Станок для создания печатных плат. ЧПУ фрезер Cyclone PCB Factory
ProUser.Me
Как сейчас помню, 23го февраля наткнулся на пост на тудее, где человек хотел гравировать печатные платы на 3д принтере. В комментариях посоветовали не мучать животинку принтер и обратить внимание на проект Cyclone PCB Factory.
Загорелся идеей. В последствии, в какой то момент я даже пожалею что взялся, но это будет сильно позже.
О собственном ЧПУ фрезере для печатных плат я мечтал очень давно, это была вторая хотелка после 3д принтера. Решил повторить проект, тем более что кое-что у меня в закромах уже было.
Оригинальный проект лежит на гитхабе.
Скачал файлы проекта и не долго думая принялся печатать детальки. Управился примерно за неделю. Распечатал все, кроме оси Z.
Подробных фотографий всех деталей не осталось. Кому-то делал скриншот настроек печати и результата. Сопло 0,4, высота слоя 0,24. Печатал и слоем 0,28 – вполне нормально печатает. 
Станок захотелось сделать цветным, поэтому разные детали печатал пластиком разного цвета. Пластик использовал ABS Prostoplast. Цвета космос, травяной зеленый, алеющий закат.
Лучше бы напечатал все серым космосом. Красный и зеленый оказались достаточно хрупкими и часть деталей дали трещины при сборке. Что-то вылечилось ацетоном, что-то заново перепечатал.
Комплектующие:
Три свободных шаговых двигателя у меня было, покупал их под проект 3д принтера, решил временно задействовать. 
Направляющие 8мм добыл из струйных принтеров, раздербанив несколько принтеров на органы. Шерстил местные комиссионки, авито. Донорами стали струйные принтеры HP по 100-200 рублей за штуку. Длинная направляющая пилилась на две части, на оси X и Z.
Прижим бумаги с которого я снял резиновые ролики пошел на ось Y. Длины как раз хватило чтоб обрезать по накатку. 
Линейные подшипники оставались с 3д принтера, принтер я перевел на бронзовые втулки в горошек.
В качестве электроники решил использовать одну из своих Arduino Uno на atmega328p. Докупил на Али плату cnc shield 3.0 для Arduino за 200 с копейками рублей.
Блок питания 12В из Леруа Мерлен. Покупал чтоб запитать три 12В галогенки, но он их не потянул. Пришлось отремонтировать трансформатор для галогенок Tachibra, а этот блок питания прижился на станочке.
На 3д принтер я поставил драйвера 8825, с принтера у меня остались a4988. Их и поставил на станок.
Подшипники 608ZZ заказал на Али, десяток за 200 с копейками рублей..
В качестве шпинделя планировал использовать свой китайский гравер GoldTool.
Резьбовые шпильки м8 достались с работы на халяву, остались с какого-то монтажа. Подобрал практически “с помойки”.
Пока печатался проект и ехали детали с Али, попросил знакомого мебельщика вырезать из МДФ основание и столик. Он не поленился и не пожалел обрезков, выпилил 2 основания и 2 столика. На фото один из комплектов.
Фанеры у меня в закромах не было, купить лист фанеры не позволило жадное животное. МДФ кстати подошел очень хорошо.
Начал собирать станок. Все бы ничего, но стандартные гайки на 13 проваливались и болтались внутри шестерни, гайки на 14 не лезли в шестерни. Пришлось 14е гайки вплавить в шестерни паяльником.
Шестерни или болтались на осях шагового двигателя, или не лезли.
Гайки винтов м3 прокручивались в посадочных гнездах.
Нашел у себя несколько квадратных гаек под резьбу м3 (разбирал когда-то какой-то штеккер, из него), которые идеально подошли и не прокручивались. На работе еще нашел таких штеккеров и пустил на гайки. В основном это крепления направляющих. Обычные гайки для резьбы м3 приходилось придерживать тонким жалом отвертки, чтоб не прокручивались.
Как-то собрал. Позже читая темы про Cyclone, наткнулся на переработанные детальки станка под метрический крепеж.
Из этого набора заново распечатал шестерни и крепление концевика по оси Z. Жаль мне не попался этот набор запчастей раньше. Печатал бы эти запчасти.
В надежде применить свой китайский гравер распечатал сначала одно крепление под дремель из комплекта, потом второе. Не подошло, мой гравер ни в одно не лез. Оригинальный же дремель, самый простой, стоил три с небольшим тысячи рублей. За что .
Лишние запчасти.
И еще, линейные подшипники в своих гнездах болтались как что-то в проруби.
Пришлось за тысячу с небольшим заказать на али 200Вт шпиндель с цанговым зажимом ER11. Удачно попал на скидки и использовал купон.
Пока ехал шпиндель, распечатал под него крепление из комплекта станка. И снова прокол, оно такое же ущербное. И ни слова про хомут для шпинделя.
