Rukodelie-DS.ru

Это моя история сборки ЧПУ станка или 3D-принтера. Одна из многих. Спустя время и опыт я бы многое сделал по другому. может кому-то пригодится мой опыт. Ниже мои размышления по теме и попытки собрать все во едино из многих источников.

Задумал я обзавестись 3d принтером. Вещь удобная как для прототипирования, так и просто в мелких проектах. Жаба душит слишком много отдавать за данный агрегат, тем более, что полезность несильно больше игрушки. Потому я рассматривал самые дешевые модели.
Reprap Pursa i3 DIY - шикарный из дешевых вариантов. На начало 15-го года его цена была 300$ или 17000 руб. До увеличения куса доллара я бы его взял незадумываясь. Тем более что в комплект входит 2 рулона пластика, что равно сэкономленным 3 тысячам рублей. Основной недостаток - то что надо ждать почту.
Можно не ждать и купить разработку отечественного производства. Видимо благодаря курсу доллара она имеет конкуретно способную цену. Я говорю о поделках от МастерКИТ. У них модели для сборки от 17000 до 23000 и это без блока питания, который еще 1-2 тясячи.
Но тут надо подумать еще о чем? Все эти принтеры идут в разобранном виде, т.е. их собирать надо самостоятельно, что по времени 6-10 часов (как получится). Есть ли гарантия, что заработает сраз после сборки? Тоже нет. С китайским вариантом можно не так собрать, корпус сильно затянуть и деталь треснет или не дотянуть и все будет шататься, двигатели могут оказаться бракованными. Все это решается, но неприятно. В нашем варианте мне не нравиться сама конструкция. Как человек учивший физику, я вижу, что конструкция явно будет испытывать не нужные перегрузки. Правда в китайском сам корпус хлипкий, но конструкция лучше, хотя есть 2 двигателя которые могут рассинхронизоваться и их надо руками подкручивать.
С другой стороны эти аппараты потому и дешевые, что из них выкинули все, что могло бы сделать их качественными. Для тех кому очень хочется, но все дорого, а сами не могем, рекомендую данные агрегаты, но предупреждаю, что может сразу не заработать - собирать их все-равно Вам. Отзывы о Prusa i3 самые противоречивые, что заставляет вспомнить поговорку: Скупой платит дважды.
В общем не хочу я кота в мешке за такие деньги. Хочу еще дешевле и качественнее, а значит буду делать сам. Гы... Даже если заплачу дважды - это все-равно будет дешевле

Идея!

(На фото первая итерация, так сказать "проба пера")

Если я буду делать аппарат сам, то надо сделать его с максимальными возможностями. Создание его постепенно, позволит платить деньги в рассрочку. Основной недостаток - это огромное время разработки с нуля. Главное начать и все время что-то делать для него, а не только тешить себя мыслями, о том какой он будет крутой Вот вроде и все купил, а к сборке еще не приступил...
Сформируем основы и прикинем, что надо купить в первую очередь.
Ориентировочно по деталям получается около 12т.р., что уже дешевле, а возможностей в 3 раза больше. Но это, конечно, если все правильно сделать Эта сумма даже завышена, т.к. детали закупаю оптом, с запасом, и останется еще много. Но итоговые расходы посчитаем, а потом, надеюсь сделать какой-нибудь бонус, уже за бесплатно .
Почему в итоге планирую получить в 3 раза больше? 3d принтер и ЧПУ станок - это в принципе одно и тоже. Пожалуй ЧПУ даже лучше. Разница только в печатающем устройстве: или фрезер, или головка для плавки пластика. Кто-то умудрялся даже клеевой пистолет использовать для 3d печати . Значит печатающее устройство должно быть съемным и стол должен быть съемным, т.к. стол может быть сам расходным материалом, а для 3d принтера должен стоять нагревательный элемент. Но это пока в 2 раза больше. ЧПУ тоже бывает двух видов: резка в линейных координатах и резка в сферических. Последнее я подразумеваю вращение заготовки вокруг оси X или Y. По оси Z (вверх/вниз) передвигается фрезер. В этом направлении можно двигаться и дальше, добавляя дополнительные степени свободы, а в результате делать просто потрясающие вещи.
Преимущество, того чтобы делать самостоятельно - это то что можно разбить проект на части. По изготовлению 1-й части, получится простейший фрезер, он выточит новые детали для себя и для дальнейшей модернизации. Потом можно добавлять новые модули, пока станок не превратится в огромную машину .

