Изготовление чпу фрезерного станка своими руками. Как сделать ЧПУ-ссылки: пошаговая инструкция
Сложная обработка различных материалов давно перестала быть уделом заводских цехов. Еще двадцать лет назад, максимум, что могли себе позволить домашние мастера – это фигурное выпиливание лобзиком.
Сегодня, ручные фрезеры и режущие лазеры можно запросто купить в магазине бытового инструмента. Для линейной обработки предусмотрены различные направляющие. А как быть с вырезанием сложных фигур?
Элементарные задачи можно выполнить с помощью шаблона. Однако такой способ имеет недостатки : во-первых, надо изготовить собственно шаблон, во-вторых, у механического лекала есть ограничения по размеру закруглений. И наконец, погрешность таких приспособлений слишком велика.
Выход давно найден: станок с ЧПУ позволяет вырезать из фанеры своими руками такие сложные фигуры, о которых «операторы лобзиков» могут лишь мечтать.
Устройство представляет собой систему координатного позиционирования режущего инструмента, управляемую компьютерной программой. То есть, обрабатывающая головка движется по заготовке, в соответствии с заданной траекторией. Точность ограничена лишь размерами режущей насадки (фреза или лазерный луч).
Возможности таких станков безграничны. Существуют модели с двухмерным и трехмерным позиционированием. Однако стоимость их настолько высока, что приобретение может быть оправдано лишь коммерческим использованием. Остается своими руками собрать ЧПУ станок.
Принцип работы координатной системы
Основа станка – мощная рама. За основу берется идеально ровная поверхность. Она же служит рабочим столом. Второй базовый элемент – это каретка, на которой закрепляется инструмент. Это может быть дремель, ручной фрезер, лазерная пушка – в общем, любое устройство, способное обрабатывать заготовку. Каретка должна двигаться строго в плоскости рамы.
Для начала рассмотрим двухмерную установку
В качестве рамы (основы) для станка ЧПУ, сделанного своими руками, можно использовать поверхность стола. Главное, после юстировки всех элементов, конструкция больше не перемещается, оставаясь жестко прикрученной к основе.
Для перемещения в одном направлении (условно назовем его X), размещаются две направляющих. Они должны быть строго параллельны друг другу.
Поперек устанавливается мостовая конструкция, также состоящая из параллельных направляющих. Вторая ось – Y.
Задавая вектора перемещения по осям X и Y, можно с высокой точностью установить каретку (а вместе с ней и режущий инструмент) в любую точку на плоскости рабочего стола. Выбирая соотношение скоростей перемещения по осям, программа заставляет инструмент двигаться непрерывно по любой, самой сложной траектории.
Мир интернета стремительно развивается и покоряет все новые вершины. Миллионы сайтов, сервисов и служб рады принять очередного пользователя на своих страницах. Создано огромное количество адресов, которые генерируются автоматически. И не всегда их удобно читать и запоминать. К тому же бессмысленный набор символов плохо ранжируется поисковыми системами. Вследствие этого возникла необходимость ввести реализацию кода таким образом, чтобы он мог предстать в более удобном и приятном глазу пользователя виде.
Поэтому в мире веб-разработок появился термин ЧПУ-ссылки. О том, что это такое и как его реализовать, пойдёт речь в статье.
Что такое ЧПУ-ссылки
Вообще, ЧПУ - слово жаргонное, означающее человекопонятный урл. УРЛ - заимствование от английского URL, единообразного локатора ресурса. Человекопонятный, в свою очередь, означает набор символов в адресной строке, который удобно и легко воспринимается. Например, генерируемый адрес страницы может выглядеть так: http://example.com/index.php?page=name. Не очень понятно смотрится и не показывает структуру сайта. Присутствуют знаки, не несущие смысловой нагрузки и неясно, что значит страница и имя.
Следующий адрес может выглядеть так: http://example.com/products/new/boat. Здесь понятно, что речь о продукции, причём новой, а конкретно - о лодке. Это и есть человекопонятный урл. Он гораздо лучше индексируется поисковыми системами и показывается в выдаче выше остальных. А человек, посетивший сайт, сможет понять, что зашёл именно в нужный раздел.
Однако у ЧПУ-ссылок есть некоторые ограничения. Например, в адресе нельзя использовать русские символы. Они при этом заменяются на числовое значение и знак процента. Поэтому отечественные разработчики используют транслитерацию русских слов в латиницу. Например, так - oborudovanie или produkcia. Также автоматически сформированная ЧПУ-ссылка может увеличить общую длину строки.
Для реализации транслитерации и преобразования к человекопонятным урлам используются специальные средства. Доступны они, как правило, в системах управления контента - CMS. Создание ЧПУ-ссылок происходит в них автоматически, на основе названия товара, статьи или блога, а также раздела, в котором он размещён. В итоге, при создании новой записи, добавления товара формируется человекопонятный урл, который хорошо воспринимается и людьми, и машинами.
Как сделать ссылки ЧПУ в популярных CMS
CMS — система управления, контентом, которая в удобном и простом интерфейсе позволяет в короткие сроки создать полноценный сайт. Функционал расширяется за счёт наличия большого количества готовых шаблонов, модулей и плагинов. Это позволяет человеку далёкому от языков программирования PHP, JavaScript, HTML и смежных им, быстро создать свой собственный сайт или блог.
Практически все системы управления контентом обладают отличным набором инструментов в виде плагинов для создания ЧПУ. Стоит подробнее рассмотреть наиболее распространённые из них.
- WordPress — самая популярная, по статистике, система управления контентом. Она установлена на большинстве известных блогов и сайтов. Славится простотой освоения и установки.
- Joomla — популярна меньше, но все же активно используется среди разработчиков. Обладает хорошим функционалом, выбором компонентов, плагинов и модулей.
- OpenCart — отдельный проект для создания интернет-магазинов. Внутренне напоминает любую CMS, но «заточен» под решение узкого круга задач.
ЧПУ-ссылки в WordPress — простота реализации
WordPress является, наверное, самой простой системой управления контентом. Она способна значительно упростить создание сайта или блога с нуля за короткое время.
Настройка ЧПУ в WordPress проста и сводится в основном к скачиванию и установке плагина Cyr-To-Lat. Он служит для преобразования кириллических строк в латиницу.
