Мы вместе делаем станок с чпу. Моя голова и руки + Ваши желание, время и деньги. Купить станок с ЧПУ может любой, и, скорее всего, минуя стадию его сборки своими руками и изучения этой статьи, этот «любой» ошибется с выбором модели, наделает глупостей, потратит лишинх денег на ненужные покупки (контроллеров, драйверов и т.п.). Фрезерный стнок по дереву с ЧПУ отличается от от станка с ЧПУ по металлу, также отличается и лазерный станок с ЧПУ, и станок резки с ЧПУ — в первую очередь требованиями к скоростям и жесткости.
Итак, ранее был выпущен самый дешевый вариант «билета» в мир ЧПУ — комплект файлов для самостоятельного изготовления ЧПУ станка Тадам-9 из самых дешевых комплектующих и для самых легких работ в любой точке планеты. Однако выяснилось, что услуги лазерной резки из фанеры толщиной 10мм не везде есть и везде по негуманным ценам, в СПБ в январе 2026г. за «вырезать комплект» просили порядка 6500р. при всех недостатках лазера — обожженые края, которые плохо клеятся, не ортогональный рез переменного по глубине профиля (здесь цитируются результаты исследований). 6500 за работу + цена фанеры — следующая за этим ступень уже похожа на минимальную планку коммерческого интереса автора. Ну и оптимизм интересантов к проекту взывал к «сделать лучше», чтобы работать и со сталью.
«На круг» получается примерно так — комплект деталей моей работы 25000р (корпусные детали) + ходовая часть (рельсы, каретки и ходовые винты из нержавейки) от 6750 + электро-механическая (шаговые двигатели, шпиндель, контроллер, драйвера) от 5315р. = 25000 (детали от автора) + 12065 (покупные) = 37065р. + мелочевка (провода, саморезы, болты, гайки, клей, блок питания и три датчика по 60р\шт).
Две редакции модели — обычная и стальная. Стальная: материал изготовления корпусных деталей — авиационная бакелитовая фанера сорта ФБС толщиной 18мм, что полностью заменяет используемые конкурентами алюминевые корпусные детали и делает станок на много крепче, жестче (жесткость конструкции — функция третьей степени толщины материала, и если Алюминий всего а 2 раза прочнее бакелитовой фанеры, то за счет роста толщины с 10 (редкие алюмименвые станки достигают такой толщины корпусных деталей) до 18 получаем повышение сопротивления деформациям в ((18/10)^3)/2= 2.9раза). Помимо того, вместо слабых соединений алюминевых деталей на болты (резьбя в алюминии не жилец) мы используем Шип+Паз+клей = намертво и монолитную главную деталь — боковину со стойкой портала. Кроме того, сорт фанеры ФБС позволяет использовать охлаждающие жидкости, основанные на воде.
Что мы имели? Имели два блока расходных направлений: условно переменных, которые зависят от модели станка — надо корпус станка, а это стоимость фанеры и услуг по нарезке; и условно постоянных, которые нужны любому станку, т.е. ходовая часть, электрика — винты-гайки, моторы, драйверы, контроллер.
Забегая вперед скажем — Тадам-9 создавался как «входной билет» для очень скромных нагрузок и на скромный ресурс работы, жесткость его весьма относительна. Тадам-10 в этом плане многократно серьезнее, он может работать со сталью. Для обоих моделей нужны моторы, драйверы моторов, шпиндель и плата управления (винты и гайки М8 за кадром — у кого-то дома россыпью имеются, кто-то купит). На 2026-01-24 «на круг» по ценам Озона это примерно 5315р. — примеры выбора с картинками и ссылками ниже. Это условно постоянные расходы. Т.е. конечно можно обойтись «плата + драйвера в одном флаконе» за 1500р, но версия «плата + отдельные драйвера» стоит 338+3*318=1292р., т.е. дешевле и лучше. Ну еще, конечно, требуется источник питания на 36В, провода, а также три копеечной стоимости микропереключателя для использования в качестве датчиков положения.