Писать это я задумал год назад, когда начал прорабатывать данную тему, но созрел только сейчас, т.к. в процессе построения станка словил несколько грабель. На текущий момент нахожусь на стадии когда могу со знанием дела собрать и описать типовые грабли.
Далее начну серию сообщений на данную тему.

Нужно предварительно решить также много технологических вопросов. Почитав форумы по дешевым принтерам и по реализации ЧПУ станков, я сформировал для себя несколько выводов (требований):

1. Нужна высокая точность, что как не странно, лучше всего обеспечивают строительные шпильки (винт архимеда для линейного перемещения). Шаг перемещения получается минимальный, а значит и точность выше. минимальный шаг даже компенсирует, что эти шпильки кривые. Тут закралась проблема - перемещение на шпильках очень медленное. У меня получилось 9мм/с. Для 3D принтера маловато. Потому решил прикупить спец шпильки, с шагом 8мм, что увеличит скорость в 4 раза. На последних будут оси X и Y. Z оставлю на строительных шпильках, т.к. тут скорость подъема неважна, а главное усилие.
2. Стационарный стол хорош только если работа будет производится с большими или тяжелыми деталями. Для домашней мастерской это не требуется. Значит стол должен быть подвижным.
3. Печатающая головка должна как бы свисать сверху, чтобы огибать заготовку с любой стороны и не цепляться за нее. Каркас должен быть крупным и обеспечивать жесткость конструкции, но при этом подвижные конструкции должны быть или легкими или усиленными. Если деталь легкая, то она итак будет двигаться легко и точно. Если деталь тяжелая, то необходимо обеспечить усилие по ее точному перемещению и удержанию, и при этом она не должна смещаться в других направлениях и менять центр масс, как это происходит в устройствах МатерКИТ. Значительная смена центра масс относительно оси сильно разбалтывает конструкцию, а для фрезера - это будет особенно критично.
4. Необходимо обеспечить плавное и точное управление шаговыми двигателями. Чем мощнее двигатели, тем надежнее будет система, конечно, если электроника обеспечит необходимые токи управления и необходимые уровни защиты от перегрузок. Тут есть проблема в правильном выборе двигателей, но это можно будет понять только после их установки
5. Первые попытки также привели к выводу, что надо выстраивать проект четко под необходимые задачи. Если мы хотим получить 3D-принтер, то жесткость конструкции не сильно важна. Если использовать как ЧПУ-станок, то жесткость имеет ОГРОМНОЕ значение. Нужна жесткость как самого каркаса, так и валов. Валы на 8мм годятся только для 3D-принтера. Для ЧПУ необходимо использовать валы или на 10мм или на 12мм. Чем толще тем лучше, но без фанатизма, т.к. цена также всего этого растет и вес самой конструкции. Если требуется большая площадь, то валы должны быть цельными с креплениями на основание, что даст им дополнительную жесткость. Если валы будут прогибаться, то это повлияет не только на точность, но подшипники в местах провисания будут заедать.

Наконец хорошо предварительно почитать форумы, а возможно и поделиться тем, что получается и Вас наведут на полезные мысли:
http://arduino.ru/forum/proekty/trudnyi-put-k-chpu
http://roboforum.ru/forum107/topic13287.html

Чуть-чуть о самих двигателях. Я несколько поторопился с заказом двигателей и брал по смыслу: дешево и хороший продавец. Потом почитал и понял, что поспешил. В целом пока под мои задачи хватает.
Итак, есть тип двигателя "Nema 17" и "Nema 23". Именно Тип. Это что-то вроде стандартного форм-фактора и типа управления (4 провода и две независимые обмотки). Но каждого типа есть не только много производителей, но и много моделей с разными характеристиками. Сперва чем отличаются 17 от 23? 23-и больше по размеру, значительно мощнее, а следовательно и дороже. 23-и используются для больших CNC моделей, предназначенных к тому же для обработки металлов. Т.е. 23-и используются там где очень большие нагрузки. 17-е более компактные и более слабые двигатели. Главное, что их еще и много моделей с разными характеристиками. В общем все Nema 17 обладают достаточной мощности для 3d принтера, но надо учесть еще их качество. Я заказал EKP42HS34-13S4. Для ЧПУ все же лучше купить помощнее.
по
Есть еще пара моментов. Двигатели есть на разную величину поворота на шаг. В принтерах обычно стоят на 7.5 градусов за шаг, а NEMA на 1.8 градусов. Также не все двигатели терпят использование перемещения на полушаг или микрошаг. Например, я пробовал принтерный двигатель с шагом 7.5, так дробление шага он воспринимал совершенно некорректно, т.е. выставить его на пол шага его почти не реально. А вот NEMA дробятся отлично.

