Андрей Смирнов
Время чтения: ~18 мин.
Просмотров: 0

РадиоКот :: Пять шагов. Изготовление качественных печатных плат дома.

Здравствуйте! На этом ресурсе много людей, которые занимаются электроникой и самостоятельно изготавливают печатные платы. И каждый из них скажет, что сверление печатных плат это боль. Мелкие отверстия приходится сверлить сотнями и каждый самостояльно решает для себя эту проблему. В этой статье я хочу представить вашему вниманию открытый проект сверлильного станка, который каждый сможет собрать сам и ему не потребутся для этого искать CD-приводы или предметные столы для микроскопа.e2b50914eac24ae792529df853128124.jpg

Описание конструкции

В основе конструкции довольно мощный 12ти вольтовый двигатель из Китая. В комплекте с двигателем они продают еще патрон, ключ и десяток сверел разного диаметра. Большинство радиолюбителей просто покупают эти двигатели и сверлят платы удерживая инструмент в руках. Я решил пойти дальше и на его основе сделать полноценный станок под подобные двигатели с открытыми чертежами для самостоятельного изготовления.97486552313b43b78643af299da7f6c9.jpg Для линейного перемещения двигателя я решил использовать полированные валы диаметром 8мм и линейные подшипники. Это дает возможность минимизировать люфты в самом ответственном месте. Эти валы можно найти в старых принтерах или купить. Линейные подшипники также широко распространены и доступны, так как применяются в 3D-принтерах.297169f6b02f4a9081f160030262aa45.jpg Основная станина сделана из фанеры толщиной 5мм. Фанеру я выбрал потому, что она стоит очень дешево. Как материал, так и сама резка. С другой стороны ничего не мешает (если есть возможность) просто вырезать все те же самые детали из стали или оргстекла. Некоторые мелкие детали сложной формы напечатанны на 3D-принтере. Для поднятия двигателя в исходное положение использованы две обычные канцелярские резинки. В верхнем положении двигатель сам отключается при помощи микропереключателя. С обратной стороны я предусмотрел место для хренения ключа и небольшой пенал для сверел. Пазы в нем имеют разную глубину, что делает удобным хранение сверел с разным диаметром. Но все это проще один раз увидеть на видео: На нем есть небольшая неточность. В тот момент мне попался бракованный двигатель. На самом деле от 12В они потребляют на холостом ходу 0,2-0,3А, а не два, как говорится в видео.

Детали для сборки

  1. Двигатель с патроном и цангой. С одной стороны кулачковый патрон это очень удобно, но с другой он гораздо массивнее цангового зажима, то есть часто подвержен биениям и очень часто их приходится дополнительно балансировать.
  2. Фанерные детали. Ссылку на файлы для лазерной резки в формате dwg (подготовлено в NanoCAD) можно будет скачать в конце статьи. Достаточно просто найти фирму, которая занимается лазерной резкой материалов и передать им скачанный файл. Отмечу отдельно то, что толщина фанеры может меняться от случая к случаю. Мне попадаются листы которые немного тоньше 5мм, поэтому пазы я делал по 4,8мм.
  3. Напечатанные на 3D-принтере детали. Ссылку на файлы для печати деталей в stl-формате можно будет также найти в конце статьи
  4. Полированные валы диаметром 8мм и длиной 75мм — 2шт. Вот ссылка на продавца с самой низкой ценой за 1м, которую я видел
  5. Линейные подшипники на 8мм LM8UU — 2шт
  6. Микропереключатель KMSW-14
  7. Винт М2х16 — 2шт
  8. Винт М3х40 в/ш — 5шт
  9. Винт М3х35 шлиц — 1шт
  10. Винт М3х30 в/ш — 8шт
  11. Винт М3х30 в/ш с головкой впотай — 1шт
  12. Винт М3х20 в/ш — 2шт
  13. Винт М3х14 в/ш — 11шт
  14. Винт М4х60 шлиц — 1шт
  15. Болт М8х80 — 1шт
  16. Гайка М2 — 2шт
  17. Гайка М3 квадратная — 11шт
  18. Гайка М3 — 13шт
  19. Гайка М3 с нейлоновым кольцом — 1шт
  20. Гайка М4 — 2шт
  21. Гайка М4 квадратная — 1шт
  22. Гайка М8 — 1шт
  23. Шайба М2 — 4шт
  24. Шайба М3 — 10шт
  25. Шайба М3 увеличенная — 26шт
  26. Шайба М3 гроверная — 17шт
  27. Шайба М4 — 2шт
  28. Шайба М8 — 2шт
  29. Шайба М8 гроверная — 1шт
  30. Набор монтажных проводов
  31. Набор термоусадочных трубок
  32. Хомуты 2.5 х 50мм — 6шт

