделана из фанеры 12мм. Размеры 1.2*1.2*1.2м Это будет выставочный стол, будет стоять в ТЦ. Ее необходимо раскрасить. (Кроме скатов крыши) покраска...
Антон 5000 руб
Последние добавленные задания
-
Цена договорная
Зося Р.
-
Цена договорная
Разработка дизайна презентационной книги по объектам строительной компании. Фото объектов плюс краткое описание. Объектов около 20 шт. Книга порядка 20-30 разворотов. По запросу вышлю старый буклет компании...
Валентин С.
-
Цена договорная
Требуется разработка с нуля всего оформления для телеграм-канала в беттинг тематике - логотип, сопроводительные изображения для постов, стикеры. Сразу указывайте свой прайс и сроки в которые вы готовы...
Степан
-
2 700 руб
Пришлите ваше портфолио. Пришлю вам логотип компании с текстом.
Илья И.
-
Цена договорная
Текст- #НАGРИЛЕ. Шрифт- cormorant garamond bold , все заглавными буквами. (если есть идеи другие по шрифтам, пишите) В центре буква G- над ней нужно сделать огонь (например тлеющий верх буквы и от нее...
Вероника Р.
Прогресс не стоит на месте, и сегодня, благодаря новым технологиям, многие изделия, которые раньше можно было сделать исключительно вручную, уже умеют делать машины. Это касается и таких процессов, как ковка металла, резьба по камню или дереву.
В данной публикации мы рассмотрим более подробно 3Д автоматические станки с ЧПУ для резьбы по дереву.
1 Зачем нужен 3Д автоматический станок?
Резьба по дереву своими руками — процесс очень долгий и трудоемкий. Поэтому и продукты такого труда стоят больших денег. 3Д автоматический станок с ЧПУ выполняет ту же работу во много раз быстрее, практически не снижая при этом качества.
После работы машины может понадобиться обработать изделие своими руками, но доработки будут совсем незначительными и не потребуют много времени.
Благодаря 3D технологии в производстве, резные элементы интерьера стали доступны практически каждому, поскольку замена ручного труда машинным значительно снизила стоимость готового изделия.
С помощью фрезерного 3D станка с ЧПУ по дереву можно изготовить:
- резные элементы мебели: быльца, поручни, ножки и прочее;
- резные элементы деревянных лестниц, беседок, крыш, заборов и т.д.;
- различные багеты, накладки, кронштейны;
- рамки для картин или икон;
- оправы часов и зеркал;
- резные статуи и иконы;
- другие предметы быта, интерьера, декора.
1.1 Преимущества 3D оборудования
3D автоматические станки оборудуются ЧПУ (числовым программным управлением). Участие человека требуется лишь на этапе моделирования. Все, что нужно сделать своими руками – сесть за компьютер, запустить специальную программу, которая, как правило, поставляется в комплекте с агрегатом и сделать 3d модель будущего изделия.
После этого, карта памяти с 3D моделью вставляется в порт станка. Остальную работу, касательно резьбы по дереву, станок выполняет без участия оператора. По окончанию перенесения станком модели на заготовку, ее нужно тщательно изучить и, если нужно, дошлифовать своими руками.
3D автоматические станки, как и любое оборудование, бывают бытовыми и промышленными. Бытовые агрегаты имеют относительно небольшие габариты и вес, меньшую функциональность и применяются для обработки небольших заготовок. Возможности промышленных агрегатов практически безграничны.
Бытовые агрегаты могут весить несколько центнеров, тогда как промышленные 3D автоматические станки имеют вес до 100 тонн.
Применение 3D оборудования с ЧПУ имеет следующие преимущества:
- Скорость работы станка во много раз больше, чем резьба по дереву своими руками.
- 3D автоматические станки с ЧПУ не заменимы в серийном производстве резных деревянных элементов. Вручную практически не возможно достичь абсолютной идентичности резного узора, скажем, на четырех ножках одного стула, не говоря уже, если стульев нужно сделать несколько. Станок с ЧПУ может «штамповать» заданную модель практически бесконечно, пока оператор не сменит ему задачу. И найти отличия между деталями будет практически не возможно.
- 3D автоматические станки для резьбы по дереву могут с легкостью обрабатывать так же пластик и мягкие металлы. Однако, если хотите, чтобы станок служил долго, при обработке более твердых материалов задавайте минимальную скорость и размер стружки.
- За счет экономии времени и трудовых ресурсов, значительно снижается стоимость готовых изделий, по сравнению с резными элементами, сделанными своими руками.