Подключение.

Надо сперва двигатель как-то подключить к управляющему микроконтроллеру. Есть много способов. Можно сделать все с нуля на мощных транзисторах, а можно воспользоваться готовыми микросхемами силовыми и микросхемами драйверам.
Думаю большой разницы между использованием транзисторов или одной силовой микросхемы не будет, кроме большой сложности первого и дороговизны второго. Я решил как проще, т.е. воспользоваться микросхемой L298. А вот с драйвером решу после первых экспериментов. Тем более, что L298 уже приехали, а драйверы L297 только заказаны. Для начала возьму шаговый двигатель, L298 и Arduino. На этой конструкции опробую основные движения и методы.
Для сборки собственного драйвера необходимо будет предусмотреть движение с полным шагом, с полушагом (с микро шагом), добавить измерение тока в каждой обмотке для его ограничения не выше максимального. Под конец, если останется такой вариант, необходимо добавить интерфейс общения с главным контроллером, который должен быть максимально надежным и, крайне желательно, аппаратным.
В итоге, Сперва я поставил A4988, потом поменял на DRV8825. От L297 на пока отказался.
1. A4988 и DRV8825 сами умеют делать шаги, сами умеют их дробить на микрошаги, сами контролируют токи двигателя.
2. DRV8825 - Больше микрошагов, больше мощность без допиливания (перепайки), выше качество.

A4988


DRV8825

Нужно сразу решить для себя какую передачу на линейное перемещение использовать. EKP42HS34 за шаг поворачивается на 1.8 градуса. Если от него вести ременную передачу, то ремень сдвинется за шаг на расстояние сравнимое с 1мм. Если использовать строительную шпильку, то при линейном движении, за целый оборот вала, а это 200 шагов, смещение произойдет на размер шага винта, т.е. на 1-2 мм. или спец. шпильки дают смещение на 2-8мм., точность получается огромная. Если использовать специализированные винты, то у них шаг будет чуть побольше, но он будет делиться на те же 200 шагов на полный оборот. Надо еще учесть, что китайские шпильки со своими гайками имеют нехилый люфт и, что, пройдя через нашу почту, не факт, что они остануться прямыми. Если 100% качества нет нигде, то берем самое доступное, простое, дешевое и с наилучшим разрешением, т.е. строительную шпильку. Также, если шаг шпильки большой, то и усилие необходимо к ней приложить большое, шаг маленький и усилие меньше, что становится более актуальным при слабых двигателях.

Маленькая ремарка.
Строительные шпильки хороши только для ЧПУ-станка, т.к. скорость перемещения будет низкая.

Для 2 в одном, на мой взгляд отпимально такие THSL-300-8D (где 300мм длина, 8мм диаметр, шаг у них тоже 8мм).

Мощность удержания, для шпильки с малым шагом, практически не важна. Главное, какое усилие необходимо приложить, чтобы ее провернуть, а крутящий момент почти у всех Nema17 4кг*см.. правда, если мощности вдруг будет не хватать, то также нельзя забывать, что в режиме полушага, мощность меньше, чем в режиме полного шага, поскольку напряжение подается сразу на 2 обмотки и сила удержания поделится между ними поровну, т.к. каждая будет тянуть на себя, а средняя сила будет меньше 1-ой силы (как-то так). Значит, если не хватает мощи на полушаг, то от него придется отказаться или переходить на более мощные двигатели. Полушаг поднимет точность еще в 2 раза и, при правильном управлении, увеличит плавность движения, что позволит делать плавные (гладкие) линии.

