Фрезерный станок CNC3040-T1-B

Под Новый Год захотелось странного — металлического станка, на который можно было бы установить систему охлаждения фрезы, дабы можно было металл обрабатывать. Не то чтобы у меня станков нет — они у меня есть, но все сделаны из пластика, фанеры и ДВП.
От жидкости их и вспучить запросто может.
Дальше много текста и картинок.

Совсем игрушечные станки были отброшены сразу — тут и подвижный стол, и шпиндель никакой, куча пластиковых деталей, и жесткости не видно. Чуть серьезнее игрушки оказались не намного дороже — в районе 350-400 евро включая доставку. Они, конечно, тоже игрушки — но немного серьезнее.
Дальше были муки выбора: или станок 3040 — вроде как большеватый для моих нужд, или 3020 — хороший размерчик, но оси диаметром 12мм вместо 16 мм и стоит всего на 50 евро дешевле.
Жаба в сторонке ухмылялась — за те же деньги лучше всего побольше и можно без хлеба ©.
Тут в дело вмешался шеф и положил жабу на обе лопатки, заодно прервав муки выбора. Пришло сообщение — фирма в его лице решила подарить мне станок на рождество (в Финляндии это 25 декабря). Для фирмы из двух работающих развлекающихся пенсионеров — это царский подарок.
Станок был заказан 17 декабря на мой домашний адрес, 23 декабря в дверь позвонил почтальон и вручил серьезных размеров ящик. При этом попросил слишком рано не радоваться и принес еще один, размером даже поболее.
Судя по надписи на коробке, материал, из которого изготовлен станок — «люминий, самый легкий из железов». И это не иначе как гравировальный станок.

Мда, 400 ватт и довольно-таки низкобортный шпиндель (всего 8000 об/мин) и шаговики NEMA23 так и располагают к неспешной гравировке по бальзе.
Что продавец пишет об этом чуде (скопировано, не отвечаю ни за грамматику, ни за содержание):

Technical Parameters

• 3040T triaxial engraving machine part parameters:
• Effective working travel: 300(X)mm*400(Y)mm*60(Z)mm


• Shape dimension: 610x480*400mm
• Max.workpiece dimension: 60mm
• Work table dimension: 320mm*530mm
• Frame materials: aluminum alloy 6063 and 6061
• Leadscrew: 1404 double thread Trapezoidal screws

Driving units

• X axis 1404 trapezoidal screws
• Y axis 1404 trapezoidal screws
• Z axis 1404 trapezoidal screws

Sliding units

• X axis Dia.16mm chrome plate shafts
• Y axis Dia.16mm chrome plate shafts
• Z axis Dia.12mm chrome plate shafts

Stepping motor: type 57 two-phase 1.8A
Spindle motor: 400w dc motor 500~8000PRM/Min
Principal axis collet: ER11 / 3.175 mm
Repeat accuracy: 0.05mm
Spindle precision: radial beat acuities 0.03 mm
Control unit: triaxial one-piece drive + ring variable power + PWM speed
Carving Instructions: G-code/.tab /.nc / .ncc/.txt
Communication interface: through parallel connection with computer
environment: windows XP / win7, 32bits system
Maximum Idle speed:1500mm/min
Working Speed: 50-1500mm / min (different materials differ)
Machine weight: 28KG

Ну да ладно, все это присказки, сказка будет впереди.
Итак, имеем 2 ящика — один весом 14.16 кг, второй — 16.64 кг.



Открываем коробку побольше — сверху лежит диск с кучей программ под Windows — ArtCAM, AutoCAD, CopperCAM, MACH3 и что-то еще подобное. Из того, для чего не нужна лицензия — Adobe Reader и краткое руководство по применению фрез на китайском языке.

Есть очень бледная копия брошюры — ожидал увидел что-то типа руководства по станку, вместо этого — очень краткое руководство по ArtCAM. С учетом, что с Windows я давно не дружу, для меня все это богатство бесполезное.
Дальше извлекается контроллер станка и каретка со шпинделем. Упаковано добросовестно — каждый шаговик упакован в собственный фанерный ящичек.

Висящие оси диаметром 16 мм, линейные подшипники.



Оси не врезаны, а просто висят на болтах — не очень правильно.

Щеточный шпиндель судя по описанию 400 Ватт, диаметр 52 мм, для обдува сверху на оси закреплен пластиковый вентилятор. На оси Z использованы оси 12 мм.

Зажимной патрон R11 с единственной цангой 3.175 мм — рекомендую сразу озаботиться хотя бы 6 мм цангой.

