• Casa do Mecânico

Kit CNC para Automação de Torno Mecânico marca Casa do Mecânico


Instalação Módulo CNC

O kit de automação para o torno 180x300 é um produto desenvolvido pela Casa do Mecânico com o objetivo de proporcionar ao usuário que já possui um torno mecânico 180x300 a automatizar o seu torno, utilizar além dos recursos manuais já existentes também as funcionalidades de um torno 180 para serviços de desbastes lineares e em formas de arcos de forma automatizada.

Este kit é uma inovação no mercado nacional pois até então não existe produto similar que possibilite a transformação de um torno mecânico paralelo convencional em um dispositivo CNC. Com a transformação do seu torno mecânico convencional em uma máquina “híbrida” você será capaz de realizar inúmeras tarefas que antes seriam praticamente impossíveis no seu torno mecânico da forma manual.

Este kit é tão revolucionário que possibilitará você mesmo fazer a transformação. Você apenas ampliará a usabilidade do seu torno, adicionando estes recursos do módulo CNC no seu torno e manterá todas as outras funcionalidades anteriormente existentes. Abaixo listaremos as peças que acompanham o kit.

O kit de automação do torno 180 x 300 é composto por:

a) 0 Suporte em abs com motor de passo para o eixo “Z” com cabeamento:

b) Suporte em abs com motor de passo para eixo “X” com sensor “X-“ acoplado com cabeamentos:

c) Suporte em abs com sensor de segurança para limite de segurança do eixo “Z-“ com cabeamento:

d) Suporte em abs com sensor de segurança para limite de segurança do eixo “Z+” com cabeamento:

e) Suporte em abs com sensor de segurança para limite de segurança do eixo “X+” com cabeamento:

f) Módulo CNC com tela LCD, teclado e mouse integrados: O módulo CNC foi desenvolvido pela Casa do Mecânico com o objetivo de acondicionar tanto a placa controladora como um micro PC capaz de realizar a interface direta com o usuário sem a necessidade de utilização de outro computador para a operação em si. O módulo é a caixa onde serão conectados todos os cabos do kit e automação, contendo internamente as placas controladoras, os botões de operação, cooler para resfriamento e a fonte de energia.

Composto por um controlador baseado em Arduino com integração com um Raspberry para interface com o Usuário, onde já vem instalado um Software de envio do G-Code, este módulo fará as funções de um microcomputador e de controlador dos motores.

A parte lateral do módulo possui duas saídas de placas, uma delas, a da esquerda possui 4 entradas USB (Mouse, teclado, Pendrive para importação de arquivo e uma entrada USB para conexão com a outra placa, localizada ao lado dela). A placa do meio deve ser apenas conectada a placa da esquerda por meio do cabo USB fornecido.

A parte traseira do módulo possui 7 entradas de conectores do tipo Mike, entrada da alimentação dos motores, entrada do monitor e alimentação do Computador interno.

g) Carenagem de enclausuramento do torno.

Software utilizado

O software de envio do G-Code que utilizamos dentro do controlador é o Universal G-Code Sender, um dos diversos softwares disponíveis na internet para envio de G-Code ao software controlador Grbl localizado dentro do Arduino.

O Grbl é um programa de alto desempenho e baixo custo que surgiu como uma alternativa ao controle de movimento baseado em porta paralela para fresamento e torneamento CNC. Ele é executado em um Arduino Uno com chip controlador Atmega 328 ou similar. Este programa controlador é escrito em C altamente otimizado, utilizando todos os recursos inteligentes dos chips AVR (e similares) para obter um tempo preciso e uma operação assíncrona. É capaz de manter até 30kHz de controle de pulsos livres de tremulação. O programa GRBL aceita G-Code em conformidade com os padrões e foi testado com a saída de várias ferramentas CAM sem problemas. Arcos, círculos e movimentos helicoidais são totalmente suportados, assim como todos os outros comandos primários do G-Code. Funções de macro, variáveis ​​e a maioria dos ciclos fixos não são suportados diretamente no programa GRBL, caso você acesse ele por um monitor serial (como por exemplo o IDE do Arduino), mas o software de interface que está presente dentro do raspberry da controladora deste kit (o software “Universal G-Code Sender”) pode fazer um trabalho muito melhor nestas funções adicionais traduzindo-as em G-Code direto, conforme explicaremos mais adiante. Recomendamos que você utilize este software que fará a interface com o programa GRBL instalado no Arduino, este software (Universal G-Code Sender) já está instalado na caixa controladora. O programa Grbl (responsável pelo processamento do código G-CODE, que será enviado pelo programa Universal G-Code Sender tratado anteriormente) também já está instalado, dentro da placa Arduino. Ele inclui gerenciamento de aceleração total com “look ahead”, termo em inglês que significa “pensando nos próximos passos”. Isso significa que o controlador procurará até 18 movimentos no futuro e planejará suas velocidades à frente para oferecer aceleração suave e curvas livres de movimentos súbitos/rápidos demais que possam causar algo inesperado.

