A primeira parte foi CNC-Raspberry-Eletrônica, então seria interessante ao menos dar uma olhada primeiro lá!
Agora vamos para parte física mecânica e móvel da coisa...
Quero tentar colocar em uma linguagem mais simples possível,
para mesmo aqueles sem conhecimento algum vejam algum horizonte para iniciar seus projetos.
A beleza e complexidade da estrutura fica a critério de cada pessoa.
Mas muitas coisas se resumem a custo!
Estou utilizando um sistema 3 eixos.
Com plano cartesiano XY (eixos x e y) para "mesa" e um eixo Z para altura da ferramenta.
Sendo a origem no centro da mesa.
(minha mesa não é móvel, mas é para compreenderem como esta funcionando).
Utilizei 98% das peças que eu tinha em casa.
Desmontei algumas maquinas velhas de 2 eixos, peguei as guias, motores e controladoras.
Comprei uma barra de 6 metros de "metalão", perfil tubular quadrado de 30mm (30mm X 30mm), com espessura de 1,5mm SAE1020.
É composto por 8 partes de 500mm de comprimento e 4 partes de 480mm, constituindo um frame,(estrutura de caixa),
com altura de 500mm, 540mm de comprimento e 560mm de profundidade aproveitando totalmente a barra de 6 metros.
Até então eu não tinha conhecimento algum sobre mesas, guias, fuso trapezoidal ou esférico, potencias de motores, etc...
Estava apenas querendo saber como tudo funcionava e como fazer o raspberry interagir com aquilo tudo.
Aqui vai um link dos primeiros testes, setando uma origem no canto da "mesa"
https://www.facebook.com/thiago.vaspp/videos/a.1507529885931873.1073741889.100000246298452/1508345215850340/?type=3&theaterAinda estou idealizando uma mesa para meu projeto definitivo,
levando em consideração o material, cálculos de momento, torção da mesa, momentos axiais nos fusos, massa, torque dos motores, etc...
(depois pretendo atualizar o projeto aqui e explicar o porque das escolhas)
O suporte da parte móvel foi feita com um perfil em L de 3x3 polegadas (aproximadamente 76mm x 76mm) com 5mm de espessura.
Suportando os 3 eixos em suspensão.
O perfil quadrado e o perfil em L tiveram um custo de aproximadamente R$80,00. (fotos)
As guias lineares de aproximadamente 150mm cada, para "carrinhos" com rolamentos esféricos marca HIWIN modelo EGH20CA 201NE-68 contendo cada guia um carrinho. (foto dos carrinhos)
as medidas dos carrinhos são 69mm X 42mm x 22mm com 4 furos com distancias entre centro de 32mm formando um "quadrado" na parte superior para fixação.
As guias retificadas para esse carrinho e marca, encontrei a 400,00 por metro... Quero ver se importo algo para reduzir o custo.
É preciso escolher uma ferramenta rotatória para ficar na extremidade do eixo Z para fazer a usinagem.
Pode ser utilizadas retíficas manuais, furadeiras, tupias, spindlers, etc...
Verifique sobre a rotação, potencia, quantidade de rolamentos internos, precisão do equipamento e custo!
(o custo beneficio deve ser avaliado pois as máquinas pequenas variam de R$65,00 de uma retifica com bateria à R$1600,00 um spindle 400w )
A Ferramenta utilizada atualmente por mim, é uma Tupia da marca Makita, 220v 530W de 30.000RPM-1 (quer dizer que é 3.000rpm aproximadamente)
Não tem controle de rotação e sentido de rotação. Mas é possível fazer um circuito para isso.
A antiga que esta presente nas fotos era uma chinesa 200W 220V que devido a um descuido e erro na programação, ela se enterrou na mesa e queimou.
(depois quero fazer um tópico de cuidados, utilização de EPI,verificação de tensão de onde será ligado equipamento, etc).
Para experimento, acabei comprando fresas de diversas medidas, utilizadas para aço rápido, madeira e alumínio e ponteiros de gravação.
Aproveitando uma mesa de desenho que se encontrava sem utilidade em casa, ela foi transformada em mesa para fixação das peças utilizando fita dupla face da 3M.
Tenho algumas ideias para implementar de "morsa", ou torno de bancada, para acoplar futuramente na mesa.
Aqui só tem um segredo!
O esquadro da sua mesa em relação a ferramenta, pois uma vez errado, não tem mais como arrumar...
Jogue tudo fora e comece do zero!
Então aqui tome muito cuidado, verifique várias vezes antes de fazer algo definitivo.
Algumas dicas que sugiro, dependendo do porte da estrutura, é usar perfis estruturais de alumínio.
São leves, resistentes e é melhor de controlar o esquadrejamento da estrutura como um todo.
E fica um sistema interessante para acoplar esquadros, suportes, "morsas", etc...
Obviamente são mais caros que MDF, e tudo precisa ser pensado:
é definitivo? vou reutilizar? vou gastar duas vezes? qual tamanho ideal?
o que quero fazer com ela? usinar madeira e acrílico, PCB, alumínio leve?
Os motores estão descritos no tópico da parte eletrônica.
Eles estão ligados a uma polia por uma correia sem emenda,
na qual fixo os "carrinhos" utilizando uma chapinha furada. (foto)
O que é melhor, fuso ou correia? (Procurem aqui no forum se aprofundar um pouco nesse tema pois é muito interessante e tem muito conteúdo).
Vamos começar com a ideia do fuso: você tem esférico e trapezoidal.
Qual a diferença?
O esférico tem menor atrito e o trapezoidal já funciona como um "freio" para o equipamento,
com isso o motor para o sistema trapezoidal precisa de um torque maior. (mas dependendo da aplicação é importante ter trapezoidal ou um freio com embreagem magnetica)
E o quesito precisão. Pois dependendo o modelo o esférico tem maior precisão, chegando a 3 microns a cada 300mm $$$.
Mas temos o custo, o fuso esférico 20mm em media está 280,00 por metro e o trapezoidal 170,00 o metro,
porém a porca ou castanha como alguns chamam, que é a parte deslisante que percorre o fuso, muda o senário!
A trapezoidal 20mm fica em torno de 200,00 e a esférica 415,00 as mais básicas.
Depois você precisa de mancais, para fixar os fusos.
Estes modelos também existem os quebra galhos de 25,00 cada á 680,00 um de grande precisão.
E os acopladores elásticos para ligar do fuso ao motor, ou sistema de correia, redução, etc....
Agora a correia.
Uma polia no motor e uma outra polia livre, cada uma em uma das extremidades do curso, ligadas por uma correia.
custa em média 90,00 por metro da correia e as polias ficam na faixa de 18 a 25 reais cada, dependendo o tamanho.
(nota-se que para um sistema que gera arrasto da ferramenta na peça, pode interferir na precisão)
Atualmente estou no improviso das correias que me dão aproximadamente 0.225mm/ passo,
(fiz uma linha na mesa com a máquina usando 400 pulsos, medi ela e deu 90mm depois dividi essa distancia por 400 e cheguei na resolução atual)
mas pretendo usar fusos esféricos passo 5mm que vai mudar a precisão para 0.025mm.
(5mm por volta do motor, cada volta precisa de 200 pulsos, então 5mm/200 = 0.025mm)
E pode melhorar colocando uma redução, melhorando a precisão e torque mas reduzindo a velocidade.
Hoje a coisa esta com as seguintes dimensões úteis:
13,5mm x 13,5mm de mesa XY por 60mm de profundidade da ferramenta Z.
vai umas imagens e videos de uma simulação que fiz de circunferências e quadrados em um bloco de alumínio utilizando a tupia, fresas topo 3mm e 6mm 4 facas. (fotos)
https://www.facebook.com/thiago.vaspp/videos/a.1507529885931873.1073741889.100000246298452/1520133144671547/?type=3&theatertestando modo plaina: fresas topo 6mm 4 facas. Estou usando 1 passo a cada 0.01segundos. cada passo com 0.225mm (1 metro a cada 45segundos aproximadamente).
e baixo a ferramenta 0.225mm cada ciclo de desbaste supeficial.
https://www.facebook.com/thiago.vaspp/videos/a.1507529885931873.1073741889.100000246298452/1526290477389147/?type=3 Pretendo chegar em 700mm x 500mm de mesa e 250mm de ferramenta.
(pretendo fazer algumas peças em alumínio e alguns circuitos para as próximas máquinas).
Qualquer duvida sobre o projeto ou sugestões e criticas, fiquem a vontade.
Assim que atualizar postarei novidades.
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