Come costruire una CNC 110*70
La costruzione di una cnc è argomento complesso che investe molte questioni. Cerchiamo di affrontarle con il mio secondo proggetto. Una cnc in legno di 110 cm per 70 cm dotata di Nema 23 Hybrid e di una elettronica costituita da Arduino UNO, Driver TB6550 e alimentatore da 24 volt
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Come costruire una cnc - 11 Pulire la Eprom di arduino
Uno dei passaggi fondamentali per l'utilizzo di Arduino è il caricamento del GRBL. Può capitare però di doverlo sostituire per qualche motivo (non funziona, vogliamo testare una versione differente, etc.) Prima di compiere questa operazione quindi, a meno che il nostro arduino non sia vergine, è sempre bene pulire prima la Eprom. Nel video vi mostro come fare.
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Caricamento del GRBL su Arduino
Il caricamento del GRBL su Arduino è un'operazione fondamentale. Senza la nostra scheda non ci servirebbe a nulla. Prima di procedere decide quale versione utilizzare e poi procedete con il suo caricamento. Io ho utilizzato l'ultima disponibile, la 1.1. Tenete presente però che le ultime versioni hanno sempre qualche parametro in più che, se da un lato può tornare utile, dall'altro, sopratutto ai primi approcci può confondere. Il consiglio che posso dare è di leggere i parametri delle varie versioni e verificare quali sono quelli che ci sono realmente utili. Poi magari installate lo stesso l'ultima versione. Per il caricamento invece di seguire la procedura canonica tramite la IDLE di Arduino ho preferito utilizzare Xloader. Un software predisposto proprio per questa operazione che la rende molto facile e veloce.
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Come costruire una cnc - 13 Gestione dei parametri GRBL con UGS Universal GCode Sender
Una volta caricato il GRBL su Arduino non ci rimane che collegarci alla scheda e andare a verificare i vari parametri per poi settarli in base ala nostra macchina. Come detto in precedenza i parametri GRBL nella versione 1.1f sono vari ma quelli che si sono veramente necessari non sono molti. In questo video vediamo quali sono i principali. Il consiglio è comunque quello di modificarli gradualmente e verificare ad ogni passaggio il comportamento della macchina fin quando non avremo raggiunto un settaggio ottimale per le nostre lavorazioni e correlato alla limitazioni della macchina stessa.
Per collegarci alla macchina vi sono vari software che possiamo utilizzare. Io utilizzo Universal GCode Sender. Anche di questo software ve ne sono varie versioni con più o meno funzioni. Nell'ultima versione è presente un autoconfiguratore e la possibilità di modificare direttamente i parametri GRBL. Nel video mostro come andare ad aprire il file di configurazione per apportare le relative modifiche.
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Come costruire una cnc - 15 Rilascio del progetto e indicazioni per modifiche
Varie persone mi hanno contattato per richiedermi il progetto della mia cnc autocostruita da 110 cm per 70 cm e, come promesso eccolo qua, disponibile per download nella sezione apposita. Rammento che occorre registrarsi al sito per poterlo scaricare. Avevo intenzione, in virtù dell'esperienza fatta, di apportare delle migliorie al progetto ma, causa impegni vari, non sono riuscito. Il progetto scaricabile, pertanto è quello originale. Fornirò a breve tutte le indicazioni che avrei voluto applicare per migliorarlo in modo tale che, se volete, potete modificarvelo voi. Ne sarei contento, anzi mi farebbe piacere vedere cosa avete fatto. Di seguito solo una breve sintesi dei contenuti del video in merito alle modifiche da apportare e ad ulteriori indicazioni per la realizzazione.
Il progetto, come potete vedere dai video sul canale, è pensato per poter essere scaricato, stampato in formato 1:1, applicato sulle varie parti e ritagliato. La mia cnc è stata costruita in questo modo. Ovviamente se qualcuno dispone di una cnc potrebbe anche ritagliare direttamente le varie parti.
Il progetto
ATTENZIONE: Per poter procedere con la costruzione della cnc occorre apportare delle modifiche in base alla lunghezza delle viti che sono state acquistate. Nel video che realizzerò spiegherò come fare. Pertanto, a meno che non siate in grado di modificarvi il progetto sulle vostre esigenze, vi consiglio di attendere le indicazioni che fornirò nel video.
Elenco di sintesi delle migliorie da apportare:
PS: le procedure seguenti possono essere utilizzate anche solo per adattare il progetto alle misure di viti e guide diverse
1. Modifica della lunghezza dell'asse X (TAV A)
- Questa modifica è utile per non dover creare dei supporti per il montaggio del motore ed inoltre consente di fissare e rimuovere lo stesso con più facilità.
Per attuare questa modifica:
1 - Fissare i componenti BK e BF sulla vite
2 - Inserire il giunto di accoppiamento sulla vite
3 - Fissare il motore sul giunto di accoppiamento (facendo in modo che tra la fine della vite e l'inizio del perno motore vi siano almeno 3/4 mm)
4 - Misurare X
Una volta determinata X sarà sufficiente modificare i pezzi X2-1, X1-1, X2-2 e X4-1 dell'asse X nonchè tutti i pezzi Y5 e Y3 dell'asse tenendo presente che i pezzi X4-1 Y5-1 e Y5-2 devono essere tagliati mantenendo la simmetria.
2. Modifica della lunghezza dell'asse Z (TAV B)
- Stesse considerazioni fatte sopra per l'asse X per quanto riguarda l'utilità della modifica. Per attuare la modifica ripetere la misurazione di cui sopra
In questo modo il Nema23 va a battuta sulla tavola, non sono necessari spessori ed il montaggio è più agevole. Per realizzare questa modifica è sufficiente modificare il pezzo Z1-1.
