Cамостоятельная сборка настольного ЧПУ станка 2418 (Часть 1: комплектующие)

Подписаться на 3Dtoday
lexus08
Идет загрузка
Загрузка
06.06.17
21243
16
печатает на Kossel Kit
Техничка
31
Приветствую всех! В этот теплый летний денек решил выложить статейку, которая долго лежала в черновиках. Так сказать поделиться теплом с окружающими.
PREVIEW
Статья на тему самостоятельной постройки небольшого станочка для деревообработки (гравировка, фрезерование, сверление) с ЧПУ, подходит также и для других мягких материалов, например, пластика. Хорошо подойдет для фрезерования печатных плат и подобной работы. В этой и следующих статьях описываются общие комплектующие и приемы для сборки не только CNC станков, но и 3Д принтеров, граверов и подобной техники. Информации много, ссылок и фотографий много, проект открытый, советы и критика (по делу) приветствуется.

Вот несколько фотографий внешнего вида собранного станка CNC2418 из лотов продавцов с Али
7365bb348fcaef3d9a6eaf83e10c34d4.jpg
Примеры лотов с Али с лазером и цангой ER11 (магазин DZT, магазин Jack's, магазин IRouter).

Итак, расскажу про достаточно популярный китайский станочек под нехитрым названием CNC2418, что означает рабочую зону 24 мм на 18 мм. В качестве шпинделя у него стоит простой (коллекторный) оборотистый двигатель постоянного тока типа 775. Управляется через GRBL совместимыми программами, но обо всем по порядку.

Как правило, продается в районе $250 (от $170 до $300) в разной комплектации. Есть версия с разными шпинделями (различные вариации 775го двигателя), с разными цангами (от простой для сверл до ER11), может комплектоваться лазерным модулем. Обычно продавцы вкладывают расходники, биты-фрезы и прочее.

Характеристики станка 2418:
  1. Рабочее поле — 240 мм х 180 мм х45 мм
  2. Размер рамы (станины) — 260 мм х180 мм (алюминиевый профиль)
  3. Общий размер — 330х340х240
  4. Шаговые моторы: 3шт Nema17 1,3А 0,25Nm
  5. Шпиндель: Диаметр 45мм, модель 775, 24V: 7000 r/min
  6. Максимальный диаметр хвостовика фрезы зависит от установленной цанги
  7. Питание: 24V 5.6A
Электроника типа Atmega+CNC Shield, EleckMill, или оригинальные платы, но с прошивкой GRBL. Управляются с помощью GrblController, UniversalGcodeSender, grblControl, используют файлы *.nc. Генерировать подобные файлы нужно отдельно.

Вот фотография среднего комплекта за $250 (включая комплект для лазерной гравировки)
935a993064540be092aef01696d002ea.jpg
В лоте обычно есть выбор цанг: простая "сверлилка" или цанга типа ER11. В лотах подороже есть оба варианта плюс фрезы.
3c80776415c294488943f82ac6711105.jpg
Если серьезно говорить, то рыночная стоимость подобных комплектов для сборки сильно завышена. Я не готов отдавать под $300 за подобный набор. А вот собрать его своими руками раза в три дешевле — пожалуйста! Далее приведу подборку комплектующих с китайских магазинов, на основе которых можно спокойно собрать аналогичный станок или станок с большим/меньшим рабочим полем.

Для сборки потребуется купить набор направляющих: рельсы или полированные валы; ходовые винты (чаще всего Т8, так как ремни типа GT2-6 могут устанавливаться в лазерные граверы, в фрезере их применение не желательно), двигатели Nema17, шпиндель (чаще всего двигатель постоянного тока типа RS775 или мощнее) и различная мелочевка типа подшипников, суппортов, метизов.
Вопрос электроники отдельный: кто-то пользуется платами Arduino Nano/Uno+CNC Shield, кто-то Mega+Ramps, есть варианты более серьезных комплектов под Mach3.

