Свердлильний верстат для друкованих плат (ATtiny13, C). Свердлильний верстат своїми руками Стабілізація оборотів свердлувального верстата для свердління плат

- У цьому огляді мова піде про виготовлення мініатюрного свердлильного верстата в домашніх умовах з підручних засобів. Стаття призначена переважно для радіоаматорів, кому часто доводиться самостійно виготовляти друковані плати. Але таке компактне обладнання, як представлений нижче верстат, буде корисним не тільки у сфері електроніки, а й в інших господарських справах.

Основою для конструкції послужили деталі від CD ROM'a, що вийшов з ладу, від комп'ютера. Точніше потрібні будуть лише металева рамка із встановленими на її площині парою напрямних та кареткою, цей фрагмент показаний на фото нижче. Мета звичайно у мене була зібрати свердлилку з підручних матеріалів. Тобто з того, що було в господарстві і могло стати в нагоді у побудові такого обладнання.

На ковзній каретці надалі буде змонтовано двигун, а потім уже буде зібрано сам свердлильний верстат своїми руками.Щоб закріпити його, попередньо було виготовлено спеціальний утримувач у вигляді кронштейна з відрізка листової сталі 2мм.

Електродвигун

У тримачі просвердлив отвори під розмір валу електродвигуна і відповідно під гвинти, які триматимуть кронштейн із двигуном. Спочатку для свердлильного пристрою був застосований електромотор ДП25-1,6-3-27, що працює від постійної напруги 27v та розвиває потужність 1,6 Вт. Дивіться фото:

У процесі випробування цього мотора було встановлено, що у нього не вистачає необхідної потужності для свердління в склотекстоліті. 1.6W явно недостатньо для цього, трохи збільшуєш навантаження і двигун стає.

На це фото показано свердлильний верстат своїми рукамиз електромотором ДП25-1,6-3-27, варіант якого спочатку передбачався використовувати:

У зв'язку з тим, що силовий агрегат мало продуктивний, довелося від нього відмовитися і шукати мотор відповідної потужності. Звичайно, на пошуки потрібного двигуна пішов деякий час, тому процес виготовлення був трохи припинений. Але як то кажуть «світ не без добрих людей» і товариш подарував мені електромотор від старого неробочого принтера.

Новий електродвигун

Знову придбаний двигун не мав шильдика з маркуванням, отже, його потужність я не знаю. Але потужності його вистачало, щоб зібрати свердлильний верстат своїми руками. На вал якоря запресована металева шестірня. Діаметр валу на двигуні – 2,3 мм. Далі я прибрав шестерню з валу, а замість неї поставив цанговий затискач і спробував просвердлити кілька отворів свердлом 1.2 мм. Результат звичайно мене приємно здивував, цей моторчик чудово справлявся зі свердлінням 3 міліметрового текстоліту при напрузі живлення 12v.

Тут показано як я кріпив двигун з використанням тримача до ковзної каретки:

Опора свердлувального пристрою виконана з десяти міліметрового відрізка склотекстоліту.

Це підготовлені деталі для основи пристрою:

Для забезпечення стійкості свердлильний верстат зібраний своїми руками, в нижній частині основи вмонтовані гумові опорні ніжки:

Конструкція пристрою

Металева конструкція пристрою має образ консолі, тобто несуть шасі з встановленим на ньому електродвигуном за допомогою двох спеціальних тримачів. Рама з мотором встановлена ​​на невеликій відстані від нижньої частини верстата. Такий варіант системи дозволив виконувати свердління великого за розміром текстоліту. Ескіз пристрою наведено нижче:

Нижче картинки вже готового свердлильного верстата

У робочій частині пристрою на фото видно встановлений для підсвічування світлодіод:

На показаному зображенні видно занадто великий ступінь яскравості підсвічування. Насправді все висвітлюється дуже коректно:

Конструкція виконана у вигляді консолі дає можливість робити отвори у великих по ширині заготовках, більш ніж 140 мм, та й звичайно великої довжини.

Вимірювання корисної площі для свердління:

Як показує зображення, довжина площини від передньої частини рухомої каретки верстата до центру свердла становить 69 мм. Тобто, ширина текстолітових заготовок для друкованих плат може бути приблизно 135 мм.

