Projeto muito interessante de CNC caseira


#1

Pessoal, eu sei que muitos de vocês que fabricam suas próprias PCB’s, assim como eu, tem um sonho de ter uma CNC para poder facilitar o trabalho, mesmo porque usar inúmeros processos químicos, ferramentas e etc. é até interessante e divertido, mas dá muito trabalho… e pode ser bem perigoso…

Então hoje eu estava procurando um projeto que fosse simples e barato para construir uma CNC e achei um muito interessante feito com madeira e trilhos telescópicos e decidi compartilhar com vocês.

Estou pensando seriamente em construir, mesmo até porque, o que dá mais trabalho é o projeto de hardware da máquina, os softwares estão prontinhos aí para a gente usar.

Projeto:
Professor Marlon Nardi: Construa sua própria CNC

Vídeo:


#2

Oba skdutra!

Construí a minha CNC, terminei tem pouco tempo. É um projeto muito legal, com vários desafios e muito aprendizado no caminho. E depois de pronta, as possibilidades de fabricação se expandem de uma maneira impensável.

Em relação ao projeto citado, acho que o trabalho de montar uma máquina pouco robusta é quase o mesmo de uma com componentes de maior precisão e resistência (bem mais caros por outro lado).

A diferença é que mais ou menos em 6 meses de uso, você corre sério risco de ter que trocar várias peças ou refazer tudo de novo devido a folgas e desgastes que aparecem.

Minha primeira CNC foi uma cortadora de isopor, feita inteiramente com sucata. Não gastei mais de 150 reais na época, pra construir mecânica e eletrônica. Mas vivia me dando dor de cabeça, porque os desalinhamentos eram recorrentes, e a cada uso tinha que ajustar um monte de coisas.

É uma coisa a se pensar.


#3

Olá @rafaelvc, obrigado por compartilhar a sua experiência, quando me detive a pensar sobre isso cheguei justamente a essa conclusão, só de ver que a maioria das coisas neste projeto são feitas por meio de “gambiarras” (como soldar a porca no trilho) resolvi aguardar mais um pouco antes de começar a fazer, por isso, acho que quando eu realmente me dispuser a construir uma CNC, penso seriamente em importar componentes da OpenBuilds e realizar um projeto de lá mesmo, acho que sai mais robusto que uma feita de madeira, cola, solda e fita.

Mas não deixa de ser muito interessante a construção deste professor, quem dispõe de poucos recursos (como eu, por exemplo) fica encantado sobre como é possível fazer algo desse porte dispondo praticamente de sucata e quando se compara com os valores de uma CNC mais robusta então… estava verificando e só um motor usado numa CNC dessas custa, no Brasil, de 600 a 2000 dilmas… @@


#4

Olá sksdutra!

Com certeza o professor tem bastante mérito e não quis desmerecê-lo. O mais importante de tudo é fazer alguma coisa, seja como for, e ir sempre aprendendo, continuamente. O importante é que, como você disse, ele obteve resultados muito bons com poucos recursos, e o melhor, ainda compartilhou e divulgou. Isso é muito legal!

A minha máquina eu ia disponibilizar abertamente, mas fiz a modelagem 3d toda no Rhinoceros 3D, e gerei os desenhos para fabricação no próprio Rhino. Só que ele não é um software de modelagem paramétrico, então os desenhos sofreram várias revisões e o modelo 3d ficou obsoleto. Além disso tudo, percebi muitos e muitos erros no projeto, e não achei legal compartilhar um projeto ruim e difícil de executar.

Como a minha máquina ficou com um volume de trabalho relativamente pequeno (420x220x150 mm), estou vendo a possibilidade de fazer um outro projeto de CNC, em MDF de 25mm e com baixo custo. Mas isso é coisa mais pra frente.

Estou tentando manter um blog sobre a evolução da minha máquina em http://asartimanhas.blogspot.com.br, e espero conseguir colocar cada vez mais informações por lá, mas o tempo está osso.

Em todo caso indico o fórum www.guiacnc.com.br como uma fonte excelente de conhecimento sobre CNC.

Qualquer coisa, estou à disposição para trocar idéias.
Abraço!


#5

Ficou muito boa a tua máquina e a qualidade do trabalho feito com ela, parabéns!


Construindo mini fresadora CNC usando apenas uma Tupia como ferramenta
#6

Muito show a máquina @rafaelvc. Pode me falar quais parâmetro você tem usado para cortar alumínio, e foram feitos com a tupia? Ela é 30k rpm correto?

Eu gosto muito dos componentes da OpenBuilds, mas o problema está nos custos =/
Ainda são muito acima do que eu gostaria para uma máquina de baixo custo, quando colocamos na conta os impostos.

Uma dica que possa ser útil… eu pelo menos quero desenvolver algo em cima disto. Para montar um sistema linear de baixíssimo custo, mas sem descer tanto às guias telescópicas de gaveta.

Comprei da China esse pacote de rolamentos V. Foram cerca de uns U$11, o pacote com 20! Faz muito tempo, então nem lembro o vendedor ou nome do rolamento. Mais tarde eu procuro.

Eles ficaram encostados um bom tempo, pois quando tirei o primeiro do pacote a excentricidade era enorme. Por teimosia, peguei o pacote novamente esta semana, e constatei que apenas dois vieram com tamanha excentricidade. Talvez com o tempo, comprando mais, podemos determinar um percentual médio dos que vem bons rss.

Agora, preciso encontrar um perfil legal em aço para apoiá-lo. As guias Dual V da OBR seriam ideais, se constatado que os rolamentos são minimamente razoáveis. No entanto elas custam caro. Se alguém tiver uma fonte de guias em aço, sem têmpera, e baratas, me avise!

O lado negativo é o diâmetro interno deste pequenino, apenas 4mm. Mas irá aguentar uma fresadorinha para PCI com muita folga. Ou podemos usá-los para desenvolver carros de 3d printers. Com certeza um sistema de rolamento V fica mais justo e preciso que rolamentos lineares com eixos retificados, além de menor ruído.

Devem ser de aço SV - sem vergonha.

O desafio está em encontrar um trilho de dureza e geometria adequada, e bom acabamento, num custo ridiculamente baixo. Como devem ser de aço SV, os trilhos não precisam ser tops, com têmpera.

Algo como nesse rascunho ficaria legal. Se a barra de aço tiver pelo menos 4mm ou 5mm, para uma máquina pequena, a barra sequer precisaria de apoio transversal. Seria fixa apenas nas pontas (uma ponte).

Pode-se usar um tupo/perfil quadrado, com faces em 45 graus em relação à horizontal. No entanto, nesta disposição o plate que segura os rolamentos ficariam mais distantes do centro do trilho, obrigando o uso de parafusos mais compridos, caindo no problema de o parafuso ter de ser de apenas 4mm de diâmetro. Quanto mais curto, melhor.

Outra opção é usar alumínio extrudado mesmo, pois garante-se uma boa geometria e acabamento. Como são baratos (perfil L ou quadrado por exemplo, em 45 graus), se a máquina for construída pensando na fácil troca deste perfil, ele entra na categoria de mais um componente consumível. Somente após eu testar para sabermos, mas prevejo que possa garantir uma durabilidade de pelo menos um mês dos trilhos em alumínio, usando razoavelmente bem a máquina. Se montada em MDF, talvez não necessite de espaçadores excêntricos (reduzindo mais custos) para parte dos rolamentos, que seriam usados para ajustar a distância e retirar folgas. Eles só fariam sentidos em um sistema com boa estabilidade dimensional, o que não será o caso com o uso de perfis de alumínio (associados à rodas em aço).

Prevejo usinar a plate de mdf que irá apoiar os rolamentos de forma que o carro entre no trilho já na pressão. Rapidamente irá marcar os trilhos, se forem em alumínio, mas após essa marcação inicial, garante-se uma boa estabilidade dimensional por um tempo. Tempo este que, o usuário já terá usufruído da máquina para aprendizado, e poderá partir para algo mais caro. Ou apenas faça a troca do perfil de alumínio, e que pode ser inclusive para um em aço posteriormente. Em todo caso, a troca deste perfil representa menos modificações se comparadas a construir uma máquina com guias de gavetas, e depois reconstruí-la com outro sistema.

Após falar tudo isso, espero que deixou um pouco de entendimento para alguns sobre a questão de materiais. Rodas de aço não devem ser usadas em trilhos em alumínio. A grosso modo, o material do trilho deve ser mais duro que da roda. É mais barato trocar rodas a trocar trilhos, a menos que possamos usar algo ridiculamente barato como trilho, e que o projeto prevê a fácil troca dele.

A OpenBuilds possui rodas de aço, mas usá-las nos perfis V-Slot iria estragá-los em poucos minutos de uso!

Eles lançaram novas rodas sólidas, em policarbonato (transparente) que serão as rodas que irei encomendar daqui pra frente, e são as que eu recomendo que vocês comprem.


#7

Valeu @sksdutra! Vamos aprendendo sempre a cada dia, falta muito chão ainda!

Oba @Jeferson_Simoes! Bom que você curtiu a máquina! Ainda não cheguei em um bom resultado para corte de alumínio, mas nos últimos cortes que fiz usei estes parâmetros:

  • fresa de 2 cortes com diâmetro de 3 mm;
  • velocidade de 400 mm/min;
  • profundidade de corte de 0,3 mm;
  • tupia de 30.000 rpm ligada no talo.

Para começar a usinagem com minha máquina, eu tenho 3 prioridades:
a)um sistema extrator de pó (ciclone), pra trabalhar com madeiras e MDF;
b) um sistema de pulverização de lubrificante automático na fresa para lubrificar o corte, resfriar a fresa e retirar cavacos dos rebaixos ( http://www.cnccookbook.com/CCCNCMillFeedsSpeedsCoolant.htm ). Pra alumínio e metais, acho que é extremamente obrigatório;
c) e o mais importante, uma forma de controlar a velocidade do spindle (tupia) e ler que velocidade está, de preferência automaticamente através de um controlador PID.

Acabei de concluir o ciclone que é o extrator de pó ( http://asartimanhas.blogspot.com.br/2014/08/extrator-de-po-ciclone.html ), para não sujar a oficina inteira. Funciona que é uma belezura!

Mas o mais importante é conseguir ajustar a velocidade de rotação para cada tipo de corte, isso faz muita diferença, muitíssima!

Sobre as guias, não conheço bem os rolamentos V, mas não sei se é o mais indicado do mundo. Particularmente, pra uma solução de baixo custo, minha preferência é este tipo de guia linear que usa apenas rolamentos baratos e um bloco de alumínio com cortes e furos precisos, como neste site http://www.glacialwanderer.com/hobbyrobotics/?m=200808.

Valeu, grande abraço!!


#8

muito legal vc investir para fabricar uma CNC, aconselho para CNC usar motores de passos mais fortes mas que seus modulos de controle suportem,aconselho importar uma que use controlador de motor a passo tb6560. Sao bons para maiores potencias de motores.Comprei esse e funcionou muito bem:

Em relacao aos rolamentos em V gostaria de saber do @Jeferson_Simoes onde ele conseguiu em precos tao baratos asssim.
Achei esses mas tao caros:
http://www.dx.com/p/steel-ball-bearing-for-yo-yo-5-x-11-x-5mm-127059#.U_5Tr_ldXjM
http://www.dx.com/p/rapid-prototyping-bearings-for-3d-printer-silver-309002#.U_5TvPldXjM


#9

Olá a todos!

Iniciei a pouco tempo um projeto de cnc caseira com plataforma livre arduino, sou um pouco inesperiente em relação ao arduino, mas a parte mecânica é tranquilo, minha maiores dúvidas são de como fazer a comunicação do grbl e universal g sender com o arduino, e para ele entender as coordenadas, eu ja possuo os motores nema 23, unipolares, mas possuem a possibilidade de ligação bipolar, 4v e 2a, possuo o arduino uno, e final do mes irei iniciar o projeto estrutural, gostaria de uma ajuda neste sentido, estou pensando em utilizar os drivers DVR8825, como os drivers de potência, estou meio empacado nesta parte, para fazer a programação dos motores junto ao arduino, programar as referencias, o posicionameto e fazer o programa entender as direções a serem tomadas, irei utilizar 3 micro chaves de final de curso para o zero máquina de cada eixo, já perguntem para meus professores mais ninguém conhece este programas, grbl, universal g sender e x loader, alguem poderia tirar minhas dúvidas ficarei muito agradecido.


#10

grbl controller commanda. Se tiver mais cacife compra o Mach3


#11

Olá @Tiago_Fagundes!

Bacana que vai iniciar um projeto de máquina CNC. Boas sortes aí na empreitada!

Não sei se entendi claramente sua dúvida. É em relação à eletrônica de modo geral e as interligações entre as placas; sobre a gravação do firmware GRBL no arduino ou sobre o programa que controla a máquina (ex: Mach 3, LinuxCNC, G sender, etc)?

Ainda náo usei o GRBL no arduino entáo talvez não possa ajudar muito.

Em todo caso, em relação aos programas de envio do código G, são semelhantes em alguns aspectos. Utilizei TurboCNC (em DOS), LinuxCNC (antigo EMC2) e Mach3, e existem muitas coisas em comum.

Abraço!


#12

Olá pessoal, eu estava pensando em construir uma mini cnc, mini mesmo, estou me baseando nesse projeto: https://www.youtube.com/watch?v=zoNvYl3co9s, porem nao sei muito bem de eletronica e de programação. Eu só gostaria de saber uma coisa. No meu projeto vai ter um motor de passo que retirei de uma impressora e ele tem 6 fios, como eu faço a sua ligação?


#13

Precisará de um driver para ele que, dependendo do tipo, pode ser apenas um array de transistores, como os UNL2003 ou um driver específico para prover a corrente correta e uma fonte.


#14

Os drivers da pololu sao melhores,pois possui microstep.Aconselho. Fora que a diferenca nao eh muito e a qualidade eh superior,tanto que ele eh usado nas empresas que constroem impressora 3d.


#15

Simplesmente incrível essa criação do professor. Tenho interesse em fazer uma, mais é pelo aprendizado que pelo uso. Vou fazer uma com escala um pouco menor em metal, só não sei qual usar ainda.


#16

Olá!

Iniciei o projeto da minha cnc, a parte mecânica esta terminada, os motores, grbl, universal g sender funcionando, mas estou com dificuldades para acertar as medidas, o numero de passo que devo configurar no $0,$1 e $2, pois meus motores são nema 23, 9,9 kgf, tipo 23km-c051-07v, e esta acoplado a uma barra roscada m14 de passo 2mm, as dimensões da máquina são 420 x 420 x 50, área total, área útil:

X= 280
Y= 300
Z=50

Como faço para calibrar os passos do motor para saber quantos passos devo dar para deslocar 1 mm.

Agradeço pela ajuda.


#17

Olá criadores!

Para não gastar muito e aprender um pouco sobre cnc resolvi
montar uma com drives de DVD(só gastei na compra dos drives pois já tinha um
arduino MEGA em casa sobrando). Estou aprendendo muito e gostaria de começar um
projeto mais top mas que não tenha que gastar muito. Estou pensando em montar
uma igual a essa
http://www.openbuilds.com/builds/openbuilds-ox-cnc-machine.341/ ou o mais próximo
possível.

Minhas duvidas são as seguintes :grin: … compensaria montar uma CNC com uma
estrutura mais simples para poder fabricar as peças dessa http://www.openbuilds.com/builds/openbuilds-ox-cnc-machine.341 ? Como o
material é de alumínio que tipo de motores precisarei comprar para cortar essas
peças(pensando em motores já para montagem da do link)? Consigo cortar alumínio ou outro tipo de material com mesma resistência
com micro retifica? Tenho muitas duvidas mas respondendo essas ja me ajudaria
muito.

Obrigado a todos.


#18

Olá @wsilva187

Eu montei a minha com estrutura em MDF … consigo ter um resultado digamos que satisfatório, porém, com o tempo ela vai tendo algumas folgas e problemas durante o corte.
Minha recomendação é iniciar com uma estrutura mais simples e ir evoluindo … e até mesmo, como vc falou, utilizar ela para melhorar a própria estrutura (ou uma nova).

Em relação a cortes em alumínio, não vou poder te ajudar pois ainda nao cheguei a usinar nada. Porém acredito que os motores teriam que ser de no mínimo 9kg-cm

Acredito que o @Jeferson_Simoes pode te orientar melhor! O cara é fera :wink:

Espero ter ajudado.
Abraço.


#19

Vlw @jlunge pela reposta man, ajudou com certeza.

Qual a espessura da estrutura que vc montou em MDF? Consegui
aqui no trabalho uns motores de impressora Epson LX300+ para montar uma um
pouco maior, assim não gastarei nada a mais para tentar montar uma um pouco
melhor. Será que consigo cortar MDF com esses motores e minha micro retifica
FORT? Com as peças da impressora, acredito que consigo uma área de trabalho de
25x25cm.

Obrigado novamente.


#20

@wsilva187

Vou dar umas dicas, mas estas dicas vai te fazer pesquisar e estudar mais, e ter cada vez mais dúvidas kkk. Bem vindo ao mundo das CNC.

Dica #1: Quanto mais puder esperar para começar a montar, melhor. A cada dia você aprende coisas novas, descobre novas soluções, etc; portanto, quanto mais esperar, e estudar neste período, maior a chance de montar uma máquina de boa relação Custo x Qualidade para o seu propósito.

Dica #2: Torque dos motores de passo é apenas uma pequena parte da equação.

Garanto que minha máquina P2, que usa motores de 10kgfcm, possui mais força de avanço que muitas máquina hobby e pseudo profissionais de mercadolivre e afins, com motores de 15kgfcm, 21 kgfcm.

