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Bigger CNC Project so far WIP dall’idea alla progettazione alla realizzazione

In questo periodo ho fatto poca roba con le stampanti 3D, ma mi sto dedicando invece alla realizzazione di una CNC più grande per fare delle lavorazioni che mi possono dare una certa soddisfazione (economica anche).

Il progetto della CNC doveva permettermi una maggiore stabilità e resistenza rispetto alla mini CNC che ho realizzato (e di cui potete vedere video e post sul blog, canale YT e pagina FB… insomma lurkate gente!), ma doveva comunque essere il più economico possibile!

In questo post, forse un po’ più lungo del solito andrò ad illustrare i vari step del progetto in questi mesi… dall’ideazione e strutturazione fino alla sua realizzazione.

Partiamo dal presupposto che avevo necessità di una CNC con area di lavoro di almeno 80x80cm e mi ci sto avvicinando molto (al momento in cui sto scrivendo la versione di prova della macchina è già stata montata, e sono in attesa di finire la produzione delle piastre in MDF per poi passare a montare la cinghia e vedere le ultime cose).

Come sistema di scorrimento e supporto non avevo intenzione ad usare nessuna guida lineare già pronta, nessuna slitta commerciale o altro. Troppo costose per il mio budget.

Grazie ad un caro amico mi sono procurato delle ruote adatte per essere utilizzate su tondini di diametro 8mm.

Mi piace più l’idea delle ruote per lo scorrimento perchè se anche si consuma la ruota la posso cambiare facilmente senza buttare via troppi “soldi”.

Orange wheel

Orange wheel

Anche se queste ruote sono ben corazzate e dovrebbero reggere per molto tempo.

I tondini saranno appoggiati su dei profili in alluminio estrusi, e poi successivamente incollati su di essi. E si andrà su profili pesi e spessi, 2060 e 2080.

Volevo anche un sistema di tensionamento delle ruote più efficace possibile, e ho deciso di usare gli eccentrici stile OpenBuilds. Le ruote però sono con foro da 6mm mentre gli eccentrici hanno foto 5mm… ma nulla che un po’ di lavoro manuale possa risolvere (dopo la produzione di tanti distanziali interni ;) ).

Ero indeciso tra cinghia e cremagliera. La cinghia è più economica ma essendo più elastica può creare problemi. La cremagliera mi darebbe la stessa velocità della cinghia ma una pressione e posizione migliore per via della sua rigidità. Ma dato che il progetto potrebbe svilupparsi successivamente per ora ho deciso di puntare su un sistema BELT DRIVEN.

La mia prima versione era quindi questa

my first version... an OX like CNC

my first version… an OX like CNC

Molto simile alla oX OpenBuilds. Tanto che ho riusato anche le stesse piastre per fare prima…

Ci sono solo alcune cose che non mi convincevano e che poi mi hanno portato a cambiare molto il progetto.

  • Nella oX il ponte dell’asse X è formato da due profili (2080 mi pare) accoppiati, quindi con una doppia fila di ruote. Può funzionare, ma volevo qualcosa di più forte.
  • I motori che spostano l’asse Y ed il ponte sono esterni, così come è esterno il  motore dell’asse X
  • L’asse Z è su ruote. E nonostante abbia avuto degli ottimi risultati sulla mia mini cnc con questo sistema ho notato che tende ad essere un po’ elastico… Forse anche complice di come ho montato la mia cnc, ma volevo comunque migliorare.

Grazie ai consigli del mio vecchio, che mi ha sempre detto che devo pensare bene alle cose e mi ha sempre spronato a mettere i motori al coperto, ho deciso di trovare un modo per mettere internamente i motori di movimentazione almeno di asse Y ed X. Prima avevo pensato di metterli di fianco alla coppia di profili del ponte dell’asse X,ma come detto volevo anche qualcosa di più robusto per l’asse X.