Для начала стоит его найти и скачать. Делать это лучше с официального сайта WordPress. Так можно избежать вероятности попадания в плагин вредоносного или рекламного кода.
- После скачивания архива его нужно распаковать.
- Затем надо переместить эту папку в раздел wp-content ->plugins. Делается это, как правило, с помощью любого доступного FTP менеджера.
- Теперь нужно зайти в административную панель WordPress, введя логин и пароль.
- В разделе «Плагины» надо найти Cyr-To-Lat и активировать его. Плагин теперь установлен в системе и включен.
- Для этого надо перейти в «Параметры», и там зайти в «Постоянные ссылки».
- В общих настройках есть несколько шаблонов, по которым можно построить внешний вид ссылки. Рекомендуется использовать тип «Произвольно», позволяющий настроить все, как необходимо. Самая простая конструкция для такого шаблона - /%category%/%postname%/. Она означает, что в адресной строке будет выводиться категория, а затем название поста.
- А потом уже Cyr-To-Lat преобразует все это в латиницу. В результате, получится красивая и понятная ЧПУ-ссылка в WordPress.
Помимо Cyr-To-Lat, можно использовать и аналоги, которые присутствуют на официальном сайте. Например, такие — WP Translitera, ACF: Rus-To-Lat, Rus-To-Lat Advanced. Установка данных плагинах похожа, поэтому останавливаться на них отдельно не имеет смысла.
ЧПУ в Joomla, несколько вариантов создания
Joomla немного более сложная система управления контентом. Так же, как и WordPress обладает свойством создавать сайты и блоги в короткие сроки. Она имеет обширный функционал и гибкость. Далее, нужно описать как сделать ссылки ЧПУ в данной CMS.
Joomla изначально обладает встроенным функционалом для создания человекопонятных урлов. ЧПУ-ссылки в Joomla 3 можно включить на странице общих настроек в разделе «Настройки SEO». Пункт «Включить SEF (ЧПУ)» должен быть установлен в положение «Да». Таким образом ссылки будут преобразованы в более понятный вид.
Здесь же можно дополнительно установить перенаправление урлов, путем создания ЧПУ-ссылки в htaccess. Этот файл выполняет роль конфигурационного хранилища веб-сервера Apache. В нем можно с помощью регулярных выражений и директивы RewriteRule изменить преобразование ссылки в нужный урл. Главное отличие такого подхода - гибкость. Можно привести ссылки практически к любому виду.
Пункт «Добавлять суффикс к URL» приставляет в конце строки расширение документа. Например, html. Данное расширение мало интересует рядового посетителя сайта, поэтому опцию можно оставить в положении «Нет».
Алиасы в Unicode - данный пункт проводит транслитерацию названия материала в латиницу. Это нужно для того, чтобы вместо русских букв или других символов не отображалось нечто несуразное и нечитаемое.
Альтернативные компоненты для Joomla
Реализовать генератор ЧПУ-ссылок в Joomla также можно с помощью различных компонентов. Например, один из популярных - JoomSEF. Он распространяется бесплатно и лучше скачивать его с официального сайта Joomla.
В её функционал, помимо преобразования урлов в ЧПУ, имеется набор для генерирования метаданных, поисковых машин, ключевых слов, а также управления дублирующимися страницами. Стоит отметить имеющуюся поддержку кодировки UTF-8 и настройку страницы 404 по своему усмотрению.
В Joomla 3 возможны три способа установки: загрузкой напрямую с компьютера, из каталога сайта и посредством передачи ссылки на него.
Для первого варианта файл придётся скачать. Затем выбрать в меню административной панели CMS в «Расширения» и перейти в «Менеджер расширений». С помощью кнопки «Выберите файл» надо показать системе подготовленный архив и установить его.
Второй вариант используется редко. А вот третий является самым удобным из них, так как не требует скачивания. Достаточно всего лишь скопировать ссылку на JoomSEF и указать его в поле «Установить из URL» на одноимённой вкладке. Система сама проверит его наличие и при соответствии всех параметров установит.
Стоит отметить, что для полноценной работы дополнения, нужно чтобы пункты «Включить SEF», «Перенаправление URL» и «Добавлять суффикс к URL» в настройках SEO были переведены в положение «Да».
Установленный компонент сразу же внедрится в систему в активном режиме и начнёт свою работу. А именно, преобразует все имеющиеся ссылки в более эстетичный вид.
JoomSEF обладает большим количеством настроек и опций. С их помощью можно очень тонко привести все ссылки сайта практически к любому необходимому виду.
JBZoo и человекопонятный урл
Компонент JBZoo представляет собой универсальный и мощный инструмент для создания интернет-магазинов, каталогов, блогов и просто сайтов-визиток на базе системы управления контентом Joomla.
Для установки JBZoo в Joomla в ней уже должно присутствовать дополнение Zoo.
Иногда стандартные настройки SEF не дотягиваются до своих компонентов, чтобы выполнить преобразование. Поэтому для создания ЧПУ-ссылок в JBZoo рекомендуется применять компонент sh404SEF. Данный продукт бесплатен и является хорошим инструментом для формирования ссылок в JBZoo. настроек, функций, поддержки различных соцсетей и сервисов.
Установка производится путем копирования ссылки на архив, либо с помощью прямой загрузки файла на сервер, скачанного предварительно.
OpenCart и настройка ЧПУ
OpenCart — это платформа без привязки к какой-либо системе управления контентом. То есть функционирует отдельно. Ее главная направленность — удобное создание интернет-магазинов различной степени сложности. Несмотря на то что сам продукт бесплатен, многие дополнения к нему распространяются на коммерческой основе. Последняя стабильная версия — 2.0.
Начать настройку ЧПУ первым способом можно с редактирования конфигурационного файла htaccess веб-сервера Apache.
- Для этого нужно перейти в папку сайта через FTP или имеющийся в административной памяти файловый менеджер.
- В корневом каталоге должен лежать файл.htaccess.txt. Так как он не оказывает никакого действия на систему с расширением txt, то первое, что надо сделать — переименовать его в.htaccess. Теперь веб-сервер будет читать его директивы и исполнять их.
- Теперь нужно перейти в настройки сайта и на вкладке «Сервер» включить использование ЧПУ.