Обращая ваше внимание на то, что в оригинальном комплекте присутствуют 3Д печатные компоненты.
4045db9c88e062d8bd4f7e4a97f1beaa.jpg
Использование подобных пластиковых деталей хорошо видно на пользовательских фотографиях из интернета, да и в лотах у продавцов
a5408778dabc2bc1ca5f1a34797fe03b.JPG
В печатный комплект входит распорка-уголок (2 шт), держатель винта Х, держатель винта Y, держатели подшипников LM8UU (а скорее их имитации) 4 шт, держатель гайки Т8.
1bfe66a7e09c748984e8accab8eb6018.JPG
Отдельно выделю сборку держателя шпинделя, одновременно каретку по XY.
Она так и приходит в сборе с установленным двигателем.
edadc1f35227afd67422c6ab717e8aa4.jpg
Внутри видно запрессованные подшипники LM8UU и где-то гайка Т8. Валы просверлены с торца и закреплены на торцах. Одновременно служат дополнительной опорой для конструкции.

Ссылки на комплектуху привожу с бангууда, так как надоело покупать по 1 лоту у разных продавцов с Али и ждать кучу посылок, приходящих в разное время. Цены сравнимые с Али, где-то дешевле, где-то удобнее применить поинты, где-то подождать акцию или купон. В итоге получил одну большую посылку с комплектухой. Также привожу ключевые слова для самостоятельного поиска, если нужно найти подобное на Али или Тао.

Теперь по порядку. Получил посылку разной комплектухи для станочной механики.
b6189cdf1cb5ec8ef9b4bc807b6a269e.JPG
Направляющие полированные валы.
Linear Shaft (Rod). Еще встречается Optical Axis (полированная ось). Бывают на 5-6-8-10-12-16-20 мм. Актуальный диаметр 8 мм. На 16-20 мм лучше использовать круглые рельсы типа SBR16 или SBR20, так как они имеют поддержку. Валы разного диаметра используются, например, в принтере Ultimaker (6-8-10 мм). Кстати, валы на 12мм — могут пригодиться для оси Z принтера ZAV 3D и подобных.
На фото 6 мм, 8 мм, 12 мм.
a36a41fd534bc8f40fcc8d7afddaeb34.JPG
Валы 8 мм. Брал часть в размер (они с фасками), часть резал сам
d17d43b2fd31846e653588ba3f6a97f8.JPG
Естьбольшой лот с выбором валов от 5 мм до 12 мм и длин 300-600 мм
33f130cefc8c23949c7f8f8f7744bbc3.jpg
Отдельными лотами бывает чуть дешевле. Я стараюсь брать длину или в размер или значительно больше, чтобы самостоятельно напилить из одного вала 2-3 отрезка нужного размера.
c5390a55d04d9655d0dcf0662a46eb33.JPG
Вот рез торцевой пилой. Желательно потом зачистить, снять фаску.
824ed965bc4760a626ecdecd2c7a815f.JPG
Вал 8х300
Вал 8х600
Вал 8 ммс длинами 300...500 мм
Вал 8 ммс длинами 100… 350 мм
Удобно, если подбирать в размер. Да и периодически на разные лоты делают акции, если не спешно собирать станок, можно поэкономить.

Вал 6х400
Вал 6х300
Вал 6х500
Вал 6x600
098c9a0cadbee82764e6e67f36fc0eb4.JPG
1a4e469223674154de9b7a21f7b7462a.JPG
Валы на 6мм можно использовать в небольших лазерных граверах, дельта принтера, оси Z настольных ЧПУ станков. Например, вал на 6х300, распиленный пополам пошел на "голову" оси Z небольшого фрезера.
4001dccf1ef6ecac2247f0de1971da34.jpg
Валы на 12 мм. Брал для ZAV 3D.
f910eb0b2e56ba189b672e43615a77c8.JPG
Вал 12х400
Вал 12х500
13eb03f016d755c765910f71a035f4da.JPG
Будут установлены в корпус ZAV 3D
bd117a2a5313dccfc3a9e6d32a4cf6a8.jpg
Есть несколько вариантов крепления направляющих. Самый простой — нарезать на концах резьбу и законтрогаить. Можно установить фланцы типа SHF08 или суппорты SK8. В этом случае длина увеличивается на 2 см каждой направляющей (один фланец захватывает 1см вала).
Я печатал сам, не скажу что большая разница, но экономия около $12. Вот ссылка на лот для установки нормальных металлических фланцев SHF08, а не пластиковых. Еще хороший вариант крепление не фланцами, а суппортами, прямо на профиль 2020. Это суппорт SH08 (SF08?).
Есть еще «китайский» вариант крепления, когда в центре вала сверлится отверстие и нарезается внутренняя резьба М3. В этом случае установка подобных направляющих максимально облегчается.