Рухомий механізм

Для опускання та підйому механізму свердління передбачено спеціальний важіль натискної дії:

Для фіксації свердлильного вузла над заготовкою перед початком свердління, а потім повернення назад, тобто реверс забезпечує пружина повернення. Вона вміщена на напрямній осі:

На цьому зображенні показано схему налаштування оборотів електромотора в автоматичному режимі, яка залежить від ступеня навантаження.

Труїти плати ми вже навчилися, тепер треба свердлити отвори. Можна ручним дрилем, можна електродрилем, можна верстатом... Електродрилем незручно - ламаються свердла часто. Станочок добре, але дуже дорого. Тому було ухвалено рішення сварганити самому.

Станіна.Довго шукав із чого зробити станину. На просторах інтернету знайшов ідею як станину використовувати штатив від мікроскопа. Справа за малим – знайти поламаний мікроскоп. Це виявилося найскладніше... Але після тривалих пошуків знайшов штатив від мікроскопа (без тубуса тощо) за 20 $.

Двигун.Довелося подумати не менше ніж над станиною - готові двигуни з патроном коштують від 40 $ ... Розібрати шуруповерт - теж дорого, та й шкода. А ось двигун від шуруповерту 12-ти вольтового - якраз! Коштує 9$ і доставання проста - на ринку, там де ремонтують електроінструмент.

Патрон. На радіоринку є цангові патрони (на фото внизу), але спробувавши 2 штуки зрозумів – фігня. Сильне биття свердла, яке не усунеш. Знайшов чудовий патрон фірми dremel 4486, ось такий:

але до нього треба виточувати додатково перехідник, та й він коштує порядно - близько 20$. Поки що зупинився на цанговому патроні, але шукаю йому заміну.

Патрон (2 серія).

Розжився я на дрімелівський патрон і прикупив його. Коштував він 80 гривень (16 $). А до нього виточив перехідник. Кресля ось:

У патроні дуже хитра різьба, але знаючі люди мені підказали її параметри. Діаметр 7,05 мм 40 витків на дюйм. На готовий перехідник вал накручується щільно, але без жодного зусилля!

Фото готової конструкції з патроном:

Перехідник насаджується на вал досить щільно, тому відпала потреба у кріпленні гвинтами. Тестове свердління показало чудові результати! Биття немає зовсім!

Регулятор обертів. Якби розібрав шуруповерт із регулятором, то можна було б використати його, але в мене регулятора не було. Тож довелося вигадати. Виявилося, все досить просто. Взяв контролер attiny13, на якому реалізував ШІМ, керований напругою на виводі 3. Висновок 2 служить включення двигуна. На нього підключена педаль та вимикач, на випадок, якщо немає педалі. Як ключ застосував транзистор irf540.

Друкована плата.

Прошивка.

Прошивка існує у двох варіантах - з плавним стартом і звичайним стартом. кому як подобається і який двигун стоїть. Мій двигун при звичайному пуску споживав до 20А, що злегка забагато.

fuses виставлені в проекті, але якщо хтось шиє не з codevisionavr, то повторю їх тут:

Зліва - роз'єм живлення та регулятор, праворуч - вимикач та роз'єм підключення педалі. Внизу транзистор (використовує станину як тепловідведення).

У моєму "мікроскопі" мікроподача не працювала, але мені це й не треба, а половина обороту ручки подачі (чорна ручка) призводить до переміщення свердла на 15-20мм, що цілком достатньо для комфортного свердління.

Свердлильний верстат для друкованих плат відноситься до категорії міні-обладнання спеціального призначення. За бажання такий станок можна зробити своїми руками, використовуючи для цього доступні комплектуючі. Будь-який фахівець підтвердить, що без використання подібного апарату важко обійтись при виробництві електротехнічних виробів, елементи схем яких монтуються на спеціальних друкованих платах.

Загальна інформація про свердлильні верстати

Будь-який свердлильний верстат необхідний для того, щоб забезпечити можливість ефективної та точної обробки деталей, виготовлених із різних матеріалів. Там, де потрібна висока точність обробки (а це відноситься і до процесу свердління отворів), з технологічного процесу необхідно максимально виключити ручну працю. Подібні завдання і вирішує будь-який, у тому числі й саморобний. Практично не обійтися без верстатного обладнання при обробці твердих матеріалів, для свердління отворів у яких зусиль самого оператора може вистачити.