Существенных недостатков у данного агрегата практически нет.
Но есть нюансы, на которые нельзя не обратить внимания:
- Довольно высокая стоимость самого 3D станка с ЧПУ для резьбы по дереву. Однако, если заняться данной работой всерьез, то окупает себя агрегат очень быстро.
- Производить шлифовку готового изделия после станочной резьбы приходится своими руками. Машинная шлифовка может затереть элементы резьбы и сделать деталь непригодной для использования. Но на это требуется куда меньше времени и сил, чем на проведение всего процесса резьбы по дереву своими руками.
- Более дешевые 3-осевые агрегаты с ЧПУ оставляют глухие мета на изделии, которые приходится дорезать своими руками. 3D автоматические станки с осью 4,5 обрабатывают все стороны детали, но их цена во много раз дороже.
2 Виды 3D станков
3Д автоматические станки для резьбы с ЧПУ – оборудование очень сложное. Кроме привычных механических комплектующих, оно оснащено электронным блоком, который, к слову сказать, лучше не трогать лишний раз без специалиста. Поэтому, и классификаций оборудования будет несколько.
2.1 Уровень универсальности
- специальные. Данное оборудование предназначено для узко профильной работы. К примеру, они могут вырезать только статуэтки, или только рамки, или те же ножки для стульев. Используются, как правило, в серийном производстве однотипных изделий;
- специализированные. Не сильно отличаются от первого вида, однако могут работать с разными более менее однотипными изделиями;
- универсальные. Предназначены для резьбы по дереву в производстве любых изделий, не превосходящих по размеру технических возможностей агрегата.
2.2 Степень точности
Все 3Д автоматические станки для резьбы с ЧПУ маркируются буквенными комбинациями, обозначающими точность резьбы относительно макета. Начинается маркировка с буквы «Н»-нормальный и заканчивается литерами «UP»-ультрапрецизионный.
Процесс резьбы по дереву не требует сверх точности. Поэтому, в деревообрабатывающих цехах, как правило, используют станки «Н»-нормальные или «П»-повышенной точности. Более точное оборудование нужно лишь для производства деталей сложных механизмов, когда отклонение в сотые миллиметра имеет большое значение.
2.3 Способ обработки
По способу обработки станки можно разделить на два вида:
- с движущимся рабочим столом. Разумеется, подобное возможно лишь в бытовых моделях, работающих с небольшими заготовками;
- с движущимся модулем с фрезой. Такие станки встречаются гораздо чаще и имеют более высокую функциональность.
2.4 Порядок работы
Как уже говорилось ранее, для работы на 3D агрегатах с ЧПУ требуются навыки не фрезеровщика, а компьютерщика, так как своими руками работать с деревом практически не придется.
Оператор станка должен создать макет будущей детали и прорисовать траекторию движения фрезы, скорость ее перемещения, толщину стружки, тип резки и т.д.
Для программирования станка оператору понадобятся две компьютерных программы.
Одна из них должна создать модель изделия, другая, на основании модели, прорисовать траекторию движения фрезы и другие технические моменты:
- В программе CAD для 3D моделирования создается объемная модель изделия.
- Модель переносится в техническую программу, типа Арткам, где будет прорисована траектория фрезы. Оператор должен уметь разбить целую модель на отдельные траектории.
- Далее нужно задать все технические параметры: глубина реза, скорость движения, толщина стружки, высота подъема режущего инструмента, чтобы он при переходе на новую точку не цеплялся за заготовку и т.д.
- После того, как все параметры своими руками оператор задал, стоит визуализировать процесс. На этом этапе можно просмотреть по движению фрезы на мониторе, все ли задано правильно.
- Сохраняем все параметры и программа выдает G-код, который нужно загрузить в сам станок.
- На рабочей поверхности закрепляем заготовку.
- Проверяем готовность станка к работе, запускаем его и наблюдаем за процессом. Вмешательство оператора в саму работу станка над заготовкой не требуется.
- После окончания выполнения агрегатом программного кода, заготовку нужно снять с рабочей поверхности и внимательно изучить. Если станок оставил свободные зоны, их нужно дорезать вручную.
- Готовое изделие нужно отшлифовать вручную, чтобы не повредить рельеф.
- После этого, можно отправлять заготовку на покраску и лакировку.
Таким образом, 3D автоматические станки с ЧПУ могут превратить хобби резьба по дереву в серьезный прибыльный бизнес.