С переменными расходами дело обстоит так — для Тадам-9 минимальный ценник на необходимый лист фанеры примерно 1500р., минимально достигнутый ценник на лазерную резку 6500р, ценник на доставку листа фанеры в ателье лазерной резки 1500р. Уже получается 9500р. Как-то не так дешево, как мечталось. В этой связи и создан Тадам-10, который автор будет изготавливать сам и отсылать заказчику комплект деталей для сборки. Из фанеры толщиной 18мм, многократно более прочный и жесткий. Более того, будут представлены проведенные замеры жесткости по общепринятым стандартам — замерены отклонения геометрии станка под нагрузкой, мм/Н, чему посвящена отдельная статья с пояснениями, а здесь и сейчас только скриншот таблички с известными значениями (оцените позорные значения китайского полностью алюминевого CNC 3040, продающегося массово при ценнике от 110тр на Озоне) —
Так вот, чтобы станок мог работать с серьезными задачами, с толстым деревом, пластиком, алюминием, сталью, трубочками в качестве направляющих уже не обойдешься. Никаких висящих валов быть не может. Какие-никакие, но рельсовые направляющие типоразмером не ниже 15мм. Со всеми лучшими традициями нашего КБ (конструкторского бюро) — т.е. не лишенные остроумия конструкции с минимальными плечами-вылетами, собираемые из фанеры на клей, киянкой и добрым словом. Если калькуляция необходимых трубочек для Тадам-9 оценивалась примерно в 1750р., то комплект полностью на взрослых рельсах обошелся бы в 6950р по ценам Озона (2026-01-24, примеры см. ниже), прирост стоимости 5200р. Конечно, это самые дешевые рельсовые направляющие, ни разу не SKF и даже не Hiwin. Сами корпусные детали авторского изготовления, которые по первости будут оценены в 25000р, включая материал, т.е. прирост в 25000-9500=15500р., общий прирост расходов при переходе от Тадам-9 к Тадам-10 порядка 20700р.
За рамками остаются неизбежные расходы на винты-болты и провода с блоками питания. По вопросу «на чем еще можно сэкономить при строительстве станка» в инструкции по сборке будет сказано несколько слов о кабелях и проводах, какие провода и сигналы можно объединять и на этом ощутимо экономить. Супер экономичные решения по датчикам в проект уже включены.
И что же Вы получите за бОльшие деньги? — это не только жесткость, достаточная для серьезной работы. Это традиционно очень высокая плотность компоновки, позволяющая уменьшить в прямом смысле слова «донельзя» все вылеты, плечи, зазоры. Например при диаметре шпинделя 52мм расстояние от оси фрезы до опорной плиты портала (основания рельса У) составляет всего 92мм, что примерно в два раза меньше, чем у тех же китайских CNC3040. К числу достоинств относится и лучшая собираемость, например, в отличие от любых конкурирующих решений, в которых предполагается укладка направляющих рельсов на плоскую поверхность детали и выравнивание путем ее прижатия, в нашей модели для каждого рельса фрезеруется кроватка, в которую рельс плотно вдавливается, чем гарантируется параллельность рельсов. При всем том обеспечена возможность сравнительно (с конкурирующими решениями) легкого демонтажа кареток и платформ. По возможности и для кареток отфрезерованы упорные ребра —
В качестве железного способа крепления ног портала к основанию применен бескомпроммисный по нежадности метод «монолита», попутно гарантирующий перпендикулярность плоскости У и Х, отсутствие необходимости при сборке мучаться с выставлением перпендикулярности —
На картинке скрыт очень интересный блок деталей, делающий Тадам-10 годным для работы со сталью даже с применением плебейских китайских шпинделей типа такого —
