Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 0

Что можно сделать из старых принтеров. конструируем чпу станок

Введение

ЧПУ кроме дерева может пригодиться в обработке металла, пластика, оргстекла, алюминия, комбинированных материалов. Такой станок будет называться фрезерно гравировальный. Можно также такой станок использовать и для лазерного выжигания по дереву, все будет зависеть от насадки которая будет использоваться для обработки.

Отличие же в обработке древесины и металла, заключается в жесткости корпуса, надежности элементов и тонкостях технологии обработки элементов.

Заказ комплектующих популярней всего сегодня в Китае, но возможно также заказать их и у нас в специализированных магазинах или интернет ресурсах. Ниже смотрите фото самодельного станка ЧПУ.

С чем стоит определиться перед изготовлением ЧПУ:

  1. Материалы которые планируется обрабатывать;
  2. Габариты изделий для обработки (высота, ширина и длина будущих изделий). Определяются размеры машины по осям X, Y, Z. Стоит не забывать, что эти размеры должны обозначать рабочее пространство станка;
  3. Точность последующей обработки изделий (параметр зависит от точности сборки корпуса машины и соответственно от материала корпуса).

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. https://www.youtube.com/embed/r3K3FaF_o8M

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.

Базовые работы

Если мастер уже решил, что он будет конструировать станок с ЧПУ из принтера своими руками, без помощи специального набора, тогда нужно остановить свой выбор на стандартной схеме.

За основу можно взять старый сверлильный агрегат, в котором основная рабочая головка со сверлом заменяет классический фрез. Основные сложности могут возникнуть с механизмом, который гарантирует передвижение инструмента в трех независимых плоскостях. Этот механизм можно собрать на основании классических кареток от неработающего печатающего устройства. За счет этого изделие будет свободно перемещаться в двух плоскостях. К такому агрегату можно будет подключить актуальное программное управление.

Единственный недостаток в том, что обрабатывать таким изделием можно заготовки из пластика, тонкого листового металла и древесины. Объяснить этот эффект довольно просто, так как каретки не могут похвастаться достаточной жесткостью. Чтобы самодельный агрегат мог выполнить полноценные фрезерные манипуляции с заготовками, за перемещение главного рабочего инструмента должен отвечать довольно мощный шаговый двигатель.

Для своевременной передачи усилия на вал фрезерного устройства желательно использовать не стандартные, а более усовершенствованные зубчатые ремни. Только эти изделия гарантированно не будут проскальзывать на шкивах. К изготовлению ЧПУ необходимо подходить максимально ответственно, лучше всего использовать проверенные чертежи, которым нужно будет строго следовать.

Можно ли сделать принтер своими руками?

При наличии свободного времени и желания, можно создать оборудование своими руками. Для этого почитайте информацию о принципе функционирования техники. Конечно, многие детали могут отличаться от оригинальных версий, но можно собрать принтер, выполняющий основную задачу печати файлов.

При желании можно выполнить любую работу. Для этого вам понадобится пошаговый план, наличие исходных материалов и инструментов, которыми вы будете выполнять работу. Если у вас уже есть готовый план и схема конструкции, можете приступать к её сборке. Однако в случае первой попытки собрать принтер своими руками потребуется поискать необходимую информацию, подготовить схему расположения электрической цепи и микросхем для осуществления полноценной работы системы. Это довольно сложный процесс, для выполнения которого потребуется знание компьютерной техники и соответствующее образование в данной области человеческих знаний.

Возможно, меня уволят за это!

Я давно хотел разместить серию постов по теме самодельных станков с ЧПУ. Но всегда останавливал тот факт, что Станкофф – станкоторговая компания. Дескать, как же так, мы же должны продавать станки, а не учить людей делать их самостоятельно. Но увидев этот проект я решил плюнуть на все условности и поделиться им с вами.

И так, в рамках этой статьи-инструкции я хочу, что бы вы вместе с автором проекта, 21 летним механиком и дизайнером, изготовили свой собственный настольный фрезерный станок с ЧПУ. Повествование будет вестись от первого лица, но знайте, что к большому своему сожалению, я делюсь не своим опытом, а лишь вольно пересказываю автора сего проекта.

В этой статье будет достаточно много чертежей, примечания к ним сделаны на английском языке, но я уверен, что настоящий технарь все поймет без лишних слов. Для удобства восприятия, я разобью повествование на «шаги».

