Станки с ЧПУ существуют уже несколько десятилетий, а их история восходит к 1950-м годам. За это время они изменили то, как мы производим вещи. Они также помогли демократизировать процесс, предоставив возможность начинающим инженерам и производителям по всему миру создавать свои собственные продукты. Предлагая такую универсальность, вы — да, Вам!— может быть интересно, как построить свой собственный станок с ЧПУ.
Если это похоже на вас, не бойтесь — команда Scan2CAD всегда готова помочь. Мы здесь, чтобы дать полезные советы по сборке станка с ЧПУ. Мы включим несколько отличных вариантов комплектов ЧПУ, а также подробную информацию и ресурсы, рассказывающие о том, как создать свой собственный станок с ЧПУ с нуля. Давайте начнем!
ВАМ ТАКЖЕ МОЖЕТ ПОНРАВИТЬСЯ:
Лучшие комплекты ЧПУ для начинающих
На что обратить внимание (часто задаваемые вопросы)
Итак, вы собираетесь построить свой собственный станок с ЧПУ. Но с чего начать?
Прежде чем сравнивать наборы или выбирать компоненты, важно начать отвечать на некоторые фундаментальные вопросы.
1. какие Вы собираетесь делать на своем станке с ЧПУ?
Безусловно, станки с ЧПУ универсальны, и позволяют создавать широкий спектр различных изделий. Однако разные типы станков с ЧПУ лучше подходят для разных проектов.
Начните с рассмотрения типов проектов, за которые вы, вероятно, возьметесь, и используйте это в качестве основы для выбора типа станка с ЧПУ. Это решение также будет информировать о компонентах, необходимых для производства вашей машины.
2. Сколько времени требуется, чтобы построить станок с ЧПУ на заказ с нуля?
Создание собственного станка с ЧПУ с нуля — сложная задача. Сложность заключается в том, что машина должна быть точной, прочной и способной выполнять даже самые сложные задачи по резке. Более того, система шкивов, облегчающая перемещения по осям x, y и z, никоим образом не должна влиять на точность резки. Он также должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать вес фрезера и облегчить перемещение по оси Z.
Таким образом, учет всех этих факторов требует планирования и хорошо продуманного проекта. Это означает, что этап сборки фактически начинается, когда вы начинаете проектировать станок с ЧПУ, и заканчивается, когда вы, наконец, собираете компоненты вместе. Таким образом, создание собственного станка с ЧПУ с нуля может занять от нескольких недель до нескольких месяцев.
Точная продолжительность зависит от различных факторов. Например, если вы собираетесь создать станок с ЧПУ потребительского класса для личного пользования, это займет у вас меньше месяца — около четырех недель (в это время входит период проектирования). С другой стороны, если вы собираетесь построить станок с ЧПУ промышленного класса весом более трех тонн, вам придется потратить на это более шести месяцев. Как правило, продолжительность зависит от факторов, перечисленных ниже.
- Размер и вес деталей и материалов: тяжелые материалы и детали, такие как двигатель, обычно требуют, чтобы вы работали с подъемным оборудованием, и это может занять больше времени, чем если бы детали можно было поднимать с помощью человеческой силы.
- Происхождение компонентов, т. е. доступны ли они на месте или импортированы. Продолжительность сокращается, если все части и материалы легко доступны на месте. Но если они импортируются, а учитывая продолжающиеся сбои в цепочках поставок, это займет гораздо больше времени.
- Наличие запчастей: если детали легко доступны, вам не придется долго ждать, чтобы получить их
- Мастерство: если вы хорошо разбираетесь в фрезеровании, сварке и сборке различных деталей, сборка деталей не займет у вас много времени.
3. Сколько времени уходит на сборку готового станка с ЧПУ?