Суппорты-фланцы для крепления валов от SHF8 до SHF20
Фланец SHF8
Суппорт SK8
Еще один суппорт SK8 для валов для установки на профиль
42ab5014bfc5e50738c8b9e0b0fc9e65.jpg
Подшипники для валов
Лот с выбором размера коротких линейных подшипников LMххUU на 6/8/10 мм
Ключевые слова: Bearing LMххLUU (на хх мм, длинные), LMххUU (на хх мм короткие), в корпусе соответственно: SC8LUU и SC08UU.
Удлиненные лот с выбором типа SCSххLUU от 8 до 20 мм.
Еще удлиненные на 8 мм
Подшипники в корпусе SC8UU
На 6 мм LM6LUU удлиненные и обычные LM6UU
f8ffcef5fe5ee5379e67c3ed45b6eef1.JPG
На 12 мм LM12UU
Вот фотография настольного станка для электронщика с валами на 8 мм, подшипниками LM08LUU и SC08UU
2889c36564707c71c66c0650a0a7b02e.JPG
Вот интересные комплекты-наборы осей с направляющими и подшипниками
на 500 мм с удлиненными подшипниками

То же, плюс винт Т8 с суппортом на 200мм, 300 мм и на 400 мм
cf89a880815e5cb77bd6083b59252ddb.jpg
Ходовой винт Т8 (Lead Screw T8, гайка T8 Nut) - это винт с многозаходной резьбой. Лучше брать сразу с гайкой.
80c46afc72f23cda91efa000ee1aa45d.jpg
Если пилить, то дополнительно надо будет прикупить еще латунных гаек
На 100 мм
На 200 мм
На 250 мм
На 400 мм
Лот с выбором Т8 от 100 до 600 мм со специальной гайкой
Обычно беру больше, плюс одну гайку. Режу в размер, остаток идет еще куда-либо
bfb0ec76dde12c120c1df80910721837.JPG
Фланец-подшипник KFL08для крепления винта Т8 на торцевую поверхность (Flange Bearing KFL08)
Фланец-суппорт KP08 для крепления винта Т8 на профиль Mount Bearing KP08Для сборки также потребуется конструкционный профиль, 3Д печатные детали (держатели, уголки и прочее, ссылки в конце статьи), а также электроника.
05c7c778fc1c94df6614c291a07d65c4.JPG
351f2ef5f2c88513a33fa85026a7a150.JPG
Комплектующие для профиля:
уголки 2020 Corner Bracket.
Для сборки станка типа 2418 потребуется минимум 16 шт. Берите с запасом )))
Есть варианты пластин для усиления, тоже неплохо было бы установить по основным углам и на портал (итого 6-8 шт).
009e5bafd30c1499f0a4ca393b06a768.JPG
Т-гайки М4 для профиля 2020 (слот 8мм) 100 шт. Тоже лучше не мелочиться. Сто штук разлетятся в момент, особенно учитывая что ими можно крепить все что угодно на профиль. Для заказа: T Nut M4 (есть М3, М5, для паза 6 мм)
6570fd8cfa127ad2e2dec1b438cdd44c.JPG
А вот сам профиль 2020.
9bb6ba634c91b18cb4a08a6385c719fb.JPG
dcbe2ae9eb5ac2963d9d0d4f75dc4529.JPG
Раз завел разговор про профиль, то расскажу подробно про закупку и нарезку профиля у Соберизавода.

Это конструкционный алюминиевый профиль от Соберизавода. Это наверное самый дешевый вариант, так как профиль из Китая будет стоить дороже, да и существует ограничение на максимальную длину посылок на китайской почте (500мм).