- Все изменения нужно сохранить.
- Теперь все ссылки должны преобразится.
Иногда, ввиду некоторых причин, многие адреса все же не изменяются и остаются непонятными. Для реализации этой задачи можно использовать компонент SeoPro. Правда, перед его установкой придётся сначала реализовать OCMOD Multiline Fix. Для этого нужно вручную изменить код одного файла. Находится он по адресу admin/controller/extension/modification.php. Для его редактирования рекомендуется использовать утилиту Notepad++, чтобы избежать проблем с кодировками.
Добавить нужно всего одну строку кода в блок после переменной $limit. Выглядит она так:
- $quote = $operation->getElementsByTagName("search")->item(0)->getAttribute("quote");
- if (!$limit) {
- $limit = -1;
и после него добавить:
- if ($quote == "true") {
- $search = preg_quote($search);
Затем надо собственно установить и сам модуль SeoPro. Скачанный архив нужно распаковать на сервере. Затем выполнить пару запросов в базу данных посредством phpmyadmin:
- ALTER TABLE `oc_product_to_category` ADD `main_category` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT "0"; ALTER TABLE `oc_product_to_category` ADD INDEX `main_category` (`main_category`);
Теперь нужно поправить главный файл index.php. В нем интересует строка:
- $controller->addPreAction(new Action("common/seo_url"));
которая заменяется на:
- if (!$seo_type = $config->get("config_seo_url_type")) {
- $seo_type = "seo_url";
- $controller->addPreAction(new Action("common/" . $seo_type));
Далее, идёт набор процедур, связанных с настройками внутри админки. В меню надо найти «Модули», перейти в «Модификаторы» и нажать на обновления. Находясь здесь же, нужно перейти к списку «Модули» и в нем установить SeoPro. Затем, по нажатию кнопки «Редактировать» зайти в него и сохранить. После всех манипуляций все должно заработать, если нет, то надо попробовать снова переустановить модуль. Или обратиться за помощью к специализированным форумам.
Реализация функционала ЧПУ на языке PHP
Большинство сайтов в Сети написаны на PHP. Он достаточно мощен, удобен и прост в изучении. Его работа незаметна для пользователя, так как обработка PHP-кода происходит на стороне сервера и браузеру отправляется уже готовая HTML-страница, понятная ему.
Показать реализацию ЧПУ-ссылок на PHP можно на небольшом примере кода. Однако для приведения строк адреса в реальных многостраничных проектах к человекопонятному виду, придётся повозиться.
Любой сайт начинает свою работу с файла index.php. В том числе и генерирует обращение к другим страницам сайта. Но сначала нужно немного изменить конфигурационный файл htaccess. В нем надо указать или расскомментировать несколько директив, как показано на фото.
Первая строка разрешает преобразовать URL с помощью сервера. Вторая — устанавливает базовый адрес. Следующие две строки выполняют проверки на присутствие файла и папки. Последняя передаёт управление в index.php, если 3 и 4 строка реализуются без ошибок.
Для хранения соответствия id страницы и её преобразованного значения нужна таблица. Поэтому её надо создать. В частности, можно создать простенькую, для понимания процесса. Она будет содержать два поля: SEF и page_id. SEF хранит название и имеет тип varchar. А page_id - номера страниц типа int.
Теперь осталось поправить и сам файл index.php. Это всего лишь пример и на практике конкретного проекта все может быть несколько иначе: $result = $_SERVER["REQUEST_URI"]. В данной строке в переменную $result передаётся запрошенный урл.
- if (preg_match ("/([^a-zA-Z0-9\.\/\-\_\#])/", $result)) { header("HTTP/1.0 404 Not Found"); echo "Недопустимые символы в URL"; exit; }
В этом блоке проверяется наличие символов, цифр и некоторых знаков. Если присутствует что-то другое кроме перечисленных, то выдаётся страница 404.
- $array_url = preg_split ("/(\/|\..*$)/", $result,-1, PREG_SPLIT_NO_EMPTY);
Здесь объявлен массив $array_url, в который с помощью функции preg_split помещаются элементы, не имеющие ничего лишнего в ЧПУ.
- if (!$array_url) { $ID_page = 1; }else{ $sef_value = $array_url;
Здесь происходит обработка запроса в случае, когда обращение было произведено не к конкретной странице, а к домену. Поэтому нужно в ответ отправить id = 1. Также на этом месте подразумевается запрос к базе данных проекта, который узнает, имеется ли в ней значение из переменной $sef_value в поле SEF. Если ничего не найдено, отправить пользователю страницу 404. В конце идёт обработка полученного в результате кода адреса и выдача соответствующих материалов или элементов.
Плюсы и минусы использования ЧПУ
Преимущества использования человекопонятных урлов можно перечислить таким образом:
- ссылка визуально выглядит эстетичнее, нежели набор непонятных символов, особенно на незнакомых сайтах;
- запоминание адреса происходит гораздо легче;
- весь путь и структура сайта становится понятной;
- GET параметры, передающиеся обычным путем, используют переменные в адресной строке, чего нет в ЧПУ, а значит, не нарушается безопасность;
- улучшение навигации по сайту;
- СЕО-оптимизация значительно улучшается и поисковые роботы лучше индексируют такой сайт.
Недостатков гораздо меньше. И самый существенный из них - это настройка. Не всегда удаётся привести адреса страниц к человекопонятному виду путем штатных или сторонних решений. Иногда приходится вникать в код и править его самостоятельно, что требует знаний и времени. Второй недостаток не так существенен и касается сайтов с большой посещаемостью. Из-за формирования ссылок на «лету» повышается нагрузка на сайт. Но так как стоимость сетевого оборудования неуклонно снижается, то такие затраты на ресурсы сервера мало кто считает. В общем, преимущества значительно перевешивают недостатки, поэтому несмотря на сложную реализацию человекопонятных урлов, использовать их стоит.
Заключение
В статье рассмотрено, какие ссылки являются ЧПУ, а какие нет. Были подробно расписаны наиболее простые и быстрые решения проблемы. А также несколько самых доступных вариантов сложных подходов. В любом случае использование CMS при разработке сайта значительно снижает трудо- и временные затраты при оптимизации адресов страниц. Поэтому связка CMS и ЧПУ должна быть использована как наиболее эффективная альтернатива ручной разработке.