Если у вас нет возможности построить собственный станок с ЧПУ, не расстраивайтесь. Вы можете приобрести готовый комплект/станок с ЧПУ и собрать (собрать) его. Производители этих комплектов/станков с ЧПУ отгружают их в разобранном состоянии, а различные детали уже вырезаны или обработаны. Таким образом, вам, как покупателю, не нужно использовать фрезерное или режущее оборудование. Скорее, все, что вам нужно сделать, это следовать инструкциям, включенным в пакет, которые должны помочь вам во всем.
Вам потребуется от одного до трех часов, чтобы завершить сборку готового станка с ЧПУ потребительского уровня, в зависимости от того, насколько вы разбираетесь в своих навыках.
4. Сколько вы готовы потратить на станок с ЧПУ?
Ваш ответ здесь будет частично зависеть от того, собираетесь ли вы использовать машину для профессионального или личного использования. Однако в обоих сценариях всегда стоит попытаться получить максимум за свои деньги. Таким образом, вы должны оценить, какие детали и компоненты необходимы для машины, которую вы хотите построить. Если они вам не нужны, не покупайте их! Установите себе бюджет, который, как вы знаете, вы можете себе позволить, и придерживайтесь его. (Мы подробно рассмотрели стоимость ниже).
5. Какие навыки необходимы для сборки станка с ЧПУ?
Создать собственный станок с ЧПУ проще, если у вас уже есть некоторые необходимые навыки. Таким образом, стремитесь завершить проект, который соответствует вашему опыту.
Если у вас уже есть опыт работы с деревом или металлом, вы можете попробовать более сложный проект. Тем временем новичок может захотеть начать с чего-нибудь попроще. Фактически, CNC Cookbook рекомендует, если это ваша первая сборка, начинать с более простого станка. Таким образом, у вас будет больше шансов сделать это, а не откусить больше, чем вы можете прожевать и сдаться.
комплекты ЧПУ
Комплект ЧПУ — невероятно удобный способ собрать собственный станок с ЧПУ. Это связано с тем, что в комплект обычно входит все необходимое, чтобы собрать машину и начать что-то делать.
Большинство производителей комплектов также предлагают ряд вариантов настройки. Это позволяет выбрать компоненты, соответствующие вашим потребностям. Вы можете выбрать самый базовый пакет, если у вас ограниченный бюджет, или разориться, если у вас есть более конкретные требования.
К счастью, здесь, в Scan2CAD, мы уже составили список некоторых отличных комплектов ЧПУ для начинающих. В списке представлены:
- MillRight с ЧПУ — несмотря на базовую комплектацию, это один из самых дешевых комплектов ЧПУ на рынке. Отличный вариант, если вы впервые хотите собрать собственный станок с ЧПУ.
- Шапеоко — эта машина поставляется частично собранной, что делает ее одним из самых простых проектов. Если вы чувствуете себя более амбициозным, Shapeoko также можно взломать, что дает вам реальную свободу модифицировать машину.
- Маслоу — доступное ЧПУ — больше. Маслоу предлагает пользователям огромное рабочее пространство размером 4 на 8 футов, позволяющее легко создавать большие проекты.
- Следующий 3Д — не хотите пачкать руки? Next 3D предлагает пользователям возможность построить станок с ЧПУ без пайки, сверления или склеивания. Просто свинтите вместе и приступайте к работе в кратчайшие сроки.
Хотите узнать больше? Ознакомьтесь с нашим полным списком лучших комплектов ЧПУ для начинающих.
ВАМ ТАКЖЕ МОЖЕТ ПОНРАВИТЬСЯ:
Как воплотить свои идеи от проектирования до изготовления
Создайте свой собственный станок с ЧПУ с нуля
Использование комплекта ЧПУ — один из самых простых способов приступить к работе, но он подходит не всем. Если вы предпочитаете иметь возможность создавать свой станок с ЧПУ по-своему, то сборка с нуля может быть отличным вариантом.