Nel primo disegno avevo usato dei 2060, che quindi accoppiati sarebbero stati qualcosa tipo un 4060. Ma io volevo qualcosa come un 8060 o 8080. Profili impossibili da trovare interi. Aumentando la dimensione avrei avuto una rigidità maggiore, perchè aumenterei la distanza tra i punti di appoggio che mi danno il parallelismo diciamo. Ed in questo caso i punti di appoggio sono i punti in cui i profili sono avvitati alla piastra laterale… Ma se non posso avere profili più grandi senza sacrificare un rene… e se allontanassi i due profili del ponte creando uno spazio interno?

Second version. X-Axis profile far from each other. Y-Motors on the inside of the structure

Second version. X-Axis profile far from each other.
Y-Motors on the inside of the structure

A questo punto ho visto che usando una distanza adatta avrei potuto nascondere i motori all’interno dei profili. I nema 23 hanno un foot size di 57x57mm, quindi ho deciso che 60mm era la distanza adatta tra un profilo e l’altro. Avrei potuto anche usare un nema 24, ma hanno un foot 60x60mm e la cosa sarebbe stata troppo PRECISA e PRESSATA.

Improved... but the Z-axis is still on wheels in the style of OpenBuilds

Improved… but the Z-axis is still on wheels in the style of OpenBuilds

A questo punto uno dei più grossi problemi era risolto! I motori sono nascosti. Ho un sistema di cinghie allo scoperto, ma nulla che una maschera in plastica non possa risolvere :)

L’unica cosa che mi urtava ancora era ancora l’asse Z su ruote.

Detail of the z-axis and x-carriage of my V2

Detail of the z-axis and x-carriage of my V2

Possibile che non ci sia una soluzione compatta per cambiare la struttura?

Avevo ancora da risolvere alcune cose, tipo la tensione delle cinghie, le pulegge etc… ma questa era sicuramente una delle cose più complesse da affrontare…

Poi un giorno, cercando ispirazione su YT sono incappato nel canale YT di una persona fantastica che non conoscevo.

THANKS YOU JANNE

Ho visto che costui, nel campo da molto più tempo di me, costruiva CNC ed era arrivare a fare più o meno le stesse scelte che avevo fatto io… solo che con la sua esperienza aveva avuto delle idee veramente geniali.

A questo punto il mio progetto è stato un po’ cambiato ispirandomi al suo lavoro, che rispetto ed ammiro tantissimo. Se non fossi allo stretto economico mi prenderei una delle sue CNC :D

La cosa fantastica è il suo asse Z che ho riusato per la mia CNC

Version 3. New Design for the Z-axis

Version 3. New Design for the Z-axis

Asse Z su tondini da 20mm, con cuscinetti ingabbiati. Una potenza ed una stabilità sicuramente migliori di quella che possono fare due file di ruote su un profilo :D

Sono quindi approdato da questo

V2 of the CNC

V2 of the CNC

A questo :)

V3 complete... the final version is here. Almost ready for production

V3 complete… the final version is here. Almost ready for production

Ed infine con le piastre delle dimensioni giuste

Here we are. All the plate are ready to be cuts

Here we are.
All the plate are ready to be cuts

Le piastre così spesse perchè le farò in MDF. Le debbo tagliare con ma mia mini CNC, che sicuramente non riesce a tagliare bene l’alluminio, ma sicuramente MDF si. Anche da 23mm… basta fare piccoli affondi alla volta (1mm circa per passata per essere sicuri).

Se volete vedere un video di taglio di una piastra ecco a voi

E vi lascio anche con un video dove sposto a mano i vari assi della macchina, per vedere come è la struttura…

Alcune piastre sono in truciolato e non in MDF perchè di MDF ne ho poco e lo devo usare con cura…

Già così sono molto soddisfatto del risultato. La rigidità è assurda. Rispetto alla macchinina cui ero abituato questa è tutto ad un altro livello…

L’asse Z riesco a spostarlo solo sforzandomi tanto, ma ancora manca la tensione delle cinghie e la barra di movimentazione verticale. Quando ci sarà tutto e sarà alimentato penso che sarà molto difficile fa muovere.

Ci saranno altri sviluppi. Ve lo prometto :)

Alla prossima :D

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