После первого запуска на маленькой скорости и услышав ультразвук от двигателей я понял, что микрошаг весьма оправдан. На полном шаге или полушаге, при малой скорости движения, шум стоит просто жутчайший. При установке микрошага, движение становится плавным, а звук двигателей более мелодичный, что делает возможным находится с ним рядом длительное время.

К примеру принтера от МастерКИТ, также и Prusa i3, имеют по осям X и Y ременные передачи, а по Z шпильку, что говорит о высокой точности по слоям, но низкое качество по геометрии в плоскости основания. Правда это верно для cnc-машинки, а для 3d принтера все же важнее скорость (большие плоскости необходимо заливать пластиком). Примеры печати, тоже не лучшие, хотя это лишний повод задуматься и о покупке печатающей головки хорошего качества, а также об использовании качественного пластика. Качественный инструмент - залог успеха! Ну и собственные руки - куда же без них?!
Когда пришли двигатели пришлось оценить их качество. Один из пяти клинило при вращении руками. Разобрал.


Подшипники были в отличном состоянии. Внешний вид валов и частей внешней обвязки ребристый, поэтому, если между ребер попадет любой мусор, его будет клинить. Вычистил от туда пыль или что там было. Закрыл крышку. Главное правильно его захлопнуть, после четкого захлопывания не должно быть люфта и вал должен крутится почти свободно (магнитные поля заставляют крутится рывками, но достаточно легко). Двигатель после работал без нареканий. Однако 3 из 5 двигателей работают с небольшой вибрацией, а оставшиеся 2 почти без, что навело на мысль их пометить маркером и впоследствии поставить на оси X и Y, как самые критичные и резвые.
L298 - греются на них весьма сильно, при том, что сами двигатели еле теплые. Что говорит о том, что запасов мощности двигателей достаточно, а вот в L298 я уже не очень уверен

Валы важная часть ЧПУ-станка! Использовать валы от принтера можно только с подшипниками, из того же принтера!
Если мы ставим шарикоподшипники, то получится как на картинке:


Если внимательно посмотреть, то весь вал приобрел борозды. Валы из принтеров не предназначены к высокой нагрузке и годятся разве что на 3D-принтеры. Чтобы так не было, необходимо покупать закаленные валы.
8-ми миллиметровые валы также только для 3D-принтеров, т.к. они прилично проседают под нагрузкой.
10-12мм - это уже хорошее решение для небольшого ЧПУ или 2 в одном.

В продаваемых моделях ЧПУ для сборки, на ось держащую фрезер (шпиндель) ставят аж 16-ти мм валы, а для стола 12мм. Это вполне обосновано, т.к. даже 12мм немного прогибаются и это заметно, см. далее по тексту.

Для большей жесткости необходимо использовать вот такие направляющие и подшипники:


Если мы стремимся к высочайшему качеству, то надо стремиться к чему-то вроде:

Заметим, что и цена у таких направляющих в разы выше!

Правда есть варианты и попроще:

MGN7

Тут надо обращать внимание на размер обрабатываемой области. Если рабочая область не более 300х300, то можно использовать обычные валы. Если рабочая область более 50см, то валы должны быть на крепежной базе и крепиться стационарно, чтобы прогибаться было не куда.
Заметим, что, когда мы двигаем инструмент в право или влево, то любые валы данной оси выдержат нагрузку (нагрузка на излом) и инструмент будет двигаться четко. Если мы двигаем (относительно обрабатываемой поверхности) инструмент вперед или назад, то нижний вал (если они стоят вертикально) будет испытывать проседающую нагрузку и будет немного прогибаться (см. картинку станка, да в общем все CNC-станки приблизительно одинаково в этом отношении построены).Верхний вал, в последнем случае, будет являться осью вращения. С учетом, что фреза находится еще дальше нижнего вала, т.е. будет иметь больший радиус вращения (относительно верхнего вала) чем расстояние до нижнего вала, то сама фреза будет иметь побочный ход (люфт) еще больше, чем просадка вала. Незначительно проблему решат высокие обороты шпинделя и острая фреза

Подшипники

Самые дешевые из подшипников:

Такие подшипники из разряда "сойдет". Главное их не перекашивать и не перетягивать. Поэтому на 3D-принтерах такие подшипники, или помещаются в заранее распечатанный (пластиковый) корпус, или крепятся стяжками. Перекос ведет к тому, что двигаться они будут рывками. Если их перетянуть, то корпус не очень крепкий и деформируется, двигаться тоже будет рывками. Потому нужно брать или удлиненную версию или в корпусе.