Что вам понадобится
Как вы, возможно, уже догадались, существует огромное количество возможностей, когда дело доходит до создания станка с ЧПУ. Однако ваш станок с ЧПУ, скорее всего, будет включать в себя большинство, если не все, из следующих частей:
- Электрические части, В том числе:
- Плата процессора / управления (некоторые машины могут использовать ПК)
- Шаговый щит
- Шаговые драйверы
- Двигатели
- Источник питания
- Инструменты, такие как режущие инструменты
- Рамка
- Подшипники
- Направляет и поддерживает
- Прокладки, шайбы, гайки, винты и болты
Конечно, выяснение того, какой тип станка с ЧПУ построить, поможет уточнить, какие детали вам понадобятся. Если вы затрудняетесь принять решение, ознакомьтесь с нашим сравнением станков с ЧПУ, чтобы узнать, какой из них подходит именно вам.
Как построить свой собственный станок с ЧПУ с нуля
Точная сборка вашего станка с ЧПУ будет зависеть от типа станка, который вы выберете для сборки, выбранных вами пользовательских опций, того, что вы планируете делать с помощью станка, и многих других факторов. Тем не менее, ключевые шаги для создания собственного станка с ЧПУ, как правило, будут следующими:
1. Спроектируйте свою машину
Создание дизайна для вашего станка с ЧПУ поможет вам получить четкое представление о готовом проекте. Вы можете начать с эскиза, прежде чем преобразовывать бумажный чертеж в САПР с помощью таких программ, как Scan2CAD. Оттуда вы можете выдавить свой 2D-чертеж в 3D-модель CAD в таких программах, как SolidWorks (или в одной из наших самых доступных альтернатив SolidWorks).
2. Получите детали
После того, как вы спроектировали свою машину, вы можете приступить к покупке деталей для нее. Используйте приведенный выше список в качестве руководства, но не стесняйтесь настраивать машину в соответствии со своими требованиями!
3. Постройте каркас.
Ваша рама — это то, что удерживает вместе все остальные части вашей машины. Таким образом, это первая конструкция, которую вы будете выполнять при сборке собственного станка с ЧПУ. Металлы, такие как алюминий, являются хорошим выбором для вашей рамы, так как они обеспечат стабильность и жесткость. Это, в свою очередь, поможет увеличить срок службы вашего другого оборудования.
4. Добавьте портал
Не все станки с ЧПУ будут оснащены порталом, но мы представили его здесь как один из самых популярных вариантов конструкции. Портал позволяет вашему обрабатывающему инструменту перемещаться по оси Y; он будет удерживать ваш инструмент над рабочей областью. Обеспечьте баланс сил, действующих на ваш портал, чтобы уменьшить потенциальную деформацию или тряску машины.
5. Добавьте ось Z…
Сам ваш инструмент будет двигаться вверх и вниз по оси Z. Однако вам понадобится место для размещения вашего инструмента. Вы прикрепите этот корпус к порталу, что позволит вашему инструменту работать на большей глубине.
6. …затем ось X
Добавление подшипники и направляющие рельсы поможет сохранить жесткость вашего станка с ЧПУ и позволит вашему инструменту двигаться вперед и назад вдоль оси X.
7. Управляй!
Теперь, когда вы добавили части, которые позволять ваш ЧПУ для перемещения вперед и назад, пришло время добавить те, которые на самом деле будут сделать он движется по этой оси. Это система привода, обычно состоящая из двигателей, шкивов, шпинделей, винтов, болтов и гаек, а также других частей.
8. Представьте электронные части
Теперь вы готовы добавить множество электронных деталей, которые составят основу вашего станка с ЧПУ. Ключом к этому является двигатель что, в конечном счете, будет управлять обрабатывающим инструментом. В этом случае у вас будет выбор шаговый и сервопривод моторы. Однако это далеко не единственный важный инструмент: вам также потребуется блок питания, коммутационная плата, драйверы и, конечно же, процессор или компьютер.
9. Наденьте столешницу
Вы не можете обрабатывать детали, не имея места для их размещения! Ваш разделочный стол может быть изготовлен из фанеры, МДФ или металла. Имейте в виду, однако, что не все эти материалы подходят для типа станка с ЧПУ, который вы создаете!