Электронные компоненты будущих станков

Это является одним из самых важных этапов конструирования. Электроника самодельных машин является ключевым элементом управления всеми двигателями и самим процессом.

Самодельная машина может функционировать на отечественных К155ТМ7, их нам понадобиться 3 штуки.

К каждому драйверу идут проводки от своей микросхемы (контроллеры независимы).

Шаговые двигатели в самодельном аппарате должны быть рассчитаны на напряжение, не превышающее 30-35 В. Часто случалось так, что при повышенной мощности, советские микросхемы-контроллеры перегорали.

Блок питания идеально подходит от сканера. Его нужно подсоединить к блоку к кнопке включения, контроллером и сами устройством (фрезер, дрель, выжигатель и так далее).

Графопостроители представляют собой устройства, которые в автоматическом режиме с заданной точностью производят вычерчивание чертежей, рисунков, схем на бумаге, ткани, коже и прочих материалах. Распространены модели техники с функцией резки. Изготовление плоттера своими руками в домашних условиях вполне возможно. Для этого понадобятся детали от старого принтера либо dvd-привода, определенное программное обеспечение и еще некоторые материалы.

Сделать небольшой плоттер из dvd привода самостоятельно относительно просто. Такое устройство на ардуино
обойдется намного дешевле своего фирменного аналога.

Для работы потребуются следующие материалы
:

  • клей или двухсторонний скотч;
  • припой для пайки;
  • провода для монтажа перемычек;
  • dvd-привод (2 шт.), из которого берется шаговый двигатель;
  • Arduino uno;
  • серводвигатель;
  • микросхема L293D (драйвер, осуществляющий управление двигателями) – 2 шт.;
  • макетная плата беспаечная (основание из пластмассы с набором проводящих электрический ток разъемов).

Чтобы воплотить задуманный проект в жизнь, следует собрать такие инструменты
:

  • паяльник;
  • отвертку;
  • мини-дрель.

Опытные любители электронных самоделок могут использовать дополнительные детали, чтобы собрать более функциональный аппарат.

Этапы сборки

Сборку cnc плоттера проводят по такому алгоритму:

с помощью отвертки разбирают 2 dvd-привода (результат изображен на фото далее) и достают из них шаговые электродвигатели, при этом из оставшихся деталей выбирают два боковых основания для будущего графопостроителя;

Разобранные dvd-привода

отобранные основания соединяют с помощью винтов (предварительно подогнав их по размерам), получая при этом оси X и Y, как на фотографии ниже;

Оси X-Y в сборке

к оси Х прикрепляют ось Z, которая представляет собой сервопривод с держателем
для карандаша либо ручки, что показано на фото;

прикрепляют к оси Y квадрат размером 5 на 5 см из фанеры (или пластика, доски), который будет служить основанием для укладываемой бумаги;

Основание для размещения бумаги

собирают, уделяя особое внимание подсоединению шаговых электродвигателей, электрическую цепь на беспаечной плате по схеме, представленной ниже;

Схема электрических соединений

  • вводят код для тестирования работоспособности осей Х-Y;
  • проверяют функционирование самоделки: если шаговые электродвигатели заработали, то детали соединены по схеме верно;
  • загружают в сделанный чпу плоттер рабочий код (для Arduino);
  • скачивают и запускают программу exe для работы с G-кодом;
  • устанавливают на компьютер программу Inkscape (векторный графический редактор);
  • инсталлируют дополнение к ней, позволяющее преобразовывать в изображения G-код;
  • настраивают работу Inkscapе.

После этого самодельный мини плоттер готов к работе.

Некоторые нюансы работы

Оси координат должны быть обязательно расположены перпендикулярно друг к другу.
При этом карандаш (либо ручка), зафиксированный в держателе, должен без проблем перемещаться вверх-вниз сервоприводом. Если шаговые привода не работают, то требуется проверить правильность их соединения с микросхемами L293D и найти рабочий вариант.

G-код представляет собой файл, содержащий координаты X-Y-Z. Inkscape выступает в роли посредника, позволяющего создавать совместимые с плоттером файлы с данным кодом, который затем преобразуется в движение электродвигателей.
Чтобы распечатать нужное изображение или текст, понадобится с помощью программы Inkscape предварительно перевести их в G-код, который после будет послан на печать.

