Como Construir sua Primeira CNC – Parte 2 – Final

Fala Makers! Aqui é o Davi e hoje finalizaremos a montagem mecânica e programação da nossa CNC feita de DVD reciclado, finalizaremos nosso principal objetivo que é te ensinar como construir sua primeira cnc. Se ainda não tiver visto a primeira parte então confere aqui. Em resumo, foi feita a parte elétrica, sendo assim o nosso foco hoje será construir o suporte e programar a CNC.

Mecânica: Estruturação da CNC

Frame L

Vamos começar pela base da nossa CNC, o qual carinhosamente apelidei de Frame L. Nada mais é que a carcaça dos próprios DVD’s montados em L. Esse é um ponto importante para construir sua primeira cnc, portanto, muita atenção!

Para isso, será necessário demarcar onde faremos o furo em cada frame para passar o parafuso e apertá-lo com uma porca, mantendo a estrutura unida.

Use uma superfície rígida como um pedaço de madeira, apoie a tampa de uma das carcaças sobre ela e então a lateral da outra carcaça. Marque o ponto do furo com um prego, você pode aproveitar o próprios furos laterais de uma delas para marcar o local na outra. Feito isso, existem muitas maneiras de você fazer o furo, no meu caso utilizei uma furadeira e uma broca com diâmetro próximo ao furo lateral de uma das carcaças. Mas, você também pode simplismente bater um prego e depois tirá-lo, até uma chave estrela fina pode dar conta do recado.

Você pode parafusar para ver o resultado, mas sugiro que aguarde, pois precisaremos fazer mais furos e com a estrutura desmontada o processo será bem mais simples. Com esse passo concluído, nosso objetivo de construir nossa primeira cnc está cada vez mais próximo.

Fixando os Motores

O processo para fixar a estrutura que contêm os motores é basicamente o mesmo, você irá apoiar a tampa em uma superfície rígida, marcar os furos mais ou menos no meio dessa abertura:

Feito os furos, você pode fixar a base usando arruelas ou até mesmo a própria borrachinha que foi retirada do DVD. Quando você parafusar vai notar que ela começa a se comprimir, parafuse até notar que está bem fixo e nivelado.

Não existe uma altura ou distância ideal para um motor ficar do outro, eu fiz a minha no famoso olhômetro e depois ajustei apenas a base onde se fixa a folha e a caneta. Falando no sistema da caneta, esse é o nosso próximo passo.

Essa é mais uma etapa concluída para construir nossa primeira cnc, vamos aos próximos!

Sistema da Caneta

Lembra daquela peça que pedi para você guardar na primeira parte do tutorial?

Não tem muito segredo, tire o excesso do plástico usando um alicate de corte e/ou uma lima/lixa.

Retire também o motor e as outras engrenagens, a única que iremos precisar é da que aparece na foto acima. Nesse lugar onde ela fica encaixada, faça um furo e lixe bem, assim deixando espaço para que o eixo do servo motor passe.

Use uma daquelas hastes removíveis que vem com o servo e cole seu centro alinhado com o da engrenagem, talvez você precise cortar a haste. Dessa forma, o servo vai colado atrás e seu movimento irá girar a engrenagem movimentando a peça branca.

Depois, só iremos precisar de um apoio para fixar a caneta na peça branca, o ideal é que você tenha alguma peça que permita a troca da caneta, alguns compassos possuem essa estrutura.

Mas não tem problema algum caso você não tenha, só fazer um pequeno relevo, no meu caso usei pedaços de palito de dente, e nele mesmo cole a caneta. Fiz tudo usando cola quente, todavia pode ser usado super cola, apenas tome cuidado para não pingar na engrenagem, depois fica quase impossível consertar. Atenção: Conclua a etapa seguinte antes de fixar a caneta.

Na imagem acima você consegue observar melhor como a fixação do servo ficou, então agora falta só uma coisa pra finalizar a parte mecânica e irmos para a programação!