10. От вращательного к прямолинейному движению
Установленный вами двигатель заставит машину вращаться. Однако для вашего станка с ЧПУ обычно требуется линейное движение. Шпиндель преобразует вращательное движение двигателя в линейное движение, а это означает, что ваш обрабатывающий инструмент сможет двигаться вверх и вниз.
11. Выберите свой контроллер
Контроллер ЧПУ жизненно важен для работы станка с ЧПУ. Это часть, которая интерпретирует сигналы, подаваемые вашим процессором или компьютером, и преобразует их в сигналы для электронных частей вашего станка с ЧПУ. Таким образом, он действует как «мозг» всей системы.
12. Выберите свое программное обеспечение
Теперь ваша машина почти готова к работе! Однако сначала вам нужно выбрать программное обеспечение, которое управляет вашим станком с ЧПУ. В большинстве из них будут использоваться такие языки, как G-код, для управления движением вашего станка по трем осям, что позволит вам выполнять действия по механической обработке.
13. Добавьте свой инструмент для обработки
Имеется широкий выбор инструментов для обработки. Инструменты для резки металла являются одним из самых простых вариантов, но более сложные машины могут использовать инструменты для лазерной или плазменной резки.
14. Начните делать вещи!
Теперь ваша машина готова, и вы готовы приступить к своим собственным проектам!
ВАМ ТАКЖЕ МОЖЕТ ПОНРАВИТЬСЯ:
Бесплатные готовые чертежи ЧПУ
Зачем создавать собственный станок с ЧПУ?
Если вы прочитали всю эту статью, то, скорее всего, вы уже убедились в преимуществах создания станка с ЧПУ. Однако, если вы все еще не уверены, мы быстро рассмотрим некоторые из лучших причин для создания собственного станка с ЧПУ:
1. Настраиваемость
Когда вы покупаете станок с ЧПУ, в нем могут отсутствовать необходимые вам функции или вам придется доплачивать за функции, которые вам не нужны. Если вы строите свой собственный станок с ЧПУ, у вас есть возможность выбрать, что (не) включать.
2. Экономьте деньги
Покупка готового станка с ЧПУ часто может обойтись вам в тысячи долларов. Вместо этого создание собственного станка с ЧПУ может дать вам те же результаты при гораздо меньших затратах. Чтобы представить это в перспективе, вот разбивка различных расходов, которые вы, вероятно, понесете, а также сбережений.
Станок с ЧПУ потребительского/любительского уровня стоит от 1,000 до 3,000 долларов. С другой стороны, чтобы купить профессиональный фрезерный станок с ЧПУ, вам придется выложить от 5,000 до 100,000 3 долларов. 60,000-осевой вертикальный обрабатывающий центр начального уровня (фрезерный станок) стоит от 100,000 150,000 до 300,000 XNUMX долларов, а серийные или промышленные станки с ЧПУ обойдутся вам в XNUMX XNUMX–XNUMX XNUMX долларов.
Однако, если вы решите создать станок с ЧПУ с нуля, вы, вероятно, потратите менее 1,000 долларов на детали, необходимые для создания станка с ЧПУ для любителей или профессионального фрезерного станка с ЧПУ. Экономия с вашей стороны, скорее всего, будет связана с используемыми материалами, программным обеспечением ЧПУ (доступно несколько бесплатных программ с открытым исходным кодом) и стоимостью двигателя шпинделя (которая колеблется от 100 до 300 долларов США за шпиндель мощностью 24,000 10,000 об/мин мощностью 24 л.с.). двигатель). Примечательно, что в готовых станках с ЧПУ используются шпиндельные двигатели с такими характеристиками, но стоимость станков превышает 14,995 XNUMX долларов. Хорошим примером является базовая машина Tormach XNUMXr, которая в настоящее время стоит XNUMX XNUMX долларов).
