Máquina CNC con Arduino + Impresión 3D

En esta ocasión traigo un proyecto que decidí construir en principio, para poder mecanizar los “frames” de los drones en fibra de carbono… es un proyecto muy interesante en el que aprenderás además a controlar motores paso a paso, y una vez construida esta maquina CNC podrás intercambiar la fresadora por un rotulador, o un láser para hacer increíbles grabados sobre distintos materiales.

cnc casera  cnc casera

—Comienza—

 

TODO LO QUE NECESITAS ANTES DE EMPEZAR:

Archivos STL gratis:

LINK:  http://www.thingiverse.com/thing:2794509

Software CNC:

LINK:  https://mega.nz/#!IZUnXKiB

Clave:  !tcsj0OamE-iBlvXmHMF5ecAhhlGXNWqGSaPxrKWm61w

Materiales necesarios:

Arduino uno + CNC Shield + 3 Drivers A-4988

3 motores Nema 17 de 1.5A

Motor fresadora 200 W + Control de velocidad

 

—PARTE MECÁNICA—Materiales CNC

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Materiales CNC

—MONTAJE PARTE MECÁNICA—

—Consejos—

En el primer vídeo podemos ver como montar toda la estructura de la máquina, tenemos que tener cuidado a la hora de apretar todas las tuercas y uniones, ya que si nos pasamos de fuerza podemos romper alguna parte… una buena practica, y mas en este tipo de máquinas con vibraciones, es aplicar en las roscas un poco de fijador, así solo apretaremos lo necesario, y evitaremos que se suelten las uniones.

Para introducir los rodamientos en sus respectivos alojamientos, será suficiente con aplicar un poco de calor con una pistola a la pieza de impresión 3d, de esta forma el material se hará más permisible mientras mantenga la temperatura.

 

Para la base de la CNC, utilicé perfil de aluminio ranurado de 20×20, ya que a la hora de amarrar las piezas podemos hacerlo en cualquier punto de la máquina y la unión es muy fuerte, para ello utilizaremos además estas piezas.  Para unir todos los perfiles entre si, pase 2 varillas de 3 mm a lo largo de toda la esr

Cotas de la base para hacer los taladros de 6 mm de diámetro y sujetarlo a los patines y el soporte de tracción.

A la hora de ajustar las guías tendrás que ir apretando el conjunto poco a poco y moviendo continuamente las piezas que se desplazan, así ira todo a su sitio a la hora de apretar del todo, además, si después de esto algo va un poco “duro” puedes aplicar un poco de calor a las piezas de impresión 3d  en la parte de los rodamientos, y dejar que se enfríe la pieza poco a poco mientras sigues moviendo todo el recorrido de las guías, de esta forma asentara todo perfectamente.

También es importante que rosques los tornillos que hay longitudinalmente al lado de los rodamientos lineales, para evitar que se puedan salir al desplazarse con carga.

 

 

 

 

—VIDEO 1—

Parte mecanica

 

—MONTAJE PARTE ELECTRÓNICA —

—Consejos—

Ahora vamos liarnos con la parte electrónica! para ello lo primero es montar finales de carrera en estos soportes, y ponerlos en los límites de los diferentes ejes, estos finales o “endstop” van conectados a la CNC Shield, y podemos ponerlos indiferentemente en él + o – de cada eje, ya que luego desde la parte de software se puede configurar.

La configuración de micropasos la hemos establecido en cuartos de paso, de momento no quiero configurar en pasos mas pequeños por miedo a perder fuerza, y en consecuencia perder pasos… más adelante podremos cambiar esto. Para configurar los drivers en cuartos de paso tenemos que hacer un puente en el “DIP” del medio que hay en la CNC Shield justo debajo de cada driver.

Un paso muy importante si no queremos tener problemas de fuerza ni de perdida de pasos, es ajustar bien el voltaje de referencia, para ello como tenemos que conocer la corriente maxima de nuestros motores paso a paso, y la resistencia de sensibilidad de los drivers, tambien podeis verlo mejor en esta otra entrada:  http://www.javierarnedo.com/arduino/driver-a4988-nema-17-ajuste-voltaje-referencia/

El motor que compré para esta CNC es de 200 W, para este tamaño sobra, pero sería pequeño para máquinas más grandes.

Tanto el control de velocidad como la CNC Shield, admiten tensiones que van entre 12 y 36 voltios (arduino 3-5 vdc).

—SOFTWARE —

Como explico en el video de abajo (video 2) teneis que copiar el “GBRL”(libreria control para CNC) dentro del directorio de ejemplos de Arduino, y desde la interfaz de Arduino buscar el ejemplo GBRL y volcarlo a la placa.

Una vez volcada la librería al Arduino Uno, hay que iniciar GCodeSender, nos conectaremos seleccionando el puerta que estemos usando y escribiendo $$ en la barra de comandos, la electrónica de la CNC nos devolverá los parámetros de configuración.

Si os sale algún error en la consola como este de abajo, podéis limpiar estos errores escribiendo en la línea de comando $x  y pulsando intro.

Estos son los parámetros que se pueden modificar para controlar la CNC. Vamos a ver solamente lo más importante, conversión micropasos a mm, y velocidades.

para modificar estos parámetros solamente tenemos que escribir en la línea de comandos $ nº de parámetro = y el valor y pulsar intro. Ejemplo: $0=400

En los parámetros 0,1 y 2, le tenemos que decir cuantos pasos queremos entregar para recorrer un mm en cada eje, pero para esto hay que conocer cuál es el avance de nuestros husillos y dividir ese avance por los micropasos que hayamos configurado. Ejemplo:

Tengo un husillo de 2 mm de avance y la configuración de los micropasos está en 1/4 de paso:

800 pasos por vuelta / 2 mm de avance = 400 pasos o pulsos por 1 mm de avance 

 

El parámetro 4 es la velocidad de trabajo de la máquina.

El parámetro 5 es la velocidad de traslación de la máquina cuando levanta la fresa o busca HOME.

El parámetro 8 es la aceleración, que suele ir bien poniendo un 10% de la velocidad de trabajo.

El parámetro 17 es para activar la función de Homing si queremos que siempre busque el punto 0 antes de comenzar a mecanizar.

// Por supuesto ahora toca ir modificando parámetros y probando hasta que quede completamente calibrada, ya que cada máquina aunque sea igual, puede diferir en muchos aspectos, además, es la mejor forma de aprender… equivocarse y rectificar, es el mejor progreso!

 

—VIDEO 2—

Parte electronica + Software