В продвижении и оптимизации сайтов нужно учитывать абсолютно все, даже каждую мелочь, если она хоть как-то может улучшить позиции вашего сайта. Начинающие оптимизаторы очень часто задаются вопросом, что такое ЧПУ, и не зря. ЧПУ расшифровывается как человекопонятный урл. Использовать такие адреса рекомендую абсолютно на всех сайтах. Ведь они понятны и удобны для посетителей, а значит и учитываются поисковыми системами.
Смотрите сами, какой урл для вас будет больше понятен. Этот:
Http://сайт/?p=3
Или все же этот:
Думаю, все без исключения скажут, что второй вариант является более понятными и читаемым. А что вообще можно сказать о содержимом страницы, если она имеет адрес такого вида, как в первом примере? Практически ничего. А вот по второму адресу можно сразу сделать вывод, что речь пойдет об установке кнопок социальных сетей на сайт.
Это лишь один из возможных примеров. Некоторые движки для создания сайтов автоматически генерируют такие адреса страниц, что, как говорится, без бутылки не разберешься. Урлы порой бывают на столько громоздкими, что даже адресной строки для них не хватает. ЧПУ же легки для восприятия, их можно запомнить, записать, продиктовать. Но это еще не все. Как уже говорилось выше, что удобно для пользователей интернета, не может не учитываться поисковиками. О влиянии ЧПУ на позиции сайтов в поисковой выдаче я утверждать не буду, так как не проводил таких экспериментов, но есть мнения, что влияют. А вот то что при помощи ЧПУ можно увеличить количество переходов с поисковых систем — это факт. Почему? Смотрите сами:
Благодаря этому простому поисковому запросу можно увидеть, что яндекс выделяет ключевые слова в урлах жирным шрифтом. Согласитесь, это привлекает внимание. И больше шансов, что пользователь перейдет именно на тот сайт, где ключевые слова будут выделены жирным не только в заголовке и описании, но и в адресе веб-страницы.
Настраивать ЧПУ на сайтах, сделанных на каких-либо cms, как правило, легко. Чаще всего их можно включить прямо в админке сайта, иногда для этого еще приходится устанавливать дополнения. Я покажу вам, как сделать ЧПУ, на примере wordpress.
Как настроить ЧПУ на wordpress
Вам потребуется всего лишь несколько минут, чтобы настроить ЧПУ на wordpress. Первым делом авторизуйтесь в админ-панели сайта и перейдите в параметры-постоянные ссылки.
Вы увидите вот такие вот несложные настройки. Изначально у вас будет выбран вариант «по умолчанию», естественно он неприемлем с точки зрения оптимизации. Вам нужно выбрать тот вариант, в примере которого имеется надпись «sample-post». Я на всех своих сайтах и блогах, созданных на wordpress, выбираю «название записи», так как считаю, что даты в урле указывать ни к чему. Можете также выбрать вариант «произвольно» и вписать в поле /%postname%/, получится тоже самое.
После этих трех несложных шагов на вашем сайте будут включены ЧПУ. На других движках в настройке ЧПУ также нет ничего сложного, хотя бывают и исключения.
Беда в том, что начинающие вебмастера слишком поздно задумываются о всех тонкостях оптимизации сайта. Их вины в этом конечно же нет. Ведь невозможно думать о том, что еще даже неизвестно. Чтобы избежать неприятных моментов, обязательно почитайте о том, . Осознание того, что такое ЧПУ, и для чего они нужны, чаще всего приходит тоже с опозданием. Иногда на сайте к этому времени уже написано несколько десятков статей, и тогда перед вебмастером встает нелегкий выбор, оставлять все, как есть, или все же переходить на ЧПУ. Если на ваш сайт еще нет множества внешних ссылок, и его позиции в выдаче еще не столь высоки, то рекомендую все-таки настроить ЧПУ. Ведь оптимизация сайта по сути состоит из множества пунктов, и чем больше из них будет выполнено, тем лучше.
И так, в рамках этой статьи-инструкции я хочу, что бы вы вместе с автором проекта, 21 летним механиком и дизайнером, изготовили свой собственный . 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».
Предисловие от автора
Уже в 12 лет я мечтал построить машину, которая будет способна создавать различные вещи. Машину, которая даст мне возможность изготовить любой предмет домашнего обихода. Спустя два года я наткнулся на словосочетание ЧПУ или если говорить точнее, то на фразу "Фрезерный станок с ЧПУ" . После того как я узнал, что есть люди способные сделать такой станок самостоятельно для своих нужд, в своем собственном гараже, я понял, что тоже смогу это сделать. Я должен это сделать ! В течение трех месяцев я пытался собрать подходящие детали, но не сдвинулся с места. Поэтому моя одержимость постепенно угасла.
В августе 2013 идея построить фрезерный станок с ЧПУ вновь захватила меня. Я только что окончил бакалавриат университета промышленного дизайна, так что я был вполне уверен в своих возможностях. Теперь я четко понимал разницу между мной сегодняшним и мной пятилетней давности. Я научился работать с металлом, освоил техники работы на ручных металлообрабатывающих станках, но самое главное я научился применять инструменты для разработки. Я надеюсь, что эта инструкция вдохновит вас на создание своего станка с ЧПУ!
Шаг 1: Дизайн и CAD модель
Все начинается с продуманного дизайна. Я сделал несколько эскизов, чтобы лучше прочувствовать размеры и форму будущего станка. После этого я создал CAD модель используя SolidWorks. После того, как я смоделировал все детали и узлы станка, я подготовил технические чертежи. Эти чертежи я использовал для изготовления деталей на ручных металлообрабатывающих станках: и .
Признаюсь честно, я люблю хорошие удобные инструменты. Именно поэтому я постарался сделать так, чтобы операции по техническому обслуживанию и регулировке станка осуществлялись как можно проще. Подшипники я поместил в специальные блоки для того, чтобы иметь возможность быстрой замены. Направляющие доступны для обслуживания, поэтому моя машина всегда будет чистой по окончанию работ.
Файлы для скачивания «Шаг 1»
Габаритные размеры
Шаг 2: Станина
Станина обеспечивает станку необходимую жесткость. На нее будет установлен подвижной портал, шаговые двигатели, ось Z и шпиндель, а позднее и рабочая поверхность. Для создания несущей рамы я использовал два алюминиевых профиля Maytec сечением 40х80 мм и две торцевые пластины из алюминия толщиной 10 мм. Все элементы я соединил между собой на алюминиевые уголки. Для усиления конструкции внутри основной рамы я сделал дополнительную квадратную рамку из профилей меньшего сечения.
Для того, чтобы в дальнейшем избежать попадания пыли на направляющие, я установил защитные уголки из алюминия. Уголок смонтирован с использованием Т-образных гаек, которые установлены в один из пазов профиля.
На обоих торцевых пластинах установлены блоки подшипников для установки приводного винта.
Несущая рама в сборе
Уголки для защиты направляющих
Файлы для скачивания «Шаг 2»
Чертежи основных элементов станины
Шаг 3: Портал
Подвижной портал - исполнительный орган вашего станка, он перемещается по оси X и несет на себе фрезерный шпиндель и суппорт оси Z. Чем выше портал, тем толще заготовка, которую вы можете обработать. Однако, высокий портал менее устойчив к нагрузкам которые возникают в процессе обработки. Высокие боковые стойки портала выполняют роль рычагов относительно линейных подшипников качения.
Основная задача, которую я планировал решать на своем фрезерном станке с ЧПУ - это обработка алюминиевых деталей. Поскольку максимальная толщина подходящих мне алюминиевых заготовок 60 мм, я решил сделать просвет портала (расстояние от рабочей поверхности до верхней поперечной балки) равным 125 мм. В SolidWorks все свои измерения я преобразовал в модель и технические чертежи. В связи со сложностью деталей, я обработал их на промышленном обрабатывающем центре с ЧПУ, это дополнительно мне позволило обработать фаски, что было бы весьма затруднительно сделать на ручном фрезерном станке по металлу.
Файлы для скачивания «Шаг 3»
Шаг 4: Суппорт оси Z
В конструкции оси Z я использовал переднюю панель, которая крепится к подшипникам перемещения по оси Y, две пластины для усиления узла, пластину для крепления шагового двигателя и панель для установки фрезерного шпинделя. На передней панели я установил две профильные направляющие по которым будет происходить перемещение шпинделя по оси Z. Обратите внимание на то, что винт оси Z не имеет контропоры внизу.
Файлы для скачивания «Шаг 4»
Шаг 5: Направляющие
Направляющие обеспечивают возможность перемещения во всех направлениях, обеспечивают плавность и точность движений. Любой люфт в одном из направлений может стать причиной неточности в обработке ваших изделий. Я выбрал самый дорогой вариант - профилированные закаленные стальные рельсы. Это позволит конструкции выдерживать высокие нагрузки и обеспечит необходимую мне точность позиционирования. Чтобы обеспечить параллельность направляющих, я использовал специальный индикатор во время их установки. Максимальное отклонение относительно друг друга составило не более 0,01 мм.
Шаг 6: Винты и шкивы
Винты преобразуют вращательное движение от шаговых двигателей в линейное. При проектировании своего станка вы можете выбрать несколько вариантов этого узла: Пара винт-гайка или шарико-винтовая пара (ШВП). Винт-гайка, как правило, больше подвергается силам трения при работе, а также менее точна относительно ШВП. Если вам необходима повышенная точность, то однозначно необходимо остановить свой выбор на ШВП. Но вы должны знать, что ШВП достаточно дорогое удовольствие.
Набор, с помощью которого можно собрать свой фрезерный станок с ЧПУ.
В Китае продаются готовые станки, обзор одного из них на Муське уже публиковался. Мы же с Вами соберем станок сами. Добро пожаловать…
UPD
: ссылки на файлы
Я все-таки приведу ссылку на обзор готового станка от AndyBig. Я же не буду повторяться, не буду цитировать его текст, напишем все с нуля. В заголовке указан только набор с двигателями и драйвером, будут еще части, постараюсь дать ссылки на всё.
И это… Заранее извиняюсь перед читателями, фотографии в процессе специально не делал, т.к. в тот момент делать обзор не собирался, но подниму максимум фоток процесса и постараюсь дать подробное описание всех узлов.
Цель обзора - не столько похвастаться, сколько показать возможность сделать для себя помощника самому. Надеюсь этим обзором подать кому-то идею, и возможно не только повторить, но и сделать еще лучше. Поехали…
Как родилась идея:
Так получилось, что с чертежами я связан давно. Т.е. моя профессиональная деятельность с ними тесно связана. Но одно дело, когда ты делаешь чертеж, а после уже совсем другие люди воплощают объект проектирования в жизнь, и совсем другое, когда ты воплощаешь объект проектирования в жизнь сам. И если со строительными вещами у меня вроде как нормально получается, то с моделизмом и другим прикладным искусством не особо.
Так вот давно была мечта из нарисованного в автокаде изображения, сделать вжжик - и оно вот в натуре перед тобой, можно пользоваться. Идея эта время от времени проскакивала, но во что-то конкретное оформиться никак не могла, пока…
Пока я не увидел года три-четыре назад REP-RAP. Ну что ж 3Д принтер это была очень интересная вещь, и идея собрать себе долго оформлялась, я собирал информацию о разных моделях, о плюсах и минусах разных вариантов. В один момент перейдя по одной из ссылок я попал на форум, где сидели люди и обсуждали не 3Д принтеры, а фрезерные станки с ЧПУ управлением. И отсюда, пожалуй, увлечение и начинает свой путь.
Вместо теории
В двух словах о фрезерных станках с ЧПУ (пишу своими словами намеренно, не копируя статьи, учебники и пособия).
Фрезерный станок работает прямо противоположно 3Д принтеру. В принтере шаг за шагом, слой за слоем модель наращивается за счет наплавления полимеров, во фрезерном станке, с помощью фрезы из заготовки убирается «все лишнее» и получается требуемая модель.
Для работы такого станка нужен необходимый минимум.
1. База (корпус) с линейными направляющими и передающий механизм (может быть винт или ремень)
2. Шпиндель (я вижу кто-то улыбнулся, но так он называется) - собственно двигатель с цангой, в которую устанавливается рабочий инструмент - фреза.
