(Начало – здесь.)

– Привет! Как у тебя дела? У меня задачек будет скоро по проектированию. Будет время поделать?
– Привет. Все хорошо. Давай попроектируем.

– Мне детали надо запроектировать для станка CO2 лазера большого. Из металла под резку-гибку. Я сейчас собираю из деталек от одного умельца. Есть мысли как упростить+усилить конструкцию. Рама у меня сейчас из профиля 3060. Портал 6060. Надо будет их скидать тебе в проекте. Металлические детали будет на них проектировать. Позже нафотаю накидаю, что есть.
– Окей. Пока мало понятно что надо).

Я долго думал, как можно интересно и с пользой рассказать о своем пути разработки деталей. Просто показать первую версию деталей и сказать, что сейчас они просто лежат в коробке – слабовато. Вообще не рассказывать о первой версии – тоже.

Эта статья – протокол переписки с моим хорошим знакомым, профессиональным конструктором. Он помог сделать мне первый шаг в этот дивный новый мир. И конечно же поучаствовал в процессе не только руками.

Результатом общения стал набор железок, представленный на заглавном фото.

– В общем есть вот такая конструкция:

– Опора – профиль 3060. Два куска по два метра и два куска по одному метру. Скреплены по углам на обычные уголки. Плюс вот такие пластины снизу.

– По обоим осям – рельсы HGR15 и каретки HGH15CA. Я это пока собираю из того, что есть. Хочется постепенно попробовать перейти на свои детали из нарезанного на лазере металла.

– Скидай плиз эту конструкцию в солиде, что я описал. Стол из профиля, по углам соединенный, как описано. Две рельсы метровых на метровых профилях. Рельса на профиле портала.

– Длина портала 1900. Длина рельсы портала 1700.

0. Опора ножки стола

– В первую очередь хочется заменить эти угловые пластины на свои. Констукцию сейчас нарисую на бумажке. Чтобы встали они вместо этих алюминиевых пластин в пазы профилей, т-гайками. Верх – два крепления в короткий профиль вертикальный. Три крепления в нижний профиль горизонтальный. Ниже – примерный вид детали, который перед гибкой. После гибки получается держатель ноги. С отверстиями крепления к ноге. Понятно, о чем рисунок? ))
– Теперь понятно.

– Толщину металла ведь в солиде можно гибко будет корректировать? Я пока не знаю, из какого металла получится нагнуть.
– Можно скорректировать легко. Нужны только радиусы их гибов.

– В том смысле что из-за другой толщины металла не надо будет кучу времени потратить и все руками переделывать. ОК, радиусы тоже уточню.

– Отверстия для крепления ноги лучше сделать овальными. Чтобы можно было регулировать уровень ног вверх-вниз миллиметров на 5. Сами отверстия под м6 пусть будут. Квадрат основания такой же как на чертеже алюминиевой детали. Длина “ушей” которые вниз отогнутся пусть будет 200. Вот видос о такой конструкции станка, чтобы понятней было: <censored/>.

– Вот товарищ пишет, который с ними работает (с конторой по резке). А толщину с тобой давай 3 мм. планировать для начала.
– Окей.

– Нарисовал.
– Переходные пластины с каретки на портал ты по размерам срисовал с видео, да?
– Вроде да. Размеров он не говорил, но толщину сказал 8 мм каждый лист.

– Кронштейн этот сможешь повернуть как захочешь. Сделал отверстия только под профиль 30х60.
– Углы бы скруглить еще. Верхний и нижние правый и левый. Смыкание оставляем такое – клево вроде.
– Скруглим.

– Уточнил на производстве. Диаметр изгиба надо 5мм закладывать для 3мм металла. Чертеж развертки нужен будет в dxf.
– Диаметр или радиус 5 мм?
– Обычно про радиус говорят в таком случае?
– Да.
– Значит я оговорился, радиус. А отверстия под профиль какие заложены? Что-то тоненькие они очень.. там под м6 надо.
– 6,2мм.
– Окей тогда. А овальные регулируемые отверстия тогда какие? Я думал там тоже М6. Но они раза в два больше смотрятся.
– 6,4мм, длина прогона 5мм.

