MONTANDO UNA CNC – Parte 1- El Diseño Deja un comentario
Hola a todos,
Llevo varías semanas trabajando en el diseño y el montaje de una máquina CNC, de manera que sea sencilla de construir e intentando ajustar el presupuesto. Y al final he dado con algo que funciona. Eso sí, he tenido que recurrir a mi herramienta más preciada que es mi impresora 3D, me puse manos a la obra con FreeCad y tirando de algunas ideas que ví en la web de thingiverse he conseguido al que mi parecer puede ser interesante.
He generado varios modelos en 3D uno para usar con varillas roscadas normales, otro en el que uso husillos y un tercero en el que he diseñado una serie de piezas para que se pueda hacer en madera, pero este último solo es un concepto ya no me da tiempo a probarlo.
En esta primera entrada voy a intentar explicaros un poco el modelo que he creado, como va a funcionar ( o eso espero XD) y haremos una lista de todas aquellas cosas que vamos a necesitar.
Reduciendo a lo más básico, al crear una CNC lo que tratamos de hacer es mover una herramienta, en nuestro un taladro Dremel, en los ejes X,Y,Z, de manera que nuestra herramienta pueda moverse por cualquier punto de nuestro área de trabajo.
Si nos fiaja
mos en una impresora 3d, ahora que están tan de moda, veremos que el funcionamiento es el mismo, estas impresoras lo que hacen es mover el extrusor la lo largo de los 3 ejes. Las diferencias más significativas entre una impresora 3D y una CNC es que en vez de llevar un extrusor nuestra CNC lleva una «Dremel» y en las CNC el eje z suele tener un recorrido más corto ya que a la hora de fresar, por ejemplo, no necesitamos que nuestra herramienta recorra grandes distancias arriba y abajo.
Como en las impresoras 3D, nuestra herramienta va estar propulsada por motores paso a paso que nos aportan control y precisión. En nuestro caso vamos a usar 4 motores paso a paso Nema 17 , luego veremos por que son 4 y no 3.
La carcasa que he diseñado sería nuestro esqueleto y estos motores vienen a ser el músculo de nuestra máquina, así solo nos falta el cérebro( que últimamente me queda poco).
Para controlar todo nuestro sistema nos vamos a basar , como no en un arduino, en este caso será un arduino uno. Lo usaremos junto con una CNC_Shield que nos facilitarán enormemente la parte electrónica y su conexionado y cuatro Driver A4899 que serán los encargados de mover los motores. Cuando montemos la electrónica os explicaré más cositas.
A nuestro arduino le instalaremos el firmware GRBL y controlaremos nuestro sistema con Unversa Gcode Sender desde nuestro PC.
Os explico brevemente como he formado los ejes y os dejo una lista de materiales.
EJE Y
Para el eje Y he creado 2 piezas una como soporte de motor y otra como soporte de un rodamiento que hará las veces de «cojinete», ambas piezas van unidas por 2 varillas de 8mm y en el centro unido al motor mediante un acoplador un husillo de 8mm. La longitud es de 50 cm pero se puede hacer más pequeña, al gusto, más grande corremos el riesgo de que se comben las varillas.
Como podéis ver en la imagen he puesto 2 ejes Y con 2 motores, esto es por que serán los encargados soportar el peso de los otros 2 ejes como el de la herramienta.
Las piezas van unidas una madera de 50×50 cm mediante tornillos M6 y la madera la perforaremos para poder poner anclajes de la pieza a fresar.
A medida que vallamos montando la máquina os iré explicando más cosas, al igual que al final del post os dejaré una lista completa de lo que necesitamos y los ficheros para descargar.
EJE X
Para el eje X hemos creado otras dos piezas, una para soportar el motor y otra para soportar un rodamiento que otra vez hará las veces de «cojinete». Estas piezas corren sobre el Eje Y y para ello le he diseñado en su parte baja los huecos para poner 2 rodamientos LM88UU y un pequeño soporte para la tuerca de los husillos, es decir, la varilla de eje Y gira por la acción del motor y esta tuerca se mueve adelante y atrás moviendo con ella todo el EjeX
La pieza rosa que podéis ver sirve para soportar la tuerca que recorre el husillo del Eje X, que a su vez va atornillada al carro como vamos a ver ahora.
