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[PROYECTO] Cortadora CNC de Foam por hilo caliente de 4 ejes
#1
Hola a todos, el siguiente proyecto lo tengo en mente desde hace tiempo y finalmente se han alineado los astros para poder llevarlo a cabo.

No es un proyecto muy complicado y para todos aquellos que han montado su impresora 3D les resultará más sencillo aún. Para aquellos que no han tenido contacto con el mundo CNC voy a tratar de explicar con más o menos detalle los pasos a seguir para completar el proyecto.

La idea que tengo en mente es un proyecto OpenSource de modo que lo básico se realice con hardware y software libre. Como controlador usaremos un Arduino Mega con el shield Ramps 1.4 y drivers DRV8825, y como software veremos que opciones tenemos disponibles.

La cortadora tendrá 4 ejes independientes para poder cortar desde letras y formas regulares hasta alas de avión o cualquier otra forma.

Tengo pensado separar el proyecto en las siguientes partes: Electrónica, Mecánica, Hilo caliente y Software que aunque más o menos lo tengo claro en mi cabeza, seguro que habrá un porcentaje de improvisación.

También tengo un BOM que adjuntaré pero que en estos momentos está todavía en proceso y quiero esperar a tener el proyecto más avanzado para dar el BOM por definitivo. He recurrido a RATRIG para comprar la perfilería Vslot y alguna pieza más, a MOTEDIS para la perfileria auxiliar y a REPPARTS3D para mecánica, electrónica y algunos accesorios. También he comprado en ALIEXPRESS algunas piezas para montar la fuente de alimentación regulable.

Las dimensiones externas serán de 1500 x 1500 x 1500mm, pero hasta que no esté terminada no sabré las medidas útiles de corte. Para mover las torres usaré poleas y correas GT2 accionadas por motores Nema 17.

La estructura general es sencilla, consta de 4 perfiles similares a la siguiente imagen…
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Para montar una estructura similar a la siguiente imagen…
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Estoy a la espera de recibir el material en un par de semanas por lo que iré actualizando el hilo conforme tenga fotos o algún video que os pueda mostrar.

De momento os dejo unos enlaces sobre el hilo de nicrom que tengo intención de usar. En estos enlaces podréis encontrar información útil y una calculadora para saber que fuente de alimentación será necesaria en función del hilo que queráis usar. Como referencias, deciros que cuanto mayor sea la longitud del hilo vais a necesitar más voltaje y cuanto mayor sea el grosor del hilo vais a necesitar mas amperios. Como ejemplo, para un hilo de 146cm y 0,6mm de grosor será necesario una fuente de alimentación de 19V y 3,7A por lo que tendríamos que buscar una fuente de 24v y 5a como mínimo.

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Datos sobre el hilo de nicrom: Datasheet
Calculadora Fuente alimentación: http://www.jacobs-online.biz/nichrome/NichromeCalc.html

Os tendré al tanto de los avances.

Actualización: 04/08/16
Enlace a la carpeta de google drive con fotos y algún video
https://drive.google.com/folderview?id=0BxafDdRLcia5NEZrVzJfbkFlSTA&usp=sharing

12/09/2016 Primera versión de pruebas del firmware Aquí (usar bajo vuestra responsabilidad)

Un saludo.
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#2
La parte del soft es importante que la mires, que si encuentras algo que vaya mejor con otra shield que no sea ramps.. te quedará la ramps para una printer, a las malas, Gran sonrisa

Interesa!!
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#3
La primera FOAM del foro Gran sonrisa Gran sonrisa Gran sonrisa
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#4
Debo decir que esta es mi primera incursión práctica en el CNC y más aún en el hardware Opensource. He elegido la Ramps 1.4 por su precio y porque puede mover los 4 motores de manera independiente con algunos cambios en el firmware.

La otra opción es la placa Rumba que admite hasta 6 motores.

Afortunadamente he encontrado un plugin para Freecad que nos permite trabajar con este tipo de máquinas. Es un proyecto en desarrollo que está llevando a cabo Javier Martinez, y podéis encontrar mas info aquí: http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=24&t=13682

En teoría es capaz de funcionar directamente sobre la cortadora.

Si más adelante queremos poner un 5º eje para una mesa rotatoria, deberemos cambiar la Ramps por la Rumba, pero para eso aún falta tiempo.
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#5
Debido a las fiestas de Fallas y la Semana Santa no creo que reciba material para poder ir montando nada, pero si que he recibido ya todos los perfiles de aluminio.

Como comentaba arriba, he hecho dos pedidos de perfiles, uno a Motedis y otro a Ratrig. Los dos pedidos los realicé el 29 de Febrero y ya los tengo en casa, pero en contra de lo que esperaba, me llegó primero el de Motedis el pasado viernes dia 11. En todo momento Motedis fué actualizando el estado del pedido y me facilitó un número de seguimiento cuando mandó el paquete.

Por el contrario, en Ratrig no actualizaron correctamente el estado de mi pedido y tampoco me dieron un número de seguimiento. EL paquete me llegó el jueves 17. Por correo me dijeron que el pedido salió el jueves anterior, y desde Portugal a Valencia 5 dias (lo mismo que desde Alemania) por agencia.

