Senhores, depois de usufruir de maneira anonima dos conhecimentos e vivencias depositadas neste fórum, decidi que assumirei a empreitada de construir uma router CNC, planejo que no decorrer de 2017 de maneira assertiva, esse projeto se torne funcional, pois pretendo utilizar-lo como meu TCC no curso de engenharia de produção.

Posteriormente pretendo utilizar o equipamento em uma marcenaria, sendo assim pretendo construir o mesmo com materiais duráveis, estou pensando em fazer a estrutura toda em aço e utilizar guias lineares suportadas para a movimentação dos eixos.

Por agora vou iniciar a compra dos componentes eletrônicos que vão compor o equipamento, e é nesse ponto que peço a ajuda dos professores de plantão pra auxiliar na escolha correta dos componentes, tendo em vista que a possibilidade de erro é critica (estudante tem grana curta!), segue a baixo os itens que pre defini para meu projeto nessa primeira fase:

Motores NEMA 23 23HS8430
https://pt.aliexpress.com/item/German-Ship-4-pcs-Nema-23-stepper-motor-270-oz-in-1-9NM-3-0A-4/32708999243.html?spm=2114.16010208.99999999.314.0iV8Sc

Driver Substituição TB6600
https://pt.aliexpress.com/item/TB6600-replacement-stepper-motor-driver-2phase-9-40VDC-4A-for-NEMA17-NEMA23-motor-CNC-router-controller/32763620151.html?spm=2114.16010208.99999999.300.0iV8Sc

Controlador Arduino Mega 2560 R3 ATmega16U2
https://pt.aliexpress.com/item/Free-Shipping-for-Arduino-Mega-2560-R3-ATmega16U2-Development-Board-USB-Cable-Diy-Starter-Kit-ATmega2560/32669759986.html?spm=2114.16010208.99999999.307.0iV8Sc

Sheld de bornes
https://pt.aliexpress.com/item/free-shipping-Prototype-Screw-Terminal-Block-Shield-Board-Kit-For-MEGA-2560-R3-bte16-06/32663206313.html?spm=2114.16010208.99999999.286.0iV8Sc

Chaves de fim de curso
https://pt.aliexpress.com/item/Sample-10pcs-AC-belt-pressure-iron-handle-trip-limit-point-move-micro-switch-ON-ON-KW11/32702966038.html?spm=2114.16010208.99999999.293.0iV8Sc

Diante desses componentes surge a primeira duvida, qual seria a tensão ideal para a fonte de alimentação?
A corrente eu presumo que seja 15A pois serão utilizados 4 motores de 3A.

Desde já eu agradeço pelo conteúdo compartilhado, que amenizou meu receio de encarar esse desafio e peço que toda critica ou sugestão sejam externadas para que possamos aumentar ainda mais a cultura do DIY!

Deve ter sido como eu, pelo preço.   

Eu tenho projectado na mica cabeça uma cnc para trabalhar madeira (e alumínio se possível).

Queria que a area de trabalho seja 2000x1300 +/- e ando a tentar chegar a lista de peças, a questão é que quando se tenta encontrar um pouco mais barato, tenho medo que o material seja fraco

Uma excelente opção pode ser alumínio estrutural. Mas se o valor médio de R$ 50,00 por metro for salgado, pode partir pro ferro, porém pra trabalhar com ferro tem q ter a manha de furar, cortar, soldar, coisa q, com alumínio estrutural não se faz tão necessário. Daí vem a parte da exatidão da máquina. Usamos guias prismáticas com patins pra ter exatidão profissional, podemos usar guias cilíndricas q são mais baratas porem menos precisas e tbm menos duráveis. Na parte de precisão usamos pinhões e cremalheiras quando queremos máquinas mais rápidas e não tão precisas ou podemos colocar fusos de esferas e termos uma máquina mais precisa, mais lenta e tbm mais cara. Para os motores, é necessário saber qual será o peso da máquina e o esforço q ela vai fazer, geralmente o tipo de máquina q usa motores mais potentes são as q irão trabalhar com spindle, pois há contato direto com o material a ser usinado. Eu sugiro q, primeiro se monte toda a mecânica pra daí escolher a eletrônica. Esse negócio de começar pela eletrônica dá muita dor de cabeça depois.

Caro colega, desde já agradeço o tempo cedido, quanto a escolha dos componentes, Zoprano tem razão, o fator mais relevante foi o preço, imaginei que com esses componentes em mãos, a elaboração do projeto seria mais simplificada, tendo em vista que os motores são itens que não possibilitam alteração.

A ultilização da maquina será para madeira principalmente, inicialmente utilizando uma tupia laminadora da makita e posteriormente um spindle possibilitando a usinagem de materiais mais duros, projetando essa possibilidade, irei projetar o equipamento com uma bandeja coletora de liquido refrigerante.

Levando em consideração o custo/beneficio penso em fazer a estrutura da maquina em aço, pois tenho possibilidade de utilizar uma cortadora plasma CNC e o técnico de laboratório da Universidade é especialista em soldas, podendo me auxiliar na execução do projeto.

No quesito de movimentação, penso em utilizar guias cilíndricas suportadas, infelizmente guias prismáticas ainda são um sonho distante.

Na questão da precisão, penso em utilizar correias do tipo T5 ou cabos de aço, ainda estou na duvida, entendo que esses métodos pedem uma manutenção maior da maquina, porem o custo é bem reduzido.

Mais um vez agradeço a atenção de todos.

Estou com uma dúvida quanto o sistema de movimentação, pretendo utilizar correias t5, a distância entre dentes é de 5mm, utilizando polias com 8 dentes e o micropasso de 400 por volta (0,9º) eu teria uma resolução teórica  de 0,1mm, oque para minhas aplicações seria suficiente, estou com receio de o motor ficar muito fraco, seria imprescindível utilizar reduções?

Em tempo:

Tudo depende do que você pretende fazer em relação à movimentação de alguma carga...

Se a idéia é fazer por exemplo uma plotter ou maquina laser, as massas a serem deslocadas são relativamente baixas então muitas vezes pode-se usar polia direta no eixo do motor, e se quiser um pouco mais de resolução usa-se um drive com mais micropassos.

Se a idéia é fazer uma maquina de usinagem, creio que o melhor é usar uma redução para ter mais força e menos velocidade...

Claro - aí entram outros fatores, como por exemplo a capacidade de resistência aos esforços por dente da correia - muitas vezes será necessário aumentar as dimensões das correias (e consequentemente das polias) para suportar mais esforços e desgastes...

Para todo cálculo com polias dentadas ou engrenagens é necessário conhecer o "diâmetro Primitivo" destas para fazer os cálculos de deslocamentos.

O passo da correia pouco importa, a não ser para saber qual será o raio mínimo que ela pode suportar - raio mínimo é o menor raio que a correia pode fazer sobre uma polia dentada...

A menor polia para uma correia T5 é de 10 dentes, e esta tem um diâmetro primitivo de 15,91 mm, o que dá um perímetro de 49,957mm, e num acionamento em meio passo (400 por volta) tem-se uma resolução teórica de 0,124 mm por passo

Veja alguns dados desse tipo de polia:
http://www.correias-schneider.com.br/polias/pdf/polias-sincro-t5.pdf

Muito interessante, como citado pretendo não ter que alterar muito o projeto depois que começar a execução, para evitar gastos não planejados. Por essa perspectiva vou optar por utilizar uma redução,  garantindo a utilização dos motores em condições variadas, vou elaborar um sistema de ajuste para poder variar os diâmetros de polias, polias são mais baratas que motores. 

Para calcular o torque do motor não basta simplesmente somar os pesos. É necessário estimar a aceleração. O torque é função da força e do raio em que é aplicada. Da segunda lei de Newton, F=m.a, ou seja, a força é o produto da massa (que se deseja mover e da aceleração do motor). Além disso, há as forças de atrito, algumas são estáticas e outras são dinâmicas (dependem da velocidade). Usando guias prismáticos com patins de esferas recirculantes, consegue-se reduzir o atrito, maximizando a aplicação da força motriz para vencer a inércia (acelerar e desacelerar). No cálculo da inércia é necessário considerar as massas e os momentos de inércia, provenientes de massas girantes. Finalmente, há que se considerar as perdas de energia nos acoplamentos e sistemas de movimentação (fusos, cremalheiras, ...).

A aceleração máxima é a que não gera perda de passos no motor. Como eu faria: aumentar (pelo software) até haver perda de passos, em seguida, reduzir a aceleração, para uma margem de segurança, abaixo deste máximo. A aceleração é a "rampa" de aumento da velocidade ao longo do tempo.