– Они ведь сильно разные – как так? )
– Я уже переделал маленькие которые были.
– А-а-а, ок! Нужно: 1. скруглить углы как я просил, 2. поменять радиус изгиба, 3. экспортировать в dxf.
– Сделал вот. Чертеж нужен? ↓ Крепление ноги (3мм, ст3).DXF 31.4 KB
– Нет. Открыл поглядел, не надо чертеж.
– Окей. Тогда жду новых вводных.

– Раньше не обратил внимание. А сегодня на готовой детали это прям заметно. Почему овальные отверстия на разных уровнях сделал? ) Корявенько же. Или специально так?
– Дак если на одном уровне сделать, у тебя болты будут пересекаться.
– Надо подумать про это. В первом приближении у меня тут просто будут деревянные ноги. И там действительно могут саморезы пересечься. Но во втором – ноги станут металлическими. Там крепеж на резьбу в ближнюю стенку просто планировал. Так что там нечему будет пересекаться.
– Ну а какая разница тогда на одном они уровне будут или нет, когда в стенку будешь крепить?
– Покручу в руках седня, погляжу ) выглядит просто как ошибка. Ничего пока плиз не правь по этим отверстиям. Позже обсудим, если надо будет.

– Приделал их сегодня, ничего так.

– Ну да, нормально выглядит. А ты не подваривал опоры по линии сгибов? Ну хотя это уже излишки.

– Нет пока.

– Брусок только маленьким кажется)

– Зато он влез между крепежом)). 80мм брус, остатки от стройки бани в саду. Трубу потом 80 мм может поставлю.

– Ну как вариант.

1. Опора мотора оси X

– Будем использовать концевики SN04-N:

– На станке этот датчик в двух местах. Первый – на оси X.

– Здесь держатель из оргстекла. В нем три отверстия – одно под крепление в т-слот, и два под крепеж датчика. Я думаю было бы хорошо совместить этот держатель с держателем мотора.

– Держатель мотора Х сейчас у меня на вот таком уголке. Он поставлен так, что у него сзади портала торчит остаток. Половина лишняя.

– Нужно взять модель этого уголка, и: 1. нижнюю площадку в два раза уменьшить, чтобы в уровень с профилем портала заканчивалась сзади, не торчала; 2. вырезать из уголка узкую полосу, которая не будет сгибаться и станет держателем датчика по Х, в ней – отверстия под крепеж датчика с расчетом того, что я там резьбу буду нарезать; 3. справа в основании уголка сделать вынос на который будет крепиться гибкий кабель-канал портала. Фото скину сейчас, как коряво я это пока делаю.

– Вправо пластина уходит из-под уголка.

– Одна из точек крепления мотора будет потеряна. Кажется, это не должно быть как-то фатально. Вертикальную позицию мотора возможно надо будет подрегулировать под высоту каретки. У автора оригинальной конструкции там несоосность есть – мотор выше чем надо стоит. Так как уголки стандартные использованы. А мы сможем это поправить.

– Зачем избавляться от отверстия? Может так сделать? Или там что-то мешается? Какие размеры до нижних отверстий? Какой диаметр?

– Потому что тогда датчик сдвинется влево. И мы потеряем пару см. рабочего поля.
– Ладно, сейчас уберу отверстие. Большая несоосность? На сколько подвинуть надо?
– Это сегодня не скажу. Как с ремнем соберу, будет понятно. Кстати, если проставку 3мм поставим, может норм все будет. Эти 3мм надо учесть в держателе левого ролика.

– Еще здесь нужно добавить вынос. Справа мертвая зона 4см у нас. Вот примерно на столько надо вынести за пределы портала конструкцию. То есть в передней части детали (если на изометрию смотреть на фотке твоей) должен появиться “язычок” на 4 см. В котором будут крепежные отверстия в профиль. может быть лучше не 2, а 3. Если влезет куда.

