Вопрос-Ответ

Как в домашних условиях сделать ЧПУ станок на Arduino

Создать ЧПУ на Ардуино – сравнительно несложно. Но многие воспринимают это как вариант для пользователей-непрофессионалов, считая, что такой подход устроит лишь «чайников». В статье найдете пошаговую инструкцию и основные советы от мастеров.

Создать ЧПУ на Ардуиносравнительно несложно. Но многие воспринимают это как вариант для пользователей-непрофессионалов, считая, что такой подход устроит лишь «чайников».

Что такое Arduino

Прежде всего, стоит разобраться, что такое Arduino.

Ардуино это:

  • название торговой марки аппаратуры, средств программирования, при помощи которых реально построить модели станков (в том числе, трехосевого), несложные системы автоматики и робототехники;
  • линейка продукции, наличие открытой архитектуры у которой позволит скопировать или дополнить уже существующие конструкции;
  • небольшая плата с собственным процессором и памятью;
  • аппаратная вычислительная платформа или же контроллер;
  • язык программирования, позволяющий разбирать различный софт (условно бесплатное ПО, свежие новости в области IT);
  • так называемый электронный конструктор.

Создавая на Ардуино устройства электроники, способные принимать сигналы от разных цифровых и аналоговых датчиков, подключенных к нему, как к основе. Поэтому в контексте данной статьи, речь будет идти о платах.

ардуино уно

Разработка электроники с Arduino

Такая плата может быть самостоятельно собрана пользователем или покупается в сборе. Она способна принимать программное обеспечение компьютера. Arduino, упрощая работу с микроконтроллерами, имеет преимущества перед другими устройствами:

  • низкую стоимость;
  • кросс-платформенность (способность работать в нескольких ОС);
  • простую, понятную среду программирования (подходит для новичка, а также опытного пользователя);
  • в качестве основы Arduino применяются микроконтроллеры ATMEGA8 и ATMEGA168.

Один из умельцев по схеме создал первый самодельный станок с ЧПУ из доступных материалов себестоимостью в пределах 170$. Его предназначение – резка пластика и фанеры, раскрой деталей для создания любой самоделки. Электронную часть собрано на arduino с прошивкой GRBL. Для этого понадобились главные узлы:

  • платы Ардуина R3, cnc shield v3 Update или новая версия v4;
  • ШД (тип NEMA 17);
  • блок питания (24 В, 15 А).

Заготовил механику для самодельного ЧПУ своими руками, включая станину из фанеры толщиной 10 мм,  шурупы и болты 8 мм. Чтобы сделать линейные направляющие, взял металлический уголок 25х25х3 мм и подшипники 8х7х22 мм. Движение оси Z на шпильке M8, а оси X и Y – зубчатые полиуретановые ремни T2.5. Использован самодельный шпиндель.

Рабочее пространство станка 45 см по X, 33 см по Y, 4 см по Z. Что касается фрезера, в Китае приобретено несколько фрез (3 и 4 канавки). Они идеальны для металла, а для фанеры (надо было вырезать шестерёнки) понадобились другие.

самодельный станок на ардуино

ЧПУ станок из дерева

Для него нужна Аrduino uno R3, G-сode Sender и GRBL. Необходимо заранее подготовить материалы и компоненты: фанеру, гайки с болтами, резьбовой вал и стержни из стали, шарикоподшипники, ШД Nema 23 и драйвера к ним, источник питания 24 В, 15 А, втулки из капролона, фторопласта и металла, провода.

Многое, входящее в электронику, прислали из Китая.

Основанием служат бруски из древесины с глухими, сквозными отверстиями. Стальной резьбовой вал, установленный по центру станка, служит приводом для оси Х. В момент его вращения – каретка (рабочий стол) выполняет перемещение вдоль этой оси Х.

ВНИМАНИЕ: чём толще фанера или деревянный брусок, тем меньшей будет вибрация, выше точность позиционирования.

Портал (ось Y) устанавливают на подвижном столе, фиксируя гайкой под столом. Ось Z служит для перемещения рабочего органа (он подает инструмент в вертикальном положении).

Для сборки понадобятся болты и гайки. Не стоит склеивать поломанные делали, лучше их заменить новыми. Подключая Arduino, ШД и драйверы к каждому из них, надо предусмотреть и блоки питания для них. Загрузив и настроив код GRBL, можно открыть G-сode Sender и подключить Arduino к ПК. Плата готова участвовать в процессе управления чпу станком.

Чтобы задать траекторию обработки, используются чертежи любой CAD программы. Затем используется CAM программа, формирующая G-код.

