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PROJETOS => Projetos dos Usuários Guia CNC => Tópico iniciado por: JefersonBMX em 22 de Setembro de 2015, 18:09
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Saudações, quero apresentar meu novo projeto, Protoptimus F1.
Antes de iniciar o desenvolvimento desta máquina eu tinha definido alguns requisitos.
1) Que fosse simples de montar, sem necessidade de instrumentos especiais.
2) Que fosse robusta para seu propósito, mas usando eixos ao invés de guias lineares, tanto pra reduzir custos e quantidade de peças, como a complexidade de montagem.
3) Que tivesse muitos componentes intercambiáveis, permitindo um upgrade de área de trabalho.
4) Um suporte de motor spindle que fosse parte da estrutura, e com 65mm de diâmetro, permitindo usar a boa tupia Makita RT0700c, ou qualquer outro spindle de 65mm, como os chineses de 0,8kw ou os vendidos no país.
5) Que tivesse uma base/mesa independente da estrutura, permitindo outras formas de montagem.
6) E por fim, mas não menos importante, disponibilizar sob a licença CC BY-SA 4.0
(http://loja.protoptimus.com.br/wp-content/uploads/2015/08/protoptimus-f11.jpg)
Uma vez tendo em mãos todos os componentes, a montagem foi muito rápida e simples.
As peças que não são de prateleira foram usinadas em uma Romi d600. As "colunas" são barras quadradas de alumínio 2"x2", que tiveram todos os lados faceados/esquadrejados para 50mm. Os furos para o encaixe dos eixos foram usinados muito justos. Isso garantiu que a máquina tivesse X e Y perpendicular entre si sem a necessidade de usar instrumentos na montagem.
Fusos de esferas de passo 10mm em XY garantiu atingir as velocidades de avanços corretas para diversas usinagens, principalmente ao usar fresas de 6mm.
O legal de ter disponibilizado o projeto para download é que um rapaz já entrou em contato me falando algumas ideias. Ele pretende desenvolver uma nova base, que manterá a máquina inclinada, base esta que terá um quarto/quinto eixo. Ele estava em dúvida quanto ao controle, mas hoje já temos algumas opções para isso. Nunca usei, mas acredito que um Linuxcnc em conjunto com um Beaglebone (machinekit), mais usar o CAM do Fusion 360, dará pra começar a fazer bastante coisas.
O que ele tem em mente está representado na imagem abaixo. O volume representado pela peça em amarelo é o espaço ocupado por esta base que ele quer desenvolver. Muito legal se der certo.
(https://lh3.googleusercontent.com/-G-3HqZC0rCM/VgG8T7wdIhI/AAAAAAAAC-I/hwMNXZktCYI/s1024-Ic42/sketch.jpg)
Outros detalhes:
Rolamentos Lineares de flange quadrada para simplificar o projeto e montagem.
Eixos Lineares temperados e retificados HRC >60
Eixos XY 25mm. Eixos Z 20mm.
Pelo segundo momento de inercia dos eixos de 25mm em XY, é possível montar uma máquina com boas tolerâncias para área de trabalho de até 800x600mm. Mais do que isso, eu não recomendaria, mas seria viável para cortes comuns às routers. Para gravação superficial não, a menos se utilizar um software para probing / autoleveller.
Desde do início eu também queria um pórtico baixo. Para isso, o mais simples for ter os eixos Y "altos". Em conjunto com as colunas do pórtico, temos um momento de alavanca reduzido nas direções xy. Pessoalmente, não gosto de chapas relativamente finas, e pior, altas, fazendo a conexão entre pórtico e rolamentos/patins do Y.
A documentação deste projeto pode ser baixada no link a seguir, na aba Projeto F1: http://goo.gl/arYv3R (http://goo.gl/arYv3R)
Alguns vídeos:
primeiras movimentações xy
https://www.youtube.com/watch?v=p8qZ9NNhSs4 (https://www.youtube.com/watch?v=p8qZ9NNhSs4)
chapa de aço
https://www.youtube.com/watch?v=Wf0FE9BRaSg (https://www.youtube.com/watch?v=Wf0FE9BRaSg)
pinus
https://www.youtube.com/watch?v=Ua9wgKbMNDs (https://www.youtube.com/watch?v=Ua9wgKbMNDs)
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Parabéns pela iniciativa, ficou muito legal o projeto.
Como fez o sincronismo dos dois motores de passo do eixo Y?
O custo de ter dois fusos , castanhas , motores de passo e drivers no eixo Y, compensa em não ter um "pórtico" tradicional?
Gostei bastante do projeto por ter pouca usinagem, se quem quiser fazer for usar mão de obra terceirizada.
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Obrigado.
Apesar de pouca usinagem, para que, digamos, "dê tudo certo", é extremamente recomendado que ela, a usinagem, seja feita com qualidade: Um bom centro de usinagem, com um ótimo operador.
Algumas peças tem vários tombos, e garantir que entre eles o posicionamento da peça / zero máquina seja bem feito é imprescindível. Também é preciso uma atenção especial à usinagem dos fusos e faceamento dos eixos e seus comprimentos. Encomendando as peças com fornecedores sérios, tudo se encaixa como uma luva rss.
Sobre dois atuadores em y,
Ligação em paralelo das entradas step/dir dos drivers. Na verdade eu uso Arduino Uno + Grbl em conjunto com uma CNC Shield que já faz o clone (elétrico) dessas saídas. Tenho sondado o Tiny G2, que roda em um Arduino Due, e que confesso, não consegui compilar/instalar até hoje; e o Machinekit, um port do Linux CNC para Beaglebone e que é usado na PocketNC pocketnc.com. Mas este só quando sobrar um dinheiro pra encomendar o Beaglebone.
Pelo que vi até agora destes 2 últimos controladores, ambos poderiam sincronizar / clonar via software dois eixos diferentes (2 sinais diferentes). Seria interessante para 2 endstop independentes.
Ao meu ver compensa, pois o erro do motor de passo, geralmente 5% por passo, é muito pequeno em escala linear. Com o fuso de passo 10mm e com um motor de 200 passos comum, no pior dos cenários, isto é, um motor errando +5% e o outro -5%, é uma diferença linear de 5um. Em outras palavras, supondo um cateto imaginário de 300mm (o pórtico), e este cateto de 5um, seria um desalinhamento de 0,001 graus. Quanto maior o pórtico / eixo X, menor será este desalinhamento. Exatamente o oposto quando usamos apenas um fuso.
Os processos de fabricação de eixos, peças usinadas mecanicamente, etc etc, tem tolerâncias piores. Bom, isso é da parte teórica da coisa.
Da prática, não tive problemas quanto aos acopladores e o momento de ligar o motor de passo. Quando energizamos eles, pode ser que um dê um "pulo" pra um lado, e o outro pro outro. Mas são desalinhamentos pequenos também. Pra quem precisa de uma tolerância mais justa em perpendicularidade, desconsiderando que teria que partir pra um centro de usinagem confiável, claro; pode usar um controlador mais robusto que o GRBL para poder ter sensores de final de curso / homing independentes para cada Y para zerar este alinhamento. Mas novamente, estaríamos falando de algo bem justo em termos de alinhamento, no qual quem utiliza uma máquina desta pelo seu propósito (da máquina) é suposto sequer ter os instrumentos para averiguar isso.
O maior ponto positivo ao meu ver e motivo desta escolha é que, uma vez ligada, ela mantém com tolerâncias muito justas a sua perpendicularidade. O que não acontece com máquinas com apenas um fuso e que não teve seu dimensionamento geométrico correto das guias lineares, maioria esmagadora das máquinas que vejo, inclusive à venda. O objetivo principal de Routers maiores e de qualidade usarem dupla tração em Y não é ter mais força, e sim manter sua perpendicularidade.
Se este projeto tivesse apenas um fuso, das duas uma:
- Pra manter as peças intercambiáveis como está, o dimensionamento necessário, isto é, posições/distâncias entre rolamentos lineares/eixos; faria termos uma máquina quando com área de trabalho pequena, enorme em volume. Isso pois a máquina pequena teria de garantir a geometria necessária para a versão grande se seu dono resolvesse fazer o upgrade de fusos/eixos/base.
- Redução no número de peças intercambiáveis entre diferentes tamanhos.
Mas ao ter mais força neste atuador fica mais simples de migrar para um sistema em que a máquina possa ficar em pé, ou inclinada. Tirando aspectos de fixação de peça ou acesso à elas, eu sempre vi com bons olhos máquinas com mesas inclinadas ou verticais. Ajuda bastante no alívio de cavaco.
Aliás, apesar de não ter feito um exercício mental para entender isso, quando eu montei uma máquina semelhante à Shapeoko, com correias, medi um backlash um pouco menor no eixo Y, que usava dois motores/correias, em relação ao X. Talvez o backlash de um lado eventualmente anule parte do backlash do outro rss, não sei.
Adendo: Quando me refiro a perpendicular, leia "perpendicular", entre aspas, já que algo perpendicular ideal só existe no desenho, na matemática...
Se algo é perpendicular perfeito, ou qualquer outra medida teórica perfeita, jamais conseguiremos medi-la e obter o mesmo resultado do esperado. Se obtemos o resultado esperado, na verdade a coisa não possui perfeitamente o valor que esperávamos.
Então quando digo que máquinas com dois atuadores mantém uma boa tolerância de perpendicularidade, troque este perpendicular por 90,x graus, ou 89,x graus.
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Jefferson,
Muito bacana seu projeto e sua disposição em cedê-lo a todos os interessados...
Tomei a liberdade de fixar o tópico na seção de Projetos de Usuários...
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Parabéns, muito interessante.
Miza2.
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Obrigado pessoal.
Fábio, como edito uma mensagem aqui no fórum?
Escrevi "atuar" ao invés de "atuador" na última msg.
Mas ao ter mais força neste atuar (...)
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Editei pra voce.
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JefersonBMX, achei o projeto bem legal. Analisando as imagens, a ideia de colocar os dois rolamentos voltados para fora foi para dar maior estabilidade, correto? Nas torres de fixação dos eixos lineares não seria interessante abrir um rebaixo de 1cm (não sei se estou usando o termo correto aqui), para que os rolamentos pudessem entrar um pouco e ampliar a área de trabalho? Sei que o ganho é pouco, mas no protótipo que postou, isso faria diferença.
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Obrigado Erivelton,
Os rolamentos lineares estarem para fora é por falta de espaço nas colunas, reduzir retirada de material na usinagem, e aumentar a estabilidade.
Poderia fazer com um deles montado invertido, entrando na coluna, mas teria de mudar o posicionamento do eixo inferior do pórtico pra não ter interferência com o rolamento linear. Mas o que mais inviabiliza é que os rolamentos de flange quadrada para eixos 25mm possuem 51mm de comprimento além da flange. Teria de montar algum espaçador já que as colunas possuem 50mm. Enfim, complicações desnecessárias.
Ao meu ver não vale a pena complicar muito algumas coisas para ter ganhos percentuais pequenos em área de trabalho.
Mas o projeto tá online pra download. Fique à vontade para modificar conforme julgar necessário, e principalmente, compartilhe conosco suas modificações :)
(https://lh3.googleusercontent.com/-M06vJY4vVRE/Vgw8PAF0kZI/AAAAAAAAC_E/M8HpFuO6v_o/s720-Ic42/rolamentos-lineares-flange-quadrada.jpg)
(https://lh3.googleusercontent.com/--DI90h7l6sU/Vgw_hkkluDI/AAAAAAAAC_Q/wmghsxAZ_Aw/s658-Ic42/interferencias.jpg)
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Olá!
Não estou conseguindo visualizar os arquivos em .sldprt do projeto. Eles não abrem no Solidworks? Abraços!
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Solid 2015
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Tentei abrir no solidworks 2014, e aparece a seguinte mensagem:
"An error was encountered while trying to open your file. Contact technical support for a possible solution."
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Arquivos do solid de uma versão não retroagem pra versões anteriores. Só abre no 2015/2016
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Arquivos do solid de uma versão não retroagem pra versões anteriores. Só abre no 2015/2016
Ok, entendi. Quando você falou em SolidWorks e colocou a versão imaginei que era apenas uma sugestão, achei que essa extensão fosse nativa de todas as versões. Muito obrigado!
Bom, sou iniciante e preciso de uma router CNC para dar um upgrade na minha empresa. Já procurei em vários lugares e achei interessantíssimo o projeto. Me pareceu ser extremamente robusto, sólido por precisar de pouca usinagem, bonito e confiável. Já estou estudando-o para iniciar sua construção até o meio do ano. A única coisa que não gostei foi o curso útil do eixo z. Vendo o projeto não me parece ser nenhum problema aumentar o curso do eixo z com as alterações das colunas de final de curso, dos eixos e fusos, obviamente pretendo adicionar algumas cantoneiras ou deixar as bases das colunas maiores para aumentar a rigidez estrutural que eventualmente será perdida com o aumento não previsto. Você acha que teria outra variável com a qual eu devo me importar? Mais uma vez, obrigado!
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boa tarde
essa máquina com uma eletronica boa eu consigo usinar aluminio e cobre?
o meu foco é usinar eletrodos de cobre mas pra isso eu preciso ter robustez no sistema e uma precisão centecimal 0.01 seria o ideal,será que eu consigo esse resultado nessa maquina?
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Por acaso alguém já executou esse projeto?
No site estão em suspenso indeterminadamente, me interessei pelo projeto estou querendo fazer minha 1ª CNC e achei esse projeto muito interessante alem de visualmente bonito, será que tem alguém com experiencia nele?
Agradeço qualquer informação
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Como ja havia comentado aqui e em outros posts, estou começando a fazer uma tentativa de executar esse projeto iniciando com as peças de aluminio impressas em 3D pra ver e aprender. E quem sabe consiga usinar as partes nessa versao impressa.
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Caro Lisca, não é impossível, mas pouco provável que seja possível usinar as peças de alumínio com uma máquina que possua peças estruturais em plástico impresso em 3D, e obter as tolerâncias dimensionais necessárias.
Eu tive que fechar a empresa, mas eventualmente fabrico sob encomenda como pessoa física. Terminei de montar uma com 400x400mm este mês. As peças estruturais são usinadas em uma Romi D600.
https://www.youtube.com/watch?v=iNI-CXOIY44 (https://www.youtube.com/watch?v=iNI-CXOIY44)
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Olá Jeferson,
Acabei iniciando com 510x426 por conta de uma bobeada na hora de cortar os eixos, estarei utilizando um spindle Azanelli de 2,2 kW portanto sera necessário uma alteração nos suportes de carro Z mas me interessa algumas partes, justamente e principalmente as que por enquanto imprimi em 3D.
Gostaria inclusive de trocar umas ideias que andei tendo e soluções que imaginei especialmente por conta do spindle de 80mm.
Depois de muito circular por varios locais atras de informações e modelos gostei muito desse, o aspecto visual é muito legal e na minha leiga ideia me parece muito promissora com relação à solidez e perspectiva de performance.
Obrigado por compartilhar o projeto.
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um belo projeto, parabens.