После небольшой доработки крепление встало на станок, в него хорошо вошел шпиндель.
А вот подшипники на втулках Cargo пришлось из них убрать. Поставил китайские LM8UU
Отдельно хочется сказать про китайские подшипники 608zz. Подшипники с новья с люфтом. Ужасные. Одно что стоят сравнительно не дорого. У нас подшипники не искал.
Кстати подшипники в посадочные места вошли так же, как нечто в прорубь. В посадочных местах подшипники болтались. Не знаю, баг это или фича. В итоге на обоймы подшипников мотнул изоленты.
Китайские lm8uu и lm8luu от 3д принтера так же оказались хламом. В итоге на ось Y сделал подшипники скольжения на втулках Cargo 141091. Распечатал пластиковую обойму и в нее вставил по паре втулок. Получившиеся подшипники вставил в крепления.
На ось Z выбрал более менее живые lm8uu. На ось X верхний подшипник поставил lm8uu, а вместо двух нижних распечатал пластиковую обойму по размеру lm8luu и в нее вставил пару втулок Cargo.
Удачно я ими в свое время закупился. Пригодились.
Во время сборки станка я и пожалел, что взялся. Но, деваться было некуда, надо было проект завершать. Собрал. Запустил!
Еще немного фотографий процесса сборки.
Самое начало сборки. 
Каретка Х и ось Z. 
Вообще, на Thingiverse достаточно много моделей запчастей для этого станочка. Поэтому не стоит упираться в оригинальный проект.
В итоге вот что получилось 
Пример фрезеровки.
Файл подготовил под фрезу 0.2мм, но ее стало жалко. Вдруг сломал бы. В итоге на пробу нарезал рисунок фрезой 0.4мм на кусочке не фольгированного гетинакса. Проба пера, или фрезы.
В следующей статье более подробно расскажу про электронику станка, настройку прошивки, и наверное немного про ПО.
Подробнее.
ЧПУ фрезер Cyclone PCB Factory. Станок для гравировки печатных плат.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Как сейчас помню, 23го февраля наткнулся на пост на тудее, где человек хотел гравировать печатные платы на 3д принтере. В комментариях посоветовали не мучать животинку принтер и обратить внимание на проект Cyclone PCB Factory.
Загорелся идеей. В последствии, в какой то момент я даже пожалею что взялся, но это будет сильно позже.
О собственном ЧПУ фрезере для печатных плат я мечтал очень давно, это была вторая хотелка после 3д принтера. Решил повторить проект, тем более что кое-что у меня в закромах уже было.
Скачал файлы проекта и не долго думая принялся печатать детальки. Управился примерно за неделю. Распечатал все, кроме оси Z.
Подробных фотографий всех деталей не осталось. Кому-то делал скриншот настроек печати и результата. Сопло 0,4, высота слоя 0,24. Печатал и слоем 0,28 – вполне нормально печатает.
Станок захотелось сделать цветным, поэтому разные детали печатал пластиком разного цвета. Пластик использовал ABS Prostoplast. Цвета космос, травяной зеленый, алеющий закат.
Лучше бы напечатал все серым космосом. Красный и зеленый оказались достаточно хрупкими и часть деталей дали трещины при сборке. Что-то вылечилось ацетоном, что-то заново перепечатал.
Три свободных шаговых двигателя у меня было, покупал их под проект 3д принтера, решил временно задействовать.
Направляющие 8мм добыл из струйных принтеров, раздербанив несколько принтеров на органы. Шерстил местные комиссионки, авито. Донорами стали струйные принтеры HP по 100-200 рублей за штуку. Длинная направляющая пилилась на две части, на оси X и Z.
Прижим бумаги с которого я снял резиновые ролики пошел на ось Y. Длины как раз хватило чтоб обрезать по накатку.
Линейные подшипники оставались с 3д принтера, принтер я перевел на бронзовые втулки в горошек.
В качестве электроники решил использовать одну из своих Arduino Uno на atmega328p. Докупил на Али плату cnc shield 3.0 для Arduino за 200 с копейками рублей.
Блок питания 12В из Леруа Мерлен. Покупал чтоб запитать три 12В галогенки, но он их не потянул. Пришлось отремонтировать трансформатор для галогенок Tachibra, а этот блок питания прижился на станочке.
На 3д принтер я поставил драйвера 8825, с принтера у меня остались a4988. Их и поставил на станок.
Подшипники 608ZZ заказал на Али, десяток за 200 с копейками рублей..
В качестве шпинделя планировал использовать свой китайский гравер GoldTool.
Резьбовые шпильки м8 достались с работы на халяву, остались с какого-то монтажа. Подобрал практически ‘с помойки’.