Такие подшипники и крепить проще.

Более дорогие вариант обычно сразу идут комплектом, и направляющие и подшипники.
Есть еще много разных вариантов, но все не перепробуешь - слишком дорогое удовольствие для любительских целей

Сделав первую версию своего станка я стал делать для него новые детали на нем же. Вот такая каретка получается:


Размеры подшипников, крепежные размеры и т.п., есть у продавца. Чертим в векторном редакторе схему крепления и фрезеруем фанеру. В моем случае я взял 4-х мм фанеру. Выпилил основную площадку и две по бокам фанерки под гайки. Боковые фанерки сажаются к основной на клей для дерева (фанеры). В серединке часть для крепления ходовой гайки, выпиленная 3 раза. 3 части склеены в одну и фанерка из 4-х мм превратилась в 12мм.
Это каретка для инструмента: шпинделя, печатной головки, лазера и т.п.. Гайки именно для смены инструмента, к ним будем приварачивать сменный инструмент.
Первоначально хотелось быстро что-то сделать и запустить. Потому было сделано как было сделано. Установил гравер и выточил такую новую каретку... Станок или принтер печатает сам себя по мере его изготовления.
Любые люфты сказываются на точности инструмента, модернизируя его, мы с каждым разом вытачиваем все более качественные детали для него, тем самым повышая его точность

Съемная часть получилась такой:

Укрепления для уголка нужны чтобы не было проседаний.

Наконец все в сборе:


Главное преимущество и цель, чтобы получить небольшое пространство для регулировки режущего инструмента и легкий доступ для смены инструмента.

Как показали проверки, то валы 12мм тоже успешно проседают под нагрузкой

Немало важную часть играет соединительная муфта вала и шпильки. Если используется ремень, то надо самостоятельно предусмотреть систему натяжения ремня. Со шпилькой - необходимо фиксировать шпильку.


Данная соединительная муфта предназначена для передачи вращения и только вращения. Эта муфта не удержит шпильку от поступательных движений в результате работы устройства. Надо сказать, что и качество этих муфт не ахти...
Потому тут, наверное будет лучше использовать более жесткие муфты, но тогда возрастет нагрузка на двигатель - тут надо думать
В идеале ставить на шпильку подшипники качения и фиксировать шпильку на них. Если шпилька строительная, то шпилька легко фиксируется обычными гайками. Для специализированных шпилек можно использовать специальные подшипники с креплениями (например KFL08):


Я пока крепил на обычные подшипники и заливал вокруг клеем из клеевого пистолета. В целом можно зафиксировать... Кстати, этот клей неплохо держит, а потом, с помощью ножа, его легко снять, чтобы сделать более качественно. И наносить этот клей, соблюдая форму, гораздо легче, чем, например, эпоксидку.


Пока писал данное сообщение заказал пару таких подшипников KFL08. Надоело, если плохо закрепить шпильки то они дают приличную ошибку на момент смены направления движения фрезы. Для 3D принтера таких проблем нет, т.к. головка всегда висит в воздухе и никакого дополнительного сопротивления не испытывает.

А вот у шпилек SFU1605 уже все предусмотрено:

Но шаг тут вроде 2мм. Зато и качество выше, правда и цена тоже.

Вообще, чем лучше за ранее спланируете расположение всех элементов, тем лучше.

На фото видно остатки клея от старого крепления гайки, без которого она сильно люфтила.
Также на фото видно, что гайка получилась прямо у границы крепления, а расстояние между подшипников с небольшим запасом. Расстояние между подшипников получилось с запасом случайно и очень удачно. Сперва были валы меньшего диаметра и подшипники заметно меньше. Поскольку каретку лучше от валов сильно не отводить в сторону (меньше рычаг - меньше перекосов в работе), то надо чтобы гайка влезла. Вот у меня она не влезла .
В текущий момент гайка отжимает ходовой винт от каретки приблизительно на мм. Буду переизмерять и пересчитывать чтобы исправить ошибку с абсолютной точностью. Винт теперь изогнут, но реально это не очень критично, хотя на точность влияет. Правда если говорить о распиле фанеры, то ошибка на 0.1мм не очень существенно

Зато крепление каретки к подшипникам удалось рассчитать точно:

Каретка встала идеально. По валам скользит без заеданий. Т.е. как я писал ранее, если у линейных подшипников есть хоть небольшой перекос, то будут проблемы с передвижением. До этого у меня была стальная пластина, не очень ровная, не много ее кривизны и подшипники ходили рывками, для исправления чего пришлось ослаблять винты крепления каретки.