В той же коробке нашлись провода и замотанные винтики и инструменты.

Любуемся на на каретку и ставим ее в сторонку.

Во второй коробке лежала станина и стальные желоба.

Шаговик так же упакован в собственную коробочку.



Внутри станины упрятаны провода в гибких кабельных каналах.


Крупным планом подшипники и ведущий винт.



Настало время распаковать пакетики, где обнаруживается пара ключей — очевидно, для патрона, шестигранники — скорее декорация, нежели инструмент — металл настолько мягкий, что их лучше сразу выбросить.

Кроме того, 4 прижима для заготовки и небольшая кучка гаечек и болтиков, частично их сразу используем для крепления каретки.

Какие куда — на Ваш вкус. Самому маленькому применения не нашлось.

Прикручиваем 2 стальных желобка и на этом сборка механики завершена.

Выбираем на свой вкус пару отверстий и крепим кабельный канал.


Этим винтикам применения не нашлось.

Дело подходит к кабелям. С прискорбием (и поспешностью) обнаруживается отсутствие фиксирующих пружинок на разъеме.

Роемся по сусекам, находим подходящие и устанавливаем.


Разворачиваем станок,

распаковываем второй пакетик и находим там якобы отсутствующие пружинки с запасными предохранителями и щетками, а так же гравировальные V-фрезы — у нас же гравировальный станок?

Больше никаких фрез в комплекте нет. Да оно и правильно — кто же знает, какие фрезы Вы больше любите в это время суток?

Теперь посмотрим, что же там за громадный контроллер.



После Ардуиновского CNC шилда с тремя 2-х амперными драйверами на борту и приклеенными скотчем к микросхемам сверхминиатюрными радиаторами эта конструкция внушает почтение. Размерами :)

По-моему мнению, чтобы сломать 3 мм фрезу вполне достаточно NEMA17 и тока полтора ампера. А тут NEMA23 и супер-пупер драйверы. И по информации продавца — ток 1.8А. Красиво жить не запретишь!

В корпусе обнаруживаются 2 блока питания — на 24 вольта для шаговых двигателей и 48 для шпинделя, 3 драйвера и плата для подключения к LPT порту.

Напряжение для шпинделя регулируется резистором в диапазоне 0...48 Вольт.

Об дистанционном управлении речи нет — да и нужно ли оно для непрофессионального станка?
Кто действительно рассчитывал на мощность шпинделя 400 Ватт — могут обломиться. Источник питания может выдать только 350.

Драйверы, 3 штуки, с солидными радиаторами во всей красе.

Описания именно этих драйверов я нигде не нашел, поэтому что означают положения переключателей — не в курсе.

Драйверы выполнены на базе очень популярных Toshiba TB6560AHQ, пиковый ток 3.5А, максимальное напряжение 40В.

Так же на плате обнаружены ПЛМ GAL16V8D, LDO на 3.3В и оптопары — медленная на ENABLE — который даже к разъему не подключен и быстрые на STEP и DIRECTION. Впрочем, последние в данной конструкции тоже бесполезны — плата интерфейса не имеет изолированного питания и подключена к тому же 24 вольтовому источнику питания, что и драйверы.

Плата интерфейса на редкость убога — к LPT подключены только драйверы и кнопка аварийного отключения. Оптроны для подключения концевиков не установлены. Вентилятор запитан от 24 Вольт, зачем на плате 12-Вольтовый стабилизатор — загадка.

Разводка разъема может показаться странной:

X Axis Step 16
X Axis Dir 17
Y Axis Step 4
Y Axis Dir 5
Z Axis Step 6
Z Axis Dir 7

Обычно на такого рода платах установлен изолированный источник питания и реле управления шпинделем, но на этой такого нет.
Неужели «в то время, как наши космические корабли бороздят просторы вселенной» © мы будем использовать параллельный порт? Пожалуй, нет. Возьмем самую дешевую Ардуино нано, прошьем GRBL и начнем честную жизнь, используя USB и bCNC.