мини станок с ардуино

Зачем нужны шилды

Обладатели самодельных устройств наслышаны о платах расширения – Arduino cnc shield, применение которых расширяет функционал фрезерного оборудования.

Обычно шилду изготавливают под форм-фактор платы. Используют и несколько шилдов одновременно, устанавливая их на микроконтроллер (один на другой). Спектр их применения:

  • при помощи официального устройства Arduino – Ethernet cnc shield можно добиться независимости проекта от ПК, да и для хостинга веб-сервера его используют;
  • 4 Relay Shield – возможность для того, чтобы подключать 4-х периферийные устройства;

ВАЖНО: надо соблюдать осторожность с контактами этого устройства, чтобы не повредить Arduino.

  • Рrotoshield – весьма полезный шилд в момент, когда собирается схема;
  • LCD Shield позволяет информацию с Arduino выводить напрямую на периферийный экран;
  • еnergy Shield – расширенные возможности для питания на Arduino. Реальна подзарядка мобильников и гаджетов;
  • мotor shield обеспечивает управление большим числом моторов и их защиту;
  • SD Card Shield служит для обработки и хранения больших массивов информации;

LCD Shield

  • Wi-fi Shield, подключенный к серийному порту, обеспечит дистанционное управление приводами роботизированных проектов;
  • GPRS Shield оснащается антеннами для использования сети GSM/GPRS;
  • E-Ink shield – путь для использования технологии электронных чернил, дисплею нужен для питания минимум энергии;
  • мusic Shield способен воспроизводить музыку через Arduino в отличном качестве.

Реально создать лазерный 3D принтер, ЧПУ станок, употребляя бюджетные платы Arduino. С платой расширения CNC Shield можно работать на станках с числовым программным управлением, в гравировальной или фрезерной машине. А шилд для управления тремя ШД (трехосевой станок) имеет три разъема, чтобы не было проблем с каждым драйвером при подключении.

Для любителей выжигать на различных материалах

В сети можно увидеть многочисленные самодельные модели выжигателей, которые способны создавать рисунок на фанере, пластике, металле и даже на стекле. Причем достигается фотографическая схожесть и некоторая объемность изображения. Поверхность очищают, обезжиривают, грунтуют белым акрилом марки Kudo и, применяя лазерный ЧПУ выжигатель, его ещё называют пиропринтер, создают уникальные изображения. Иногда процесс длится 6 и больше часов.

Скорость работы выжигателя – стабильная 10 м/мин, и у программистов есть идеи, как ее поднять, не вмешиваясь в работу блока управления. Управлять выжигателем можно и с ноутбука (ОС Windows XP и 7), отказавшись от LPT кабеля. Это превратит выжигание в увлекательное занятие для детей и подростков с применением возможностей лазерных фрезеров.

А как насчет взаимодействия

Удивительно слушать заявления некоторых умельцев, что для ЧПУ Ардуино не подходит, тем более, невозможен симбиоз mach3 arduino, якобы они не желают взаимодействовать.

Тест ЧПУ на ардуино

Другие же уверены в противном: ардуину можно реализовать для ЧПУ при помощи трёх вариантов:

  1. Полностью автономный контроллер.
  2. Плата-интерпретатор отвечает за движения, но они рассчитываются на компьютере.
  3. Плата-транслятор (переходник) – выполняет роль виртуального ЛПТ-порта.

Многие пользователи в сети, у которых проблемная электроника, просят посоветовать им программу, чтобы станки под управлением таковой, могли работать чётко и бесперебойно. Фрезеры на станке призваны заготовку обрабатывать равномерно, выполняя сигналы программного блока.

Лазерный фрезер, даже сделанный своими руками, будет демонстрировать соблюдение всех параметров движения.

Вместо заключения

Какое бы устройство не собирали умельцы на базе Arduino: фрезерный станок или лазерный прибор для выжигания, им нужны чертежи и схемы, материалы и комплектующие, некоторые практические умения, чтобы справиться с этой задачей. А ещё – вера в свои силы, умело сочетающаяся с желанием чему-то научиться у других.

Комментарии (7)
  • Андрей
    13.05.2018 / 16:32
    Please wait...

    Отличная статья , спасибо !

    Ответить
  • Александр
    19.05.2018 / 09:22
    Please wait...

    Хотелось бы собрать такой станок. Но у меня вопрос: Насколько надежны платы Arduino Shield и с каким программным обеспечение они совместимы?

    Ответить
  • Андрей
    20.05.2018 / 07:08
    Please wait...

    Конечно, если иметь голову,то можно любую вещь сделать своими руками.
    Главное в таких делах придерживаться советов специалистов.
    Обязательно необходимо выбирать надежные платы для создания станков хорошего качества.