Установим инструмент:

Тут вроде тоже на первый взгляд все отлично. Крепление гравера за нижнюю гайку достаточно крепкое, но сверху получается большой рычаг и легкое раскачивание гравера дает небольшой люфт фрезы. Уже измерил крепление сверху для гравера, чтобы устранить этот недостаток (правда снимать его будет сложнее с дополнительным креплением, но надо).

Чем лучше, точнее и крепче сделаете крепления подшипников , ходовых гаек и винтов, тем точнее будет станок. В процессе замены каретки я дополнительно перебрал стол, т.к. он мне давал ошибку более чем на 1мм!!! Дополнительно укрепил гайку, дополнительно укрепил крепление винта на подшипнике - люфт вроде исчез. Проверим что получилось на вытачивании нового крепления гайки для каретки инструмента.
Принтер печатает себя и повышает собственную точность и надежность!

Исправляем крепление гайки. Выточил новое крепление для гайки по правильным размерам. первоначально измерял положение гайки относительно старой временной каретки, что очевидно было неверно! Измерил расстояние шпильки от валов возле подшипника, получил разницу в 1.3мм. от того что уже сделано
Используя модернизированную каретку, вытачиваем новое крепление для гайки:

Как и ранее делаем 3 фанерки толщиной 4мм, после склеивания будет 12мм.
Клей взял из первопопавшихся. Купился на склеивание за 10 минут и силу склеивания 6кг. на 1кв.см. Пока результат был очень неплох: приложил промазанные клеем части, выровнял и прижал - держится крепко практически сразу, а через 10мин можно спокойно заниматься обработкой при необходимости (еще вернусь к этому).


Примеряем, что получилось. На фото видно, что все получилось отлично, в прошлый раз пришлось дорабатывать напильником люфты инструмента, теперь их почти нет, потому только немного обработал заусенцы.

Наконец устанавливаем на каретку. Теперь сама гайка упирается в фанеру каретки. Сделал под нее небольшое углубление канцелярским ножом, как стамеской (тут точность не нужна). Закрепил крепление гайки в каретке маленьким саморезиком, т.к. форма крепления точно подогнана под крепления подшипников.
Надо заметить, что внешний диаметр гайки оказался не 10мм, как указано у продавца, а на десятую мм больше, потому саму гайку забивал в крепление молотком . Точно теперь никуда не денется.



Интересно, что после установки нового крепления гайки и фиксации на каретке, сама шпилька стала туго крутиться. Что это было? Погонял каретку вправо и влево, вроде пришло в норму. Явно где-то что-то перетянулось, хотя на этот раз все точно...

В качестве шпинделя у меня гравер, китайский закос под Dreamel.
Как я упоминал ранее, крепления внизу недостаточно, хотя оно и достаточно прочное, но возможен небольшой люфт. Исправляем это закрепив само тело в прочных объятиях.
Вытачиваем полукруглые фанерки под крепление. Как и ранее по 3 шт. и склеиваем:


Склеивал я их ориентируясь на ровность полукруга в центре, но если присмотреться, то средняя фанерка чуть крупнее чем крайние. Ради эстетики я немного их обработал после склейки, но почему так вышло? Выпиливал я эти фанерки еще без данного крепления, потому наблюдались некоторые люфты. Вот крайние фанерки так и были выпилены. В конце выпиливания второй заготовки (выпиливание произвожу вместе с пылесосом для поддержания чистоты и проветривания/охлаждения фрезы) заготовка вывалилась раньше времени (один проход лишний, на случай неполного пропила), а пылесос потянул заготовку на себя. Поскольку я не придержал заготовку, то ее перекосило и она встала поперек на пути фрезы. Фреза не выдержала такой резкой нагрузки (обычно я выпиливаю не более или не многим более 1 мм.) и сломалась.