Сборка

Весь процесс подробно показан на видео: Если следовать именно такой последовательности действий, то собирать станок будет очень просто. Вот так вот выглядит полный набор всех комплектующих для сборки Помимо них для сборки потребуется простейший ручной инструмент. Отвертки, шестигранные ключи, плоскогубцы, кусачки и т.д. Перед тем начинать собирать станок желательно обработать напечатанные детали. Удалить возможные наплывы, поддержки, а также пройти все отверстия сверлом соответствующего диаметра. Фанерные детали по линии реза могут пачкать гарью. Их можно также обработать наждачной бумагой. После того, как все детали подготовлены начать проще с установки линейных подшипников. Они закрадываются внутрь напечатанных деталей и прикручиваются к боковым стенкам: Далее устанавливается ручка с шестерней. Вал вставляется в большое отверстие, на него устанавливается основание ручки и все это стягивается болтом на 8мм. Самой ручкой служит винт на М4: Теперь можно собрать фанерное основание. Сначала боковые стенки устанавливаются на основание, а затем вставляется вертикальная стенка. В верхней части также есть дополнительная напечатанная деталь, которая задает ширину в верхней части. При закручивании винтов в фанеру не прикладывайте слишком большое усилие.

В столике на переднем отверстии необходимо сделать зенковку, чтобы винт с головой впотай не мешал сверлить плату. С торца также установлена напечатанная крепежная деталь. Теперь можно приступить к сборке блока двигателя. Он прижимается двумя деталями и четырьмя винтами к подвижному основанию. При его установке необходимо следить, чтобы отверстия для вентиляции оставались открытыми. На основание он закрепляется при помощи хомутов. Сначала вал продевается в подшипник, а затем на нем защелкиваются хомуты. Также установите винт М3х35, который в будущем будет нажимать на микропереключатель. Микропереключатель устанавливается на прорези кнопкой в сторону двигателя. Позже его положение можно будет откалибровать. Резинки накидываются на нижнюю часть двигателя и продеваются до «рогов». Их натяжение надо отрегулировать так, чтобы двигатель поднимался до самого конца. Теперь можно припаять все провода. На блоке двигателя и рядом с микропереключателем есть отверстия для хомутов, чтобы закрепить провод. Также этот провод можно провести внутри станка и вывести с обратной стороны. Убедитесь, что припаиваете провода на микропереключателе к нормально замкнутым контактам. Осталось только поставить пенал для сверел. Верхнюю крышку нужно зажать сильно, а нижнюю закрутить очень слабо, используя для этого гайку с нейлоновой вставкой.
На этом сборка окончена!

Дополнения

Другие люди, которые уже собрали себе такой станок внесли много предложений. Я, если позволите, перечислю основные из них, оставив их в авторском виде:

  1. Кстати, тем, кто никогда раньше не работал с такими деталями, хорошо бы напоминать, что пластмасса от 3D принтеров боится нагрева. Поэтому здесь следует быть аккуратным — не стоит проходить отверстия в таких деталях высокоборотной дрелью или Дремелем. Ручками, ручками….
  2. Я бы еще порекомендовал устанавливать микропереключатель на самой ранней стадии сборки, так как привинтить его к уже подсобранной станине нужно еще суметь — очень мало свободного пространства. Не помешало бы также посоветовать умельцам заблаговременно хотя бы залудить контакты микропереключателя (а еще лучше — заранее припаять к ним провода и защитить места пайки отрезками термоусадочной трубки), дабы впоследствии при пайке не повредить фанерные детали изделия.
  3. Мне видимо повезло и патрон на валу оказался не отцентрированным, что приводило к серьезной вибрации и гулу всего станка. Удалось исправить центровкой «плоскогубцами», но это не хороший вариант. так как гнет ось ротора, а снять патрон уже не реально, есть опасения, что вытащу эту самую ось целиком.
  4. Затяжку винтов с гроверными шайбами производить следующим образом. Затягивать винт до момента, когда сомкнется (выпрямится) гроверная шайба. После этого повернуть отвертку на 90 градусов и остановиться.
  5. Многие советуют приделать к нему регулятор оборотов по схеме Савова. Он крутит двигатель медленно когда нагрузки нет, и повышает обороты при появлении нагрузки.

Ссылки для скачивания

Все файлы собраны в основной статье о проекте на моем сайте. Там все можно скачать по прямым ссылкам без регистрации и других проблем.toozpickПриспособления / СтанкиДобавлено 4 комментария Приветствую, Самоделкины!В этой статье описан процесс самостоятельного изготовления сверлильного станка для печатных плат. Автором данной самоделки является Роман (YouTube канал «Open Frime TV»)Основание станка напечатано на 3d принтере. 3D модель можно скачать ЗДЕСЬ. Если же у вас нет 3d принтера — не беда, можно использовать вот такой корпус:Как такой изготовить узнаете из этого видеоролика. Вообще, сегодняшняя самоделка, это усовершенствованная версия сверлильного станка из видеоролика выше, так сказать сверлильный станок версии 2.0. Те, кто не видел данный видеоролик, обязательно посмотрите.Итак, какие же именно изменения претерпел сверлильный станок? А изменение следующие: 1)Автоматический регулятор оборотов дрели. Когда нету нагрузки обороты минимальные, как только нагрузка появилась, обороты увеличились до максимальных, а потом опять упали. Это, скажу я вам, очень полезная штука. Во-первых, она уменьшает износ щеток, а во-вторых, позволяет легче прицелиться при сверлении.2)Следующее изменение — это сверла. До этого автор пользовался обыкновенными сверлами по металлу нужного диаметра. Но ведь для этих целей существуют специальные крутые твердосплавные сверла.Автор заказал их и понял, насколько эти сверла облегчили процесс сверления. Во-первых, у них спиральная форма и у вас по всему столу не будет разлетаться труха, а во-вторых, они тупятся намного дольше чем обыкновенные сверла, что есть огромный плюс.Также можно было заменить цанговый патрон на быстрозажимной, он стоит чуть дороже, но пользы намного больше, не нужно постоянно менять цанги. Но так как мы имеем твердосплавные сверла, у которых все хвосты одинаковые, то можно оставить и этот патрон, особых проблем с ним нет.Теперь давайте посмотрим, как все это реализовано. Сам станок собирается несложно. Делаем все по картинке автора данной модели. Потихоньку собираем, соединяя подвижные части, а также смазываем их, так как это пластмасса и может легко выработаться.Единственное, что не предусмотрено в 3д модели корпуса, это подставка, ее придется изготовить самостоятельно. Автор сделал ее из дерева. Она довольно-таки увесистая, точно не будет шататься.Для придания красивого вида автор также еще и покрасил ее в черный цвет.Как видим получилось не хуже заводских моделей.Следующим шагом рассмотрим схему автоматического регулирования оборотов.Она несложная, всего 2 транзистора и обвязка. Силовой транзистор желательно поставить на радиатор.Давайте разберемся, как работает данная схема. Без нагрузки на базу силового транзистора приходит напряжение с подстроечного резистора. Данный транзистор находится в приоткрытом состоянии.Теперь о том, что происходит, когда подается нагрузка. На одной ножке резистора шунта напряжение становится меньше, чем на другой:В таком случае, на базе второго транзистора, напряжение становится меньше, чем на эмиттере, и он открывается, подтягивая базу силового транзистора к плюсу питания. Соответственно силовой транзистор открывается на полную мощность и обороты двигателя возрастают.Как только нагрузка пропала, разница напряжений стала меньше, и верхний транзистор закрылся. Двигатель опять еле вращается. Изменяя сопротивление подстроечного резистора можно выставлять минимальные обороты вращения двигателя.Единственной сложной задачей в данной схеме есть подбор резистора шунта.Если его взять большего номинала, то на нем будет постоянно падать напряжение, а, следовательно, нижней транзистор будет всегда открыт. Для разных двигателей номинал будет разный. Автор купил себе 10 резисторов номиналом от 1 Ома и до 10 Ом и стал пробовать. При резисторе номиналом 2Ом была оптимальная работа. И запомните, чем мощнее моторчик, тем меньше номинал нужно брать.Идем дальше. Печатная плата данного регулятора получилась очень маленькой. Такую можно без особых проблем собрать и на макете, но мы будем делать ее на печатной плате. Запаиваем платку.И вот так она работает. Как видим, мультиметр фиксирует напряжение непосредственно на двигателе.Дотрагиваемся пальцем к патрону и обороты сразу же возрастают. Убираем палец, и они падают до заданных.Как ни странно, при такой простоте схемы работа безотказная. Без изменений в данном проекте осталось освещение. Это все те же 4 светодиода мощностью 1Вт каждый расположенных снизу двигателя на вот такой пластине-радиаторе.Для красоты спрячем плату, провода и выключатель в корпус. Тут отлично подойдет корпус от старого блока питания.В нем просверлим необходимые отверстия и теперь осталось все соединить воедино.Ну вот и собрали станочек. Получилось довольно красиво, не отличить от заводской модели. Как вы могли заметить на двигатель установлен конденсатор на 100 нФ. Когда щетки начнут изнашиваться он защитит от ложных срабатываний.Ну и в конце можно произвести тест станка. Для этого возьмем какую-нибудь старую плату и попробуем сверлить. Подсветку автор отключил, чтобы не слепить камеру.Как видим, процесс сверления просто идеальный. Прицелился, чуть дал нагрузку и с легкостью просверлил отверстие.Ну а на этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!Видео:Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь. 📆13.02.12 🙋reper 👀110 066 💬15 Прочитав статьи о достижениях форумчан в области станкостроения (молодцы, ребята!) с упоминанием узлов СД приводов, полез в хламовник и достал дохлый CD-привод TEAC.Взглянув на каретку, держащую лазерный модуль, сразу понял — это почти готовый узел привода сверлильной головки!

Содержание / Contents

↑ Внутри CD-привода

Точность подачи не вызывает сомнений — ведь САМ ЛАЗЕР позиционировала! Но для бОльшей надежности (все-таки сверлильная головка потяжелее, чем лазер) нужна была еще одна такая же каретка. К счастью, рядом валялся такой же (или почти) TEAC. С механикой у них, похоже, стандарт. Короче, снимаем с него каретку, устанавливаем рядом с имеющейся, и вот что получилось:1328947712_ris1.jpgРис. 1Рабочий ход этого тандема составляет около 10 мм — вполне достаточно. Можно, конечно, кое-что подпилить, чтобы, сблизив каретки, увеличить ход сверла, но нет смысла — станок предназначен только для сверления плат (по крайней мере, у меня).ПС. Один лазер демонтировать не удалось — так что можно смело в названии станка писать — «лазерный»!Теперь нужно подумать о станине. Смотрим на шасси этого же дисковода:1328947655_ris2.jpgРис. 2Режем по красным линиям, подрезаем углы по вкусу. Разрез по зеленым линиям пригодится нам потом. Не забываем снять заусенцы — источники травм. В итоге получаем два одинаковых, но симметричных кронштейна:1328947633_ris3.jpgРис. 3Углы проверять не стал — все-таки TEAC — порядочная фирма. Просверлив необходимые отверстия, собираем станину, ориентируясь на имеющиеся на деталях полочки и уголочки:1328947627_ris4.jpgРис. 4Вид с тыльной стороны (изнутри станка):1328947651_ris5.jpgРис. 5Стрелками указаны места сопряжений деталей. Очень уж эти полочки и уголочки облегчают сборку! Не забываем устанавливать под гайки пружинные шайбы — станок же ведь! Вибрация…Теперь нужно подумать о сверлильной головке. Сначала хотел приспособить свой ДПР-12-2 27В 5000 об/мин (для него-то и городил вторую каретку, и, как оказалось, совсем не зря!). Но мой мотор на этой конструкции выглядел, как слон в посудной лавке!