Базовая конфигурация ЧПУ станка предусматривает изготовление из обычной фанеры, а стальная — из авиационной бакелитовой. Добавление в конструкцию еще и блока редуктора шпинделя делает использование такого рода мотора (китайский шпиндель с диаметром корпуса 52мм) годным решением для работы со сталью. Эти же шпиндели применяются в большинстве других станков такого рабочего поля (порядка 360*360мм), они развивают мощность 250-500Вт, но только на максимальных 12000 оборотах в минуту. Для работы с металлами все же следует использовать фрезы приличных диаметров, наиболее ходовые варианты это 5-6мм, а для работы с такими фрезами обороты двигателя должы быть где-то 3000-5000, на которых у этих шпинделей от мощности остаются преимущественно воспоминания. Да и жесткость таких шпинделей настолько хромает, что словами, цензурными, описать не просто. Так вот в «стальной» редакции Тадам-10 такой шпиндель используется лишь как мотор, через ременный понижающий редуктор вращающий собственной разработки «шпиндель» с патроном ER11 —
Это позволяет раскручивать шпиндель на полную мощность и забыть о его механических проблемах, попутно многократно продлив ресурс работы (их поганенькие подшипники не страдают от вибраций фрезы). Стальная редакция требует ручного изготовления одной стальной детали, дополнительно два подшипника, минимум два шкива и один ремень, а потому будет продаваться дороже, думаю, для начала +23тр. Максимально возможный диаметр ведомого шкива — 61мм включая ремень, например такой шкив (постарайтесь найти дешевле, ключевые слова — модуль 3 число зубьев 60 и отверстие вала 8мм ) —
Малый шкив будете вставлять в китайский шпиндель и сможете получить на фрезе 2000 оборотов при полной мощности. Это «отключаемая» опция, т.е. когда не надо — отпустили зажимы, вынули «стальной шпиндель» из основного кронштейна, вставили туда китайский и работаете с высокими оборотами. Или наоборот, поставив нужные шкивы можете получить на фрезе и 24000, и 36000 оборотов (не всякий ремень и подшипник смогут это долго терпеть) от китайского шпинделя с его скромными 12000.
Для любителей работы с лазером — комплект уже предусматривает установку любого из продаваемых на Озоне лазеров из стандартных корпусов —
Все просто — отвинтил винт зажима, вынул шпиндель, вставил лазер, завинтил винт зажима. Или наоборот — вынул лазер и вставил шпиндель. И кто из конкурентов может похвастаться аналогичной простотой?
При все том, простите великодушно, но шкурить детали автор не будет — комплект поставки в состоянии «из-под фрезы». В этом есть плюсы — автор экономит время и не взвинчивает цену, кроме того, кромки «из-под фрезы» лучше схватываются клеем. Кстати о клее — ни в коем случае не следут использовать быстро сохнущие версии клея ПВА, нам обязательно потребуется коррекция положений, где-то что-то дожать, достучать, добить и пр., обычный ПВА и дешевле, и лучше подходит для наших задач.
Ну и теперь примеры подбора комплектующих —
3шт драйверов, дешевле — по 319р
В чем разница? — «дешевле» 1 оборот делит максимум на 6400 шагов, а «дороже» на 256000 шагов, соотв. шаг винта 1.25мм делим на эти цифры = точность (теоретическая) и длина минимально возможного скачка (напомню, шаговые двигатели не вращаются, а скачками, моментальными рывками прокручиваются на штучные шаги — прыжок, останов, прыжок и т.д.).
плата управления 383р, таких плат просто море, они могут как USB, так и LPT —
Чтобы станок был «взрослым», при его включении он сам должен сам себя проверить, т.е. найти крайние положения. Для этого нужны 3 датчика положения. Мы не будем осуществлять развод клиента на дорогие ненужности, размещение копеечной стоимости датчиков в конструкции предусмотрено. Ничего сложного, вот ссылка на Озон на россыпь датчиков, лучшим выглядит «5шт за 239р» — длина лапки не выходит за корпус, но годится вцелом почти любой, крепится он двумя тонкими саморезами и припаивается двумя проводочками —
Моторы 3шт по 1325р на Озоне — этот мотор с моментом 1.3НМ при шаге винта 1.2мм дает усилие на винте порядка 120кг (КПД винт-гайка оценен в 20%). Корпусу станочка такое по силам, но наши диаметры фрез не выдержат. Нам столько не надо. Просто менее мощные моторы (сегодня) могут стоить дороже —
Без всякого риска можно взять моторы на Авито, в два раза дешевле —
Эта модификация хороша тем, что скорее всего снята с «белой» техники хорошей фирмы, следовательно, с честной электрикой и подшипниками, но вот вал здесь «американский», диаметром 6.35. Об использовании таких моторов следует предупредить, чтобы в комплекте поставки соединительные втулки были под них.