Я покупал сразу нарезанный в размер комплект профиля типоразмера 2020 для CNC2418.
Есть два варианта — профиль без покрытия (подешевле) и с покрытием (анодированный). Разница в стоимости небольшая, я рекомендую с покрытием, особенно если использовать в качестве направляющих для роликов.
bc270844998163515747b74608b28709.jpg
Выбираем нужный тип профиля 2020, далее вводим «порезать по размерам». Иначе, можно купить один отрезок (хлыст) на 4 метра. При расчете имейте ввиду, что стоимость одного реза бывает разная, в зависимости от профиля. И что на рез закладывается 4 мм.
526e00f61c05f982f03b4b2c2782e52a.jpg
Вводите размеры отрезков. Я сделал станок 2418 чуть больше, это семь отрезков по 260 мм и два вертикальных по 300 мм. Вертикальный можно сделать поменьше. Если нужен станок длиннее, то два продольных отрезка больше, например, 350 мм, поперечные также по 260 мм (5 шт).
770fece716d18592e12f7daad794a615.jpg
Подтверждаем (надо обязательно добавить в карту раскроя)
ec72d4e12117cccc7da63f5b6e6315e6.jpg
Проверяем корзину. Профиль получается на 667р вместе с услугой резки.
a3eee45473353bdb17b3054411807dff.jpg
Получаем на почту и проверяем карту резки
7069795e17b885c26c589f650d26cd8c.jpg
Доставка осуществляется ТК, рассчитать стоимость можно по калькулятору, так как размеры профиля вам известны, вес очень хорошо считается в карте раскроя. Для расчета нужна опция «забор груза у поставщика». Доставка Деловыми линиями обойдется дешевле, около 1000 рублей.

Можно забрать самовывозом в Москве.
9e31201978e0c0dd588e23f3b8266c15.jpg
В одном месте офис, склад и мастерская, где режут профиль в размер. Есть витрина с образцами, можно подобрать профиль на месте.
Нарезка профиля торцевой пилой Метабо
73d2c929c6b74a2a06d5092ac5ac3e7c.jpg
На фотографии для меня пилят профиль для небольшого дельта бота.

Полезные ссылки и информация:
1) чертежи суппортов, фланцев и прочего
KP08/KFL08
ba5d8af6eb207039a94fcf2da630b546.jpg
SHFxx
b92ee4eb71d75a96aa99119b4cca6305.jpg
SKxx
8f163c90a1efe48ee9b38ba94aefafff.jpg
SCxxUU/LUU
b535009b80b843ad97eb79946870c0a0.jpg
SBR рельсы
0993b153f037a53d08d55cb11a89c9bb.jpg
2)3D печатные запчасти, для экономии:

Целиком проект CNC с печатными деталями. Рекомендую воспользоваться моделью кареток XY отсюда
Модель крепления для шпинделя
Похожий зажим от CNC3020
Хорошее крепление пары LM8UU
Простой держатель LM8UUи еще один
Подшипники lm8uu можно также распечатать из PLA в целях экономии.
Nema 17 motor mount — крепление мотора
Суппорт 8 ммc подшипником, и еще один
SK8 mount
SHF8
Усиленный уголок для профиля
Держатель гайки Т8
Печатные закладные Т-гайки
Еще несколько деталей, в том числе фланцы и уголок под 45°

Спасибо за ваше внимание. Далее будет про сборку осей XY и электронику
Подписаться на 3Dtoday
31
Комментарии к статье

Комментарии

06.06.17 в 15:40
3
про платы улыбнуло )))))) точность какая ? а жесткость у этой конструкции из подножного корма ?
им только дерево грызть , и фрезеровать пенопласт мягкой породы, а до настоящей фрезеровки здесь как от земли к небу пешком
06.06.17 в 15:55
0
Ну не все так плохо. Алюминий конечно вряд ли получится фрезеровать. Дерево и пластик - да. На ютубе полно примеров, правда китайский станочек нужно слегка подшаманить, из коробки редко показывает хороший результат.

Вообще за $100 неплохое подспорье 3Д печатнику)))) А вот купить подобный за $300 и потом понять что он только пенопласт может - тут я с вами согласен, полное разочарование.