3. Шаговые двигатели - двигатели, позволяющие производить контролируемые угловые перемещения.
4. Контроллер - плата управления, передающая напряжения на двигатели в соответствии с сигналами, полученными от управляющей программы.
5. Компьютер, с установленной управляющей программой.
6. Базовые навыки черчения, терпение, желание и хорошее настроение.))
По пунктам:
1. База.
по конфигурации:
Разделю на 2 типа, существуют более экзотические варианты, но основных 2:
С подвижным порталом:
Собственно, выбранная мной конструкция, в ней есть основа на которой закреплены направляющие по оси X. По направляющим оси Х передвигается портал, на котором размещены направляющие оси Y, и перемещающийся по нему узел оси Z.
Со статическим порталом
Такая конструкция представляет и себя корпус он же и является порталом, на котором размещены направляющие оси Y, и перемещающийся по нему узел оси Z, а ось Х уже перемещается относительно портала.
По материалу:
корпус может быть изготовлен из разных материалов, самые распространенные:
- дюраль - обладает хорошим соотношением массы, жесткости, но цена (именно для хоббийной самоделки) все-таки удручает, хотя если на станок имеются виды по серьезному зарабатыванию денег, то без вариантов.
- фанера - неплохая жесткость при достаточной толщине, небольшой вес, возможность обрабатывать чем угодно:), ну и собственно цена, лист фанеры 17 сейчас совсем недорог.
- сталь - часто применяют на станках большой площади обработки. Такой станок конечно должен быть статичным (не мобильным) и тяжелым.
- МФД, оргстекло и монолитный поликарбонат, даже ДСП - тоже видел такие варианты.
Как видите - сама конструкция станка весьма схожа и с 3д принтером и с лазерными граверами.
Я намеренно не пишу про конструкции 4, 5 и 6 -осевых фрезерных станков, т.к. на повестке дня стоит самодельный хоббийный станок.
2. Шпиндель.
Собственно, шпиндели бывают с воздушным и водяным охлаждением.
С воздушным охлаждением в итоге стоят дешевле, т.к. для них не надо городить дополнительный водяной контур, работают чуть громче нежели водяные. Охлаждение обеспечивается установленной на тыльной стороне крыльчаткой, которая на высоких оборотах создает ощутимый поток воздуха, охлаждающий корпус двигателя. Чем мощнее двигатель, тем серьезнее охлаждение и тем больше воздушный поток, который вполне может раздувать во все стороны
пыль (стружку, опилки) обрабатываемого изделия.
С водяным охлаждением. Такой шпиндель работает почти беззвучно, но в итоге все-равно разницу между ними в процессе работу не услышать, поскольку звук обрабатываемого материала фрезой перекроет. Сквозняка от крыльчатки, в данном случае конечно нет, зато есть дополнительный гидравлический контур. В таком контуре должны быть и трубопроводы, и помпа прокачивающая жидкость, а также место охлаждения (радиатор с обдувом). В этот контур обычно заливают не воду, а либо ТОСОЛ, либо Этиленгликоль.
Также шпиндели есть различных мощностей, и если маломощные можно подключить напрямую к плате управления, то двигатели мощностью от 1кВт уже необходимо подключать через блок управления, но это уже не про нас.))
Да, еще частенько в самодельных станках устанавливают прямые шлифмашины, либо фрезеры со съемной базой. Такое решение может быть оправдано, особенно при выполнении работ недолгой продолжительности.
В моем случае был выбран шпиндель с воздушным охлаждением мощностью 300Вт.
3. Шаговые двигатели.
Наибольшее распространение получили двигатели 3 типоразмеров
NEMA17, NEMA23, NEMA 32
отличаются они размерами, мощностью и рабочим моментом
NEMA17 обычно применяются в 3д принтерах, для фрезерного станка они маловаты, т.к. приходится таскать тяжелый портал, к которому дополнительно прикладывается боковая нагрузка при обработке.
NEMA32 для такой поделки излишни, к тому же пришлось бы брать другую плату управления.
мой выбор пал на NEMA23 с максимальной мощностью для этой платы - 3А.
Также люди используют шаговики от принтеров, но т.к. у меня и их не было и все равно приходилось покупать выбрал всё в комплекте.
4. Контроллер
Плата управления, получающая сигналы от компьютера и передающая напряжение на шаговые двигатели, перемещающие оси станка.
5. Компьютер
Нужен комп отдельный (возможно весьма старый) и причин тому, пожалуй, две:
1. Вряд ли Вы решитесь располагать фрезерный станок рядом с тем местом, где привыкли читать интернетики, играть в игрушки, вести бухгалтерию и т.д. Просто потому, что фрезерный станок - это громко и пыльно. Обычно станок либо в мастерской, либо в гараже (лучше отапливаемом). У меня станок стоит в гараже, зимой преимущественно простаивает, т.к. нет отопления.
2. По экономическим соображениям обычно применяются компьютеры уже не актуальные для домашней жизни - сильно б/у:)
Требования к машине по большому счету ни о чем:
- от Pentium 4
- наличие дискретной видеокарты
- RAM от 512MB
- наличие разъема LPT (по поводу USB не скажу, за имением драйвера, работающего по LPT, новинки пока не изучал)
такой компьютер либо достается из кладовки, либо как в моем случае покупается за бесценок.
В силу малой мощности машины стараемся не ставить дополнительный софт, т.е. только ось и управляющая программа.
Дальше два варианта:
- ставим windows XP (комп то слабенький, помним да?) и управляющую программу MATCH3 (есть другие, но это самая популярная)
- ставим никсы и Linux CNC (говорят, что тоже очень неплохо все, но я никсы не осилил)
Добавлю, пожалуй, чтоб не обидеть излишне обеспеченных людей, что вполне можно поставить и не пенёк четвертый, а и какой-нибудь ай7 - пожалуйста, если это Вам нравится и можете себе это позволить.
6. Базовые навыки черчения, терпение, желание и хорошее настроение.
Тут в двух словах.
Для работы станка нужна управляющая программа (по сути текстовый файл содержащий координаты перемещений, скорость перемещений и ускорения), которая в свою очередь готовится в CAM приложении - обычно это ArtCam, в этом приложении готовиться сама модель, задаются ее размеры, выбирается режущий инструмент.