O GRBL, conforme dito anteriormente é um programa simples que recebe o G-CODE e fará a comunicação deste código com os drivers dos motores de passo, que irão controlar os motores de passo. Alguns códigos mais complexos de G-CODE ainda não são processados pelo GRBL, o que pode deixar usuários mais experientes frustrados com certas operações que podem não acontecer como o esperado. Por este motivo listamos abaixo os códigos aceitos pelo GRBL.

Abaixo a lista de G-Codes suportados:

- Non-Modal Commands: G4, G10L2, G10L20, G28, G30, G28.1, G30.1, G53, G92, G92.1

- Motion Modes: G0, G1, G2, G3, G38.2, G38.3, G38.4, G38.5, G80

- Feed Rate Modes: G93, G94

- Unit Modes: G20, G21

- Distance Modes: G90, G91

- Arc IJK Distance Modes: G91.1

- Plane Select Modes: G17, G18, G19

- Tool Length Offset Modes: G43.1, G49

- Cutter Compensation Modes: G40

- Coordinate System Modes: G54, G55, G56, G57, G58, G59

- Control Modes: G61

- Program Flow: M0, M1, M2, M30*

- Coolant Control: M7*, M8, M9

- Spindle Control: M3, M4, M5

- Valid Non-Command Words: F, I, J, K, L, N, P, R, S, T, X, Y, Z

Existem diversos caminhos e programas utilizados por profissionais que operam máquinas CNCs e por fabricantes. Alguns destes caminhos possuem mais funcionalidades, produtividade e eficiência.

Os passos para este caminho seriam basicamente:

  1. Desenho da peça (salvar em .DXF ou outro arquivo válido para o passo seguinte)

  2. Desenho da Rota da Ferramenta em um software “CAM” (o desenho desta rota será salvo em G-CODE)

  3. Envio do G-CODE produzido no passo 2 para a controladora da máquina efetuar o trabalho.

O caminho que iremos propor parte do princípio de baixo custo de aquisição de máquinas e isenção (até o presente momento) de custos de software (Todos os softwares que apresentamos neste manual podem ser baixados gratuitamente na internet). Este baixo custo de aquisição de máquinas e softwares não necessariamente correspondem a um menor custo geral de produção, pois como dito anteriormente, existem caminhos mais produtivos, quando falamos em larga escala de produção, na qual mesmo investindo em máquinas mais caras e mais completas inicialmente e investindo em softwares pagos, o custo final poderia ser mais baixo em comparação ao nosso modelo, pois eles compensariam com maior produtividade, eficiência e menos manutenção no futuro.

O nosso caminho parte do princípio de baixas produções, com repetitibilidade baixa, para peças que a usinagem manual tornaria-se muito difícil por eventuais arcos e formas helicoidais na peça usinada. Neste caso, para usuários hobistas ou profissionais com baixa produção, que não podem investir em aquisições de softwares e compras de máquinas mais caras, a nossa opção pode se tornar interessante, tendo que ser avaliada pelo usuário caso a caso. Especificaremos abaixo, com relação aos passos citados acima, quais são os softwares e hardwares utilizados e testados no nosso módulo CNC, para que você consiga replicar os modelos produzidos por nós e peças similares:

1 – Desenho da Peça (Utilizamos neste caso a versão FREE do SketchUp, baixado da internet. O software gratuito do SketchUp por padrão não exporta para .DXF, que é o formato que necessitamos para o próximo passo, logo necessitaremos baixar uma extensão para o sketchUp. Esta extensão para exportar o seu arquivo criado no SketchUp está disponível no endereço:

https://www.guitar-list.com/download-software/convert-sketchup-skp-files-dxf-or-stl

Lá você deve procurar pelo download de 2,98 KB e seguir as instruções de instalação. Caso você prefira, solicite que enviaremos para você por e-mail esta extensão, com o nome do arquivo original skp_to_dxf.rbz

2 – Para o desenho da rota da ferramenta, sugerimos o software também gratuito GBRLGRU. Você pode baixar pelo seguinte endereço: https://www.dropbox.com/s/ve7llxtbaeht0h7/GrblGru.7z?dl=0

Este é o único programa gratuito CAM para torno mecânico que conhecemos por enquanto, o restante dos programas que encontramos na internet para download gratuito são especializados em CNC Routers e impressoras 3D. O inconveniente deste programa é que ele só roda em windows, logo você não poderá utilizar ele no próprio terminal do seu torno que acompanha dentro da controladora CNC, pois o sistema operacional dele é Linux.