Bandeja

Alguns podem considerar a parte mais complicada, outros mais simples. Então, a bandeja em si pode ser feita de qualquer material que seja leve, fino e liso, como acrílico ou mdf. Como estamos trabalhando em um projeto que utiliza materiais reciclados, eu fiz a minha usando a capa de um cd.

Não existe um tamanho específico, dessa forma você vai precisar testar até onde vai cada eixo e cortar a superfície com uma borda de segurança. Caso você queira incrementar, pode usar imãs de neodímio para fazer a fixação e trocas de papéis onde a caneta irá escrever.

Fixe então a bandeja no eixo inferior e confira se está nivelado, em seguida iremos fixar a caneta. O motivo de fazer isso só agora, é que você pode conferir se ela está alinhada com a bandeja e qual a altura ideal para o servo subir (não toca o papel) e descer (toca e risca o papel).

Faça um teste

Ufa! Terminamos a parte mecânica, agora para conferir que está funcionando conforme esperado você pode mover os eixos com a caneta baixa e ver se ela risca o papel de forma uniforme. Não precisa ser perfeito, mas esse teste irá ver se ela corre sem atritos e se a tinta não vaza muito.

Partiu Programação!

O que pode ser uma notícia boa para alguns, pode não ser para outros. Nesse projeto em específico você não vai precisar programar, surpresa! É isso mesmo, a programação não será necessária, basta configurar conforme vou mostrar abaixo.

Claro que você pode implementar o código e as configurações caso você tenha um conecimento mais avançado, para os iniciantes isso não será necessário.

Entretanto, precisaremos baixar alguns arquivos:

GRBL

Extensão Inkscape

UGCS

GRBL

O primeiro passo envolve a grbl, uma biblioteca que será deverá ser adicionada a IDE do Arduino. Para isso basta, abrir a sua IDE, Sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library. Agora só entrar na pasta do grbl e selecionar a pasta com mesmo nome.

Com isso, a grbl já vai estar no seu IDE, basta reabrir e vai aparecer lá. Agora com seu Arduino conectado, você irá em File -> Examples -> grbl-mi -> grblUpload. Agora só compilar pro seu Arduino.

Extensão Inkscape

A extensão pode não funcionar para algumas versões do Inkscape, use a 0.48 ou 0.91, essas duas parecem estar funcionando corretamente, você pode baixar por aqui.

Em primeiro lugar devemos copiar os arquivos que virão na pasta “Inkscape Extension”, em seguida vamos na pasta onde o Inkscape foi instalado. Existem duas formas de fazer isso, a mais simples seria clicando no atalho com o botão direito e abrindo a localização do arquivo. A outra seria procurar na pasta de programas no seu pc, algo como “C:\Program Files (x86)\Inkscape”.

De qualquer forma, você vai em Inkscape -> share -> extensions. Basta copiar os arquivos dentro, se acaso ele pedir permissão do administrador ou para substituir algum arquivo, concorde e prossiga com o processo.

Fazendo o desenho

Por fim, abra o Inkscape, então em extensões -> MI GRBL Z-Axis Servo Controller -> MI GRBL Servo Controller…, aqui está nossa extensão, mas não vamos usar ainda, siga os passos abaixo.

Agora iremos gerar o g-code! Para isso vamos precisar fazer algumas configurações no Inkscape, em primeiro lugar vá em Arquivo -> Propriedades do Documento. Deixe a unidade em mm, em seguida defina o tamanho da página para 40×40, isso mesmo nossa CNC vai ter 4 cm² para trabalhar, claro qque deixando alguma margem de segurança.

Em seguida, faça uma forma simples e centralize na página, deixando alguma margem da borda. Pode ser um círculo, um polígono ou uma espiral. Para que consigamos testar o funcionamento básico, tente não incrementar demais o desenho.

Finalizado, selecione-o e clice em Caminho ou Path, em seguida Object to Path/Objeto para Caminho. Agora você pode ir na extensão, uma janela vai se abrir com algumas opções de configurações, no entanto você só vai precisar mexer no local onde irá ser salvo ou no nome do arquivo e clicar em aplicar.

Finalizado o processo, você vai ver um tracejado e seu arquivo já estará salvo.

Finalmente, a última etapa!

Deve ter dado uma canseira né? Mas essa é a última etapa para construir nossa primeira cnc, eu sei que é cansativo mas te prometo que vale a pena pelo resultado incrível usando apenas sucata.

Vamos abrir o último arquivo da lista, o UGCS, em primeiro lugar selecione a porta onde seu Arduino está conectado, em seguida escolha 115200 para Baud. Por fim, clique em Open, e na barra superior direita vá em Machine Control, clique em $X.

Agora pra finalizar de vez, vá em Commands e digite $$ e dê [Enter]. Vão aparecer as configurações que você poderá fazer, verifique as seguintes:

$100=5.000 (x, step/mm)

$101=5.000 (y, step/mm)

$130=40.000 (x max travel, mm)

$131=40.000 (y max travel, mm)

Em resumo, as duas de cima servem para controlar a proporção de “steps” do motor de passo em contraste com os mm que ele irá mover, lembrando que no geral esses motores dão 20 “steps” a cada volta, assim sendo o movimento da barra linear cerca de 3mm de avanço, resultando 0,15mm por “step”.

Exatamente, nossa máquina tem aproximadamente 0,15 mm de precisão! E poderiámos obter uma precisão ainda maior, configurando os drivers para dividir os “steps” em até 8 vezes!

Ademais, sigamos com o tutorial. Na aba File Mode, vá em Browser e escolha o arquivo que você salvou anteriormente. Agora clique em Send e espere a mágica acontecer!

Vou compartilhar com você os resultados que obtive nas primeiras tentativas:

Solução de Problemas

Acredito que seja notável que a máquina apresentou alguns problemas, consegui corrigí-los, mas infelizmente perdi as gravações dela desenhando corretamente. De qualquer modo, vou trazer nesse último tópico do post problemas comuns que podem ocorrer e como solucioná-los ao construir nossa primeira cnc.

Pontos de Tinta

Isso vai de caneta para caneta, você precisa testar se sua caneta é do tipo que solta muita tinta, como foi o caso da minha. Em alguns momentos a máquina pode arrastar no papel pela falta de nivelamento da bandeja/caneta ou até mesmo se um dos eixos estiver inclinado, dessa forma ocasionando pontos em que a caneta passo mais tempo apoiada criando pontos de tinta.

Linhas mais grossas ou mais finas que as outras

O nivelamento também é o inimigo nesse problema, ter algum ponto mais baixo ou mais alto faz com que a caneta passe mais intensamente, tendo um traço mais forte ou mais fraco em pontos que fica mais distante da bandeja.

Servo Sem Funcionar

Esse foi o problema mais chato que eu tive, pensei até que não tivesse solução e meus desenhos ficariam sempre com aquelas linhas chatas no meio deles. Mas pesquisando descobri quais são os possíveis causadores dele.

• 1. Você usou uma versão grbl diferente da disponibilizada no tutorial.
• 2. Você conectou o servo errado. Dá uma revisada lá no post anterior para ver se tá tudo certinho.
• 3. Tente conectar no SpnEn da CNC Shield em vez do +Z

Servo Girando Ao Contrário

Lá no Inkscape no painel com as opções “Servo Down” ou “Servo Up”, basta que você os inverta também para que funcione normalmente.

Teve mais algum problema? Comenta aqui embaixo que eu procuro a solução 😉

Por fim, nosso objetivo de construir nossa primeira cnc está concluído! Agradeço a todos que acompanharam o primeiro post e peço desculpas pela minha ausência. Estou de volta ao blog, em breve com mais novidades! Espero que gostem do conteúdo e acompanhem a Autocore para mais projetos fantásticos.