Рассказать в:

Травить платы мы уже научились, теперь надо сверлить отверстия. Можно ручной дрелью, можно электродрелью, можно станком... Электродрелью неудобно - ломаются свёрла часто. Станочек хорошо, но очень дорого. Поэтому было принято решение сварганить самому.

Станина. Долго искал из чего сделать станину. На просторах интернета нашёл идею в качестве станины использовать штатив от микроскопа. Дело за малым - найти поломанный микроскоп. Это оказалось самое сложное... Но после продолжительных поисков нашёл штатив от микроскопа (без тубуса и т.д.) за 20$.

Двигатель. Пришлось подумать не меньше чем над станиной - готовые двигатели с патроном стоят от 40$... Разобрать шуруповёрт - тоже дороговато, да и жалко. А вот двигатель от шуруповёрта 12-ти вольтового - в самый раз! Стоит 9$ и доставаемость простая - на рынке, там где ремонтируют электроинструмент.

Патрон . На радиорынке есть цанговые патроны (на фото внизу), но попробовав 2 штуки понял - фигня. Сильное биение сверла, которое никак не не устранишь. Нашёл замечательный патрон фирмы dremel 4486, вот такой:

но к нему надо вытачивать дополнительно переходничёк, да и стоит он порядочно - около 20$. Пока остановился на цанговом патроне, но ищу ему замену.

Патрон (2 серия).

Разжился я таки на дремелевский патрон и прикупил его. Стоил он 80 гривен (16$). А к нему выточил переходничёк. Чертёжик вот:

В патроне очень хитрая резьба, но знающие люди мне подсказали её параметры. Диаметр 7,05мм 40 витков на дюйм. На готовый переходник вал накручивается плотно, но без всякого усилия!

Фото готовой конструкции с патроном:

Переходник насаживается на вал довольно плотно, поэтому отпала необходимость в креплении винтами. Тестовое сверление показало отличные результаты! Биения нет совсем!

Регулятор оборотов . Если бы разобрал шуруповёрт с регулятором, то можно было бы использовать его, но у меня регулятора не было. Поэтому пришлось придумать. Оказалось всё довольно просто. Взял контроллер attiny13, на котором реализовал ШИМ, управляемый напряжением на выводе 3. Вывод 2 служит для включения двигателя. На него подключена педаль и выключатель, на случай, если нет педали. В качестве ключа применил транзистор irf540.

Печатная плата.

Прошивка .

Прошивка существует в двух вариантах - с плавным стартом, и обычным стартом. кому как нравится и какой двигатель стоит. Мой двигатель при обычном пуске потреблял до 20А, что слегка многовато...

fuses выставлены в проекте, но если кто-то шьёт не из codevisionavr, то повторю их тут:

Слева - разъём питания и регулятор, справа - выключатель и разъём подключения педали. Внизу транзистор (использует станину как теплоотвод).

В моём "микроскопе" микроподача не работала, но мне это и не надо, а половина оборота ручки подачи (чёрная ручка) приводит к перемещению сверла на 15 - 20мм, что вполне достаточно для комфортного сверления.

Эх, давненько я сюда ничего не писал. Пожалуй, пора возрождать тему "очумелых ручек", как раз накопилось несколько проектов разной степени завершенности по радиоэлектронике. Ну-с, приступим.

Полагаю, у каждого радиолюбителя есть инструмент для сверления отверстий в печатных платах. Я лично использую двигатель ДПМ-35-Н1-02 с набором цанг, подключенный к адаптеру на 18 вольт. Однако кое-что в этой системе меня не устраивало, а именно отсутствие возможности плавно регулировать обороты двигателя. Порой, для очень тонкой работы или чтобы избежать «биения» сверла или фрезы, хочется немного убавить скорость вращения вала, да и верхний предел сделать побольше не помешает, все же движок 30-тивольтовый. Хочется — сделаем. После пары-тройки вечеров с компьютером и паяльником получилось примерно следующее.