Следующее видео демонстрирует работу самодельного плоттера из двд-привода:

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.

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.

Извлекаем будущие запчасти

Итак, если ваш принтер (будь то струйный или лазерный) уже вышел из строя или его эксплуатационный срок подходит к концу, то не спешите его выбрасывать. Дело в том, что старую оргтехнику лучше всего разобрать на запчасти, которые в дальнейшем можно использовать для ремонта новых принтеров. Лучше всего для разбора подходят многофункциональные устройства и девайсы, использующие матричную технологию печати, т.к. из них можно достать много чего полезного для тех, кто желает сделать станок ЧПУ собственными руками.

В первую очередь разберите старый девайс на части, причем все гаечки, винтики и болтики могут в дальнейшем оказаться необходимыми, поэтому не выкидывайте их, а сложите в какую-нибудь коробочку и уберите в сторону. Тем более нередко многим приходится сталкиваться с ситуацией, когда под рукой нет нужной гаечки.
Одной из самых ценных деталей в любом печатающем девайсе является стальная каленая направляющая. Особенно это касается принтеров старых моделей, направляющие которых очень тяжело согнуть. А вот в некоторых 3D-принтерах нередко экономят именно на этих деталях, в результате чего направляющие в них могут сгибаться даже под давлением натягивающегося ремня приводного типа. Качественные и надежные направляющие из стали отлично подходят для станков, поэтому смело извлеките деталь подобного рода из своего девайса.
Вместе с вышеназванной деталью идет и т.н. узел скольжения головки устройства

У принтеров струйных моделей подобная деталь выполнена из пластика, в результате чего она подойдет только для не нагруженных осей ЧПУ граверов – обязательно учтите это! Что касается старых девайсов матричного типа, то в их узле находится втулка из бронзы – деталь такого типа можно смело использовать на самодельном оборудовании с числовым программным управлением, которое будет использоваться для обработки пластмассы и цветмета.
Еще одной важной деталью, которой можно воспользоваться для изготовления станка является зубчатый ремень привода. Стоит отметить, что деталь подобного рода имеется и в старом копире, и лазерном МФУ.
Кроме того, обязательно извлеките шаговые двигатели, которые применяются для передвижения головки устройства и движения бумаги

На матричном девайсе, как правило, установлен более мощный шаговый двигатель, чем на принтерах другого типа. Из МФУ, использующего лазерную печать можно вытащить шаговик, который вполне подойдет для производства фрезера с числовым программным управлением, который будет использовать в бытовых условиях.

Вместе с шаговиком не забудьте извлечь также контроллер, который осуществляет управлением им.
Еще одним отличным устройством, которое можно использовать в качестве запчасти являются концевые выключатели. В печатающей оргтехнике они предназначены для того, чтобы осуществлять контроль над тем, есть ли в устройстве бумага или ее там нет. Подобные выключатели делятся на устройства автоматического и механического типа.

Детали изделия

Как правило, в сканере, лазерном принтере приходит в негодность только какой-то один элемент, в то время как остальные детали вполне пригодны к работе. Наиболее ценны в этом смысле МФУ и матричные устройства. При разборке последних своими руками можно получить массу ценных деталей.

Старый принтер

  • Крепеж – винты, гайки, шестеренки, болты и прочая мелочь. Для домашнего умельца любой крепеж является полезным, так как порой отсутствие элементов нужного диаметра весьма затрудняют работы.
  • Самая ценная деталь в принтере любого вида – направляющая, изготовленная из каленой стали. Во многих китайских и корейских аппаратах направляющая выполняется из дешевого сплава и сгибается даже под весом приводного ремня. В струйных устройствах от Canon или Эпсон стоит стальная. Эта деталь используется при обустройстве ЧПУ-станков или самодельных печатных устройств.
  • Узел скольжения головки – в струйных устройствах он пластиковый и годится только для ЧПУ-граверов, а вот в матричных в узел запрессовывают бронзовую втулку, так что деталь можно применять на металлообрабатывающих домашних станках.
  • Если предполагается монтаж печатного устройства, картридж от Canon является лучшим вариантом.

Картридж от Canon

  • Зубчатый приводной ремень – универсальный элемент, подходящий для любого устройства, где нужно передать усилие от шагового двигателя на площадку. И ремень узел скольжения можно найти в МФУ и сканерах и даже старых копировальных аппаратах от Эпсон.
  • Шаговый двигатель – обеспечивает движение бумаги. На старых матричных аппаратах и лазерных они мощнее, однако, и детали струйных принтеров можно использовать с толком. Кроме того, со старой машины можно снять двигатель вместе с контроллером и драйвером.
  • Концевые выключатели – обеспечивают контроль над качеством бумаги. Необходимая деталь для самодельного печатного устройства или станка.

Концевые выключатели

X-Y-Z

Устанавливаем Z на Y.

Устанавливаем боковые стенки портала и клеммную коробочку для кабелей.

Устанавливаем портал на раму.

Вот и все. Станок получился удобный, стройный, я бы даже сказал поджарый, ничего не торчит, к рабочему полю хороший доступ со всех сторон, никаких кожухов, которые чего-то там прикрывают, нет «гусениц» для проводов, все провода спрятаны. Кстати, в моем экземпляре контроллер тоже спрятан под стол, к станку подходит только шнур питания и кабель LPT порта от компьютера.

Даже если вы все кривовато выпилили и не очень точно просверлили отверстия, вы все равно сможете доработать станок, довести его до ума и заставить нормально работать. Потому что в этой конструкции все определяется заведомо точными покупными направляющими и приемлемой геометрической точностью прессованных профилей (параллельность и перпендикулярность граней). Тут в принципе нет сложно выполнимых посадок и жестких допусков на линейные размеры. Однако, само собой разумеется, чем точнее вы сделаете детали, тем лучше и для станка и для тех изделий, которые вы будете на нем выпиливать.

Собираем станок

В качестве основы станка используйте принтер — отличным вариантом является матричный девайс. Двигатели от подобной оргтехники можно установить абсолютно самостоятельно, к тому же они являются долговечными и малошумными. Помимо этого, обзаведитесь всеми необходимыми инструментами и мелкими деталями в виде саморезов, подшипников, дюралевых уголков, болтов и строительных шпилек. Среди инструментов вам понадобятся бокорезы, напильник, тиски, электрическая дрель, плоскогубцы, отвертка и ножовка.

  • На первом этапе возьмите и выпилите из фанеры два куска квадратной формы 370×370 мм, для боковых стенок, один 90×340 мм для передней и 340×370 мм для задней стенки.
  • Стенки для будущего станка необходимо скрепить, воспользовавшись саморезами. Для этого заранее сделайте отверстия с помощью дрели на расстоянии в 6 мм до края.
  • В качестве направляющих по Y-оси вам следует использовать дюралевые уголки. Сделайте шпунт 2 мм, чтобы прикрепить данные уголки к боковым стенкам корпуса станка на расстоянии в 3 см от его дна. Прикручивать уголки необходимо через центральную поверхность, прибегнув к помощи саморезов.
  • Для изготовления рабочей поверхности следует воспользоваться уголками длиной в 14 см. На болты снизу нужно закрепить один подшипник 608.
  • Проделайте выход для двигателя оси Y примерно в 5 см от дна. Также просверлите отверстие в передней стенке диаметром 7 мм, чтобы туда можно было просунуть подшипник опоры винта хода.
  • Что касается непосредственно винта хода, то сделать его можно из шпильки строительного типа. С мотором он будет взаимодействовать с помощью муфты. Последнюю можно сделать абсолютно самостоятельно.
  • Проделайте в гайке М8 отверстия, поперечник которых должен составлять 2.5 мм.
  • Для изготовления оси X необходимо воспользоваться стальными направляющими, найти которые можно в корпусе старого принтера. Оттуда же вытащите и каретки, которые будут надеваться на оси.
  • Основание Z-оси необходимо выполнить из такого материала, как фанера No6. Элементы фанеры зафиксируйте друг с другом при помощи ПВА-клея. Сделайте еще одну ходовую гайку.
  • Установите в станке с ЧПУ вместо шпинделя дремель, который будет иметь держатель, выполненный из кронштейна для доски. Проделайте снизу отверстие, поперечник которого должен быть равен 19 мм, чтобы туда можно было просунуть дремель. Далее следует фиксация кронштейна на саморезе к основанию оси Z.
  • Для изготовления опор, предназначенных для оси Z необходимо использовать фанеру с основанием 15 на 9 см. Верхняя и нижняя ее стороны должны быть равны 5×9 см. Под направляющие также нужно будет просверлить соответствующие выходы.
  • На последнем этапе вам нужно будет выполнить сборку оси Z с кронштейном дремеля, а также заняться его монтажом в корпус практического готового станка.