    Ответить
  • Роман
    22.05.2018 / 07:02
    Please wait...

    Шикарная статья, все по полочкам разложено, как и что, плюс наглядное видео присутствует

    Ответить
  • Егор
    29.05.2018 / 06:28
    Please wait...

    Собрать станок в домашних условиях очень выгодно с финансовой точки зрения, но надежность данного изделия под вопросом.

    Ответить
  • Дарья
    05.06.2018 / 17:17
    Please wait...

    Спасибо за такую находку. Мой парень грезит сделать ЧПУ станок. А тут все так подробно и понятно расписано, обязательно покажу ему.

    Ответить
  • Роман
    19.06.2018 / 21:48
    Please wait...

    Очень интересно, но использовать сей прибор дома – не доставит ли он неудобств? Вплане если нет отдельной комнаты или что-то типо того. Ведь тут нужно чтобы ничего не нарушилось – не сдвинулось и прочее

    Ответить
Оставить комментарий

Самые комментируемые записи
варианты изделий на лазерном чпу станке
13
Идеи изделий на ЧПУ станке

Получив первые навыки эксплуатации сложного устройства, его владелец, наконец, задумывается: как заработать на станке с ЧПУ, имея стабильную прибыль.

внешний вид контроллера для чпу на atmega8 16au
13
Как просто сделать контроллер atmega8 16au для ЧПУ своими руками

Контроллер для станка легко сможет собрать и домашний мастер. Задать нужные параметры не сложно, достаточно учесть несколько нюансов.

оператор за работой на чпу станке
10
Особенности профессии оператора станков с ЧПУ

Статья посвящена профессии оператор станков с ЧПУ. Вы узнаете специфику работы операторов и наладчиков, перечь их обязанностей, а также необходимых знаний и навыков для получения квалификации.

станок чпу по дереву
8
Пошаговая инструкция сборки станка с ЧПУ своими руками

Если у человека появилось желание собрать станки с ЧПУ своими руками, тот должен иметь определённые навыки, уметь ориентироваться в технической документации, и готовность научиться чему-то у других умельцев.

Прямо сейчас смотрят
Вопрос-Ответ
Пошаговая инструкция сборки станка с ЧПУ своими руками

Если у человека появилось желание собрать станки с ЧПУ своими руками, тот должен иметь определённые навыки, уметь ориентироваться в технической документации, и готовность научиться чему-то у других умельцев.

Вопрос-Ответ
Использование ЧПУ станков для малого бизнеса

Станки по дереву с ЧПУ – лучший способ ведения малого бизнеса. Виды станков, описание и особенности использования. Идеи для бизнеса и его организация.

Вопрос-Ответ
Как просто сделать контроллер atmega8 16au для ЧПУ своими руками

Контроллер для станка легко сможет собрать и домашний мастер. Задать нужные параметры не сложно, достаточно учесть несколько нюансов.

Вопрос-Ответ
Классификация и предназначение сверлильного станка с ЧПУ

Востребованный на многих предприятиях сверлильный станок с ЧПУ, подразделяется на разные виды и классы сложности. Разобраться с классификацией и предназначением оборудования – цель данного обзора.

Вопрос-Ответ
Особенности граверов с ЧПУ

Гравер с ЧПУ - это инструмент, позволяющий обрабатывать как металлические, так и неметаллические предметы с целью их модернизации различными способами.

Вопрос-Ответ
ЧПУ фрезы для фасадов – за счет чего уменьшаются затраты и улучшается качество продукции?

При производстве фасадов ЧПУ фрезы могут выполнить большой массив работы. Уменьшение затрат и улучшение качества продукции – основные задачи подхода.

Вопрос-Ответ
Система опторазвязки для ЧПУ станков

Опторазвязка для ЧПУ – система, обеспечивающая защиту станков с ЧПУ от поломок, которые могут возникнуть из-за неправильной электрической связи.

Вопрос-Ответ
О технологической оснастке для станков с ЧПУ: какой она бывает?

Технологическая оснастка используется на любом предприятии, которое стремится применять новые технологии для упрощения производственных процессов.

Вопрос-Ответ
Что представляют из себя деревообрабатывающие станки с ЧПУ

Деревообрабатывающие станки с ЧПУ – описание современных устройств для обработки дерева. Особенности, функции и характеристика основных модификаций.

Вопрос-Ответ
Особенности работы оператором ЧПУ

Если вам нравится создавать металлические изделия, и при этом хочется, чтобы в будущем была именно такая работа оператор ЧПУ станет отличным решением.