Primeros pasos construcción fresadora CNC 3ejes.

Buenas noches a todos, hace muy poco que estoy registrado pero llevo siguiendo el foro hace ya bastante tiempo. Por fin, después de leer mucho, yo diría que muchísimo, me he decidido a construirme una máquina de 3 ejes.

Os iré poniendo las evoluciones, para que me aconsejéis o me guiéis los que saben mucho más de esto. Yo he intentado razonar cada paso que he dado en base al conocimiento que he ido adquiriendo.

Veréis que a menudo hago reflexiones en base a la económica, es decir, ya se que con un perfil mejor o con una guía tal o cual, queda mejor y más rígido, pero mi objetivo será en todo momento aprovechar todo lo que ya tengo, y comprar lo ESTRICTAMENTE necesario y no más. Por suerte dispongo de algún material en desuso con el que empezar que no está nada mal.

El objetivo es a parte de aprender y pasármelo bien, llegar a cortar plancha de madera aglomerada de hasta 16mm (en varias pasadas por supuesto) y aluminios no más gordos de 5 mm. Metacrilato o PVC y poder hacer moldes en madera de balsa o algún porexpan denso para hacerme alas de aviones de aeromodelismo. Algún letrero luminoso con leds y alguna peana de madera para algún barco de los que monto.

Buscaré siempre la máxima precisión dentro de los límites que tengo (medios y económicos).

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Parte electrónica:

Se trata de una máquina CNC de 3 ejes, controlada por Servomotores DC y reductores de juego reducido evidentemente de segunda mano y con ya algunos años de funcionamiento a las espaldas. tocará desmontarlos, limpiarlos, ajustarlos, etc...

Todo ello se controlará con variadores de velocidad Omrom (no se si puedo decir marcas moderadores), que rectifiquen si no se puede hacer. Son variadores de los años 90 con lo cual, la única forma de controlarlos es con PASO y DIRECCIÓN.

Los servomotores serán controladores con dichas señales que suelen proporcionar la mayoría de placas de control del mercado amateur. En concreto me basaré en una placa Pokeys56U, que me brinda la oportunidad de direccionar el control mediante una dirección IP. La placa irá directamente conenctada a un router viejo de telefónica que tengo por casa y usaré una licencia Mach3 que todavía tengo que comprar.

A los variadores, les conectaré un encoder de 2048 pasos que serán los encargados de decirle al variador la posición de los ejes. Una vuelta de encoder NO SERÁ el recorrido de todo el eje, sino que puedo escoger cuantas vueltas quiero darle al encoder por cada recorrido completo de eje, con lo que puedo elevar mucho la precisión, pero claro, con tener una precisión superior a la mecánica es más que suficiente.

No existirá una regulación en lazo cerrado completa, ya que Mach3 nunca sabrá donde está el eje (como en la mayoría de maquinas amateurs), pero si que como mínimo tendré la certeza que en caso de holguras en la mecánica, el encoder se moverá cuando el eje en cuestión lo haga, por lo tanto eliminaré el backlash posible entre motor-reductor-acoplamiento-correa...etc.

Como la electrónica es "lo mio" (de paso si alguien tiene dudas o preguntas electrónicas,.... me tiene a su entera disposición), bien, la tengo más o menos validada, es decir, mediante el Mach3 muevo ejes, con la precisión que el sistema me permite, leyendo la posición del encoder.

Parte mecánica:

Aquí es donde llega el problema, ya que no dispongo de herramientas decentes para acometer dicho proyecto. Un taladro de columna (con algo de holgura), una soldadora, amoladora, y cortadora de perfilaría de aluminio. Pero no dispongo de fresa,torno ni mucho menos cortadora de cinta, que tan bien me hubiera ido.

Usaré perfilería de aluminio de 40x40mm y de 80x40mm (la que pesa), y para el eje Y un perfil de 80x80mm grueso. Vamos la típica que todos usamos.
Una vez terminada la máquina, los perfiles iran rellenos de composite+arena o cualquier mezcla que una vez endurecida le de Masa y Solidez al conjunto.

Todo irá sobre patines y barras aceradas de 10mm de diámetro, y las transmisiones son por correa dentada de esas que llevan hilos de acero dentro que no se destensan.
Según el fabricante el sistema tiene un índice de repetitibilidad de 0.05mm, pero permitidme que lo dude, viendo el sistema mecánico que lleva, pero el caso es que con que consiga un posicionado correcto cada 0.2mm ya me doy por satisfecho en un principio.

Se que no es lo mejor, pero es lo que tengo.

Os he dibujado dos posibles posiciones de eje Y con el eje X en función del ancho máximo del que dispongo, es decir, quiero conseguir un espacio de trabajo efectivo de 1200x600mm (altura a parte) y para ello debo minimizar el espacio total que ocupa la máquina, puesto que los servomotores sobresalen una barbaridad y estoy haciendo diversos diseños para ver cual es mejor.
Os pongo dos diseños básicos a ver que os parecen:

Con las guias apaisadas, con lo que necesitaré dos motores para el eje X, con sus dos correspondientes reductores y sus dos variadores, opción peor económicamente hablando, pero máquina más estrecha. Este sistema me complica mucho el control EXACTO de ambos lados sin desviaciones (handicap añadido es que la relación de reducción de los reductores es distinta).

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Y la opción con un solo motor en eje X, con una unión motora que une las dos partes, y una máquina algo mayor. Opción más recomendable ahora mismo, aunque el conjunto motoreductor sobresale casi 40cm lateralmente y ejerce un brazo de palanca que podría romper los soportes.

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Bueno, espero poderos seguir contando más cosas esta semana. De momento como presentación creo que ya os podido transmitir lo que quiero, ahora hace falta saber por donde empezar.
Saludos a todos.

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Eje Z replegado. Fijaros que la intención es que la parte movil, sea solo la fresadora Kress1050, y su pletina de aluminio, pero el resto (patines y rosca husillo), se queden fijas en la estrucutra. De esta forma, cuando tengo el motor replegado, no ocupo sitio debajo del mismo y puedo fresar piezas de cierto grosor.

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Aquí con todo el recorrido Z desplegado. Obviamente, la fuerza en este punto es muy pequeña, debido en gran medida al gran brazo de palanca que hace la estructura, pero este punto es uno de los que más dolores de cabeza me ha traído, pues, existen multitud de fórmulas en internet, pero no he encontrado ninguna que me ayude a saber de que forma distribuir mejor las fuerzas entre los distintos puntos de apoyo (anchura entre patines eje X con altura hasta eje Y + anchura patines eje Y hasta punto de palanca punta de motor)...
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Cualquier crítica siempre que sea para sumar será bienvenida. Reconozco que estoy muy verde y voy algo perdido.
Saludos
TxPtO