«На богатом событиями пути, цель сливается с бесконечностью.»
— Ли-Шэньфэнь: Сборник трактатов.
В данном цикле статей речь пойдет о проекте по созданию небольшого настольного ЧПУ-фрезера, рассчитанного, в основном, на работу с алюминием. А то, вот, скажем, у меня есть 3D-принтер для пластика, есть среднеформатный фрезер для дерева. А для алюминия и прочих мягких металлов — ничего нет.
Такова официальная версия. Но, по большому счету, на момент старта проекта, каких-то конкретных планов на этот станок не было. Правда, так же и известно, что аппетит приходит во время чумы. Там видно будет…
Как и у многих моих проектов, у этого, была непростая судьба и богатая предыстория. С неё и начну, по старой традиции.
В отличие от 3D-принтера, который был разработан и построен совершенно с нуля, для фрезера у меня была уже некая готовая основа. Вот в таком виде:
У кого-то может сложиться ложное впечатление, что это не «основа» для проекта, а уже готовый станок. Помой, смаж, включай и пользуйся… Ах, если бы…
Что ж… Заваривайте кружку WD-40, укутывайтесь в уютную старую промасленную ветошь, садитесь поближе к бочке с горящими табуретками и слушайте обещанную предысторию о непростой судьбе робота…
Давным-давно, когда я ещё только устроился на работу в небольшую компанию по производству и продаже оружия (Texas Shooters Supply), этот станок уже был покрыт слоем пыли в углу тамошней мастерской. По некоторым косвенным признакам, его условный год рождения можно определить, как 2010-2013 (хотя мотор шпинделя имеет маркировку от 1997 года, но я сильно сомневаюсь, что все остальное настолько же древнее).
Босс рассказывал, что он купил его за какие-то несусветные (на мой взгляд) тыщи денег с прямой доставкой из Поднебесной в начале 2010-х для нужд развивающейся компании.
И я до сих пор уверен, что беднягу просто обманули, воспользовавшись неосведомлённостью. Во-первых, оно и близко не для производственных нужд — обычная домашняя игрушка для хобби. Во-вторых, цена таким игрушкам и тогда уже была в районе 800 баксов — не больше.
На моей памяти его включали только один раз. Когда босс в очередной раз попытался приспособить его для целей гравировки.
Кое-как оно, конечно, смогло выгрызать логотипы компании на алюминиевых деталях. Допускаю, даже, что оно могло бы делать это быстрее и лучше. Но сам я тогда активно занимался приведением в порядок IT-хозяйства компании и мне было не до возни с каким то там дурацким «производством». Не добившись хоть сколько-нибудь значимых, с точки зрения этого самого «производства», результатов, босс отправил станок обратно в пыльный угол.
🕒 Прошло время…
В какой-то момент, одна из моих тогдашних коллег выпросила станок для личных целей. Хотела с мужем наладить в своем гараже гравировку мелких партий всякого шмурдяка. Ясен пень, у них тоже ничего не вышло. Главным образом потому, что состояние станка на тот момент уже можно было определить, как «руины». Любой инструмент, тем более станок, которым не пользуются годами, посыпают пылью и стружкой, не предохраняют от влаги, небрежно пинают из угла в угол и т.п. — неизбежно превращается в руины.
Сама коллега — особа весьма креативная и рукодельная. Но только в части того, что относится к области прикладного искусства. Делает красивые мелкие украшения, типа узорной обвязки пистолетных рукоятей кожаным шнурком, серёжки из гильз, кулоны из пуль и прочую бижутерию в таком роде. Очень красивые вещи делает! К сожалению, станку на тот момент был уже нужен скорее слесарь-механик, а не крафтер бижутерии. В итоге, съездив в летнее турне на техасскую ферму, станок вернулся обратно в пыльный угол мастерской.