ВНИМАНИЕ! Во избежание поломок фрезы нужно контролировать куда после выпиливания денется заготовка! Она может быть, или закреплена, или придержана, до отвода фрезы. У всех свои технологии

Оказалось, что у меня есть еще одна совсем новая последняя фреза. Фрезерую фрезами толщиной 0.6мм. Едут по почте еще такие же и на 8мм. Тонкая фреза имеет главное преимущество, что ей надо меньше грызть, а потому она легче идет, не горит и т.п.. По качеству китайские фрезы очень не плохие. Сравнивал с фрезами Dremel на 1.6мм - больше дыму, чем пыли. Да в общем-то китайские не дешевле получаются.

Так вот, установил я новую фрезу и пустил последнюю деталь пилить. Она пошла как по маслу. Давление на гравер исчезло. Ни одного люфта инструмента, хотя он еще на до конца жестко закреплен. В общем заготовка получилась выпилена более точно чем предыдущие.

Качество фрезы играет огромную роль в точности выпиливания!

Потому далее я ориентировался именно на последнюю деталь и поставил ее в центре. Разница всего на пару десятых мм., но заметна.


Посадил что получилось в первую очередь на клей, после тщательной примерки и выравнивания. Заметим, что данное крепление слегка выровняло гравер по вертикали. Дополнительно, после высыхания, вогнал пару саморезов, естественно так чтобы шляпки ни где не торчали.
Далее распилил хомут, который был как раз по диаметру гравера и прикрепил к новому креплению на саморезы.
Вот в этот момент надо вспомнить про используемый клей. К моменту прикручивания саморезов еще не прошло 24-х часов, к тому же видимо в этом месте я плохо промазал клеем (немного нарушил технологию склеивания). Предварительно под саморезы я просверлил отверстия под них, но не достаточной глубины. Когда вогнал саморезы фанера треснула по склейкам. Сама фанера - это ведь тоже несколько склеек. Одна трещина была по моему шву, а другая по шву самой фанеры. При ввернутых саморезах, я загнал в щели, с помощью канцелярского ножа, еще свежего клея, вывернул саморезы и не надолго сжал струбциной. Чуть-чуть досверлил в ручную отверстия под саморезы, до длины саморезов. На следующий день завернул саморезы. На этот раз склейка выдержала. Саморезы ввернулись достаточно прочно.



Ясное дело, что не все члены семьи одобряют проведение таких работ дома, особенно с использованием пылесоса:

На форумах обычно возникают вопросы как подключать все вместе, но частично все разложено по полочкам в сети, потому не буду вдаваться в мелочи, а опишу, что чаще спрашивают.

Какую электронику выбрать?

Про шаговые двигатели писать более не буду. Будем считать, что есть нормальные шаговики, а не сервы или двигатели от дворников жигулей.
Для не шаговиков, придется подыскивать и электронику способную ими управлять.

1. Тип электроники - это набор под MATCH3 (Считается один из лучших софтов для управления ЧПУ). Сама главная плата умеет только управлять двигателями и все. К ней подключаются или драйвера или они уже установлены на главной плате. К драйверам подключаются двигатели. Подключается все это чудо в компу по LPT-порту, по нему идет все управление с компа. Преимущество в том, что программа MATCH3 поддерживается очень давно и очень многое может. Вы получаете полный контроль за станком. Недостатками можно назвать высокую цену ПО (MATCH3) и необходимость использовать LPT-порт. Цена платы управления обычно тоже не маленькая, хотя и тут есть китайские удешевленные варианты. Кстати, MATCH3 не работает под Windows Vista, 7 и выше. Есть правда и бесплатное ПО управления под Linux и по отзывам ни чуть не хуже. Мне этот вариант не понравился, потому ничего более про него не скажу.

2. Проект GRBL. Это проект на базе Arduino рассчитанный именно на управление ЧПУ. Много преимуществ. Подключение по USB. Низкая цена китайских сборок. Простота управления. Все ПО бесплатное. Есть и не достаток, заключающийся в том, что пока не все супер поддерживается, также как и в п.3..