Я обычно поступаю несколько более долгим путем, делаю чертеж, а AutoCad потом, сохранив его *.dxf подгружаю в ArtCam и уже там готовлю УП.
Ну и приступаем к процессу создания своего.
Перед проектированием станка принимаем за отправные точки несколько моментов:
- Валы осей будут сделаны из шпильки строительной с резьбой М10. Конечно, бесспорно существуют более технологичные варианты: вал с трапециевидной резьбой, шарико-винтовая передача(ШВП), но необходимо понимать, что цена вопроса оставляет желать лучшего, а для хоббийного станка цена получается вообще космос. Тем не менее со временем я собираюсь провести апгрейд и заменить шпильку на трапецию.
- Материал корпуса станка – фанера 16мм. Почему фанера? Доступно, дешево, сердито. Вариантов на самом деле много, кто-то делает из дюрали, кто-то из оргстекла. Мне проще из фанеры.
Делаем 3Д модель:
Развертку:
Далее я поступил так, снимка не осталось, но думаю понятно будет. Распечатал развертку на прозрачных листах, вырезал их и наклеил на лист фанеры.
Выпилил части и просверлил отверстия. Из инструментов - электролобзик и шуруповерт.
Есть еще одна маленькая хитрость, которая облегчит жизнь в будущем: все парные детали перед сверлением отверстий сжать струбциной и сверлить насквозь, таким образом Вы получите отверстия, одинаково расположенные на каждой части. Даже если при сверлении получится небольшое отклонение, то внутренние части соединенных деталей будут совпадать, а отверстие можно немного рассверлить.
Параллельно делаем спецификацию и начинаем все заказывать.
что получилось у меня:
1. Набор, указанный в данном обзоре, включает в себя: плата управления шаговыми двигателями (драйвер), шаговые двигатели NEMA23 – 3 шт., блок питания 12V, шнур LPTи кулер.
2. Шпиндель (это самый простой, но тем не менее работу свою выполняет), крепеж и блок питания 12V.
3. Б/у компьютер Pentium 4, самое главное на материнке есть LPT и дискретная видеокарта + ЭЛТ монитор. Взял на Авито за 1000р.
4. Вал стальной: ф20мм – L=500мм – 2шт., ф16мм – L=500мм – 2шт., ф12мм – L=300мм – 2шт.
Брал тут, на тот момент в Питере брать получалось дороже. Пришло в течении 2 недель.
5. Подшипники линейные: ф20 – 4шт., ф16 – 4шт., ф12 – 4 шт.
20
16
12
6. Крепления для валов: ф20 – 4шт., ф16 – 4шт., ф12 - 2шт.
20
16
12
7. Гайки капролоновые с резьбой М10 – 3шт.
Брал вместе с валами на duxe.ru
8. Подшипники вращения, закрытые – 6шт.
Там же, но у китайцев их тоже полно
9. Провод ПВС 4х2,5
это оффлайн
10. Винтики, шпунтики, гаечки, хомутики – кучка.
Это тоже в оффлайне, в метизах.
11. Так же был куплен набор фрез
Итак, заказываем, ждем, выпиливаем и собираем.
Изначально драйвер и блок питания для него установил в корпус с компом вместе.
Позже было принято решение разместить драйвер в отдельном корпусе, он как раз появился. 
Ну и старенький монитор как-то сам поменялся на более современный.
Как я говорил вначале, никак не думал, что буду писать обзор, поэтому прилагаю фотографии узлов, и постараюсь дать пояснения по процессу сборки.
Сначала собираем три оси без винтов, для того чтобы максимально точно выставить валы.
Берем переднюю и заднюю стенки корпуса, крепим фланцы для валов. Нанизываем на оси Х по 2 линейных подшипника и вставляем их во фланцы.
Крепим дно портала к линейным подшипникам, пытаемся покатать основание портала туда-сюда. Убеждаемся в кривизне своих рук, все разбираем и немного рассверливаем отверстия.
Таким образом мы получаем некоторую свободу перемещения валов. Теперь наживляем фланцы, вставляем валы в них и перемещаем основание портала вперед-назад добиваемся плавного скольжения. Затягиваем фланцы.
На этом этапе необходимо проверить горизонтальность валов, а также их соосность по оси Z (короче, чтобы расстояние от сборочного стола до валов была одинаковой) чтобы потом не завалить будущую рабочую плоскость.
С осью Х разобрались.
Крепим стойки портала к основанию, я для этого использовал мебельные бочонки.
Крепим фланцы для оси Y к стойкам, на этот раз снаружи:
Вставляем валы с линейными подшипниками.
Крепим заднюю стенку оси Z.
Повторяем процесс настройки параллельности валов и закрепляем фланцы.
Повторяем аналогично процесс с осью Z.
Получаем достаточно забавную конструкцию, которую можно перемещать одной рукой по трем координатам.
Важный момент: все оси должны двигаться легко, т.е. немного наклонив конструкцию портал должен сам свободно, без всяких скрипов и сопротивления переместиться.
Далее крепим ходовые винты.
Отрезаем строительную шпильку М10 необходимой длины, накручиваем капролоновую гайку примерно на середину, и по 2 гайки М10 с каждой стороны. Удобно для этого, немного накрутив гайки, зажать шпильку в шуруповерт и удерживая гайки накрутить.
Вставляем в гнезда подшипники и просовываем в них изнутри шпильки. После этого фиксируем шпильки к подшипнику гайками с каждой стороны и контрим вторыми чтобы не разболталось.
Крепим капролоновую гайку к основанию оси.
Зажимаем конец шпильки в шуруповерт и пробуем переместить ось от начала до конца и вернуть.
Здесь нас поджидает еще пара радостей:
1. Расстояние от оси гайки до основания в центре (а скорее всего в момент сборки основание будет посередине) может не совпасть с расстоянием в крайних положениях, т.к. валы под весом конструкции могут прогибаться. Мне пришлось по оси Х подкладывать картонку.
2. Ход вала может быть очень тугим. Если Вы исключили все перекосы, то может сыграть роль натяжение, тут необходимо поймать момент натяга фиксации гайками к установленному подшипнику.