Конструкція настільного свердлувального верстата з ремінною передачею (натисніть , щоб збільшити)

Будь-який верстат для свердління – це конструкція, зібрана з безлічі складових частин, які надійно та точно фіксуються один щодо одного на несучому елементі. Частина з цих вузлів закріплена на несучій конструкції жорстко, деякі можуть переміщатися і фіксуватися в одному або декількох просторових положеннях.

Базовими функціями будь-якого свердлувального верстата, за рахунок яких і забезпечується процес обробки, є обертання та переміщення у вертикальному напрямку ріжучого інструменту – свердла. На багатьох сучасних моделях таких верстатів робоча головка з різальним інструментом може переміщатися і в горизонтальній площині, що дозволяє використовувати це обладнання для свердління кількох отворів без пересування деталі. Крім того, в сучасні верстати для свердління активно впроваджують системи автоматизації, що значно збільшує їхню продуктивність і підвищує точність обробки.

Нижче для прикладу наведено кілька варіантів конструкції для плат. Кожна з цих схем може бути зразком для вашого верстата.

Креслення деталей верстата (натисніть для збільшення)

Розберемося в тому, навіщо призначені всі ці вузли і як із них зібрати саморобний міні-верстат.

Конструктивні елементи свердлильного міні-верстата

Свердлильні міні-верстати, зібрані своїми руками, можуть серйозно відрізнятися один від одного: все залежить від того, які комплектуючі та матеріали були використані для їхнього виготовлення. Однак як заводські, так і саморобні моделі такого обладнання працюють за одним принципом і призначені для виконання подібних функцій.

Несучим елементом конструкції є станина-основа, що також забезпечує стійкість устаткування процесі виконання свердління. Виходячи з призначення даного конструктивного елемента, виготовляти станину бажано з металевої рамки, вага якої має значно перевищувати сумарну масу решти всіх вузлів обладнання. Якщо знехтувати цією вимогою, ви не зможете забезпечити стійкість вашого саморобного верстата, а значить, не досягнете необхідної точності свердління.

Роль елемента, на якому кріпиться свердлильна головка, виконує перехідна рамка, що стабілізує. Її найкраще виготовити із металевої рейки або куточків.

Планка та амортизуючий пристрій призначені для забезпечення вертикального переміщення свердлильної голівки та її пружності. Як таку планку (її краще зафіксувати з амортизатором) можна використовувати будь-яку конструкцію (важливо тільки, щоб вона виконувала покладені на неї функції). В цьому випадку може стати в нагоді потужний гідравлічний амортизатор. Якщо такого амортизатора у вас немає, планку можна виготовити своїми руками або використовувати пружинні конструкції, зняті зі старих офісних меблів.

Управління вертикальним переміщенням свердлильної головки здійснюється за допомогою спеціальної ручки, один кінець якої з'єднують з корпусом свердлильного міні-верстата, його амортизатором або рамкою, що стабілізує.

Кріплення для двигуна монтують на рамці, що стабілізує. Конструкція такого пристрою, як якого може виступати дерев'яний брусок, хомут та ін, буде залежати від конфігурації та конструктивних особливостей інших вузлів свердлувального верстата для друкованих плат. Використання такого кріплення обумовлено не тільки необхідністю його надійної фіксації, але також тим, що ви повинні вивести вал електродвигуна на відстань від планки переміщення.

Вибір електричного двигуна, яким можна оснастити свердлильний міні-верстат, що збирається своїми руками, не повинен викликати жодних проблем. Як приводний агрегат можна використовувати електродвигуни від компактного дриля, касетного магнітофона, дисковода комп'ютера, принтера та інших пристроїв, якими ви вже не користуєтеся.

Залежно від того, який електричний двигун ви знайшли, підбираються затискні механізми фіксації свердлів. Найбільш зручними та універсальними з таких механізмів є патрони від компактного дриля. Якщо потрібний патрон знайти не вдалося, можна використовувати і цанговий механізм. Підбирайте параметри затискного пристрою так, щоб у ньому можна було фіксувати дуже дрібні свердла (або навіть свердла розміру "мікро"). Для з'єднання затискного пристрою з валом електродвигуна необхідно використовувати перехідники, розміри та конструкція яких будуть визначатися типом вибраного електродвигуна.

Залежно від того, який електродвигун ви встановили на свій свердлильний міні-верстат, необхідно підібрати блок живлення. Звертати увагу при такому виборі слід на те, щоб характеристики блоку живлення відповідали параметрам напруги і сили струму, на які розрахований електродвигун.

Схема автоматичного регулятора обертів залежно від навантаження для двигуна на 12 В (натисніть , щоб збільшити)

Порядок збирання саморобного пристрою

Як показує практика, здійснювати складання саморобного верстата для свердління отворів у друкованих платах найзручніше у певній послідовності. Діяти треба відповідно до наступного алгоритму.

• Виконується монтаж станини і до її нижньої сторони кріпляться ніжки, якщо вони передбачені в конструкції.
• До зібраної станини кріпляться планка переміщення та рамка тримача, на якій буде змонтована свердлильна головка.
• Рамку тримача з'єднують з амортизатором, який також фіксується на станині обладнання.
• Встановлюється ручка керування переміщенням свердлильної головки, що з'єднується з амортизатором або рамкою утримувача.
• Монтується електродвигун, положення якого ретельно регулюється.
• До валу приводного електродвигуна за допомогою перехідників кріпиться цанга або універсальний патрон від дриля.
• Виконується монтаж блоку живлення, що з'єднується з електродвигуном за допомогою електричних дротів.
• У патрон встановлюється свердло та надійно фіксується у ньому.
• Зібраний саморобний верстат тестують, пробуючи просвердлити за його допомогою отвір у листовому діелектрику.

Для того щоб ваш саморобний свердлильний міні-верстат можна було завжди розібрати і доопрацювати, для з'єднання його конструктивних елементів найкраще використовувати болти та гайки.

Так, це мій дриль і чомусь всі лякаються, коли його бачать.
Ну, шкода мені поки що грошей на нормальний девайс.

Тут виникла ідея зібрати стабілізатор із регулюванням частоти обертання.
Знайшов хорошу добірку схем на Радіокоті:

Ідея та схема

Джерело зображення radiokot.ru

Деталі

БП повинен мати запас струму, на напругу 12 В. Регулятор працездатний при напрузі 12-30 В, але понад 14В доведеться замінити конденсатори на відповідні за напругою.

Налагодження

Двигун для пристрою не є критичним. Тільки необхідно, щоб він був у хорошому стані.
Я довго мучився, вже подумав, що схема мала глюк, що вона незрозуміло як регулює оберти, або зменшує оберти під час свердління.
Але розібрав двигун, прочистив колектор, підточив графітові щітки, змастив підшипники, зібрав.
Встановив іскрогасні конденсатори. Схема заробила чудово.
Тепер не потрібен незручний вимикач на корпусі мікродриля.

Друкована плата у Sprint Layout

02.05.2019 на прохання камрадів на платі підписав деталі та трохи навів краси Ігор Котов.
Архів оновлено.
▼ 🕗 05/02/19 ⚖️ 11,15 Kb ⇣ 22 Доброго дня, читачу!Мене звуть Ігор, мені 45, я сибіряк і затятий електронник-аматор. Я вигадав, створив і утримую цей чудовий сайт з 2006 року.
Вже понад 10 років наш журнал існує лише за мої кошти.

Гарний! Халява скінчилася. Хочеш файли та корисні статті - допоможи мені!

Answer

Lorem Ipsum is simply dummy text printing and typesetting industry. Lorem Ipsum has been the industry"s standard dummy text ever since the 1500s, when an unknown printer took a galley of type and scrambled it to make a type specimen book. It has survived notly five , Але в електронному typesetting, remaining essentially unchanged.

Схема автоматичного регулятора обертів двигуна та світлодіодного підсвічування:

Транзистор КТ805 можна замінити КТ815, КТ817, КТ819.

КТ837 можна замінити на КТ814, КТ816, КТ818.

Підбором резистора R3 встановлюються мінімальні обороти двигуна на холостому ходу.

Підбором конденсатора С1 регулюється затримка включення максимальних обертів двигуна з появою навантаження двигуна.

Транзистор Т1 обов'язково розміщувати на радіаторі, що гріється досить сильно.

Резистор R4 підбирається в залежності від використовуваної напруги для живлення верстата максимального світіння світлодіодів.

Я зібрав схему із зазначеними номіналами і мене робота автоматики цілком влаштувала, єдиний конденсатор С1 замінив на два конденсатори по 470мкф включених паралельно (вони були меншими за габарити).

До речі схема не критична типу двигуна, я перевіряв її на 4 різних типах, на всіх працює відмінно.

Світлодіоди закріплені на двигуні для підсвічування місця свердління.

Друкована плата моєї конструкції регулятора виглядає так.