Если Вы любите себя и соседей, то вместо комплекта «шаговик + драйвер» можно и нужно купить уже серво-двигатель со встроенным драйвером, например IHSV57. Серво-двигатель двигается не скачками, а непрерывно = совсем другой звук работы. Кроме того, у сервы есть контроль положения — шаговик, если пропустит шаги (бывает, бывает), то никому об этом не скажет и просто испортит изделие и инструмент (цена одной фрезы может превышать сотни рублей). Серва выдаст «аларм» и работы остановятся. Модель iHSV57 отнюдь не без недостатков (слабая по силе, раза в три слабее шаговика, не значет частоты выше 56000Гц, но зато может крутиться на 3000 оборотах против 500 шаговика, что с нашим винтом с шагом 1.25мм дает максимальную скорость 3750мм в минуту, что нужно для быстрой работы с деревом — против 500 оборотов шаговика с вытекающей максимальной скростью 625мм в минуту). Серва не нова и как модель, может быть есть и новые и дешевле, но автор их не знает. На Авито случаются фантастические находки, например iHSV57 всего за 1000р., но это редкость. На Озоне это довольно дорого, от 5500 за самый дешевый вариант —
Пожалуйста не спутайте с таким обманом — это не серводвигатель, это шаговик с драйвером и контролем положения —
Теперь детали взамен трубочек.
рельсы-каретки 500мм за 2168р —
рельсы-каретки 800мм за 3262р. Выгодно купить 800 и разрезать на куски 500+300, купив отдельно каретки —
4 каретки дороже по 433р (со средним преднатягом)
или дешевле 4 каретки по 380р (с малым преднатягом) —
Саморезы по возможности использовать TORX, включая крепеж рельсов — они в специально сделанных кроватках и потому саморезы дело не испортят, брать здесь, например такой по 10р/шт (не идеал, хотелось бы прочности больше, высоты самих витков больше, а диаметра осевого стержня меньше — ищите и найдете)-
В рельсах заводские отверстия выполнены с шагом 60мм. Невозможно предугадать расстояние первого отверстия от края рельса и поэтому в деталях нет отверстий для крепежа рельсов. Предусмотренные конструкцией ресльсов винты М4 с фанерой использовать очень сложно и не нужно. В своем станке автор поступал жестко — в рельсах, даже в рельсах SKF, вместо винтов М4 нарезал резьбу М6 и с изнаночной стороны опоры рельса прикручивал рельс к опоре болтами М6. На рельс длиной 500мм приходится 8 отверстий, это по 32 самореза на оси Х и У (болты с нарезкой резьбы и опорными жайбами обойдутся дороже). По оси Z рельсы крепим болтами.
Отдельно про мощность шпинделей. Тапочкокидатели кривят лица от шпинеделей мощностью менее 1,5квт с водяным охлаждением. Такое поведение напиминает разговоры школьников-подростков про их сексуальный опыт. Все изделия из дерева и алюминия, показанные автором на этом и международном сайте, изготовлены шпинделем мощностью 800вт, который легко ломает фрезы диаметром до 8мм включительно.
шпиндель малой мощности 1837р —
подшипник 32002RS 3шт по 213р —
С одной стороны, оно, конечно, на круг уже покусывается. Но с другой стороны за более, чем вменяемые деньги можно собрать более, чем рабочий станок, которому всевозможные китайские CNC 3040 в подметки не годятся —