3. Modifica della larghezza della spalla (TAV C)
- Questa consente di aumentare la luce di lavoro della macchina ma tenendo presente che la riduzione del braccio aumenta le sollecitazioni sulla spalla stessa
Per realizzare questa modifica è sufficiente modificare la larghezza dei pezzi X3 e modificare la posizione dei fori dei pattini sugli stessi.
4. Questione staffe (TAV D)
- In prima analisi tenere presente che le dimensioni delle stesse possono variare per cui fare attenzione alla foratura
- Miglioramento della rigidità con previsione di angolari metallici nelle giunzioni X4-1 e X3-1 e X3-2 nonchè X1-1 e X3-1 e X3-2
- Aumento dell'altezza delle tavole (asse Y Y4-1 e Y4-4) in modo da non sovrapporre i fori delle guide SBR alle staffe. Io ho preferito tenerla bassa per non aumentare il braccio, e quindi le sollecitazioni. enete presente infatti che, maggiore è la distanza delle guide dal piano di lavoro e maggiore sarà il braccio che si viene a creare tra punta della fresa del mandrino e asse orizzontale delle guide. Quindi aumento le forze in gioco.
Come è possibile vedere dalla foto di seguito le guide SBR si vanno a sovrapporre alle staffe di irrigidimento. Ho optato per questa soluzione in quanto non volevo abbassare le guide troppo sotto il piano di lavoro (Come detto maggiore è la distanza delle guide dal piano e maggiori saranno le sollecitazioni che si creeranno sulle stesse a causa dell'aumento del braccio e quindi delle torsioni). Ciò non toglie che possiate trovare una soluzione migliore come ad esempio portando a filo piano le guide e spostando in basso le staffe in modo tale che non si sovrappongano. Tenete presente comunque che l'unico problema derivante dalla sovrapposizione è che in alcuni casi dovrete forarle per far passare la vite di fissaggio delle guide. Altra soluzione possibile consiste nel verificare con esattezza i fori di fissaggio sulle guide e fare in modo che le staffe di supporto non vadano mai sovrapporsi con i suddetti fori spostando opportunamente le tavole su cui sono ancorate.
In ultimo segnalo che in una prima ipotesi, in luogo delle staffe, avevo considerato l'utilizzo delle viti da falegname tipo quelle di seguito. Probabilmente collocandone 3 ad ogni incastro al posto delle staffe si potrebbe ottenere lo stesso risultato di rigidità. Ho preferito le staffe principalmente per non avere viti in tiraggio sul legno che avrebbero potuto comportare, nel corso del tempo, delle deformazioni.
6. Inclinazione spalla e posizione mandrino (TAV E)
- In relazione a quello che sarà il mandrino che andrete ad utilizzare, dato che hanno diametri di attacco diversi, sarebbe bene regolare l'inclinazione della spalla in modo tale che l'asse dello stesso ricada esattamente sulla mezzeria della linea che congiunge i due pattini della spalla stessa
Per realizzare questa modifica si può operare in due modi intervenendo in entrambi sui pezzi X3.
Primo caso: Modifico l'inclinazione delle tavole X3, e quindi traslo la parte retrostante in avanti
Secondo caso: Lascio invariata l'inclinazione della spalla e traslo in avanti la parte posteriore
Ulteriori considerazioni Asse Y
Per quanto riguarda il fissaggio dei supporti della vite BF e BK relativi all'asse Y occorre evidenziare quanto segue. A differenza degli assi X e Z l'asse Y non ha la tavola sul fondo che consente il fissaggio dei sopra richiamati componenti utilizzando i fori verticali. Questi, infatti, vanno fissati con i fori frontali sulle tavole Y5-1 e Y5-2. Questo comporta che il motore non può essere montato seguendo le modifiche proposte per gli altri due assi e quindi richiede i distanziatori. Volendo, si può ovviare inserendo uno specifico supporto oppure, come fanno alcuni (ma è una soluzione che io non condivido), eliminando il supporto della vite lato motore.
Per adattare l'asse alle misure della vite che avete sarà sufficiente ripetere l'operazione di misurazione di cui sopra e poi modificare le lunghezze di Y4 da 1 a 4.
Giunti di connessione Vite-Motore
Se avete acquistato un kit comprendente guide SBR e viti molto probabilmente vi avranno consegnato anche i giunti di connessione. Questi, in quasi tutti i kit, saranno corrispondenti a quelli in questa foto
Se i vostri corrispondono a quelli in foto ulteriore consiglio è di sostituirli (almeno per l'asse x e y) con altri. Consiglio di utilizzare uno di questi modelli
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In ultimo rammento che sul canale è presente:
- una playlist completa di tutte le fasi di costruzione al seguente LINK
- una playlist con i test di lavorazione al seguente LINK
- una playlist con le lavorazioni effettuate con la macchina al seguente LINK
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Creazione del blocca pezzo per cnc o per banchi da lavoro
Dato che la macchina è quasi finita ho voluto realizzarmi un componente fondamentale per il suo utilizzo. Il blocca pezzo. Ve ne sono di vari tipi, alcuni anche venduti belli e pronti ma non rientra nella mia filosofia. Dopo varie ricerche ne ho elaborato un modello mio. Il blocca pezzo è il classico blocca pezzo con vite che viene fissata sul piano Y ma, come forse avrete visto, molto spesso questi sono fatti in modo da piegarsi una volta serrati. Ho risolto questo problema inserendo dei piedini a vite (che ho riciclato da un vecchio mobile mandato al macero). In questo modo il blocca pezzo può essere regolato alla giusta altezza non sottoponendolo a flessioni o piegamenti.