Считается, что лучший софт управления для него Universal-G-Code-Sender, написанный на Java. Последняя версия имеет проверку на работу с прошивками Arduino типа GRBL или аналогами, а с другими полноценно использовать будет проблематично. Зато программа имеет визуализацию обработки.
Сейчас ко мне едет данная плата, чуть позже смогу описать свои впечатления.

3. Проект RepRap. Вообще данный проект рассчитан на управление 3D-принтером, но годится и для ЧПУ. Поскольку в мои планы входило делать 3D-принтер, то попался на глаза мне именно этот проект. Также соблазнился я на низкую цену китайских плат, на чем пока и остановился.

Сделан на базе Arduino, но чуть более мощной. Плат под драйвера (главная плата) существуют несколько, но на мой взгляд лучше всего Ramps-1.4. Также бесплатный софт, легкость управления, не все супер поддерживается, но со всем легко справиться. Для отправки кода обработки я использую программу Printrun-Win-Slic3r. Ей все-равно куда что слать, сама ничего не контролирует, но достаточно функциональна. Прошивка для Arduino используется любая для проекта RepRap. У меня как-то с большинством прошивок не задалось, кроме Marlin. Есть описания как настраивать, как загружать. В последних версиях добавилось много полезного для ЧПУ, жаль что не все.

Подключение двигателей.

Самый простой и универсальный метод определить что куда подключать - это прозвонить обмотки двигателя. Те что замкнуты - это одна обмотка. Включаются парами А1А2В1В2. Если направление вращения не устраивает, то можно обратить, или в прошивке, или поменять местами любую пару (или А1А1, или В1В2). На главных платах есть соответствующая маркировка. Вот тут http://roboforum.ru/forum107/topic13287.html есть детали о настройке. Главное убедится что платы драйверов вставлены правильно в плату. Включать только под нагрузкой (с подключенными двигателями).
По каждой плате есть доп. описание, где описаны их предельные режимы. Например, для платы Ramps-1.4 есть ограничение по питанию двигателей в 12В, если включено питание от них самой Arduino. Реально оно будет работать и при большем напряжении, но авторы перестраховываются и предлагают выпаять всего один диод, тем самым отключить питание Arduino от питания двигателей, чем ее обезопасить, но тогда придется обеспечить дополнительное питание для нее. Я выпаял, чтобы использовать блок питания от ноутбука на 19В, вместо 12В. Питается Arduino от компа по USB.

Установка и настройка ПО.

Неохото расписывать все детали, этого полно в сети. В двух словах для примера прошивки "Marlin":
Устанавливаем свежую среду программирования Arduino. Скачиваем прошивку Marlin, в под папке с исходниками (так и называется "Marlin") ищем "Marlin.ino" и открываем его (Должна открыться среда Arduino). Открываем закладку файла "Configuration.h" и редактируем ее.
В файле "boards.h" перечислены поддерживаемые платы управления (туда заходить надо только посмотреть, а правим мы "Configuration.h"). Можно поразится сколько их там . В моем случае Ramps-1.4, она же Ramps-1.3, т.е. должно стоять так: В первую очередь надо отключить то чего у нас нет, листаем и пытаемся понять, что за что отвечает. В 3D-принтере есть горячий стол и hotend, они и должны быть отключены в первую очередь (остальное по настройке можно найти, например тут: http://roboforum.ru/forum107/topic13287.html).
По умолчанию есть 1 экструдер, если у нас ЧПУ, то его нет. Удивительно, но у меня так 1 и стоит, видимо можно забить
Вот тут надо выставить ОБЯЗАТЕЛЬНО "#define TEMP_SENSOR_0 0". Вот на этот сенсор точно будет ругаться система, что нагрева нет!

Жмем кнопку "Вгрузить" (убил бы переводчика) и подключаемся к Com-порту, на котором сидит дуинка. В порт должно прилететь, что все хорошо и текущие настройки. Далее долго и муторно настраиваем оси, скорость движение и др..

Заметим, что в конфигурации есть такая опция: Эта опция говорит, что подключаться к Com-порту надо на скорости 250000. Если скорость будет неверная, то после подключения к нему, Вы получите кучу кракозябриков.

Мой конфиг для примера - в настройках 3 оси и включены концевики, но значения не имеет, есть они физически или нет (по факту у меня сейчас есть только 2, а подключен один).