3 – O último passo do caminho seria o envio do GCODE criado no GRBLGRU para a placa arduino da nossa controladora. Você poderia conectar o GRBLGRU do seu PC Windows diretamente no arduino de sua controladora, pois o GRBLGRU também faz o serviço de envio de GCODE para o GRBL, que está dentro do seu Arduino. Mas nós escolhemos acrescentar uma placa Raspberry dentro do seu controlador e colocar um Linux dentro dela, transformando o seu controlador também em um PC, já integrado com o Arduino. Isso possibilita que você deixe seu torno CNC independente, ou seja, sem precisar plugar nenhum cabo sempre que for mandar ou controlar seu CNC. Com este Linux, através do Raspberry, integrado dentro da sua controladora, você só tem que levar um pendrive com o seu arquivo GCODE salvo dentro dele, e abrir no seu terminal do seu CNC. Para isso nós utilizamos o software já instalado no linux da sua controladora, chamado de Universal G-Code Sender. Você abrirá este software, conectará à seus motores e abrirá o arquivo G-CODE para envio.

Após termos resumido acima o caminho que utilizamos para utilizar o CNC no torno 180, agora iremos detalhar para você, logo abaixo, como na prática funciona este passo a passo. É importante que você leia e faça os exemplos citados antes de operar. Sempre teste seu dispositivo com a placa do torno desligada. Praticamente não existem riscos a sua integridade e a dos seu equipamento se algo der errado com a placa do torno desligada, quando você estiver fazendo os seus testes. Agora caso você não tenha confiança na utilização e faça testes com a placa se movimentando, você pode colocar em risco a sua integridade e danificar seriamente o seu torno mecânico.

Passo 1 : Desenho da Peça

Desenhar o arquivo em algum software que exporte para DXF. Nós utilizamos como exemplo o Sketchup baixado da internet na versão gratuita. Instalamos no software do sketchup uma extensão necessária para exportar para DXF. No sketchup temos que fazer o desenho do contorno da peça nos eixos negativos verde e vermelho, conforme desenhos abaixo. Após realizar este desenho, com as medidas desejadas, faremos a exportação do arquivo para o formato DXF, em milímetros, apenas linhas. Segue abaixo estes caminhos detalhados:

a) Para desenhar a peça, utilizamos o SketchUp versão FREE, baixado da internet. Escolha o template “Woodworking – Millimeters”

b) Nos botões superiores a direita, escolha o botão “TOP” para deixar a linha vermelha na horizontal à direita, e a linha verde na vertical na parte superior.

c) Faremos um desenho sempre partindo do ponto zero (intersecção das linhas verde e vermelha) em direção aos eixos negativos (linhas pontilhadas verde e vermelha). A linha pontilhada vermelha representa o eixo “Z” do torno e a linha pontilhada verde representa o eixo “X” do torno. No nosso exemplo, iremos fazer um peão de xadrez, que será usinado em uma barra de 20mm de nylon. Logo imaginaremos conforme a imagem abaixo a posição que o peão ficará no torno, sendo que a placa do torno ficaria na esquerda (linha pontilhada vermelha) e a ferramenta de corte na linha pontilhada verde.

Neste exemplo, desenhamos com a régua do sketchUp primeira algumas marcações, como o comprimento total de 35mm, raio de 9mm (para que o diâmetro fique em 18mm, um pouco menor que a barra de 20mm que utilizaremos), o raio da cabeça do peão deixamos com 4mm e as laterais simplesmente desenhamos com a régua primeiro e com o lápis na função de arco. Seu desenho deve ficar parecido com o abaixo:

d) O desenho final tem que ficar como o desenho abaixo, ou seja, apenas com um dos contornos, entre as linhas pontilhadas verde e vermelha, ou seja, nos lados negativos dos eixo verde e vermelho, considerando que o Software que utilizaremos no passo seguinte, o GRBLGRU, entenderá o eixo vermelho como o Z, e o eixo verde como o X.

Antes de exportarmos para .DXF (com a extensão skp_to_dxf.rbz que tratamos anteriormente já instalada no seu sketchup) sugerimos que você salve este arquivo que você acabou de criar na extensão original do Sketchup, a extensão será .SKP, pois assim você poderá acessá-lo posteriormente no SketchUp para fazer modificações sem ter que refazê-lo todo novamente.

e) Depois de ter feito o desenho você utilizará a extensão que instalou anteriormente para exportar para .DXF, clique primeiro no simbolo do ponteiro, localizado bem no topo a esquerda, com ele você conseguirá selecionar todo o seu desenho, faça isto, ele deverá ficar todo na cor Azul. Vá na opção File>Export to DXF or STL. Escolha a opção “Millimeters” na janela seguinte e dê OK. Escolha na janela seguinte a opção “lines” e dê OK novamente. Pronto, será solicitado um lugar para você salvar o arquivo. Salve por exemplo na sua área de trabalho Desktop.