С другой стороны, если вы решите построить промышленный станок с ЧПУ на заказ, вы, вероятно, потратите от 15,000 30,000 до 15,000 60,000 долларов. Бюджет этого индивидуального конструктора, например, составлял 300,000 XNUMX долларов. Их специальный станок с ЧПУ включает в себя несколько дополнительных функций, таких как сепаратор, весовые крышки на всех осях и автоматическую смену инструмента. Однако из-за инфляции общая стоимость должна быть на несколько ступеней выше этой цифры, поэтому наши оценки имеют широкое пространство для маневра. Несмотря на это, эта сумма меньше, чем XNUMX XNUMX–XNUMX XNUMX долларов, которые вам пришлось бы потратить на покупку первоклассного вертикально-фрезерного станка начального уровня или серийного производства.
3. Создавайте потрясающие вещи
Итак, это относится к любому станку с ЧПУ, независимо от того, покупаете ли вы или строите. Но это остается правдой — создание станка с ЧПУ дает вам возможность производить свои собственные удивительные продукты. Если вы хотите начать свой собственный бизнес, заменить труднодоступные детали или просто создать нестандартные продукты, которые больше нигде не доступны, вы можете сделать это с помощью станка с ЧПУ. А с чего лучше начать изготовителю, как не с создания собственной машины?
Все еще нужно немного больше вдохновения, прежде чем сделать решительный шаг? Это прямо здесь: еженедельные пакеты бесплатных файлов DXF от Scan2CAD, а также наш путеводитель по еще большему количеству сайтов с бесплатными проектами DXF.
Заключительные мысли
Если вы хотите построить станок с ЧПУ, вы можете создать его с нуля или приобрести комплект ЧПУ. Первый подход занимает гораздо больше времени, чем второй, и требует наличия дополнительных навыков. Тем не менее, это гораздо полезнее, поскольку дешевле и позволяет настраивать.
Преобразуйте свои изображения и PDF-файлы для САПР и ЧПУ
Об Энди
Я буду писать на самые разные темы, от типов файлов и методов преобразования до технических новостей и искусства. Когда я не за своим столом, я обычно либо брожу по дождливому северу Англии, либо (как можно чаще!) улетаю в более теплые края Европы.
Что такое ЧПУ? | Определение, процессы, компоненты и многое другое
Обработка с ЧПУ – это термин, обычно используемый в производстве и промышленности. Но что такое ЧПУ? А что такое станок с ЧПУ?
Станок с ЧПУ, выполняющий фрезерные операции на заготовке.
Изображение предоставлено: Дмитрий Калиновский, Shutterstock
Что такое ЧПУ?
ЧПУ 101: термин ЧПУ означает «числовое программное управление», а определение механической обработки с ЧПУ заключается в том, что это субтрактивный производственный процесс, в котором обычно используются компьютеризированные средства управления и станки для удаления слоев материала с заготовки, известной как заготовка или заготовку — и производит деталь по индивидуальному заказу. Этот процесс подходит для широкого спектра материалов, включая металлы, пластмассы, дерево, стекло, пенопласт и композиты, и находит применение в различных отраслях промышленности, таких как крупногабаритная обработка с ЧПУ, обработка деталей и прототипов для телекоммуникаций и ЧПУ. обработка аэрокосмических деталей, для которых требуются более жесткие допуски, чем для других отраслей промышленности. Обратите внимание, что существует разница между определением обработки с ЧПУ и определением станка с ЧПУ: одно представляет собой процесс, а другое — станок. Станок с ЧПУ (иногда неправильно называемый станком C и C) — это программируемый станок, способный автономно выполнять операции обработки с ЧПУ.
Обработка с ЧПУ как производственный процесс и услуга доступна по всему миру. Вы можете легко найти услуги по обработке с ЧПУ в Европе, а также в Азии, Северной Америке и других странах мира.