Готовое изделие питается от бытовой электросети, объединяет в себе блок питания, стабилизаторы напряжения для силовых и сигнальных цепей и ШИМ-контроллер, собранный на базе таймера NE555. Почему именно ШИМ? Конечно же, обороты двигателя можно плавно изменять, применяя регулируемый параметрический стабилизатор, или вовсе мощный реостат, но потери мощности и нагрев элементов схемы при этом будут совершенно неприемлемыми. Если есть желание узнать о предмете больше, рекомендую обратиться к соответствующим материалам по принципам ШИМ в сети. В двух словах, широтно-импульсная модуляция позволяет добиться большей экономичности и мизерного тепловыделения. Поэтому основным узлом схемы является 555-й таймер, работающий в режиме генератора прямоугольных импульсов, с регулируемым отношением их длительности к скважности. К выходу таймера через транзисторный драйвер подключен затвор ключа, коммутирующего силовые цепи.
Как видно, путем небольших модификаций, схема может быть переделана для управления любыми нагрузками постоянного тока с широким диапазоном мощностей, от комнатного вентилятора до электропечи. Необходимо будет только обеспечить нагрузку соответствующим источником питания, и подобрать силовой ключ на нужные значения напряжения и тока.
В общих чертах рассмотрим работу схемы. Блок питания трансформаторный (в данном случае тороид, 220 на 35 вольт), содержит выпрямитель VDS1 и конденсаторный фильтр C1-C2. Затем, при помощи стабилизатора LM338T, формируется питание электродвигателя 30 вольт («обрезание» всего 3-5 вольт не накладывает дополнительные ограничения на выходной ток микросхемы и почти не разогревает ее), и с помощью L7812 — 12 вольт питания для таймера и драйвера ключа. Частотозадающий конденсатор C10 подключен к пороговому выводу 6 таймера таким образом, что отношение времени его заряда ко времени разряда, а следовательно, и длительности импульсов на выводе 3 к их скважности, задается делителем на переменном резисторе R3 и парой диодов VD2-VD3. Резистор R4 служит для исключения короткого замыкания между плюсом питания и выводом разряда 7 таймера при крайнем положении переменного резистора. С третьего вывода таймера, полученные импульсы поступают в драйвер на комплементарной паре транзисторов T1 и T2: BD139-BD140. Драйвер служит для усиления сигнала и обеспечения форсированного открытия/закрытия силового MOSFETа T3. В принципе, можно было обойтись и без драйвера, «подтянув» выход NE555 к плюсу питания через килоомный резистор — все же здесь схема однотактная, и частота сравнительно небольшая. Нам не так важны временнЫе характеристики и стабильность срабатывания ключа «с точностью до миллиметра», да и собственная емкость затвора ключа невелика. Однако схема разрабатывалась как универсальное решение, для применения ее в дальнейшем в качестве регулятора различных нагрузок, поэтому драйвер я все же оставил. Далее, усиленный сигнал подается на затвор полевика, коммутирующего силовую линию. Мной выбран IRF530 исключительно за мизерную цену и за то, что с меньшим рабочим током в наличии были полевики только в «безногих» корпусах, а связываться с SMD в данном изделии не хотелось. А так 14 ампер за глаза хватает — ДПМ потребляет 700мА максимум. Чем меньше длительность управляющих сигналов, а следовательно и импульсов на движке, тем ниже скорость его вращения, и наоборот. Вот в общем-то и все основные элементы схемы. Защитный диод на выходе — на всякий случай, светодиоды для контроля напряжений в силовой и сигнальной частях схемы. Если возникнут проблемы со стабильностью скорости вращения двигателя, можно установить параллельно выходным клеммам конденсатор на четверть микрофарады, правда при этом диапазон регулировки слегка сузится, но это уже на ваше усмотрение, я лично ставить не стал.


Так выглядит печатка. Файл для Spring Layot прилагается в конце статьи. Зеркалить перед распечаткой не надо. Габариты платы 190х75 миллиметров. Разведена специально под имеющийся у меня радиатор.
Что тут можно упростить? Не рекомендую, но можно уменьшить количество фильтрующих электролитов, выкинуть драйвер, защиту и светодиоды. Еще можно ликвидировать блок питания, если у нагрузки есть свой. Дальше упрощать уже некуда.




Так выглядит внешне плата и готовое устройство. Радиаторов у меня куча, поэтому на них экономить не стал, хотя практические испытания показывают, что в дополнительном теплоотводе нет нужды.
Дальше уже «косметика»: поместить плату в корпус, вывести на «морду» ручку переменника и разъем для подключения двигателя. У меня ничего компактнее COM-овских DB09 в кладовке не нашлось, поэтому пришлось использовать их. Какой-нибудь мини-джек смотрелся бы гораздо симпатичнее. На задней стенке сетевой выключатель и провод с вилкой. Дополнительный выключатель размещен непосредственно на корпусе двигателя для быстрой остановки.
Конечно о компактности тут говорить не приходится — увесистый кирпич получился, но не следует забывать, что это готовое изделие «включил и работай», к тому же простейшей конструкции и собранное из дешевых комплектующих. При желании, применяя SMD детали и бестрансформаторный блок питания, можно уложиться в габариты сигаретной пачки, однако стоимость и сложность такого блока будут такими, что проще приобрести уже готовый, фабричный.
Ходовые испытания сверлилка прошла на отлично: обороты плавно регулируются от 100% до приблизительно 10%, момент на валу ровный, без просадки. После длительной работы, почти все элементы схемы остаются холодными, кроме 7812 — та чуть теплая.
В общем кому надо — пользуйтесь на здоровье. Если возникнут какие вопросы, пишите тут, покумекаем.
Ах да, цена вопроса по смете получается около 400 рублей, если приобретать абсолютно все детали по рыночной цене. Надо ли говорить, что больше половины запчастей доставалось из загашников и ничего не стоило.
И, напоследок, архив с печаткой и спецификацией .

Дополнения по вопросам из коментов. На всякий случай, расписывал досконально, мало ли:)
Давай по-порядку:
1) Как организовать плавный запуск двигателя.
Для реализации плавного запуска, воспользуемся функцией control voltage, имеющейся в таймере NE555. Одноименный вывод таймера, за номером 5, позволяет управлять опорным напряжением компаратора, использующегося при заряде-разряде времязадающего конденсатора. Номинально, опорное напряжение составляет 2/3*Uпит, но подавая на 5 ногу микросхемы напряжение от 0 до Uпит, мы можем изменять этот порог по своему усмотрению. Что же при этом происходит? Не вдаваясь в подробности, времязадающий конденсатор заряжается до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет порога срабатывания компаратора, после чего включается цепь разряда. Если увеличить значение порога, то «зубья пилы» на конденсаторе станут шире и реже — соответственно ширина импульсов на выходе таймера также увеличится, если же порог уменьшить, ширина «зубьев» также уменьшится — импульсы на выходе станут уже. Причем этот эффект как бы накладывается на те изменения коэффициента заполнения ШИМ, что мы задаем переменным резистором, и имеет перед ними более высокий приоритет.
Чтож, значит нам нужно, чтобы напряжение на 5-м выводе таймера плавно нарастало от нуля до 2/3*Uпит за некоторую величину времени Т, определяющую длительность плавного старта.
Проще всего это реализовать при помощи RC цепочки. Как мы помним из курса физики, напряжение на конденсаторе вырастает не мгновенно, а постепенно, по мере его заряда. Для определения времени заряда, существует величина Т — постоянная времени заряда конденсатора. Т вычисляется по формуле Т=R*C, где R — сопротивление резистора, включенного последовательно с конденсатором, а С — емкость этого самого конденсатора. За время Т, конденсатор успевает зарядиться на 63%, а соответственно и величина напряжения между его обкладками достигнет 63% от приложенного извне. За время 3*Т, конденсатор заряжается на 95%. В нашем случае, в расчетах мы будем «отталкиваться» от величины Т, так как ей соответствует наиболее крутой участок кривой заряда/разряда конденсатора, а следовательно наиболее ярко выраженное влияние на длительность периода мягкого старта.
Таким образом, нам нужно подключить нашу RC цепочку так, чтобы с верхней обкладки конденсатора снимать напряжение на 5 ногу таймера, нижнюю обкладку заземлить, а резистор цепочки подключить к источнику напряжения, величина которого равна таковой у ИОНа компаратора NE555, то есть двум третям от напряжения питания. Поскольку величина опорного напряжения определяется только лишь простым соотношением, а не конкретным паспортным значением, это сильно облегчает нам жизнь — не нужно переживать по поводу колебаний питающего напряжения, городить стабилизатор на стабилитроне, достаточно простого резистивного делителя. Резисторы делителя должны иметь сопротивления в отношении один к двум, например 5 и 10 килоом. Резистор RC цепочки одним выводом подключаем на среднюю точку делителя, а вторым на верхнюю обкладку конденсатора. Лучше сразу поставить подстроечный резистор, чтобы иметь возможность плавно изменять длительность переходного процесса. Например, используя 50 кОм подстроечник и 100 мкФ конденсатор, получим диапазон регулировки от 0,5 с до 5,5 с. «Лишние» полсекунды появляются за счет того, что в цепи заряда конденсатора участвует также резистор верхнего плеча делителя, номиналом 5 кОм. Если такая величина нижнего предела регулирования не устраивает и хочется поменьше, то уменьшаем либо емкость конденсатора, либо сопротивление плеч делителя (пропорционально). Но скажу сразу - для электродвигателя переходный процесс менее полусекунды будет практически незаметен, так как его полностью «сожрет» инерция покоя якоря. Если регулировка не нужна, ставим постоянный резистор на расчетный номинал, а именно, в нашем случае, на каждые 10 кОм ~ 1 секунда времени заряда.
В принципе уже можно оставить все как есть, и плавный старт будет работать, но есть тут один неприятный нюанс. Предположим, мы подали питание на сигнальную часть схемы, конденсатор полностью зарядился, и двигатель плавно вышел на номинальные обороты. Что будет, если выключить питание таймера? Двигатель начнет останавливаться выбегом, а конденсатор RC цепочки начнет плавно разряжаться через переменный резистор и нижнее плечо делителя. Засада здесь в том, что время разряда будет даже больше, чем время заряда, так как резистор нижнего плеча имеет вдвое большее сопротивление, чем резистор верхнего. Соответственно, если теперь мы вновь включим таймер, не выждав некоторое время, то переходный процесс начнется не с нуля, а с некоего значения напряжения на конденсаторе, до которого он успел разрядиться. Поэтому нужно предусмотреть способ быстрого разряда конденсатора. Самое простое, что можно сделать, это поставить диод параллельно переменному резистору, анодом к кондёру. Таким образом, заряд идет через резистор, а при разряде этот резистор шунтируется диодом, и время разряда зависит только от номинала нижнего плеча делителя. А уж за секунду (при номинале 10 кОм), вал двигателя не успеет полностью остановиться, поэтому кратковременное включение/выключение никаких рывков не создаст.
Окончательный вариант части схемы, реализующей плавный запуск получится таким:
(все остальное остается как в основной схеме).

Плату под это дело переразводим сами, это не сложно.

2) Как сделать включение/выключение нагрузки по низковольтной схеме. Тут как раз все проще некуда. Самое правильное место, куда стоит врезать выключатель, обеспечивающее при этом наименьшие утечки при выключенной низковольтной нагрузке, это после диода VD1 (по схеме). Но следует учесть, что в этой точке потенциал высокий, по схеме 30 вольт. Также можно поставить кнопку после LM7812 (там будет уже 12 вольт), но при этом даже в выключенном состоянии схема будет потреблять небольшой ток — ток холостого хода стабилизатора. Есть еще менее экономичные точки установки выключателя: можно установить его «в разрыв» в любом месте между 3-м выводом NE555 и затвором транзистора Т3, либо в том же промежутке, но замыкая «на землю». При этом генератор таймера будет работать, но имульсы с выхода не будут доходить до затвора транзистора. Но это уже из разряда "вредных советов". :)
И особняком, последний вариант: все же поставить выключатель в высоковольтной цепи. Здесь основной недостаток в том, что при включении/отключении индуктивной нагрузки, коей является обмотка электродвигателя и адже просто длинные провода, образуются всплески напряжения, поэтому защитный диод VD4 в схеме обязателен. За то есть одно большое преимущество: когда потребитель находится на удалении от блока управления, можно разместить кнопку включения/выключения прямо рядом с ним, не подтягивая дополнительных проводов. Именно так я и сделал на своей сверлилке — кнопка прямо под пальцем, на корпусе микродрели, чтобы оперативно остановить ее, не нашаривая выключатель на блоке.
Не рекомендую использовать все места установки кнопок кроме первого и второго. Кстати, все прочие не позволяют использовать вышеописанную схему плавного старта.
И еще такой момент, который я не отразил в основной схеме и ее описании в силу того, что в ней силовая и сигнальная части включаются и выключаются строго одновременно.
Затвор полевого транзистора нужно подтянуть к земле резистором на 50 - 100 кОм. Это нужно для того, чтобы в отсутствие управляющих сигналов с генератора, полевик оставался надежно закрытым. Если подтяжку не сделать, то на затвор может навестись помеха из окружающего эфира (например, наводки высоковольтной части схемы), и полевик самопроизвольно откроется или зависнет в полуоткрытом состоянии. При этом, между истоком и стоком получится эквивалент резистора с каким-то сопротивлением, ток нагрузки разогреет транзистор и сожжет его. Подтяжка к земле нужна как при использовании драйвера, так и без него — при такой же подтяжке выхода таймера к плюсу питания резистором. Следует только выполнять условие, чтобы номинал «верхнего» резистора был на порядок-два ниже «нижнего». Также не забываем про токоограничивающий резистор перед затвором полевика, номиналом 50-100 Ом. Это снизит нагрузку на драйвер и генератор. Схемы для обоих вариантов ниже.

Да, это моя дрель и почему-то все пугаются когда её видят.
Ну, жалко мне пока денег на нормальный девайс.

Самая приятная часть работы, и трудная, это сверление печатной платы. Я собираю что-то новое и необходимо сверлить все это дело.
Очень часто приходится класть дрель на стол, пока что-то обдумываешь или тебя отвлекает супруга, а если на столе ещё и творческий беспорядок, то микродрели очень сложно найти место. Из-за вибрации во включенном состоянии она может слететь со стола.

Тут возникла идея собрать стабилизатор с регулировкой частоты вращения.
Нашел хорошую подборку схем на Радиокоте:

Идея и схема

Хотелось сделать так, чтобы микродрель имела маленькие обороты на холостом режиме, а при нагрузке частота вращения сверла увеличивалась.
Во-первых это очень удобно, во-вторых двигатель работает в облегченном режиме, в-третьих меньше изнашиваются щетки.

Источник изображения radiokot.ru

А вот и схема такого автоматического регулятора оборотов. Её автор Александър Савов из Болгарии .

Детали

В схеме применены легкодоступные детали. Микросхему необходимо установить на радиатор во избежание её перегрева.
Конденсаторы электролитические на номинальное напряжение 16В.
Диоды 1N4007 можно заменить на любые другие рассчитанные на ток не менее 1А.
Светодиод АЛ307 любой другой. Печатная плата выполнена на одностороннем стеклотекстолите.
Резистор R5 мощностью не менее 2Вт, или проволочный.

БП должен иметь запас по току, на напряжение 12 В. Регулятор работоспособен при напряжении 12-30 В, но свыше 14В придется заменить конденсаторы на соответствующие по напряжению.

Налаживание

Готовое устройство после сборки начинает работать сразу. Резистором P1 выставляем требуемую частоту вращения на холостом ходу. Резистор P2 служит для установки чувствительности к нагрузке, им выбираем нужный момент увеличения оборотов. Если увеличить емкость конденсатора C4, то увеличится время задержки высоких оборотов или если двигатель работает рывками. Я увеличил емкость до 47uF.

Двигатель для устройства не критичен. Только необходимо чтобы он был в хорошем состоянии.
Я долго мучился, уже подумал, что у схемы был глюк, что она непонятно как регулирует обороты, или уменьшает обороты во время сверления.
Но разобрал двигатель, прочистил коллектор, подточил графитовые щетки, смазал подшипники, собрал.
Установил искрогасящие конденсаторы. Схема заработала прекрасно.
Теперь не нужен неудобный выключатель на корпусе микродрели.

Печатная плата в Sprint Layout

Разводка уважаемого МП42Б , вытащена из общего файла его статьи, упомянутой в начале.

02.05.2019 по просьбе камрадов на плате подписал детали и немного навёл красоты Игорь Котов.
Архив обновлён.
▼ 🕗 05/02/19 ⚖️ 11,15 Kb ⇣ 22 Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.

Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи - помоги мне!

— в данном обзоре речь пойдет об изготовлении миниатюрного сверлильного станочка в домашних условиях из подручных средств. Статья предназначена в основном для радиолюбителей, кому часто приходится самостоятельно изготавливать печатные платы. Но такое компактное оборудование как представленный ниже станок будет полезен не только в сфере электроники, но и в других хозяйственных делах.

Основой для конструкции послужили детали от вышедшего из строя CD ROM’a от компьютера. Вернее нужны будут только металлическая рамка с установленными на ее плоскости парой направляющих и кареткой, этот фрагмент показан на фото ниже. Цель конечно у меня была собрать сверлилку из подручных материалов. То есть из того, что было в хозяйстве и могло пригодиться в построении такого оборудования.

На скользящей каретке в дальнейшем будет смонтирован двигатель, а затем уже будет собран сам сверлильный станок своими руками. Чтобы закрепить его, предварительно был изготовлен специальный держатель в виде кронштейна из отрезка листовой стали 2мм.

Электродвигатель

В держателе просверлил отверстия под размер вала электродвигателя и соответственно под винты, которые будут держать кронштейн с двигателем. Изначально для сверлильного устройства был применен электромотор ДП25-1,6-3-27, работающий от постоянного напряжения 27v и развивающий мощность 1,6 Вт. Смотрите фото:

В процессе испытания этого мотора, было установлено, что у него не хватает необходимой мощности для сверления в стеклотекстолите. 1.6W явно недостаточно для этого, чуть-чуть увеличиваешь нагрузку и двигатель становится.

На это фото показан сверлильный станок своими руками с электромотором ДП25-1,6-3-27 , вариант которого сначала предполагался использовать:

В связи с тем, что силовой агрегат мало производителен пришлось от него отказаться и искать мотор соответствующей мощности. Конечно на поиски нужного двигателя ушло некоторое время, поэтому процесс изготовления был немного приостановлен. Но как говорится «мир не без добрых людей» и товарищ подарил мне электромотор от старого нерабочего принтера.

Новый электродвигатель

Вновь приобретенный двигатель не имел шильдика с маркировкой, следовательно, его мощность доподлинно я не знаю. Но мощности его вполне хватало, чтобы собрать сверлильный станок своими руками . На вал якоря запрессована металлическая шестеренка. Диаметр вала на двигателе — 2,3 мм. Далее я убрал шестеренку с вала, а вместо нее поставил цанговый зажим и попробовал просверлить несколько отверстий сверлом 1.2 мм. Результат конечно меня приятно удивил, данный моторчик прекрасно справлялся со сверлением 3 миллиметрового текстолита при питающем напряжении 12v.

Здесь показано как я крепил мотор с использованием держателя к скользящей каретке:

Опора сверлильного устройства выполнено из десяти миллиметрового отрезка стеклотекстолита.

Это подготовленные детали для основания устройства:

Для обеспечения устойчивости, сверлильный станок собранный своими руками, в нижней части основания вмонтированы резиновые опорные ножки:

Конструкция устройства

Металлическая конструкция устройства имеет образ консоли, другими словами — несущие шасси с установленным на нем электродвигателем при помощи двух специальных держателей. Рама с мотором установлена на небольшом расстоянии от нижней части станка. Такой вариант системы позволил выполнять сверление большого по размеру текстолита. Эскиз устройства приведен ниже:

Ниже картинки уже готового сверлильного станка

В рабочей части устройства на фото, виден установленный для подсветки светодиод:

На показанном изображении видна слишком большая степень яркости подсветки. В действительности же все освещается очень корректно:

Конструкция выполненная в виде консоли дает возможность делать отверстия в больших по ширине заготовках, более чем 140 мм, ну и естественно большой длинны.

Измерение полезной площади для сверления:

Как показывает изображение, что длина плоскости от передней части подвижной каретки станка до центра сверла составляет 69 мм. То есть ширина текстолитовых заготовок для печатных плат может быть примерно 135 мм.

Подвижной механизм

Для опускания и подъема механизма сверления предусмотрен специальный рычаг нажимного действия:

Для фиксации сверлильного узла над заготовкой перед началом сверления, а затем его возвращение назад, то есть реверс обеспечивает пружина возврата. Она помещена на направляющей оси:

На этом изображении показана схема настройки оборотов электромотора в автоматическом режиме, которая зависит от степени нагрузки.

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.

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.

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.

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:

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.