Архив Галактики

Самодельный станок с ЧПУ как часть школьного технопарка

Леонид Захаров's blog / 06.03.2016

В обсуждении предыдущего поста возник интерес к конструкции простого и бюджетного станка с числовым программным управлением (ЧПУ). Готов поделиться опытом постройки такого аппарата. Я думаю, что этот интерес неслучаен. В последнее время бурное развитие робототехники и интерес к ее изучению привели к тому, что появилось немало конструкторов и даже готовых аппаратов, призванных удовлетворить этот интерес. Однако работа с готовыми роботами или даже конструкторами ставит пользователей в определенные рамки. Кроме того, стоимость таких устройств достаточно высока. Разработка же собственных конструкций позволяет приобрести бесценный опыт и привить интерес к конструкторской деятельности. Особенно это касается учреждений дополнительного образования детей. По моему глубокому убеждению, в каждом кружке робототехники и радиоэлектроники в обязательном порядке должны быть станки с ЧПУ для изготовления печатных плат и для изготовления деталей из плоских материалов. Для изготовления объемных деталей прекрасно подходят 3D принтеры.
Как пишет на форуме Галактики Сергей Косаченко, чтобы дети увидели работу ЧПУ станка, педагоги водят их на экскурсию в технопарк или фаблаб. А можно, по мнению других педагогов в целях «социализации учащихся, профподготовки, развития навыков конструирования», собрать прототипы обрабатывающих станков в школе. Эту же идею развивает Юрий Дерышев, предлагая использовать станок с ЧПУ для проведения творческих проектов (например, «Раздаточный материал для начальной школы»).
Т.е. такие станки нужны не только в дополнительном образовании, но и в школе важно развивать технопарк.

Кроме того, я уверен, что станки должны быть самодельными, потому что вид такого устройства часто вдохновляет людей на собственные свершения, в том числе и детей — если кто-то смог, смогу и я, все в моих руках.

Предыстория
Мой коллега увидел недостроенный и заброшенный станок ЧПУ. У него возникла мысль построить свою версию станка, только проще и быстрее. Однако до реализации замысла дело не доходило из-за того, что он просто не знал, с чего начать и что использовать. Изучив разные конструкции в интернете, он никак не мог на чём-то остановиться – одни модели дорогие, у других не нравилась конструкция. Посмотрев на его мучения, я ему нарисовал чертёж такого станка. Договорились, что в станке временно будет использоваться мой гравер-дремель. Не назову мою версию оригинальной, т.к. все простые станки ЧПУ принципиально похожи друг на друга. Различаются станки ЧПУ, в основном, способом перемещения по осям: либо перемещается рабочий орган, либо обрабатываемая деталь. Этим они похожи на 3D принтеры. В своей модели ориентировался на уже реализованные и описанные в интернете конструкции. Мы договорились, что за мной — технические идеи и помощь в виде ручного труда в случае какой-нибудь проблемы, а также, когда необходим опыт использования ручного инструмента. Было решено, что станок будет "пробным шаром" для определения проблем и недостатков, которые можно будет устранить в следующей версии. Постройка началась. Электроникой станка и практическим воплощением занимался мой коллега - Дмитрий Мязин.
Собран из следующих деталей и материалов:
- деревоплита 400х1200,
- брусок 30х40 (4000 мм),
- мебельные направляющие, полновыкатные
- три мотора от списанных принтеров НР (1200-1100),
- три подшипника,
- резьбовые штанги 8 мм (1400 мм),
- плата Arduino и шилд с драйверами для 3 шаговых двигателей,
- при сборке использовался клей ПУР-501, саморезы.
Рабочее поле 400Х400мм.

Станок получился вполне бюджетный. Если собирать его "с нуля", т.е. покупать все детали, то примерная стоимость в ценах 2016 года будет 5 тыс.р + стоимость дремеля. Мы собирали в основном из того, что уже было в наличии, бывших в употреблении деталей, поэтому нам станок обошелся вдвое дешевле.

Процесс коллективной работы над станком хорошо передаёт пошаговый фотоотчет.































Видео работающего станка - https://youtu.be/Hfa71ZySauQ

В планах описать опыт использования этого станка, а также рассказать о выявленных недостатках и методах их устранения.