↑ Исследование 1

В дисководе оказалось два двигателя постоянного тока.Сначала я снял мотор привода каретки (виден на Рис.1). На валу его напрессована пластмассовая втулка, включающая в себя шестеренку и перфорированный диск. Подключив к контактам 12В, попробовал остановить вал пальцами — чуть кожу не содрал, а мотор так и не остановил. Диаметр втулки в свободном от шестерни месте — чуть больше 3 мм. Можно подогнать под цанговый патрон! Аккуратно спилив шестерню и подгоняя диаметр втулки (прямо на работающем моторе), пытаюсь напрессовать патрон на втулку:1328947699_ris6.jpgРис. 6Честно говоря, у меня не получилось — получил биения и вибрацию. Пробовал вместо винтов ставить стопорные (без головок) — практически тот же результат. Скорее всего, это связано с соотношением масс мотора и патрона. Может, у кого и получится — мотор явно заслуживает внимания.Тогда мое внимание привлек мотор привода выбрасывателя. У меня был цанговый патрон от советской сверлилки — помните, наверное — маленький моторчик с тоненьким валом и здоровенный сетевой адаптер. Так вот, патрон от этой сверлилки по посадочному месту практически подошел по диаметру к валу. Намотал на вал один слой медной фольги — и патрон пришлось напрессовывать в тисках (соблюдая осторожность). В общем, думаю, хороший токарь с этой задачей должен справиться, ну, а мне просто повезло.Продолжаем. Из остатков СД-шного шасси (см. Рис. 2, зеленые линии) мастерим подходящий кронштейн и на него устанавливаем сверлильную головку. Прикрепляем агрегат винтами к кареткам по месту:1328947672_ris7.jpgРис. 7Итак, станина готова!Нужно основание для станка. Без основания это дрель какая-то, что ли…ПС. Когда разбирал СД, мелькнула мысль использовать его корпус в качестве осонования — получилась бы почти полная унификация!Но! В-первых — жаба задавила, а во вторых (тоже немаловажно) — если монтировать станину прямо на корпус, нужно в корпусе сверлить отверстие для выхода сверла. А раз отверстие (пусть маленькое!) — то через неделю корпус будет забит стружкой. Чтобы не сверлить, пришлось бы на корпус установить фальшь-стол, в котором и просверлили бы это самое отверстие. Тогда зачем нам корпус? Короче, победила жаба. Скажу по секрету — спер на кухне разделочную доску (в ней есть даже дырка — вешать станок на гвоздик). Лучше всего, наверное, подойдет пластина из текстолита-гетинакса толщиной около 8-12 мм. Тут уж — у кого что есть. Хотя перемонтировать станок на новое основание — тьфу! — 4 винта перевинтить.Итак, монтируем станину на кухонное основание:1328947664_ris8.jpgРис. 8Т.к. будем сверлить платы не только маленькие, обеспечиваем между станиной и основанием зазор. Обеспечиваем его, устанавливая станину на винтах:1328947702_ris9.jpgРис. 9Ничего более умного не придумал для обеспечения зазора, как навинтить на крепежные винты по одной гайке М4. Можно шайбы — короче, величину зазора можно регулировать — главное, чтобы в этом зазоре плата свободно перемещалась. Рабочее поле (расстояние от центра сверла до ближайшей опоры) — 80 мм — для моих целей достаточно (в конце концов, если не поместится, можно центр платы просверлить и вручную). Да и это не догма — можно крепление станка организовать по другому. А можно вообче станок демонтировать со станины и елозить им по плате…1328947668_ris10.jpgРис. 10Красными стрелками указаны места крепления станины. Думал еще укосины смонтить — схематически нарисованы синим — но оказалось, что не нужно. Зеленым — размер рабочего поля.Уже можно сверлить, демонтировав верхний двигатель и двигая каретки пальцами.Каретки с головкой двигаются плавно.Но вот этот сАмый двигатель не дает покоя. Это ж ведь электроподача с редуктором! Концевики только поставь и дави себе на кнопочку-педальку.