– Примерно так?

– Да, но с закруглениями. Плюс тут наверно можно сделать передний язык шире и закрепиться еще во вторую волну профиля? А нет, не можем. Там рельса.

– Позволил немного самодеятельности, потому что попытался убрать несоостность роликов.– Наверно можно три отверстия крепежа к профилю сделать с большими расстояниями? Или там уже все вывешено сразу за ними по модели?

– Вроде как можно, если у тебя ничего стоять там не будет, а так он не упирается в рельсу.

– Надо значит отверстия подвинуть. Чтоб пошире была посадка. Вроде есть место там. И деталь покрасивее будет).

2. Опора портала

– Держатель второго датчика, по оси Y, делаем на крепеже каретки.

– Сейчас это два листа оргстекла по 8мм. Я хочу попробовать сделать П-образный металл как на рисунке. Единственное, я еще уточняю, получится ли такой гиб технически.

– В данный момент узел на оргстекле выглядит вот так.

– Уточнил... П-образные такие штуки нельзя выгнуть. Меняем концепцию. Будет большая П-образная планка. Боковые стороны выйдут с торцов портала. Будут крепиться спереди и сзади каждая на две т-гайки. В этом случае верх П (который будет внизу, к нему каретка будет крепиться) будет шире боковин. Это по технологии пройдет.

– При такой конструкции получим дополнительный бонус – возможность высоту портала над каретками регулировать. Если сделаем несколько вариантов отверстий под крепеж к порталу.

– Высота изделия – 12мм стандартный подъем, что был. Плюс 60 до верха профиля портала. В положении, когда крепимся за нижние позиции отверстий к нижней направляющей профиля. Справа слева 15 мм выход за каретку. Там должно найтись место для крепления датчика.

– Что такое высота изделия?

– В согнутом состоянии от низа, куда каретка крепится до верха. Высота детали.

– Высота гнутой детали 12 мм, так?

– От низа гнутой детали до низа портала при начальном положении болтов должно быть 12мм.

– Что такое начальное положение болтов?

– На нижних двух болтах конструкция крепится в нижнюю волну профиля так, чтобы от профиля до каретки было 12мм.

– Между профилем и кареткой 12 мм?

– Да. Там в оригинале две 6мм пластины оргстекла проставки, фото кидал.

– Очень сложно объяснил))

– Как мог))

– А т-гайки на М5?

– Давай м6. Чтоб по серьезному было все )

– Потом сделаем деталь для ограничителя этого датчика сзади. А на перед он не отрабатывает. Перед расчетный.

– У меня только сомнения что они смогут такую П образную деталь согнуть. Линией показал биссектрису.
– Размеры все дай плиз. Я уточню.

– Сказали, что согнут. Но радиус гиба будет 2-3мм, а не 5.

– Отверстия лучше наверно сделать, как я просил. У тебя тут расчет, что за все четыре болта будет крепиться с каждой стороны и две позиции по высоте. Я предлагал, чтобы крепилось за два нижних болта только. И позиций для перестановки было три.

– Мелкие отверстия под датчик давай еще повторим на противоположном ухе напротив. Чтобы можно было там датчик ставить при необходимости. Сзади портала.

– Еще нужно повторить отверстия для датчика на 1см выше существующих. Или не на 1см, а настолько, чтобы в нижнее отверстие держателя нормально гайка с небольшой шайбой закрутились при установленном датчике. На производстве сказали, что наши отверстия под датчик скорее всего повреждены будут при гибке. Это поглядим при первом заказе. Старое положение отверстия для эксперимента оставляем.

