Трехфункциональный станок с ЧПУ — Премиум-апгрейд

Компоненты и материалы

• Arduino UNO – 1 шт.
• Драйверы шаговых двигателей A4988 (SparkFun) – 4 шт.
• Шаговые двигатели NEMA 17 (OpenBuilds) – 4 шт.
• CNC Shield для Arduino – 1 шт.
• Блок питания 12В/29А (OpenBuilds) – 1 шт.
• Трапецеидальный винт 8 мм (OpenBuilds) – 1 шт. (для оси Z)

Необходимые инструменты

• 3D-принтер (для печати деталей)
• Паяльная станция

О проекте

Это улучшенная версия домашнего станка с ЧПУ «Triple CNC Machine». Главная новинка — использование бесколлекторного двигателя (brushless / дрон-мотор) в качестве шпинделя вместо обычного шпинделя или дремеля. Это позволяет достичь высоких оборотов с малым весом и вибрацией.

Станок выполняет три функции:

1. Гравюра/фрезеровка — бесколлекторный мотор как шпиндель.
2. Лазерная резка и гравировка — установка лазерного модуля.
3. Рисование пером (плоттер) — крепление для ручки/маркера.

Все крепежи и адаптеры спроектированы как плагины для 3D-печати. Конструкция минималистична: лишних деталей и проводов нет. В видео (ссылка в оригинале) показан пошаговый процесс сборки.

Прошивка (GRBL)

На Arduino загружается прошивка GRBL v0.9h (или более новая). Ниже приведён шестнадцатеричный дамп прошивки (файл .hex), который можно залить через avrdude или Arduino IDE (как «Загрузить с помощью программатора» после выбора платы Arduino UNO).

:100000000C946B040C9488040C9488040C94D70F03
:100010000C9421320C9488040C9488040C94880469
... (остаток hex-файла опущен для краткости, полный код в исходнике) ...
:00000001FF

Важно: Перед прошивкой убедитесь, что на CNC Shield перемычки микрошага настроены под ваши драйверы (обычно 1/16 шага). Настройте параметры GRBL (<$> для просмотра, $$ для настроек) под свою механику: шаги на мм, максимальные скорости, ускорения, направления осей.

Печатные детали (STL)

Архив с моделями для 3D-печати: cnc_stl_uEcDxyRzHu.rar

Схема подключения

Советы по эксплуатации

• Бесколлекторный мотор требует ESC (регулятора оборотов). Управление ESC осуществляется через PWM-выход Arduino (обычно D11 на CNC Shield) — настройте в GRBL параметр $30=1000 (max spindle speed PWM) и включите лазерный режим $32=1 для PWM-контроля.
• Для лазерного модуля используйте тот же PWM-выход; следите за защитой глаз!
• Ось Z с трапецеидальным винтом дает высокую точность вертикального перемещения.
• Всегда тестируйте станок без резака/лазера (в режиме «air cut») перед реальной работой.