↑ Исследование 2

Подключив 12В к сверлильной головке, пытаюсь методом «тыка» подавать напряжение на мотор привода кареток. Нахрапом не получается. Если на мотор привода кареток подать 12В — плата не успевает просверлиться и начинают щелкать механические защиты на каретках. Если напряжение ниже — просверливается, но не всегда. Мотор привода кареток должен иметь небольшие обороты и при этом достаточную мощность. Думаю, применяя ШИМ на мотор привода кареток, можно попытаться добиться успеха. Пока откладываем. Может, у кого какие идеи появятся.Далее — подсветка. Берем следующую деталь:1328947637_ris11.jpgРис. 11Вырезаем по красненькому, получаем кронштейн. Особо не описываю, понятно из фото:Рис. 12Свтодиоды устанавливаем «на весу» на собственных выводах для регулировки зоны подсветки:Рис. 13На данном этапе демонтировал механизмы сцепления кареток с шаговым валом, «подвесил» пластину с каретками на пружинку и работаю.Пока все. На внутренней поверхности станка установлена клеммная колодка для подключения всего, что потребуется впредь. На нее подается 12В. Пока.Пылеотсос по крайней мере нужен еще, но это уже совсем другая история…Спасибо за внимание!Владимир (reper)г. НиколаевСписок всех статейПрофиль reper

Читательское голосование

Статью одобрили 53 читателя.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

Поделись с друзьями!

Связанные материалы

Мощный светодиод в панель… Всем доброго дня! Возникла необходимость закрепить мощные светодиоды на панели без возможности… Ремонт Sven SPS-820 (взорвалась TDA2030A)… Добрый день! Я Андрей, начинающий, стараюсь разобраться сам. Друг принёс Sven SPS-820, саб… Сверлильный станок для печатных плат на базе механизмов дисковых приводов… Сейчас аппаратура быстро устаревает. Всё, что остаётся не у дел, надо снова пускать в дело!… Намоточный станок с проводоукладчиком… Давно была идея о создании намоточного станка с проводоукладчиком. На просторах Интернета много… Станок для сверления печатных плат из каретки принтера… У меня был МФУ Эпсон, умер в нём сканер (полетела матрица) и ремонт оказался слишком дорог. Из-за… Фанерный робот. Мой первый в жизни ЧПУ-станок из подножных материалов… Приветствую всех земляков Датагорцев! Планировал написать очередную статью конечно же о новом… Сверлильный станок из каретки пишущей машинки… Предлагаю свою конструкцию небольшого сверлильного станка. Однажды из бухгалтерии выбрасывали… Комментарии по изготовлению шасси и усилителя для начинающих слесарей… После опубликования моей статьи «Сделай сам простой ламповый усилитель для комбика на 6П14П. Полная… Как я сделал станочек для намотки трансформаторов, простой и точный… Прошло почти два года после моего вселения в наш Дата-город. Пришло время отсчитаться о проделанной… Станок Н. Филенко для намотки трансформаторов и катушек… Статью прислал один из датагорцев, автором является Н. Филенко, (UA9XBI). Отсутствие нужного… Полупроводниковые лазеры в быту… Наверное всем хочется иметь дома мощный лазер, которым можно было бы резать и выжигать. Сегодня… Гиперболоид инженера Тимошкина… Сверхдальнобойная лазерная указка из подручных материалов режет пластик и зажигает спичку! А…

Общаемся по статье 💬

«Станок для сверления печатных плат из CD-привода TEAC»

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

Используемые источники:

  • https://habr.com/post/405495/
  • https://usamodelkina.ru/12314-sverlilnyj-stanok-dlja-pechatnyh-plat-s-avtomaticheskoj-regulirovkoj.html
  • https://datagor.ru/practice/diy-tech/1908-stanok-dlya-sverleniya-plat-iz-cd-privod-teac.html

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации