Mi último proyecto: Fresadora CNC

Para comentar los proyectos de hardware presentados en la web.

Mi último proyecto: Router CNC

Notapor Walky el Vie Feb 06, 2009 5:48 am

Hace bastante tiempo que estoy trabajando en este proyecto, pero decidí esperar a tener algo medianamente funcional antes de postearlo.

Se trata de una máquina fresadora CNC (Control Numérico por Computador), la cual servirá para tallar, cortar, grabar y perforar madera, acrílico y otros materiales (incluso placas de circuitos electrónicos).

El sistema consiste en una máquina de 3 ejes móviles que mueven un Dremel con una precisión de fracción de milímetro (en teoría mi máquina tiene una precisión de aproximadamente 0.026 mm, pero debido a factores como un minimo juego de la máquina y ejes en sí es un poco, sólo un poco menos precisa, pero aún así en el rango de una fracción de milímetro). Cada eje funciona en base a un "hilo sin fin" (una especie de perno largo sin cabeza), que gira gracias a un motor paso a paso (en este caso, 48 pasos por vuelta (o sea, 7.5º por paso). Una tuerca (un conjunto de 3 por eje en este caso, para evitar juego) se fija a la parte móvil del eje, el cual va unido a un carril basado en rodamientos y ángulos de aluminio, que permiten un movimiento preciso, suave, y se encargan del peso del mismo (quitándole carga al motor en sí).

Un programa en el computador interpreta los datos del "dibujo" a tallar (basados en un lenguaje conocido como g-code) y los envía a través del puerto paralelo en la forma de pulsos de "step" (correspondiente a un único paso de stepper) y "dir" (correspondiente a la dirección en que girará el stepper, y por lo tanto a la dirección en que se moverá ese eje en particular); o sea: son 6 señales de salida (2 por eje). Un microcontrolador pic2550 se encarga de convertir cada señal que llega del pc en pulsos capaces de controlar cada motor (estos steppers funcionan con 4 señales que controlan sus bobinas), no sin antes pasar por transistores que se encargan de entregar la potencia suficiente.

Por ahora sólo tengo armados los ejes X e Y, por lo cual no puedo tallar a diferentes alturas (¡lo cual permitirá hacer cosas realmente increíbles!), pero eso quedará solucionado muy pronto. De todas formas con el sistema tal como está se pueden hacer muchas cosas :D

La superficia efectiva de corte es de aproximadamente 30x30 cm, y la altura efectiva será de aproximadamente 5 cm.


La maquinita:
Imagen


Una prueba rápida (como referencia, el ancho de la madera es de 7.5 cm):
Imagen


Tetris sobre acrílico (tiene un par de pifias por no haber fijado bien el material ni el dremel en ese momento, pero aún así quedó la raja); la imagen mide aproximadamente 5.5 cm de ancho:
Imagen


Detalle del grabado anterior, esta vez iluminado:
Imagen


Prueba de texto, de aproximadamente 20 cm de largo (una versión mejorada de éste mismo puede que vaya en mi próximo pad artesanal de Beatmania :D)
Imagen


Las líneas "extras" que se aprecian en las imágenes corresponden al trayecto que el dremel hace hasta el punto de inicio del corte, entre puntos críticos, y luego para retirarse, el cual normalmente se realiza a una altura mayor para no tocar el material. Obviamente al no tener el eje Z completado, no tengo control directo sbre eso por lo cual las líneas son talladas al igual que el resto (de todas formas, eso ayuda a hacerles una idea del trayecto que sigue la máquina).

Todas las pruebas anteriores (madera y acrílico) fueron hechas usando la broca que viene originalmente con el Dremel (cuya función original es simplemente la de perforar). De a poco iré armando mi arsenal de fresas adecuadas para poder aprovechar la máquina al máximo.


Agradecimientos a:

Mi novia: por aguantar que le tenga la cagada en la casa mientras dura el armado de la maquinita, acompañarme en muchas de las compras de materiales, ¡y mucho más!

Mi amigo Crosto: por su ayuda invaluable a la hora de programar el microcontrolador pic (mi código era una mole horrible y con problemas, y gracias a sus consejos quedó en unas pocas líneas precisas y bien optimizadas).

Mi amigo Zuko: por venderme su programador JDM con el pic que estoy usando en mi máquina :D

Patrick Hood-Daniel: por su video explicativo de los "linear slide bearings", que me facilitó mucho el trabajo. http://www.instructables.com/id/S8JUKR6F4WY1JKE/

Nigel: por su diseño de driver para motores steppers. http://www.winpicprog.co.uk/pic_tutoria ... _board.htm

Etc, etc, etc...


¡Comentarios y sugerencias son siempre bienvenidos! :-D
Última edición por Walky el Mié Ago 03, 2011 9:54 pm, editado 1 vez en total
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Re: Mi último proyecto: Fresadora CNC

Notapor Freddy de la Cruz el Vie Feb 06, 2009 1:02 pm

Felicitaciones Walky, te las mandaste!

Yo he estado interesado en hacer algunas cositas tipo instructables, pero la pega me quitaba el tiempo necesario. (ya no tengo ese problema :( )

¿No te ha tincado hacer una RepRap?

http://reprap.org/bin/view/Main/WebHome

Realmente, te felicito. Siempre he querido controlar artefactos desde el PC y aún más artefactos que hagan cosas como pulir, cortar o esculpir. Sigue así y cuentanos de tus progrersos.
Última edición por Freddy de la Cruz el Vie Feb 06, 2009 2:48 pm, editado 1 vez en total
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Re: Mi último proyecto: Fresadora CNC

Notapor Walky el Vie Feb 06, 2009 2:45 pm

He visto la RepRap, pero para las cosas que quiero hacer prefiero y me sirve más la CNC, además de que con la RepRap uno está condicionado al tipo, calidad y cantidad de materia prima que haya disponible, así que por el momento no está en mis planes.

Voy a hacer una lista de cosas por hacer con mi maquinita (ya tengo un montón en mi mente) :D
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Re: Mi último proyecto: Fresadora CNC

Notapor Walky el Sab Feb 07, 2009 12:38 am

Otra prueba :D
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Re: Mi último proyecto: Fresadora CNC

Notapor Freddy de la Cruz el Sab Feb 07, 2009 5:08 am

Ya lograste la precisión axial! Guau!

El pueblo lo pide: ¡Un Círculo! ¡Un Círculo! :P
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Re: Mi último proyecto: Fresadora CNC

Notapor Walky el Sab Feb 07, 2009 5:44 am

Freddy de la Cruz escribió:Ya lograste la precisión axial! Guau!

El pueblo lo pide: ¡Un Círculo! ¡Un Círculo! :P


En la segunda foto se puede apreciar un círculo en el centro de la flor :-D

Una vez que tenga armado el eje Z espero postear foto no de un círculo, sino que... ¡de un tallado esférico! :-D
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Re: Mi último proyecto: Fresadora CNC

Notapor xt5 el Dom Feb 08, 2009 6:23 pm

felicitaciones Walky me imagino que hay muchas horas invertidas en la maquinita, yo siempre he querido hacerme una, pero hacer la mecanica me da paja, cuando tenga espacio yo creo que me saldra mas papa comprar un kit XD

sigue posteando tus pruebas please, esta muy interesante..

cuanto se demoro en grabar la flor??
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Re: Mi último proyecto: Fresadora CNC

Notapor Walky el Dom Feb 08, 2009 9:09 pm

Gracias por sus comentarios :-D

La máquina la vengo armando de a poco hace un par de meses o algo así (no recuerdo exactamente), ya que he tenido que ir aprendiendo varias cosas nuevas para poder construirla, tanto en lo mecánico, como en lo electrónico y asunto software.

Sobre la pregunta de la flor, acabo de subir un video grabando la misma figura, acá está:



El proceso de grabado toma aproximadamente 1:19 desde que empieza el primer corte hasta que termina el último, y la figura resultante mide 36mm x 65mm.
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Re: Mi último proyecto: Fresadora CNC

Notapor hizard el Vie Feb 13, 2009 3:50 am

las cago pa ser la raja, felicitaciones.
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Re: Mi último proyecto: Fresadora CNC

Notapor Walky el Sab Feb 14, 2009 4:27 pm

Primer calado "en serio" con profundidad, simplificado un poco para ahorrar tiempo (de ahí se viene la versión definitiva) :-D
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Re: Mi último proyecto: Fresadora CNC

Notapor Walky el Sab Feb 14, 2009 4:56 pm

underwurlde escribió:Esta la raja la maquina!!!, pero que programa usa? autocad o algo asi? la verdad que me dejo "cachuo" la maquinita, muy buena!!!


El programa KCam se encarga de interpretar el gcode (el formato básico del asunto, que consiste en un archivo de texto que contiene instrucciones línea a línea que controlan los ejes en base a una posición absoluta, como por ejemplo "x20.56 y0 z4"), y convertirlo en señales que van a la placa controladora de la máquina.

El otro programa que uso es ArtCam Pro, que te permite hacer diseños en 2d y 3d basados en vectores y luego configurar las condiciones para crear los denominados "toolpaths" (yo los guardo como gcode) ó "camino de herramientas", que literalmente corresponden al camino que seguirá la herramienta durante el proceso de tallado/cortado. Hay un montón de factores a la hora de crear toolpaths, tales como el diámetro y forma de la fresa a usar (importantísimo para no terminar con resultados inesperados), cantidad de material que ésta puede cortar en una sóla pasada (para evitar sobreexigir, en especial en casos como el mío en que uso un Dremel, que es una herramienta de bajo torque), rangos de tolerancia, criterios de corte, dimensiones del material, vectores a trabajar, etc.

De todas formas también es posible exportar de autocad a formatos compatibles con CNC :-D
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Re: Mi último proyecto: Fresadora CNC

Notapor Walky el Lun Feb 16, 2009 10:25 pm

Versión final del calado anterior:

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Me voy a poner las pilas para hacer cartuchos de nes de madera :-D
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Re: Mi último proyecto: Fresadora CNC

Notapor Freddy de la Cruz el Jue Feb 19, 2009 11:12 pm

Walky escribió:Versión final del calado anterior:

Imagen

Me voy a poner las pilas para hacer cartuchos de nes de madera :-D


Porla, además de bueno para la electrónica, pastafariano!
Que nunca te falte la salsa y EL te toque con su apéndice fideoso!

RAmén!
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Re: Mi último proyecto: Fresadora CNC

Notapor neogio el Vie Feb 20, 2009 2:24 pm

Walky escribió:Versión final del calado anterior:

Imagen

Me voy a poner las pilas para hacer cartuchos de nes de madera :-D



Walky ... quisiera felicitarte por el trabajo ... es realmente impresionante ... se ve que hay talento ahí ... :-)

Un abrazo.
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