Разобравшись с проблемами и получив свободное вращение от начала до конца переходим к установке остальных винтов.
Присоединяем к винтам шаговые двигатели:
Вообще при применении специальных винтов, будь то трапеция или ШВП на них делается обработка концов и тогда подключение к двигателю очень удобно делается специальной муфтой.
Но мы имеем строительную шпильку и пришлось подумать, как крепить. В этот момент мне попался в руки отрез газовой трубы, ее и применил. На шпильку она прямо «накручивается» на двигатель заходит в притирку, затянул хомутами - держит весьма неплохо.
Для закрепления двигателей взял алюминиевую трубку, нарезал. Регулировал шайбами.
Для подключения двигателей взял вот такие коннекторы:
Извините, не помню как называются, надеюсь кто-нибудь в комментариях подскажет.
Разъем GX16-4 (спасибо Jager). Просил коллегу купить в магазине электроники, он просто рядом живет, а мне получалось очень неудобно добираться. Очень ими доволен: надежно держат, рассчитаны на бОльший ток, всегда можно отсоединить.
Ставим рабочее поле, он же жертвенный стол.
Присоединяем все двигатели к управляющей плате из обзора, подключаем ее к 12В БП, коннектим к компьютеру кабелем LPT.
Устанавливаем на ПК MACH3, производим настройки и пробуем!
Про настройку отдельно, пожалуй, писать не буду. Это можно еще пару страниц накатать.
У меня целая радость, сохранился ролик первого запуска станка:
Да, когда в этом видео производилось перемещение по оси Х был жуткий дребезг, я к сожалению, не помню уже точно, но в итоге нашел то ли шайбу болтающуюся, то ли еще что-то, в общем это было решено без проблем.
Далее необходимо поставить шпиндель, при этом обеспечив его перпендикулярность (одновременно по Х и по Y) рабочей плоскости. Суть процедуры такая, к шпинделю изолентой крепим карандаш, таким образом получается отступ от оси. При плавном опускании карандаша он начинает рисовать окружность на доске. Если шпиндель завален, то получается не круг, а дуга. Соответственно необходимо выравниванием добиться рисования круга. Сохранилась фотка от процесса, карандаш не в фокусе, да и ракурс не тот, но думаю суть понятна:
Находим готовую модель (в моем случае герб РФ) подготавливаем УП, скармливаем ее MACHу и вперед!
Работа станка:
фото в процессе:
Ну и естественно проходим посвящение))
Ситуация как забавная, так и в целом понятная. Мы мечтаем построить станок и сразу выпилить что-то суперкрутое, а в итоге понимаем, что на это время уйдет просто уйма времени.
В двух словах:
При 2Д обработке (просто выпиливании) задается контур, который за несколько проходов вырезается.
При 3Д обработке (тут можно погрузиться в холивар, некоторые утверждают, что это не 3Д а 2.5Д, т.к. заготовка обрабатывается только сверху) задается сложная поверхность. И чем выше точность необходимого результата, тем тоньше применяется фреза, тем больше проходов этой фрезы необходимо.
Для ускорения процесса применяют черновую обработку. Т.е. сначала производится выборка основного объема крупной фрезой, потом запускается чистовая обработка тонкой фрезой.
Далее, пробуем, настраиваем экспериментируем т.д. Правило 10000 часов работает и здесь;)
Пожалуй, я не буду больше утомлять рассказом о постройке, настройке и др. Пора показать результаты использования станка - изделия.
Как видите в основном это выпиленные контуры или 2Д обработка. На обработку объемных фигур уходит много времени, станок стоит в гараже, и я туда заезжаю ненадолго.
Тут мне справедливо заметят - а на… строить такую бандуру, если можно выпилить фигуру U-образным лобзиком или электролобзиком?
Можно, но это не наш метод. Как помните в начале текста я писал, что именно идея сделать чертеж на компьютере и превратить этот чертеж в изделие и послужили толчком к созданию данного зверя.
Написание обзора меня наконец подтолкнуло произвести апгрейд станка. Т.е. апгрейд был запланирован ранее, но «руки все не доходили». Последним изменением до этого была организация домика для станка:
Таким образом в гараже при работе станка стало намного тише и намного меньше пыли летает.
Последним же апгрейдом стала установка нового шпинделя, точнее теперь у меня есть две сменные базы:
1. С китайским шпинделем 300Вт для мелкой работы:
2. С отечественным, но от того не менее китайским фрезером «Энкор»…
С новым фрезером появились новые возможности.
Быстрее обработка, больше пыли.
Вот результат использования полукруглой пазовой фрезы:
Ну и специально для MYSKU
Простая прямая пазовая фреза:
Видео процесса:
На этом я буду сворачиваться, но по правилам надо бы подвести итоги.
Минусы:
- Дорого.
- Долго.
- Время от времени приходится решать новые проблемы (отключили свет, наводки, раскрутилось что-то и др.)
Плюсы:
- Сам процесс создания. Только это уже оправдывает создание станка. Поиск решений возникающих проблем и реализация, и является тем, ради чего вместо сидения на попе ровно ты встаешь и идешь делать что-либо.
- Радость в момент дарения подарков, сделанных своими руками. Тут нужно добавить, что станок не делает всю работу сам:) помимо фрезерования необходимо это все еще обработать, пошкурить покрасить и др.
Большое Вам спасибо, если Вы еще читаете. Надеюсь, что мой пост пусть хоть и не подобьет Вас к созданию такого (или другого) станка, но сколько-то расширит кругозор и даст пищу к размышлениям. Также спасибо хочу сказать тем, кто меня уговорил написать сей опус, без него у меня и апгрейда не произошло видимо, так что все в плюсе.
Приношу извинения за неточности в формулировках и всякие лирические отступления. Многое пришлось сократить, иначе текст бы получился просто необъятный. Уточнения и дополнения естественно возможны, пишите в комментариях - постараюсь всем ответить.
Удачи Вам в Ваших начинаниях!
Обещанные ссылки на файлы:
- чертеж станка,
- развертка,
формат - dxf. Это значит, что Вы сможете открыть файл любым векторным редактором.
3Д модель детализирована процентов на 85-90, многие вещи делал, либо в момент подготовки развертки, либо по месту. Прошу «понять и простить».)