3. Опора держателя трубы

– Сейчас они из профиля + переходной пластины, выглядят так:

– Надо сделать подобное из 3мм металла с одним гибом под 90 градусов. Чтобы сразу в металл ставился держатель трубы. Вот посадочные размеры у держателя трубы:

– Тут наверно надо не просто г-уголки, а что-то хитрее. Боюсь, что просто уголки на такой длине будут немного играть, а это недопустимо. Может быть еще по длинным сторонам ребра жесткости согнуть и сделать так, чтобы они упирались в алюминиевый профиль при затяжке. Возможно в этом случае нужно будет сделать, чтобы угол с крепежом не вниз загнут был, а вверх. чтобы в верхнюю волну закручивался. Иначе такое наверно не согнуть будет.

– А труба эта тяжелая?

– Не особо. Но привижениях портала она не должна вибрировать. Держатели ног прогибаются на сгибах чуток. Тут тоже будет большое плечо. Поэтому надо что-то придумать.

– Где именно прогибаются?

– На сгибах. Не очень жёстко там. Нужен упор.

– Ну а если обварить?

– При обварке геометрия поедет. Сгибами должно получиться устроить.

– Нашел модель держателя трубы. For tubes 50 - 80 mm.

– Отлично. У меня трубка 65мм диаметром.

– Труба и зеркало должны быть концентричны? Или можно вниз сместить?

– Нет, луч из центра трубы должен в зеркало точно уходить. Но держатель трубы регулируется. В изначальной конструкции я тебе скинул как крепеж выглядит. Кусок профиля 3060 и переходная пластина 6мм. Надо наш крепеж на тот же уровень планировать.

– Он сейчас как раз на этой высоте.

– Можно аналогичный ракурс сзади на портал?

– Совсем сзади - еще на 90 градусов. Поглядеть как наш крепеж относительно волн профиля смотрится. И тут у тебя очень большое расстояние от трубы до портала. Нужно ближе переставить трубу.

– Зеркало первое соответственно тоже ближе к порталу.

– Что значит первое?

– Луч из трубки в первое зеркало сначала приходит. Сзади портала, потом во второе, потом в голову.

– Тут если высоты не хватает, значит надо поднимать нашу площадку. И мы лишаемся верхнего крепежа в волну, оставляем только боковые. Их наверняка хватит. И жесткость будет норм.

– Вот это я и хотел сделать????.

– Еще смотри есть какой важный момент. У тебя сейчас модели зеркал в верхних регулировочных положениях. А держатель трубы, судя по всему, в нижнем. Можно эти модели скорректировать на средние положения? Так было бы правильнее.
– У держателей трубы регулировка должна быть около 12-20 мм по вертикали.

– Все встала как надо. На середину просто переставил зеркала.

– Крепеж лучше лишить верхнего крепления. Вот это отверстие будет испорчено в процессе гибки. Слишком близко оно к гибу.
– Давай уберем этот гиб, сделаем только боковые.

– Да. Кстати можно изменить форму ушей и сделать крепеж в две волны. Четенько получится.

– Ну да.

– Ещё надо продолговатых отверстий проделать в нижних рёбрах. Чтобы по ним пустить можно было охлаждение и или провода. Прямо хорошие отверстия нужны. Не маленькие.

4. Проставка под голову

– Сейчас голова прямо на каретку прикручивается. Я хочу в будущем иметь возможность дооснащать станок дополнительными приблудами. Нужно посчитать высоты все механики исходя из того, что позже появится переходная пластина под головой. Тут просто планка с отверстиями как у каретки - чтобы болты насквозь проходили.

– Тут просто лист с отверстиями под каретку?

– Да, но без выноса.

– Так?
– Да. И закруглить.

5. Опора держателей зеркал

– Сейчас заднее зеркало сделано на выносе из профиля.

– Переднее крепится к порталу. Надо сделать одну пластину, которая будет крепиться к порталу на 4 отверстия и уходить назад. Оба держателя зеркала чтобы вертикально были на этой пластине одинаково закреплены. Крепеж ближнего зеркала насквозь в т-гайки пойдет. Под дальнее зеркало надо будет сделать несколько двойных отверстий под нарезку резьбы. Чтобы можно было в несколько позиций ставить держатель.

– Расстояние между передним и задним зеркалом не имеет значение?