В целом, как видите, старый принтер может стать отличной основой для изготовления станка с ЧПУ. Конечно, если вашего мастерства и навыков для создания подобного оборудования не хватает, то лучше разберите старый девайс на комплектующие, которые могут понадобиться вам в будущем для ремонта нового принтера.

Что можно сделать из старого принтера

Старый принтер можно модифицировать и использовать для несколько других целей. В этом случае тоже понадобится и смекалка, и умение, однако результат порой бывает весьма интересный.

Что сделать из аппарата Canon или Эпсон, а судя по отзывам, это наиболее подходящая для модификации линейка МФУ и сканеров? Устройство для печати на толстых материалах. Основой чаще всего выступает струйный старый принтер.

Струйный старый принтер

  1. Снимают передний лоток, входной, боковые панели и корпус. Удаляют датчик подателя бумаги, но сохраняют.
  2. Снимают прижимные и центральный ролик, а также механизм очистки головки.
  3. Платформу с головкой удалить можно только резкой с помощью ручной шлифовальной машинки. Для такой работы нужно надеть зашитные очки и респиратор.
  4. Печатающую головку очищают.
  5. Затем шайбами и гайками настраивают необходимую ширину зазора. Чаще всего старый принтер используют для печати на текстолитах, тонких листах фанеры и тому подобном материале. Затем механизм очистки головки устанавливают на уголки.
  6. Датчиком подачи материала выступает фотосенсор с излучающим диодом. Для него и системы подачи вырезают из фанеры платформу соответствующей величины. В качестве направляющих для текстолита монтируются алюминиевые уголки. Лист подачи также изготавливают из алюминия.

А можно…?

Отвечаю сразу — МОЖНО! Все можно! Только нужно ли?

«А можно вместо четырех шариковых блоков поставить на каретку два? Будет почти в два раза дешевле» — Можно! Но я поставил четыре, и вам советую.

«А можно заменить обычные профили станочными? Будет лучше» — Можно! В каком-то смысле действительно будет лучше. Скажем так, будет лучше ровно на столько, на сколько, к примеру, станут лучше «Жигули», если поставить на них семнадцатидюймовые колеса от «Мерседеса», Но дороже будет, это точно!

«А можно для увеличения прочности заменить не внушающие доверия алюминиевые профили хорошими стальными?» — Можно! Если удастся подобрать подходящие по размеру, и при условии замены шариковых направляющих на 20-й типоразмер. Кстати и ремни нужно взять потолще, и двигатели помощнее, и, чего там мелочиться, лучше сразу на ШВП перейти.

«А можно такой станок сделать размером 2х3 метра, и чтобы 10 мм фанеру пилил со скоростью 600 мм/мин.?» — Можно! Только профили нужно брать станочные и крепить их к стальным сварным рамам, и ремни заменить зубчатыми рейками и моторы брать с редукторами, и прочее по мелочам.

«А можно вместо дорогих шариковых направляющих применить обычные шарикоподшипники, чтобы все так же ездило?» — Можно! Ездить будет! Но я все-таки разорился на рельсы и дорогие линейные подшипники, сами догадайтесь почему.

«А можно вместо импортных шариковых линейных направляющих использовать наши, отечественные, мебельные, или компьютерные?» — Можно! См. ответ на предыдущий вопрос.

«А вот у меня нет ни дрели, ни ножовки по металлу. Как быть?» — Займите у соседа или купите… лучше сразу готовый станок.

«Хочу построить такой же станок как у вас. Не могли бы вы: дать мне готовые чертежи, ткнуть носом, где продаются все комплектующие, отвести за руку к дяде, который выточит нужные детали, оказать помощь в изготовлении, сборке и настройке станка, консультировать, отвечать на вопросы, и вообще, всячески содействовать?» — Мог бы, если у вас хватит денег на все это содействие.

Такие, вот, дела.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации