martedì 17 novembre 2015

CNC fai da te: i libri insegnano tante cose... gli errori molte di più

E proprio vero che sbagliando s'impara...

Vi lascio qualche consiglio in più in virtù di questa mia ultima esperienza affinché possa esservi d'aiuto nei vostri progetti.

Vi ricordo nuovamente che non sono un progettista di macchine e tutto quello che so l'ho appreso dalle esperienze dirette, dagli errori e soprattutto dalla volontà di non fermarmi davanti ai problemi.

Mi sono reso conto solo averla finita e testata di aver sopravvalutato alcuni aspetti che mi hanno portato alla decisione di convertirla unicamente in incisore laser :-(((

Descrivo tutte le problematiche riscontrate in modo che se qualcuno ha intenzione di replicarla saprá in anticipo quali precauzioni adottare.



Il punto debole di questa cnc è il carrello che scorre sull'asse X ovvero quello che attraversa tutto il ponte. Ho fatto l'errore di farlo troppo stretto (in altezza) e con solo una guida e ne consegue che le sollecitazioni durante la fresatura fanno flettere tutto l'asse compromettendo le lavorazioni.
Nella foto qui sotto vi ho evidenziato con delle frecce rosse il verso in cui si avvertono le flessioni.


una dimostrazione un pò più pratica...


Un altro aspetto da valutare è il gioco che si viene a creare sul ponte che può leggermente ruotare in entrambe le direzioni avendo 2 soli punti di ancoraggio e non 4.
Quando i 2 motori delll'asse sono in tensione non c'è alcun problema, il carrello viaggia bene e sempre dritto ma ogni volta che si accende la cnc è necessario rimetterli in squadro.
In questo caso il problema è rappresentato dalla guide.


dimostrazione pratica


Infine due parole i motori...
I Nema 17 sono dei gioiellini ma si prestano meglio per applicazioni dove non sono richieste particolari forze di spinta infatti non è un caso che sono usati solo nelle stampanti 3d, nelle cnc laser.

Sono veloci, precisi e affidabili ma troppo deboli per poter fresare.

Qualche tavola di legno da 6mm sono riuscito a tagliarla (con i Nema 17) ma ho dovuto fare 12 passate da 0,5 mm con fresa da 1 mm ma non è proprio il massimo...

Poi ce da aggiungere che le frese di diametro più grande richiedono di più forza di spinta verso il pezzo  e quindi si rischia di sorpassare la coppia di tenuta dei motori e di conseguenza perdita di passi, insomma un problema dietro l'altro...

Se invece dovete fresare materiali come polistirolo o schiuma espansa allora non ci sono problemi.

Se volete costruire una cnc per fresare legno o alluminio passate direttamente ai Nema 23 o superiori.
Non dimenticate mai l'obiettivo principale: la struttura della CNC deve essere RIGIDA!!!!
Non dovrebbero essere ammesse flessioni di alcun tipo.

Per verificare se la vostra cnc ha delle flessioni basterà semplicemente abbassare l'asse Z fino a che la fresa non sfori il piano di lavoro poi con un dito provate a fare resistenza prima su un asse poi sull'altro e poi su entrambi. Se notate che la punta si sposta anche solo di mezzo millimetro sicuramente avete un problema di rigidità.

Non pensate che le mie cnc siano prive di questo problema, al contrario, il problema c'è ma ho cercato di minimizzarlo, poi al legno si può chiedere troppo.

Il primo consiglio che posso dare per eliminare questo problema è quello di evitare di avere corse in Z stratosferiche. Ho visto cnc con spalle strettissime ed un asse Z sproporzionato.
Se non é necessario fate spalle basse e larghe nel senso della loro corsa, la vostra cnc deve assomigliare più ad un carro armato che alla torre Eiffel.

Fate attenzione anche al peso degli assi, questo inciderà sulle performance della vostra macchina perché dovrete tenere basse le accelerazioni altrimenti si va in contro sempre alla perdita di passi. Provate voi a mettervi un vostro amico sulle spalle e a correre a zigzag... Se non decelerate per tempo finirete per terra e lo stesso vale per i motori che perderanno passi.

Il progetto Shapeoko (qui sotto in figura) ha tanto da insegnare.
Tanto semplice quanto geniale, pochi componenti ma assemblati al meglio per una struttura rigida e preformante.




Credo che questa configurazione sia ottimale sia per strutture piccole che grandi.

Grazie per la lettura e alla prossima...