🕒 Прошло время…
Никому, включая босса, станок (руины его руин) уже точно был не нужен, т.к. к тому моменту я покончил с приведением в порядок IT-хозяйства и, взявшись за производственную часть, заставил работать на компанию аж три «взрослых» станка с ЧПУ. Два фрезера — Doosan и Brother, токарный — тоже Doosan (который Lynx) и swiss machine (не знаю, как такой тип станков называется по-русски) от Мицубиси. Все это с лихвой покрывало нужды производства и клепало детали десятками/сотнями в режиме 24/7, под присмотром одного дрессированного машиниста для выгребания стружки. А для целей гравировки были приспособлены более адекватные промышленные лазерные граверы от Epilog в количестве двух штук.
Все это было написано ради иллюстрации того, насколько смешно и нелепо, с точки зрения компании, выглядел пылящийся в углу мастерской хоббийный станочек о котором идет речь в данном цикле статей. В какой-то момент он перестал удостаиваться даже мимолетного внимания.
Да, я, лично, видел в нем некий потенциал для своих хобби в гараже, но, как начинал думать о том, сколько сил и времени потребуется, чтобы это оживить…
🕒 Прошло время…
Все рано или поздно заканчивается. Так подошло к концу и моё время работы в той компании. Споткнувшись в очередной раз о кучу костей в углу, решил — да и фигли, собственно? Другой возможности уже не будет… В свой последний рабочий день попросил босса подарить мне те останки. Ну, типа, «за заслуги перед отечеством». Вместо золотых часов или, там, радиоприёмника… Ведь, все равно, не сегодня, так завтра, он сам же и отправит его в утиль, чтобы угол освободить под новый компрессор. Жалко ж зверушку, нельзя так…
И в тот же день руины перекочевали из пыльного угла оружейной мастерской в пыльный угол моего гаража.
🕒 Прошло время…
В пыльном углу моего гаража станок простоял ещё не меньше пары лет. Сперва я осваивался на новой работе и решал связанные с этим текущие задачи, потом какое-то время занимался другими своими проектами, потом думскроллил в интернетах, погрузившись в пучины депрессии и ненависти к носителям духовных скреп…
В общем, не до строительства станков было. Откровенно говоря, ваще о нем начал забывать в какой-то момент.
🕒 Прошло время…
Единственный, кто, похоже, все ещё помнил о пыльных руинах в углу, был мой Друг. Я до сих пор не очень понимаю, какие конкретные виды он имел на этот станок, но, в отличие от меня, он про него помнил постоянно и регулярно капал на мозги запросами «когда стружку делать будем?!». Все это время, я настойчиво пытался сплавить руины ему, чтобы он сам их и оживлял. Но он оказался умнее чем я думал и успешно отбрыкивался. Не хуже моего понимал, что восстанавливать эту зверушку своими ручками, это будет не ёжик чихнул. С другой же стороны, регулярно капать на мозги мне — не мешки ворочать.
🕐 Внезапно: пришло время!
Вот, просто так, на пустом месте, без особых на то причин. В один прекрасный день, просто решил «пора!»… Возможно, таким образом, тараканы в голове решили меня как-то отвлечь от происходящего на планете.
Так проект и начался. Конец сказки.
Теперь, видимо, следует более подробно рассказать, что из себя представлял этот станок в техническом плане и почему я не питал на его счёт каких-то особых иллюзий.
А ничего, собственно, особенного он собой в техническом плане не представлял. Абсолютно! Ну, в первую очередь, «фрезером» его вообще не следовало называть. Даже с приставками «любительский», «домашний», «для хобби» и т.п. Исходя из тех характеристик, которые были ему присущи, этот станок можно было называть не более чем «посредственным любительским гравером». Для «фрезера» ему сильно недоставало мощи доисторических шаговых моторов (самой «слабой» модификации из серии праотцов NEMA23) и шпинделя (10К оборотов при 0.2 kW тяги — ваще ниочем).
Родных и двоюродных братьев этого станка можно найти в огромных количествах на просторах алибабаев, ютубах и прочих интернетах. Мне не удалось проследить историю до самого её истока, но, похоже, где-то в разгаре 2000-х, самоделкиным стал доступен некий проект категории «ЧПУ станок своими руками». Скорее всего, в виде проработанных чертежей и схем, распространяемых под лицензией Creative Commons. Тогда такое было в порядке вещей — самоделкины за небольшие деньги покупали «бумагу» и по ней на коленке самостоятельно пилили нечто «по мотивам», изгаляясь кто во что горазд.
Со временем, на базе этого проекта появилось огромное множество подобных машин всех размеров и пропорций. Как любительских, так и коммерческих. Как готовых, так и в виде китов. Их и сейчас продолжают клепать под миллионом разных названий и брендов, наравне с новоделом из конструкционного профиля (что не пошло этим станкам на пользу, кстати).
Однако, во всем этом зоопарке отчётливо прослеживается некий «общий предок». Хотя бы по одному только внешнему виду некоторых деталей: идентичность формы стоек «портала» с характерным скошенным углом, задней сплошной стенкой, очень спорным крепление всех элементов «торец-в-торец» и т.п.:
Что это был за проект-предок, я так и не выяснил однозначно. Следы привели в Китай и там рассосались в миллионах клонов, клепаемых почти без изменений все последнее десятилетие-полтора за миска рис, кошка жена и социальный рейтинг. Есть некоторая вероятность, что все это не более чем «металлическая» версия небезызвестного DIYLILCNC.
Но утверждать это однозначно я не берусь. Тут, как и в происхождении человека, имеет место быть т.н. «Недостающее звено«. Не получилось выявить достаточно однозначных и исторически прослеживаемых промежуточных форм между DIYLILCNC и тем, что на фото выше.
Если у кого есть настоящая информация о проекте-прародителе — напишите в комментариях или мылом. Добавлю ссылку. Интересно же, откуда ноги растут…
Станок, попавший ко мне в руки, совершенно точно не был построен на базе промышленного кита. Все детали несут на себе следы ручного изготовления. Причём, «сделано с любовью» — явно не про этот станок. Работа была проделана крайне небрежно с целью быстрой частной штучной продажи на волне хайпа.
На деталях сохранились следы ручной разметки «штангелем по торцу» (явный признак штучного кустарного производства). Панели резались вручную ножовкой, судя по следам на срезах. Отверстия сверлились ручным шуруповёртом — ни одного одинакового, все мимо разметки, вкривь и вкось и со следами последующей подгонки.
Резьба, где недорезана, где нарезана под углом. В одном отверстии нашлись останки сломанного метчика, а винтик для этого отверстия был укорочен ножовкой, чтобы хоть на пару ниток зацепиться за то, что осталось от резьбы в отверстии (это вообще за гранью человечности и должно как-то преследоваться законами, я считаю).
Постобработка — очень дешёвая аэрозольная краска а ля «мы покрасили забор». Начинает облезать хлопьями, стоит только ногтем колупнуть:
Зачем-то покрасили даже шаговые моторы! ЗАЧЕМ КРАСИТЬ МОТОРЫ, КАРЛ!?
Винты использовались в широком ассортименте. В основном M5 и M6. Даже в однотипные отверстия в пределах одного узла были вкручены винты разной длины. Зависело, вероятно, от того, насколько глубоко удавалось нарезать резьбу в детали. Под ту глубину и подбиралась длина винта…
Про электронику я не хочу даже начинать рассказывать… Там полный мрак, тлен, безысходность и тяжёлая наркомания:
Подача 110V в блок управленияРазъемы к управляющему блоку
Тоже мурашки по коже бегают? А вот так там было ВЕЗДЕ! Включая провода к моторам. Длины родных проводов к моторам явне не хватало и они были просто разрезаны пополам, а потом наращены вставками при помощи ручной скрутки и чёрной сгнившей изоленты. В лучшем случае, вместо изоленты, рассыпающаяся термоусадка. Иногда, то и другое вместе, одно поверх другого…
В целом, все выглядело так, как будто юного неопытного китайского DIY-щика покусал матёрый DIY-щик индус. И теперь юный инвалид обречён делать вот такое вот! И он никогда уже не сможет сделать ничего, что было бы не стыдно показать людям. Любой его проект будет вызывать у других людей невыносимые душевные муки, кровотечение из глаз и хронический фейспалм… А потом он сделает канал на ютубе и мир погрузится во тьму! Истину говорю вам! Добром такое не заканчивается…
Однако, как это ни странно… Станок, в целом, вышел… мнэ… прочным. И, даже, худо-бедно работающим… Вероятно, сработал принцип чётности из «теории ошибок«. Иными причинами я не могу объяснить наблюдаемый феномен.
В части электроники и управления, станок был не менее скуден и убог. Но это уже, скорее, не результат поражения Тьмой всех когнитивных способностей его создателя, а чисто технические ограничения «гаражных технологий» того времени. В нем нет и никогда не было какого-то центрального контроллера. Только здоровенный трансформатор, выпрямитель с него, примитивная плата управления шпинделем, не менее примитивная плата с драйверами шаговых моторов, и совсем уж доисторическая дополнительная плата с отдельным драйвером для оси «А»:
Плата управления шпинделем — самодельная. Не травленая, а резана на ЧПУ. Возможно, на этом же самом… Допускаю, что этот функционал управления шпинделем был добавлен в блок управления на более поздних стадиях постройки, когда станок уже сам смог для себя что-то награвировать простенькое при ручном управлении оборотами шпинделя.
Непосредственное же управление процессом резки, было возложено на внешний компьютер, который отправлял команды на плату с драйверами через параллельный порт. В данном конкретном случае — стандартный писюковый LPT.
Я лишь единожды видел все это работающим, но вроде бы, тогда на компе было запущено что-то очень похожее на Mach3 доисторической версии, которая всем и рулила:
И это было ещё одной причиной, по которой с какого-то момента к этому станку уже никто не приближался. Исходный компьютер от станка давно растворился в недрах компании, а новый ещё поди найди, чтобы с LPT-портом… И поди найди того, кто ещё помнит, что это такое и зачем нужно.
Опираясь на рассказанное выше, план действий вырисовывался следующим образом:
Разобрать все до винтиков. Причём именно винтики сразу же в помойку и переправить т.к. половина из них тупо проржавела.
Очистить все детали до первородного состояния. Вымыть всю колхозную смазку и содрать потеки заборной краски.
Исправить косяки в деталях. Поправить кривые отверстия, прочистить/нарезать резьбу в деталях, выровнять торцы панелей и т.п. Эдакая глобальная «обработка напильником». Совсем все исправить не получится, конечно. Некоторый «фарш невозможно провернуть назад». Но хотя бы попытаться сделать что-то со всем этим безобразием. А если безобразие окажется совсем безобразным, то, возможно, и вовсе выбросить и вырезать новое безобразие.
Покрасить нормально. Хотелось бы анодирование, конечно, или порошок. Но своего оборудования для таких операций у меня пока нет, а заказывать на стороне — овчинка выделки не стоит. Достаточно вернуть аэрозоль, но сделать это по-человечески, используя хорошую self-etching грунтовку и соблюдая элементарные правила покраски.
Собрать все обратно. Попутно сменив моторы и шпиндель на более адекватные.
Установить новую электронику управления. Придумать и собрать новый автономный блок со своим собственным контроллером.
Программа-максимум: превратить посредственный любительский гравер в рабочий хоббийный фрезер по алюминию для небольших деталек.
Формирующийся проект получил название «DOOMSUN E32-FNC«:
Эдакая игра слов на тему известного бренда «взрослых» станков с которого я начал своё первое серьёзное знакомство с темой. Конечно, потом были и другие, но DOOSAN DNM 4500 была моей первой «Дусей», которая учила меня искусству любви к роботам. До кучи, принимая в расчёт посконное китайское происхождение этого агрегата, считаю что игра букв в стиле Adibas (Naik, Pumo, Reebak и пр.), является культурно приемлемой и справедливой!
О том, что значат «E32» и «FNC» будет понятно дальше. Хотя, думаю, для знакомых с темой, это уже и без того ясно…