Eje Z
El eje z consta de un carro, que NO he diseñado yo, este lo encontré en la web de Thingiverse y me venía «al dedillo» para mi sistema, así que lo que hice fue rediseñar el soporte de las tuercas para poder usar husillos en vez de tuercas normales( las piezas rosas que podéis ver). Como os digo a medida que la vaya montando veremos como se coloca cada pieza en su sitio, esto es solo para explicaros el concepto. El Original lo podéis encontrar aquí. Su creador también ha hecho una CNC muy chula.
En la parte de arriba de esta pieza tenemos los orificios adecuados para poner el motor con unos separadores, que no he podido pintar, en la parte de abajo tenemos el hueco para otro rodamientos para que el husillo gire sin problemas. Y también tenemos los orificios adecuados para dos varillas de 2 varillas de 8 mm y 11 cm de longitud.
Una vez más vemos la pieza rosa donde va la tuerca del husillo y que a su vez va atornillada al carro que moverá nuestra herramienta.
Carro y soporte Dremel
Ya vamos llegando a final, la pieza azul o el carro está sacada del mismo diseño del que antes os hablaba, esta pieza lleva en su interior 4 rodamientos LM88UU para que se desplace con suavidad y lleva atornillada el soporte para nuestro nuestro Dremel (pieza roja) el cual lleva la rosca de dremel junto con un tornillo para fijarla bien. Esta pieza están bien que al fijar por presión mediante un tornillo también nos puede permitir fijar otros accesorios. Aun que estoy trabajando en un Eje Z que sea para herramientas intercambiables, Dremel, laser, cuchilla……
Y hasta aquí os puedo leer hoy, estoy imprimiendo las últimas piezas y empezaremos por el montaje o la electrónica ¿que me decís?
Además según avance el proyecto le iremos añadiendo detalles y perfeccionando algunas cosas, así que estad atentos.
LISTA DE MATERIALES
- Arduino UNO
- CNC Shield
- 4 Drivers A4988 pololu
- Una fuente de alimentación de 12v, de momento con una de PC nos vale.
- 4 motores paso a paso nema 17
- 4 acopladores de 5mm a 8mm
- 4 rodamientos 608ZZ
- 8 separadores hexagonales de 20mm o 4 de 40mm
- 10 Rodamientos LM88UU
- 2 varillas lisas de 8 mm y 11 cm de longitud
- 2 varillas lisas de 8 mm y 49 cm de longitud
- 4 varillas lisas de 8 mm y 50 cm de longitud
- 3 husillos de 8 mm y 50 cm de longitud, con sus tuercas
- 1 husillo de 8 mm y 14 cm de longitud, con su tuerca
- 1 tablo de madera de 50×50 cm
- muchos tornillos y tuercas M3 de diferentes longitudes (aún no tengo claro cuales son)
- 8 tornillos M6 x 40mm con sus tuercas
- Un minitaladro Dremel
Y bueno esta lista la iré ampliando y detallando según avance el proyecto.
ENLACES DE DESCARGA
12/06/2017 -He actualizado los ficheros de Thingiverse, faltaban los casquillos de los rodamientos.
Ficheros Stl para imprimir—–—>https://www.thingiverse.com/thing:2348381
Descarga de los ficheros para CNC—-> CNC_husillos
Ficheros para la CNC en Madera, está sin terminar, pero lo iré actualizando. —–> CNC_Madera
NOTA: todos los ficheros has sido creados bajo licencia Crative Commons BY -NC https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
Firmware GRBL——–> https://github.com/grbl/grbl
Universal Gcode Sender ———-> https://github.com/winder/Universal-G-Code-Sender
SITIOS DE COMPRA
A petición popular, voy a ir añadiendo aquí los lugares donde he adquirido las distintas partes. Añadiré varios enlaces de cada cosa según vaya encontrando precios.
MOTORES
Amazon Esta es una buena oferta de motores.
3despaña Aquí en realidad podéis encontrar casi todo lo necesario y a buen precio.
HUSILLOS
Tanto si vives en España por el precio, como si vives fuera por el envío internacional Aliexpress es vuestro aliado, es donde más barato he encontrado este material, y compré estos:
