Questo sarà un lungo articolo riguardo ad un anno di uso della mia CNC!
Non ci saranno molte immagini ma molte considerazioni a riguardo del mio lavoro con questo macchinario, delle soddisfazioni e delle imprecazioni che mi ha fatto lanciare.
My cnc after a year of work in progress
Cominciamo subito con il dire che questa macchina mi ha dato le sue soddisfazioni, per essere un macchinario auto costruito e gestito da una scheda di controllo non professionale (ARDUINO UNO + GRBL come firmware di controllo) mi ha più che soddisfatto.
In questo periodo mi sono però trovato a dover fare dei lavori di precisione per un cliente particolare, e mi ha fatto notare che le linee non erano perfettamente rettilinee nella lavorazione dell’asse X. Si parla di errori dell’ordine dei 3 DECIMI di millimetro (0.30mm).
Dato che sono paranoico e mi piace capire il perchè di certe cose ho deciso che era giunto il momento di controllare la mia CNC, e per controllare intendo smantellare e ripartire da capo controllando precisamente le varie componenti.
My CNC in pieces… again
My CNC in pieces… again
La mia CNC si basta su delle guide lineari realizzate da tondini in acciaio incollati su profili strutturali in alluminio estruso, su cui vengono fatte scorrere delle ruote con gola/cava ad U con diametro di 8mm, in modo tale che la gola di appoggio sia complementare al tondino. All’inizio sembrava tutto ok… sembrava… ed invece…
Ho smantellato i vari carrelli di scorrimento e ho notato che a “passi fissi” c’erano dei lievi inceppamenti. Pensavo fossero i tondini incollati male sui profili, ma misurando con il calibro lo scostamento non era tale da giustificare tale inceppamenti nel movimento.
Ho deciso allora di controllare il diametro delle ruote, scoprendo questo:
Controllando diverse ruote con un comparatore centesimale ho notato le ruote non sono rettificate, ma hanno un’eccentricità di circa 0.1mm o di 0.15mm nel caso peggiore. La struttura dei carrelli è tale che quando le ruote entrano in tensione per via della loro eccentricità la struttura tende ad avere uno scostamento ancora maggiore.
In questo caso il compratore è appoggiato sul carrello dell’asse X e punta sul tondino di appoggio dello stesso asse X. Se la macchina “perfetta” lo scostamento sarebbe minimo o nullo. Ed invece come si vede dal video questo non è vero… c’è una flessione dell’ordine di 0.3mm-0.4mm. Quel famoso errore notato in una delle mie lavorazioni.
Sono riuscito a tamponare momentaneamente montando un tipo diverso di ruote che avevo, anche se il risultato è comunque non perfetto al 100% è stato sicuramente migliore di prima.
Temporary wheel for my cnc
Che considerazioni ci sono quindi da fare sull’uso delle ruote?
Le ruote che scorrono sui profili, Open builds style, o su tondini, come ho fatto io o come usato anche da Rawcnc (premetto che siamo arrivati ad una conclusione simile indipendentemente, avevo quasi terminato di progettare la mia cnc quando ho scoperto le sue macchine, anche se le sue macchine sono notevolmente superiori) sono un’alternativa più o meno economica alle guide lineari.
Facendo un po’ di conti a spanne le modifiche per la mia CNC per portarla a guide lineari si aggirano su circa 500€ di spesa, anche se dopo avrei una macchina molto più stabile e precisa. Le guide lineari CINESI mi piacciono poco per il fatto che non hanno controlli di qualità. Ci sono persone che hanno preso guide tipo miniaturizzato (MGN12 per esempio) o anche di dimensioni maggiori (HGR15R o HGR20R) con relativi carrellini/cursori con i quali hanno avuto problemi di scorrimento.
Rotaie non perfettamente rettificate e temprate male o poco. Cursori con sfere mancanti o che scorrono male, sfere di diametro non costante. E questi sono solo alcuni degli eventi di cui ho sentito parlare.
Costano circa la metà (senza contare le spese di importazione) ma se devo rischiare di avere metà dei componenti che mi funzionano male non penso convenga…
Il sistema openbuild è ottimo perchè i profili alloggiano direttamente le ruote, e le ruote sono di buona qualità. Non so quanto sia la capacità di carico delle loro ruote, ma sono comunque discretamente costose.
La soluzione adottata da RAWCNC (ruote in acciaio rettificate) ma trovato spettacolare, ed in proporzione più robusta di quella di openbuild.
Quindi quale sarà il mio successivo passo? Mi farò rettificare al tornio 4 ruote per vedere in caso se riesco a correggere questo disallineamento. E poi valuterò il da farsi.
Per quanto riguarda invece l’utilizzo del macchinario dal punto di vista software ed hardware?
Per le lavorazioni a 3 assi come quelle che sto realizzando io, quindi parla di tagli 2D o di incisioni 2.5D o 3D, trovo che i software siano più facili di quelli relativi alla stampa 3D. Per una stampa 3D ci sono molti più parametri da tenere in considerazione, cosa che invece in una CNC non ho trovato. Alla fine i parametri su cui vado a giocare sono sempre la profondità di due passate successive (come il layer height dello slicing) e la velocità o direzione di taglio (tagliare un pezzo in senso antiorario è diverso che tagliarlo in senso orario).
Naturalmente c’è anche da tenere in considerazione la dimensione ed il tipo di utensile, così come il tipo di materiale tagliato. Anche la forma ed il numero dei taglienti dell’utensile cambia molto il risultato.
Come software attualmente sto utilizzando ESTLCAM per la generazione dei file da tagliare. E devo dire che mi trovo veramente bene. Facile e completo, anche se ci sono cose da migliorare. Fa sia da CAM che da software di controllo ed interfaccia con la scheda di controllo. Ed ha dei postprocess compatibili con i più famosi software di controllo (mach3 e mach4 incluso). Inoltre il costo del SW è veramente basso rispetto a quello che offre.
In conclusione, per una macchina di precisione conviene usare componenti che ti assicurano la precisione. Le guide lineari sono sicuramente la scelta migliore da questo punto di vista. Se volete vedere una delle cose più belle a riguardo andate a cercare CNCROUTERPARTS. Sono l’apoteosi 😀