– Нет. Но надо, чтобы луч из трубы попадал в заднее зеркало. И чтобы переднее было на одной линии с задним. И есть еще момент. При текущей конструкции станка слева 9см мертвая зона получается. В идеале нужно сделать держатель зеркал на выносе влево. Чтобы уменьшить мертвую зону. Если это решать за счет увеличения длины портала увеличится габарит станка. А выносом можно решить без увеличения габарита.

– Но крепеж получится к порталу на две точки, а не на 4. Что в принципе норм наверно. Тут нагрузки нет никакой. То есть что-то типа пластины в форме L должно получиться. И зеркала оба будут на резьбу вворачиваться, а не в т-слоты. На выносе уже. Должно получиться заказать более длинную рельсу по Х и уменьшить мертвую зону слева.

– Крепеж на винты М6?

– Нет, М5. Сейчас найду чертеж.

6. Опора подшипников вала ролика оси Х

– Сейчас это несколько пластин.

– Хочется деталь в виде не совсем обычного уголка. Обычный не влезет – будет пересечение с опорой портала. И к порталу прикручиваться этот уголок будет сзади. Так как там есть вылет крепления подшипников немного за переднюю часть.

– У держателя какие размеры под крепления?

– А расстояние между двумя роликами ровно под один шкив? И какой тогда этот шкив?
– Ровно под шкив. Это под 2GT. Погугли ширину плиз. Я пока не у компа.
– И еще, шкив симметрично относительно каретки расположен?
– Да, ремень четко над рельсой.

– Ты точно сзади крепеж делаешь к порталу? Как-то близко сильно отверстия верхние к гибу. Дальше должны быть.

– Норм.... Тут надо поправить все таки немного. Язычок у держателя роликов сделать не слева, а справа. Соответственно держатель тоже уйдет за габарит портала и можно будет продлить рельсу на свободное место.

На этом месте стало понятно, что получается какой-то слишком бесконечный лонгрид. И нужно разбить статью на две части.

За одним поглядеть отношение аудитории. Действительно ли это настолько интересно и возможно кому-то полезно. Как предполагал автор.

Во второй части статьи:

7. Опора мотора оси Y

8. Опора роликов вала портала

9. Держатель ремня оси Y

10. Ограничитель концевика оси Y

11. держатель ламелей

А тем временем

В статье описываются события конца 2022 года. За прошедшее время конструктив станка претерпел значительные изменения. На момент публикации актуальная версия набора деталей 2.1. Про путь от первой версии до текущей в скором времени будет отдельная статья. А пока все детали набора можно подробно рассмотреть по ссылке: https://itmancan.ru/co2-cnc-kit/

Конструктив уже можно считать обкатанным. По России работает несколько станков на базе него. В почти круглосуточном режиме.

С течением времени пришло понимание, что далеко не каждый айтишник способен собрать себе станок, купив набор и инструкции. ) Есть покупатели набора, которые остановились на покупке набора и отложили сборку в долгий ящик. Поэтому сейчас мы не только продаем детали конструктора, но и предлагаем свои услуги по сборке станков на базе него. Даже настаиваем на этом ). Чтобы станки работали. А не попадали в шкаф.

В разработке новый конструктив, который уже не будет продаваться в виде набора отдельных деталей. Только в виде собранного станка разной степени готовности. Возможность для экономии останется путем самостоятельного приобретения и установки дорогостоящих комплектующих. Всю мелочевку мы будем собирать сами.

Также будет доступен любительский конструктив. С деталями из МДФ и небольшими моторами NEMA17, с контроллером на бале ESP32 GRBL. Для тех, кому интересен лазерный станок для хобби, не для бизнеса. Или для сверхэкономного бизнеса.

Кому интересно следить за нашим проектом в реальном времени – вступайте в наше сообщество ВКонтакте: https://vk.com/itmancan Прямо сейчас там можно увидеть фрагменты того, о чем на хабре будет рассказано еще очень не скоро.