O torque específico de um motor de passo é um dos dados menos relevantes na verdade. Isso pq os fabricantes especificam o torque de “holding” (algo como torque de “segurada”). O torque que você precisa fazer para que o motor pule passo, estando o motor parado/travado.

O que nos importa é a curva de torque do motor. Um gráfico que relaciona o torque em cada faixa de pulsos por segundo, para um dado tipo de ligação, tensão de alimentação do drive e corrente de operação. Inclui ainda inércia e indutância.

Este gráfico é útil para você determinar o torque efetivo que o motor entregará à ponta do fuso. Para saber este torque, você precisa saber com quantos pulsos por segundo o motor irá operar. Para isto, precisa definir as faixas de velocidades de avanço que a máquina terá, passo do fuso, e se vale ou não a pena usar micro-passo. Usar ou não micro-passo depende de qual faixa de pulsos por segundo o motor irá operar.

Micro-passo, sim ou não? De forma grosseira: Se o motor girar lento, use micro-passo para ele não vibrar/ressonar/dar tranquinhos. Se girar em velocidade média, use full-step. Numa determinada velocidade os motores de passo começam a se “comportar como motores DC”. Mais ou menos por aí… Eles atingem uma rotação tal que os “tranquinhos desaparecem”. Mas o que é lento e velocidade média? Depende de cada motor.
Aumentou mais ainda a velocidade (RPM)? O projeto está errado. Motor de passo é para baixa rotação.

A escolha do motor de passo começa por saber qual a força resultante do corte no sentido axial do fuso. Qual a força necessária para empurrar o carro que carrega sua fresa para que consiga cortar o material.

Encontrada esta força, você irá definir a quantidade de passos do fuso necessários para alcançar a velocidade necessária para o tipo de corte. Velocidade de avanço e passos do fuso depende de quantas RPM o motor de passo alcança, e o respectivo torque que ele entrega nessa rotação. A força de avanço (definida pelo torque do motor, passos, coeficiente de atrito, diâmetro, geometria do fuso, massas, inclinação, eticéterass) tem que ser maior que a força de corte necessária.

Como se calcula a força de corte? Senta e reza kkk. Existem algumas calculadoras online, por exemplo: http://zero-divide.net/?page=fswizard

Mas é muito provável que qualquer calculadora/fórmula que usar irá te dar um resultado muito fora da realidade. Valores em tabelas de fabricantes de fresas diferem muito de calculadoras online, que diferem muitos de tabelas acadêmicas empíricas, que diferem muito das tabelas referências no Machinery’s Handbook. Solução: Adicione à força de corte chutada um fator de segurança. Se você acreditar que a força de corte (lembrando, a resultante no sentido do movimento) máxima que precisará na sua máquina seja de 50N, monte uma máquina que consiga avançar na velocidade necessária entregando 100N, pelo menos.

E quanto à rotação, faixa de torque, pps do motor? Encontre o datasheet do motor que irá utilizar, torça para que ele possua os gráficos de torque X pps, e reze para que os dados sejam confiáveis. Com este gráfico em mãos, pode estimar valores aqui:


http://techref.massmind.org/techref/io/stepper/estimate.htm
http://www.daycounter.com/Calculators/Stepper-Motor-Calculator.phtml

Termino essa parte por aqui. Infelizmente, dá pra postar apenas os caminhos iniciais pra sua jornada. Seria MUITA coisa pra digitar.

compensaria montar uma CNC com uma estrutura mais simples para poder fabricar as peças dessa http://www.openbuilds.com/builds/openbuilds-ox-cnc-machine.341?

Não! Compensa mais comprar uma furadeira de bancada e serra tico-tico, imprimir o layout dos furos (escala 1:1, 100%) e marcar os furos com punção usando uma lupa. Gaste apenas 1 vez em equipamentos que poderá usar sempre. Quando for comprar alumínio prefira as Barras Chatas ao invés de Chapas. As chapas alguém irá cortar para você. As barras chatas você pode comprar na largura que precisá, isto é, você faz seu projeto já levando em conta as dimensões padrões de barras chatas, assim você já pega alumínio com dimensões e paralelos de referência com boa tolerância para cortes/montagens.

Por exemplo, se você precisa de alguns bloquinhos de alumínio com 40x40mm, de espessura qualquer, e um furo no centro deles. Talvez valha muito mais a pena pegar barras chatas de, por exemplo, 2", que são fáceis de achar. Ao menos 1 referência paralela você já tem.