Пока печатался проект и ехали детали с Али, попросил знакомого мебельщика вырезать из МДФ основание и столик. Он не поленился и не пожалел обрезков, выпилил 2 основания и 2 столика. На фото один из комплектов.
Фанеры у меня в закромах не было, купить лист фанеры не позволило жадное животное. МДФ кстати подошел очень хорошо.
Начал собирать станок. Все бы ничего, но стандартные гайки на 13 проваливались и болтались внутри шестерни, гайки на 14 не лезли в шестерни. Пришлось 14е гайки вплавить в шестерни паяльником.
Шестерни или болтались на осях шагового двигателя, или не лезли.
Гайки винтов м3 прокручивались в посадочных гнездах.
Нашел у себя несколько квадратных гаек под резьбу м3 (разбирал когда-то какой-то штеккер, из него), которые идеально подошли и не прокручивались. На работе еще нашел таких штеккеров и пустил на гайки. В основном это крепления направляющих. Обычные гайки для резьбы м3 приходилось придерживать тонким жалом отвертки, чтоб не прокручивались.
Как-то собрал. Позже читая темы про Cyclone, наткнулся на переработанные детальки станка под метрический крепеж.Из этого набора заново распечатал шестерни и крепление концевика по оси Z. Жаль мне не попался этот набор запчастей раньше. Печатал бы эти запчасти.
В надежде применить свой китайский гравер распечатал сначала одно крепление под дремель из комплекта, потом второе. Не подошло, мой гравер ни в одно не лез. Оригинальный же дремель, самый простой, стоил три с небольшим тысячи рублей. За что .
И еще, линейные подшипники в своих гнездах болтались как что-то в проруби.
Пришлось за тысячу с небольшим заказать на али 200Вт шпиндель с цанговым зажимом ER11. Удачно попал на скидки и использовал купон.
А вот подшипники на втулках Cargo пришлось из них убрать. Поставил китайские LM8UU
Отдельно хочется сказать про китайские подшипники 608zz. Подшипники с новья с люфтом. Ужасные. Одно что стоят сравнительно не дорого. У нас подшипники не искал.
Кстати подшипники в посадочные места вошли так же, как нечто в прорубь. В посадочных местах подшипники болтались. Не знаю, баг это или фича. В итоге на обоймы подшипников мотнул изоленты.
Китайские lm8uu и lm8luu от 3д принтера так же оказались хламом. В итоге на ось Y сделал подшипники скольжения на втулках Cargo 141091. Распечатал пластиковую обойму и в нее вставил по паре втулок. Получившиеся подшипники вставил в крепления.
На ось Z выбрал более менее живые lm8uu. На ось X верхний подшипник поставил lm8uu, а вместо двух нижних распечатал пластиковую обойму по размеру lm8luu и в нее вставил пару втулок Cargo.
Удачно я ими в свое время закупился. Пригодились.
Во время сборки станка я и пожалел, что взялся. Но, деваться было некуда, надо было проект завершать. Собрал. Запустил!
Еще немного фотографий процесса сборки.
Самое начало сборки.
Вообще, на Thingiverse достаточно много моделей запчастей для этого станочка. Поэтому не стоит упираться в оригинальный проект.
В итоге вот что получилось
Файл подготовил под фрезу 0.2мм, но ее стало жалко. Вдруг сломал бы. В итоге на пробу нарезал рисунок фрезой 0.4мм на кусочке не фольгированного гетинакса. Проба пера, или фрезы.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
ЧПУ фрезер Cyclone PCB Factory. Электроника, настройка прошивки GRBL 1.1f и немного про софт.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Немного помучившись со всякими мелочами, я его собрал.
На очереди была прошивка платы arduino, настройка прошивки, подключение электроники, концевых выключателей и шаговых двигателей.
Начну с прошивки.
В оригинальном проекте была использована какая-то специфичная плата, соответственно и ссылка на прошивку была под эту плату. Я же под имеющуюся у меня arduino uno на atmega 328p купил CNC Shield v3.0. Это пожалуй самое бюджетное решение. Картинка бутерброда из интернета.
С ее помощью, выбрав ком порт и тип платы, пролил GRBL в Arduino буквально в несколько кликов мышкой.
Плата CNC Shield v3.0 разрабатывалась под версию прошивки 0.9, в более поздних версиях прошивки автор сделал одно изменение – поменял порты местами, для того чтоб иметь возможность регулировать скорость шпинделя через pwm. При этом концевик по Z переехал на Spn En.
Для того чтоб было более наглядно, вот картинка с правильным расколожением подключения концевиков.
В остальном все совпадает.
После установки драйверов шагового двигателя, а у меня это a4988 высвободившиеся после замены их на принтере на 8825, надо отрегулировать ток на драйверах. Сложности это не представляет, статей тьма.
Подключить шаговые двигатели на разъемы X Y Z сложности так же не представляет. Если двигатель крутится не в ту сторону, надо всего лишь перевернуть разъем.
Итак, концевики и шаговые двигатели подключены, приступим к настройке прошивки.
С помощью putty, можно с помощью встроенного терминала в ардуино, настроив COM порт и нужную скорость подключиться к мозгам чпу станка.
С этого момента ленивые могут дальше не читать и просто перенести настройки к себе на станок.
Напомню конфигурацию своего станка: шаговые двигатели 17hs4401S – шаг 1,8 градуса, 200 шагов на оборот.
Ходовые винты – шпилька М8 из строительного магазина. Концевик по оси Z сверху. Драйвера a4988 с делением шага 16.
$$ – выводит все параметры сохраненные в eeprom
$100=2560 – количество шагов на мм по оси X
$101=2560 – количество шагов на мм по оси Y
$102=4800 – количество шагов на мм по оси Z
Как расчитал? Легко.
200 шагов на оборот, перемножил на 16 – микрошаг. Разделил на шаг резьбы 1,25 – это стандартный шаг резьбы.
200*16/1,25=2560 шагов на мм.
Тут у нас 2 шестерни с разным количеством зубов: 8 на ШД и 15 на ходовом винте.
1,875 оборота должен сделать шаговый двигатель, чтоб ходовой винт повернулся на 1 оборот.
2560*1.875=4800 шагов на мм.
Заносим конфигурацию в прошивку.
Заносим программные пределы для перемещений:
$130=200.000 ось X
$131=100.000 ось Y
пределы определил двигая оси по сантиметру от начала до конца и смотрел на сколько в итоге можно продвинуть ось.
Максимальные ускорения мм/сек^2
Максимальные скорости перемещения, мм/мин
Со максимальными скоростями и ускорением можно поиграться. Я пока оставил так.
$3=0 (бинарное число для инвертирования движения по осям:00000ZYX, где для инверсии например оси Z надо вбить двоичное число 00000100, только сначала перевести его в десятичный вид) По-моему проще перевернуть разъем на шаговом двигателе, но вот так можно и программно. Вооружаемся виндовым калькулятором в режиме программист, вводим в бинарном режиме и переводим число в десятичный вид.
Концевики или головная боль.
На настройку концевиков у меня ушло пара или тройка вечеров. Не смог быстро найти доступным языком написанную инструкцию. И не сразу понял логику работы.
Для начала надо включить концевики. Делается это командами
$21=1 (включить аппаратные концевики)
$22=1 (включить программные концевики)
Концевики я включил и начал двигать осями. При касании концевика станок ругался и халтился, помогали только аппаратные и программные ресеты. Так со всеми 3мя осями.
На сразу до меня дошло что концевики работают только для режима парковки! Команда $H
Во всех других случаях срабатывание концевика аварийная ситуация !
$24=25.000 скорость точной подачи для парковки, мм/мин
$25=250.000 скорость ускоренной подачи для парковки, мм/мин
$27=3.000 расстояние в мм на которое надо отойти оси, чтоб разомкнулся концевик
И еще один важный параметр
$23=3 направление парковки осей. Вводим команду парковки $H и смотрим куда движутся оси. В моем случае ось Z вместо того чтоб ехать вверх, поехала вниз. По аналогии с описанием $3 двоичное число 00000100 при переводе в десятичный вид становится числом 3.
Вот так я настроил свой станочек.
Остальное можно не трогать.
Картинка с настройками была выше, но я ее еще раз повторю
Вдогонку, как очистить конфигурацию eeprom grbl.
$RST=* сбросит абсолютно все настройки в настройки по умолчанию
$ RST=$ сбросит все настройки в настройки $$ по умолчанию, в случае если где-то сильно напортачили
Что касается программ по управлению ЧПУ станком с могзами на Arduino и прошивкой GRBL:
Лично мне понравился GrblController
хотя рабочие все 3. Все 3 я ставил, все 3 работали.
Станок у нас собран, настроен, программа для управления станком установлена. Но что дальше .
О самом главном, как и чем сформировать g-code для станка, пожалуй постараюсь коротко рассказать в следующей записи. По крайней мере постараюсь показать один из вариантов.
Чуть не забыл еще об одной электрической тонкости.
Даже с учетом того что шпиндель у меня питался от отдельного источника питания, если я пытался запустить какую-нибудь команду на станок ПРИ ВКЛЮЧЕННОМ ШПИНДЕЛЕ, станок начинал двигать осью а потом намертво вис. При этом С ОТКЛЮЧЕННЫМ ШПИНДЕЛЕМ проблем не возникало.
Избавиться от помех удалось соединив минус источника питания шпинделя с корпусом шпинделя. Экранировал 🙂
Обратите внимание на желтый провод на картинке