Настойки можно взять отсюда — концевики и пробник еще не установлены и, соответственно, не сконфигурированы:

#ifdef DEFAULTS_CNC4030
  #define DEFAULT_X_STEPS_PER_MM 400.0
  #define DEFAULT_Y_STEPS_PER_MM 400.0
  #define DEFAULT_Z_STEPS_PER_MM 400.0
  #define DEFAULT_X_MAX_RATE 2000.0 // mm/min
  #define DEFAULT_Y_MAX_RATE 2000.0 // mm/min
  #define DEFAULT_Z_MAX_RATE 160.0 // mm/min
  #define DEFAULT_X_ACCELERATION (30.0*60*60) // 10*60*60 mm/min^2 = 10 mm/sec^2
  #define DEFAULT_Y_ACCELERATION (30.0*60*60) // 10*60*60 mm/min^2 = 10 mm/sec^2
  #define DEFAULT_Z_ACCELERATION (5.0*60*60) // 10*60*60 mm/min^2 = 10 mm/sec^2
  #define DEFAULT_X_MAX_TRAVEL 300.0 // mm NOTE: Must be a positive value.
  #define DEFAULT_Y_MAX_TRAVEL 400.0 // mm NOTE: Must be a positive value.
  #define DEFAULT_Z_MAX_TRAVEL 55.0 // mm NOTE: Must be a positive value.
  #define DEFAULT_SPINDLE_RPM_MAX 1000.0 // rpm
  #define DEFAULT_SPINDLE_RPM_MIN 0.0 // rpm
  #define DEFAULT_STEP_PULSE_MICROSECONDS 10
  #define DEFAULT_STEPPING_INVERT_MASK 0
  #define DEFAULT_DIRECTION_INVERT_MASK 7
  #define DEFAULT_STEPPER_IDLE_LOCK_TIME 25 // msec (0-254, 255 keeps steppers enabled)
  #define DEFAULT_STATUS_REPORT_MASK 1 // MPos enabled
  #define DEFAULT_JUNCTION_DEVIATION 0.01 // mm
  #define DEFAULT_ARC_TOLERANCE 0.002 // mm
  #define DEFAULT_REPORT_INCHES 0 // false
  #define DEFAULT_INVERT_ST_ENABLE 0 // false
  #define DEFAULT_INVERT_LIMIT_PINS 0 // false
  #define DEFAULT_SOFT_LIMIT_ENABLE 0 // false
  #define DEFAULT_HARD_LIMIT_ENABLE 0  // false
  #define DEFAULT_INVERT_PROBE_PIN 0 // false
  #define DEFAULT_LASER_MODE 0 // false
  #define DEFAULT_HOMING_ENABLE 0  // false
  #define DEFAULT_HOMING_DIR_MASK 0 // move positive dir
  #define DEFAULT_HOMING_FEED_RATE 25.0 // mm/min
  #define DEFAULT_HOMING_SEEK_RATE 500.0 // mm/min
  #define DEFAULT_HOMING_DEBOUNCE_DELAY 250 // msec (0-65k)
  #define DEFAULT_HOMING_PULLOFF 1.0 // mm
#endif

Скромно, но со вкусом. Настоятельно не рекомендую делать длинные провода от Ардуино до платы интерфейса во избежание проблем с помехами — 20 см вполне хватит. И резисторы на землю на схеме не просто так — без них двигателя страшно рычат, если USB отключен или при сбросе Ардуино.
Теперь попробуем нашего подопечного немного до ума довести. В первую очередь добавим концевики по осям X и Y.


Будет полезно при смене инструмента или использовании разных программ обработки на одной заготовке. На оси Z от концевика проку мало — заготовка и жертвенная подкладка могут быть разной толщины. А вот пробник, пожалуй, будет полезен, особенно если собираетесь печатные платы фрезеровать — можно будет построить карту поверхности.
В разъемах кабеля есть свободные контакты — к ним и добавим 6 проводов (в синей термоусадке).


Сделаем орошение фрезы для работы с металлом ссылка — а то что это за жизнь, без пианины? :) ©

Тут нам наш новый станок и пригодится — сам себе поможет.


Надежно, добротно, хорошо! ©

Ну и чтобы без шума и пыли дерево фрезеровать — неплохо бы обзавестись «пыльным ботинком».

К нему без циклона не подойдешь — я как-то попробовал ненужным бытовым пылесосом циклонного типа воспользоваться — хватило на 10 минут до того, как все его фильтра напрочь забились. С гаражным пылесосом, кроме шума и неумеренного потребления энергии таких проблем нет.
Если у Вас есть 3D принтер и углекислотный лазерный резак, то они вполне могут пригодиться.



На этом пока остановимся в ожидании новых посылок с разными полезняшками, а продолжим или нет — жизнь покажет.

PS. Автор не является специалистом в механике или металлообработке, поэтому может чистосердечно заблуждаться. Для меня это просто хобби и развлечение.

Минусов за такую цену не обнаружено.
Если их сформулировать — то это будет списком отличий профессионального станка с совершенно другой ценой от полезной игрушки.

С Новым Годом всех заглянувших!