Вот видосы с ютуба. На моем еще электроники нет. в пути еще.


и конкретно про платы



06.06.17 в 21:15
1
Класс, ждем продолжения, особенно часть про "мозги" - grbl ? и ПО !!!
06.06.17 в 18:08
1
В этот теплый летний денек
Юмор - это хорошо :)
06.06.17 в 20:00
1
Браво ! Огромный труд.
06.06.17 в 20:42
1
Спасибо! Я надеюсь этот труд пойдет в копилочку инструкций и возможно кому-либо пригодится))))
06.06.17 в 21:00
1
в копилочку инструкций и возможно кому-либо пригодится))))
Спасибо!
Есть очень полезные ссылки.
07.06.18 в 14:35
0
а будет статья по настройке платы и ПО?
06.06.17 в 22:34
0
А я на принтер насадку сделал. Дерево нормально "грызет", но долго. Поигрался, настроил, и снял. Много грязи и шума, лучше из пластика печатать. Платы не попробовал, но есть лазер, можно лазером платы делать.
06.06.17 в 22:38
0
Ну, что могу сказать ...
Шпиндель бы вам 300 ватт, с er11.
Профиль 30х30, или 20х40.
Валы бы 12 мм минимум (все).
Тогда можно дюральку грызть, со скоростью 50 мм/мин, на оборотах 3000-6000, слой съёма 0.1 максимум.
И можно рассчитывать на точность +/- 0.1 мм
Проверено лично.
07.06.17 в 13:51
0
рабочую зону 24 мм на 18 мм
как то скромно получается...
09.06.17 в 09:11
0
Мне кажется там не мм а см, т.к. ниже в тексте
Характеристики станка 2418:
Рабочее поле — 240 мм х 180 мм х45 мм
09.06.17 в 09:22
1
это понятно - я на очепятку указал...
09.06.17 в 19:31
0
Спасибо) конечно 240 * 180 мм или 24*18 см
31.08.17 в 23:53
0
Вопрос управления скоростью шпинделя не раскрыт
16.01.18 в 02:14
0
Если серьезно говорить, то рыночная стоимость подобных комплектов для сборки сильно завышена. Я не готов отдавать под $300 за подобный набор. А вот собрать его своими руками раза в три дешевле — пожалуйста!
Сводную табличку пожалуйста со всей комплектацией и актуальными ценами! Иначе это просто голословные утверждения.
Даже прикинуть на пальцах:
Стол -1150р
Профиль -700р.
Z голова со шпинделем, ШД, винтом, направляющими и прочей печатной лабудой -3350р (или есть где бесплатно распечатать?)
ER11 -500р
+ 2 ШД -900р.
4 вала 8мм*350мм -1050р
2 винта 8мм*350мм + разрезая гайка -800р
8 держателей валов -400р
Плата управления/драйверы -1250
БП 24В 6А -1000р
Итого, по таким беглым прикидкам вышло:
11.100 РУБ! / 57 = 195 $
плюс крепеж, кронштейны для ШД, зажимчики для заготовок, овнофрезы, муфты, провода.
5Вт-ный лазер тоже самому собрать? Чтобы уж точно с 300$ конкурировать.

И... самое интересное! Смотрим по ссылкам в начале Вашей же статьи, цены от 11.100 до 11.350р в комплектации которую я накидал за 15минут.

Так что пытаться сэкономить на наборе, который китайцы вылизали донельзя (из-за довольно большой конкуренции на рынке) ни к чему не приведет. И если уж собирать что-то самостоятельно, так что-то стоящее и умеющее справляться с мягким цветметом, хотя и там у китайцев есть что предложить.
Кстати, если собирать станок самому, то нужно иметь представление что такое ЧПУ, и тут 2418 отличное наглядное пособие для обучения азам.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Строим термобашню в слайсере Simplify3D.

32 бита для самых маленьких

Основы работы с Tinkercad или видео часть курса по аддитивным технологиям Виртуальной школы Тульской области

Компания Victrex представляет новые PAEK-материалы для 3d-печати

Ростех инвестирует три миллиарда рублей в центр аддитивных технологий

Как поменять тефлоновую трубку на Hercules и Hercules Strong