Субтрактивные производственные процессы, такие как обработка с ЧПУ, часто представляются в отличие от аддитивных производственных процессов, таких как 3D-печать, или формирующих производственных процессов, таких как литье под давлением. В то время как субтрактивные процессы удаляют слои материала с заготовки для создания нестандартных форм и конструкций, аддитивные процессы собирают слои материала для получения желаемой формы, а формирующие процессы деформируют и смещают исходный материал в желаемую форму. Автоматизированный характер обработки с ЧПУ позволяет производить высокоточные и высокоточные, простые детали и рентабельность при выполнении единичных и среднесерийных производственных циклов. Однако, хотя обработка с ЧПУ демонстрирует определенные преимущества по сравнению с другими производственными процессами, степень сложности и запутанности, достижимая для проектирования деталей, и рентабельность производства сложных деталей ограничены.
Хотя у каждого типа производственного процесса есть свои преимущества и недостатки, в этой статье основное внимание уделяется процессу обработки с ЧПУ с описанием основ этого процесса, а также различных компонентов и инструментов станка с ЧПУ. Кроме того, в этой статье рассматриваются различные операции механической обработки с ЧПУ и представлены альтернативы процессу обработки с ЧПУ.
Вкратце это руководство будет охватывать:
Вы сейчас между работами или работодатель ищет найма? Мы предоставим вам наши подробные коллекции ресурсов для соискателей работы в промышленности и работодателей, желающих заполнить вакансии. Если у вас есть открытая вакансия, вы также можете заполнить нашу форму, чтобы иметь возможность разместить ее в информационном бюллетене Thomas Monthly Update.
Обзор процесса обработки с ЧПУ
Развиваясь из процесса обработки с числовым программным управлением (ЧПУ), в котором использовались карты с перфолентой, обработка с ЧПУ представляет собой производственный процесс, в котором используются компьютеризированные средства управления для работы и манипулирования станком и режущими инструментами для придания формы исходному материалу, например металлу, пластику, дереву, пене, композиту. и т. д. — в нестандартные детали и конструкции. Хотя процесс обработки с ЧПУ предлагает различные возможности и операции, основные принципы процесса остаются в основном одинаковыми для всех них. Базовый процесс обработки на станке с ЧПУ включает следующие этапы:
- Разработка CAD-модели
- Преобразование файла CAD в программу ЧПУ
- Подготовка станка с ЧПУ
- Выполнение операции механической обработки
Проектирование CAD-моделей
Процесс обработки с ЧПУ начинается с создания 2D-векторной или 3D-модели твердотельной детали в САПР собственными силами или с помощью компании, предоставляющей услуги по проектированию CAD/CAM. Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) позволяет дизайнерам и производителям создавать модели или визуализации своих деталей и продуктов вместе с необходимыми техническими характеристиками, такими как размеры и геометрия, для производства детали или продукта.
Конструкции деталей, обработанных с ЧПУ, ограничены возможностями (или неспособностью) станка с ЧПУ и инструментов. Например, большинство станков с ЧПУ имеют цилиндрическую форму, поэтому геометрия деталей, возможная в процессе обработки с ЧПУ, ограничена, поскольку инструменты создают изогнутые угловые участки. Кроме того, свойства обрабатываемого материала, конструкция инструмента и возможности крепления станка дополнительно ограничивают возможности проектирования, такие как минимальная толщина детали, максимальный размер детали, а также включение и сложность внутренних полостей и элементов.
После завершения проекта САПР дизайнер экспортирует его в формат файла, совместимый с ЧПУ, такой как STEP или IGES.
Таблицы допусков для станков с ЧПУ
При спецификации деталей для механического цеха важно учитывать все необходимые допуски. Хотя станки с ЧПУ очень точны, они все же оставляют небольшую разницу между дубликатами одной и той же детали, обычно около + или – 005 дюйма (127 мм), что примерно вдвое превышает ширину человеческого волоса. Чтобы сэкономить на затратах, покупатели должны указывать допуски только в тех областях детали, которые должны быть особенно точными, поскольку они будут соприкасаться с другими деталями. Хотя существуют стандартные допуски для различных уровней обработки (как показано в таблицах ниже), не все допуски одинаковы. Если, например, деталь абсолютно не может быть больше размера, для нее может быть указан допуск +0.0/-0.5, чтобы показать, что она может быть немного меньше, но не больше в этой области.