Passo 2 : Desenho da Rota da Ferramenta

Depois de realizado o primeiro passo, temos que utilizar um software que fará a ROTA DA FERRAMENTA, ou seja, o arquivo com formato G-CODE. Para esta etapa utilizamos outro software gratuito baixado da internet, chamado GRBLGRU. Ele é um software que permite importar o arquivo DXF que fizemos no passo anterior e criar o arquivo G-CODE, que será o arquivo que a CNC fará a leitura. Lembre-se, este software gratuito que sugerimos roda apenas em Windows. Abaixo segue alguma etapas para a criação deste arquivo GCODE no software GRBLGRU:

a) Importe o seu arquivo DXF:

b) Clique no botão TopView para ter uma visão de cima:

c) Insira o diâmetro inicial, ele tem que ser um pouco maior do que o diâmetro da sua barra a ser usinada, neste exemplo fizemos um peão de xadrez com 18mm de base. Utilizaremos uma barra de nylon tecnyl de 20mm. Logo fizemos o setup do diâmetro inicial para 22mm.

d) Ajuste o ponto de partida da ferramenta no eixo X. Como você pode ver na figura abaixo, a linha amarela do diâmetro inicial que você ajustou no passo anterior já está posicionada logo abaixo do peão, temos que levar a ponta da ferramenta até ela, para isso adicione 11mm no campo “X” mostrado abaixo e depois clique no “zero” à direita.

e) Clique na aba superior (à direita) chamada “2D”, ela está ao lado da aba “3D”. Nesta aba faremos as configurações da rota da ferramenta.

f) Dê um duplo clique em “Drawings” para que expanda logo abaixo dele um arquivo, provavelmente chamado de “layer0”. Clique com o botão direito em cima dele, e logo após clique em “Add Job” e escolha a opção “rough + finish”. Rough significa desbastar a peça, e “finish” será o acabamento final. É no “finish” que os movimentos em arco acontecerão. Na etapa “Rough” a ferramenta apenas desbastará em linhas retas.

g) Logo que você clicar em “rough + finish” uma janela aparecerá com informações a serem ajustadas. Você vai perceber que linhas verdes aparecerão inicialmente como sugestão de uma rota inicial sugestiva pelo programa e que bem acima, no canto direito, dentro do quadro branco da aba 2D, foi criado o JOB “layer0-> rough+finish”.

Nesta Janela, existem três tipos básico de informações, a parte superior da janela são as informações Gerais (General), a parte do meio da janela são as informações de desbaste (Rough) e as parte de baixo desta janela trata do acabamento final (Finish). Veja abaixo o que cada uma delas significa:

GENERAL

Smart Clearence: A ferramenta após fazer cada desbaste (um movimento completo no eixo Z) não retorna ao ponto inicial do eixo X, ou seja, a ferramenta mantém a sua última posição de avanço enquanto retorna ao ponto inicial do Z. Isto faz com que a ferramenta “limpe” a peça quando retornar ao ponto inicial “Z” para que assim possa efetuar um novo avanço no eixo. Desmarque esta opção e você verá a ferramenta retornando ao ponto inicial do eixo X a cada finalização de passo do eixo Z.

Both Directions: Quando esta opção não está marcada, a ferramenta só irá avançar sobre a peça no eixo X quando estiver retornada no eixo Z posição zero, ou seja, quando você marcar esta opção, a ferramenta fará um avanço inicial no eixo X, depois fará o desbaste em direção ao eixo Z, quando chegar ao final do ponto Z fará outro avanço em relação a peça e retornará a ferramenta ao ponto Z zero efetuando um novo desbaste no retorno. Desabilite esta função e você terá uma ferramenta avançando somente em um dos lados. Habilite esta função para que a ferramenta avance sempre que chegar no final de cada um dos dois limites de usinagem do eixo Z.

Free Entry: Configuração não disponível para a geração do G-CODE para tornos, ou seja, esta você não vai usar.

ROUGH

Marque em “Active” (ativar) caso você queira fazer a parte inicial do desbaste, abaixo as suas configurações:

Offset: É a distância que você deixará para o trabalho de finalização. Quanto maior esta medida, mais trabalhos de finalização você conseguirá programar depois. Ou seja, se no nosso exemplo acima você programar 1mm de offset no desbaste (rough) para a rota da ferramenta no arquivo do nosso peão, que possui uma cabeça de 8mm de diâmetro, o software irá programar o desbaste até 9mm na área da cabeça, para deixar 1mm para o processo de finalização.

Infeed depth: É quantos milímetros você irá avançar com a ferramenta em cada passo. Esta é uma medida importante, pois esse avanço terá que ser levado em consideração para diferentes materiais. Por exemplo, estamos usinando um peão em um nylon technil. Utilizaremos a configuração 0.500mm para cada avanço (Infeed depth), esta é uma margem segura, talvez até pudéssemos aumentar um pouco mais, mas se fossemos usinar inox 304, talvez devêssemos baixar um pouco este avanço do passo e testar primeiro.

Indent left e Indent right: Estas duas configurações aumentam ou diminuem o desbaste da peça no sentido do Z- ou Z+, respectivamente. Esta função serve para você prolongar um pouco mais (ou recuar caso seja o caso) a rota da ferramenta na direção do eixo Z.

Plunge Feedrate: Esta medida é a velocidade de avanço da ferramenta em direção ao X+ e X-. Ela é muito importante. Por padrão o máximo que o controlador pode avançar no eixo X é 100mm/min, então não adianta programar mais do que isso que o controladora irá ajustar para este máximo. Mas da mesma forma que o avanço do passo tem que ser pensado com relação ao material que estamos usinando, o plunge feedrate (avanço do eixo X) também tem que ser. Recomendamos para nylon a velocidade de 100mm/min e para aços você vai diminuindo.

Rough FeedRate: Esta medida é a velocidade de avanço da ferramenta em direção ao Z+ e Z-. O limite de velocidade estipulado no software para este eixo é de 200mm/min, então não adianta você programar mais do que isso que o programa do CNC irá converter na velocidade máxima permitida por ele, ou seja, 200mm/min. Esta também é uma velocidade importante que deve ser levada em consideração o material que está sendo usinada. Quanto mais duro o material, mais baixa deve ser esta velocidade também. Costumamos indicar esta velocidade um pouco acima da velocidade “plunge feedrate”.

FINISH

Marque “Active” (ativar) caso você queira habilitar a opção de acabamento, caso sua peça seja em forma cônica ou de arcos, você deve necessariamente habilitar esta função, abaixo os detalhes desta função:

Infeed depth: Este é o avanço da ferramenta nesta etapa. Se na etapa anterior (Rough) você estipulou 1.000mm (um milímetro) de “offset”, agora na etapa finish você determinará neste campo qual vai ser o avanço dentro deste espaço, ou seja, se você determinar que o infeed depth (avanço da finalização) vai ser de 1 milimetro, logo você terá apenas uma “passada” de finalização da ferramenta. Se você definir que o infeed depth será de 0.300 mm, você terá 3 passadas de finalização, cada uma avançando 0.3mm por vez, o que ficará dentro do seu limite de 1.000mm (um milímetro) programado no Offset dentro do Rough. Quanto mais duro o material a ser usinado, recomendamos que menor seja este avanço. Trabalhe com no máximo 0.500mm para materiais moles e vá diminuindo o avanço conforme aumenta a dureza do material a ser usinado.

Indent left e Indent Right: Estas duas configurações aumentam ou diminuem o limite de percurso do trabalho de finalização da ferramenta na peça no sentido do Z- ou Z+, respectivamente. Esta função serve para você prolongar um pouco mais (ou recuar caso seja o caso) a rota da ferramenta na direção do eixo Z nesta etapa de finalização.

Plunge Feedrate: Esta medida é a velocidade de avanço da ferramenta em direção ao X+ e X-. Ela é muito importante. Por padrão o máximo que o controlador pode avançar no eixo X é 100mm/min, então não adianta programar mais do que isso que o controladora irá ajustar para este máximo. Mas da mesma forma que o avanço do passo tem que ser pensado com relação ao material que estamos usinando, o plunge feedrate (avanço do eixo X) também tem que ser. Recomendamos para nylon a velocidade de 100mm/min ou menos e para aços você vai diminuindo. Procure usar uma velocidade menor do que a programada no plunge feedrate do processo de desbaste (rough), pois agora no processo de acabamento você vai desejar dar mais tempo para a ferramenta passar pela peça, pois isso melhorará o acabamento.

Finish FeedRate: Esta medida é a velocidade de avanço da ferramenta em direção ao Z+ e Z-. O limite de velocidade estipulado no software para este eixo é de 200mm/min, então não adianta você programar mais do que isso que o programa do CNC irá converter na velocidade máxima permitida por ele, ou seja, 200mm/min. Esta também é uma velocidade importante que deve ser levada em consideração o material que está sendo usinada. Quanto mais duro o material, mais baixa deve ser esta velocidade também. Costumamos indicar esta velocidade um pouco acima da velocidade “plunge feedrate”. Procure usar uma velocidade menor do que a programada no Rough feedrate do processo de desbaste (rough), pois agora no processo de acabamento você vai desejar dar mais tempo para a ferramenta passar pela peça, pois isso melhorará o acabamento.

No final, fizemos as seguinte configurações para o desbaste da ferramenta de exemplo (peão em nylon 20mm), abaixo as medidas:

Passo 3 : Enviando o G-CODE para o torno

Para executar o Universal G-Code Sender, clique em “START.SH” localizado na area de trabalho do seu terminal. Clique na primeira opção “execute” e você abrirá a tela do programa.

a) O primeiro passo sempre ao abrir o progama é escolher a porta correta, ela se parecerá com algo assim: “/devttyUSB0” ou “/devttyUSB1” escolha uma delas e clique em “Open”, na janela do console abaixo deve aparecer o seguinte aviso que informará que o cnc está conectado:

****Connected to XXXXX @115200 baud******

Grbl 1.1f[‘$’ for help]

[MSG:’$H’|’$X’ to unlock]

Caso não apareça, mude a porta e clique em “Open” novamente.

b) Neste momento iremos ajustar os limites de segurança do eixo Z- no torno e os sensores do HOMING localizados nas extremidades Z+ e X+. Após realizarmos estes ajustes na nossa máquina poderemos retornar ao software Universal G-Code Sender para a realização de testes e do HOMING.

Veja a figura abaixo. Nela você revisará os eixos “Z” e “X” do torno, e conseguirá identificar logo em seguida os sensores de limites instalados na máquina e suas respectivas funções:

Abaixo as imagens para você identificá-los.

Ajustando o sensor Z- de segurança

O Limite Z- existe apenas para uma finalidade, não deixar a ferramenta de corte do carro, ou o próprio castelo porta ferramentas do carro colidirem contra a placa em movimento. Como você pode reparar nas duas figuras abaixo, o carro principal foi destravado do seu fuso (através do levantamento da alavanca de avanço automático, utilizado no modo de torneamento manual) e manualmente o carro foi levado até próximo da placa. Deixamos uma distância de 10mm entre a ferramenta de corte e a placa:

Após escolher este ponto como o limite da ferramenta, iremos configurar o sensor de segurança logo abaixo para que acione exatamente nesta distancia, ou seja, iremos encostar o sensor Z- na base do carro para garantirmos que caso o carro chegue neste ponto o sensor será acionado e a operação será abortada. Veja na figura abaixo como aproximamos o sensor Z- do carro principal. Após posicionar este sensor no local correto aperte o seu parafuso preto e faça o teste levando o carro manualmente para a direita e depois retornando, o sensor precisa ser acionado com a ferramenta a uma distância de 10mm da placa, esta é a medida que utilizaremos por segurança.

Ajustando os sensores Z+ e X+ para o HOMING

Agora iremos ajustar os sensores Z+ e X+, responsáveis pelo HOMING da máquina. O HOMING é uma função muito útil em CNCs. Sempre que você ligar o seu módulo CNC, você será obrigado a clicar no botão “$H” do software Universal GCODE Sender. Isto obriga você a levar a ferramenta de corte sempre para a posição inicial antes de iniciar qualquer trabalho. Ela faz com que a máquina sempre retorne ao ponto ZERO estabelecido pelo usuário através destes dois sensores, ou seja, os sensores Z+ e X+. Onde você levar estes dois sensores será o ponto onde a carro do torno parará após completar o ciclo de HOMING. Em inglês HOMING significa mais ou menos “INDO PARA CASA”, é o ponto zero, o ponto inicial.

Para ajustarmos estes dois sensores, você terá que levar em consideração sempre o seu arquivo GCODE, ou seja, para cada arquivo diferente de corte que você desenhar, você terá que ajustar estes dois sensores do torno manualmente para avisar o seu torno qual vai ser a posição inicial de trabalho. A regra básica é levar os dois sensores de tal forma que eles permitam o carro com a ferramenta de corte se posicionar exatamente onde eles deveriam estar para podermos então enviar o G-CODE. O nosso G-CODE (que fizemos anteriormente) entende que a ferramenta já estará posicionada a 11mm do centro da peça (pois programamos no GRBLGRU anteriormente o diâmetro inicial de 22mm) e que a ferramenta terá disponível no mínimo um vão livre de 37mm para trabalhar no eixo Z (que são os 35mm do tamanho da nossa peça desenhada mais os 2 mm programados no GRBLGRU para o processo de “Indend Right” (nas funções rough e finish).

Sabendo que nossa rota de corte (no passo 2 deste manual) foi feita levando em consideração um diametro inicial de 22mm, teremos que distanciar a ferramenta de corte do ponto zero (centro da peça) em 11mm (considerando que nosso tarugo terá 20mm de diâmetro total) em direção ao X+. No eixo “Z” distanciaremos a ferramenta de corte da placa em 10mm (segurança) + 37mm (espaço do corte), conforme o desenho abaixo. Faremos este afastamento da ferramenta de corte através do deslocamento manual do carro, para isso DESLIGUE O SEU MODULO CNC PARA DESENERGIZAR OS MOTORES e mova o carro manualmente com as duas manoplas, do avanço longitudinal (eixo Z) e do avanço transversal (eixo X).

Recapitulando, na nossa rota de corte, estão programados 35mm de corte + 2mm da função “Indend Right” (nas funções rough e finish). Logo sabemos que no mínimo teremos que ter um espaço livre de 37mm de serviço + 10mm de area de segurança, para a ferramenta percorrer no eixo Z e 11mm para a ferramentas percorrer no eixo X. Acima você pode ver exatamente a posição que o GCODE entende que a ferramenta de corte estará posicionada quando você mandar o CNC funcionar.

Temos que agora posicionar os sensores Z+ e X+ para que após efetuarmos o HOMING a nossa máquina fique posicionada exatamente como no desenho acima, ou seja, com a ponta da ferramenta a uma distancia de 11mm do centro da peça a ser usinada e a 47mm da face da castanha da placa.

Para posicionarmos os sensores X+ e Z+ teremos que considerar estas distâncias (11mm e 47mm, respectivamente) adicionando ainda mais 5mm em cada uma delas. Ou seja, nesta posição que você encontrou manualmente como a inicial para o arquivo poder ser executado, conforme o desenho acima, você deslocará mais 5mm em direção ao Z+ e mais 5mm em direção ao X+. Esta será a posição que você encostará os sensores no carro para que acionem.

Estes 5mm de adição são pelo seguinte motivo: Esta máquina está programada para após fazer o ciclo de HOMING (ou seja, buscar o seu ponto zero através dos sensores Z+ e X+) retornar 5mm em direção a peça a ser usinada. Esta é uma medida de afastamento dos sensores de segurança (e nos dará margem para depois efetuarmos o ajuste fino via software, ou seja, iremos corrigir com décimos e centésimos para que possamos ajustar mais corretamente a distancia de 11mm no eixo X+ e 47mm no eixo Z+) . A partir do nosso desenho, teríamos o seguinte ajuste de distância dos sensores Z+ e X+:

c) Agora que já realizamos o posicionamento dos sensores do HOMING, iremos testar esta funcionalidade no software, clicando no botão $H dentro da aba “Machine Control”, conforme imagem abaixo. Repare que o carro irá se deslocar para a direção dos eixos Z+ e X+. Muito importante você lembrar das seguintes regras:

1 - NUNCA FAÇA O HOMING COM A PLACA GIRANDO.

2 – CASO SUA MÁQUINA TENHA ABORTADO ALGUMA OPERAÇÃO POR TER ENCOSTADO EM ALGUM SENSOR DE FIM DE CURSO (SENSOR LIMITE DOS EIXOS) SEMPRE DESLIGUE O CNC E MANUALMENTE RECOLHA O CARRO PARA QUE O MESMO DESENCOSTE DOS LIMITES DE SEGURANÇA.

3 – NUNCA FAÇA O HOMING ($H) COM UM DOS LIMITES ACIONADOS. CASO VOCÊ ACIONE O HOMING COM ALGUM DOS LIMITES ACIONADOS O FUNCIONAMENTO DO HOMING NÃO SEGUIRÁ O SEU FUNCIONAMENTO CORRETO, POR ISTO DESENCOSTE O CARRO DE TODOS OS QUATRO SENSORES (Z+, Z-, X+, X-) ANTES DE FAZER O HOMING.

4 – ENGATE A ALAVANCA DO CARRO PRINCIPAL AO FUSO AUTOMÁTICO. VOCÊ HAVIA DESTRAVADO ESTA ALAVANCA ANTERIORMENTE PARA MOVIMENTAR MANUALMENTE O CARRO LONGITUDINAL, AGORA VOCÊ PRECISA TRAVÁ-LA NOVAMENTE PARA QUE O EIXO “Z” CONSIGA MOVIMENTAR O CARRO.

5 – SEMPRE RETIRE A RÉGUA DE ENGRENAGENS LOCALIZADA DENTRO DA TAMPA LATERAL ESQUERDA DA ARVORE PRINCIPAL DA PLACA. VEJA NA FIGURA ABAIXO, A RÉGUA FOI RETIRADA PARA PODER OPERAR O CNC. NUNCA DEIXE A RÉGUA DAS ENGRENAGENS ENQUANTO ESTIVER OPERANDO O CNC. COLOQUE A RÉGUA SOMENTE QUANDO FOR TRABALHAR COM O TORNO NO MODO MANUAL.

Veja abaixo a tela onde se comanda o HOMING:

d) Após ter clicado no HOMING ($H) e tudo ter acontecido conforme o esperado, iremos carregar o arquivo GCODE que salvamos anteriormente. Iremos testar primeiramente este arquivo, fazendo nosso CNC operar sem ligarmos a placa do torno e sem colocar nossa barra de nylon Technyl na placa. Somente após testarmos nosso arquivo, colocando ele para rodar e fazer movimentar nosso CNC sem material para ser usinado e sem a placa se movimentando, somente após este teste ter sido feito e termos a certeza que programamos corretamente, é que partiremos para a usinagem final. Para iniciarmos este teste colocaremo o arquivo GCODE que fizemos anteriormente em um pendrive e conectar o pendrive no nosso terminal CNC.

Em “File Mode” clicaremos em “Browse”, abrirá uma janela para escolhermos o arquivo.

Encontraremos o arquivo através do caminho /MEDIA/PI/NOME_DO_PENDRIVE e para encontrarmos/visualizarmos o arquivo escolheremos a opção “todos arquivos”

e) Após carregar o arquivo clique em “send”. O CNC deverá ser ativado e começará a executar a rota de corte. Deixe que ele finalize o teste, ao final ele retornará para a posição inicial e avisará que o trabalho foi concluído “Job Complete”. Clique em “$X” para destravar o CNC e então faça o HOMING novamente.

f) Com o teste finalizado, você pode agora efetuar a sua primeira usinagem. Levante a tampa da carenagem após ter efetuado o HOMING. Fixe o tarugo de nylon 20mm na placa deixando 47mm para fora da placa. O final do tarugo deve coincidir com a ponta da ferramenta (depois de a ferramenta ter feito o HOMING). Baixe a tampa acrílico. Deixe a chave da direção da placa do torno na posição “R”, isto fará com que a placa gire em sentido anti-horário. Ligue a rotação da placa, em aproximadamente 200rpm. Faça o mesmo procedimento de envio do arquivo anterior, clicando em “send” no programa Universal GCODE Sender. Agora a ferramenta irá efetuar o mesmo movimento que você testou anteriormente, porém entrará em contato com a barra de nylon e fará o corte nela.

Lembre-se, qualquer problema aperte no botão vermelho no topo da arvore. Ele irá desligar geral tanto o CNC como a placa do torno.

Caso você levante a tampa da carenagem no meio do processo, o sensor abaixo irá parar a placa do torno e o módulo CNC. A operação será abortada e você terá que reiniciar toda a usinagem.

Na caixa controladora, você possui 3 opções de intervenção no módulo CNC (os três botões do modulo CNC não interferem no movimento da placa, ou seja, caso você de um stop pelo controlador CNC a placa continuará movimentando-se). O botão vermelho abortará o CNC, o botão amarelo irá pausar, permitindo que você continue de onde parou. O botão verde serve para continuar a usinagem depois que o amarelo foi pressionado.

Sempre que a operação for abortada, tanto pelo pressionamento do botão STOP do topo da arvore do torno, como pelo botão vermelho da controladora CNC, como pelo ativamento de um dos sensores de limite dos eixos X+, X-, Z+ e Z-, você receberá na tela uma mensagem de erro “Erro while processing”. Quando acontecer esta mensagem por uma parada emergencial você deverá necessariamente apertar o botão “close” da conexão da porta e efetuar a conexão novamente do módulo CNC, lembrando que se um dos sensores limites foram acionados você deverá também desencostar o carro do sensor antes de efetuar o HOMING novamente.

Para desligar o Universal GCODE Sender após ter realizado as suas operações no CNC, basta clicar no “X” do canto superior direito e o programa encerrará.

Para desligar o sistema operacional Linux do seu CNC sempre desligue pelo botão “Shutdown”, que pode ser encontrado clicando no ícone vermelho da tela no canto superior esquerdo, em seguida Shutdown.

Quando você for realizar o desenergizamento dos motores, para deslocar manualmente o carro até a posição desejada, você pode simplesmente desconectar a fonte principal do seu CNC, desligando ela você automaticamente desativa os motores de passo.

AVISOS:

1 - Ao levantar a tampa do acrílico, a placa e o CNC serão desativados.

2 – Nunca faça homing com os sensores de segurança acionados. Caso alguma parada de emergência tenha ocorrido pelo contato de alguns dos sensores, desligue o CNC, manualmente desloque o carro para que libere os sensores, então ligue o CNC novamente para realizar o homing e ajustes iniciais.

3 – Não faça o homing com a placa girando. Apenas depois de ter feito o homing, posicionado o limite Z- de segurança embaixo da placa, e testado o seu arquivo com o torno desligado, apenas depois destes testes você poderá prender a sua peça na placa e mandar usinar com a placa em movimento.

4 – Retire a regue de engrenagens do seu torno (localizada dentro da árvore principal) antes de utilizar seu CNC. Todos os tornos pequenos manuais possuem esta régua de engrenagens utilizada para fazer roscas. Você deve retirá-la sempre que for operar com o CNC. Coloque-a somente quando for usar o torno no modo manual.

LEMBRETES:

Ao acionar a placa do torno:

1 – baixe a tampa acrílica, a placa com castanhas não funcionará com o acrílico levantado.

2 – posicione sempre a chave de direção da placa na posição R quando estiver operando com o CNC.

3 – Antes de acionar a placa faça o homing (para efetuar o homing trave a alavanca que prende o carro ao eixo Z).

4 – Antes de enviar o arquivo , ligue o motor da placa e regule a velocidade em 200 rpm, não mais que 300 rpm. Opere com velocidades maiores somente quando estiver ciente e seguro do seu trabalho.

5 – Cuide a operação inicial, caso veja algo estranho acione o botão de emergência no topo da árvore.


0 visualização

© 2023 por Sandro Esteves. Orgulhosamente criado com Wix.com