No quiero decir que no recomiendo esa tienda, ni mucho menos, sólo que si tenéis pensado hacer un pedido, no tengáis prisa.

Os dejo unas fotos de las piezas.

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Las piezas impresas son los soportes de los motores y los soportes de las poleas. Las piezas de aluminio de Openbuilds no son especialmente baratas y como creo que no van a tener un esfuerzo muy grande, las piezas impresas pueden servir bien por una fracción del precio de las de aluminio.

Las piezas que van a soportar los perfiles verticales si que las he pedido de aluminio.

Os iré comentando los avances.

Un saludo.
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#6
También le has pillado las piezas impresas a RR¿? de afinadas tienen poco.. xD
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#7
Pues si, pensé que estarían mejor terminadas. De los errores se aprende y las otras piezas impresas me las ha hecho un miembro de foro. Creo que Me llegan el lunes.
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#8
Para esas piezas, pide ayuda en el foro, que siempre hay quien se ofrece a echar un cable!
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#9
Hola a todos, en este proyecto tengo pensado hacer una fuente de alimentación regulable para el hilo caliente y he comprado unos multímetros digitales que miden Voltaje y Amperaje.

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Estos en concreto se alimentan desde 4,5V a 30V y miden hasta 100V y 10A.

El caso es que por separado no tengo dudas de como se conectan, pero el "todo en uno" me hacía dudar. He mirado esquemas, videos y no me terminaba de quedar claro 100%, así que he sacado mi Arduino y me he puesto a probar. Una vez que ya lo he tenido claro he decidido hacer un pequeño video para todos aquellos que podáis tener alguna duda de como conectarlo.

Os dejo también un sencillo esquema de como conectarlo.
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Y el vídeo...




Un saludo a todos y espero que os sea de ayuda.
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#10
(26-03-2016, 01:22 PM)vcode escribió: Hola a todos, en este proyecto tengo pensado hacer una fuente de alimentación regulable para el hilo caliente y he comprado unos multímetros digitales que miden Voltaje y Amperaje.

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Estos en concreto se alimentan desde 4,5V a 30V y miden hasta 100V y 10A.

El caso es que por separado no tengo dudas de como se conectan, pero el "todo en uno" me hacía dudar. He mirado esquemas, videos y no me terminaba de quedar claro 100%, así que he sacado mi Arduino y me he puesto a probar. Una vez que ya lo he tenido claro he decidido hacer un pequeño video para todos aquellos que podáis tener alguna duda de como conectarlo.

Os dejo también un sencillo esquema de como conectarlo.
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Y el vídeo...




Un saludo a todos y espero que os sea de ayuda.
Me presento. Soy José Antonio.
Descubrí el foro hace dos días y justo estas haciendo lo que yo intentaré.
Estaré atento a todo lo que publiques.
Mi idea es utilizarla para cortar alas de avión.
Animo y que no decaiga.
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#11
(07-04-2016, 06:11 PM)Uff escribió: Me presento. Soy José Antonio.
Descubrí el foro hace dos días y justo estas haciendo lo que yo intentaré.
Estaré atento a todo lo que publiques.
Mi idea es utilizarla para cortar alas de avión.
Animo y que no decaiga.

Hola Jose Antonio, bienvenido al foro.

Creo que la semana que viene tendré el resto del material que me falta y podré empezar a darle forma al proyecto. El corte de alas suele ser el uso mas frecuente de este tipo de máquinas, aunque en mi caso es para temas de decoración y similares.

Un saludo.
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#12
Hola Vcode, animo con el proyecto. Al igual que tu tambien estoy desde hace tiempo deseando hacer alguna maquina CNC, hasta que me he decidido. Mi idea es hacer una maquina grandota de por lo menos 1,5m x 1,5M x 2m.

Ya tengo toda la parte mecanica pensada. Pensando en la filosofía Low cost, al final he optado por perfiles de aluminio de ventanas y hacer las piezas con la impresora 3D. El reto que me he propuesto es que sea desmontable, ya que esas dimensiones ocupa bastante sitio en el garaje. Aqui tengo un pequeño prototipo de la guia ....

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Sobre la electronica, he leido que la RAMPS no es buena idea, ya que para el cuarto eje necesitas usar uno de los drivers del extrusor y parece que estos no tienen control de aceleración, necesario en los ejes de un CNC. Aqui lo explican:

http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=2388809

Por lo que he decidido usar un arduino UNO con el shield protoneer V3, aunque hay otras opciones "OPEN" como rumba.

http://blog.protoneer.co.nz/arduino-cnc-shield/

Usare un GRBL modificado que "parece" que aprovecha esta placa de 4 ejes. Aun tengo que confirmarlo, porque me llega el lunes.

https://github.com/skwee/grbl-xyuv

Bueno, espero que avance tu proyecto viento en popa.
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#13
Ruedas impresas es muy mala idea, y piezas impresas si la maquina es fresadora, tambien. Hay ciertas partes que son clave para que una maquina sea fiable Triste
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#14
Hola Daniez, no nos dices si tu máquina es una cortadora de hilo caliente, una fresadora, etc.

Como dice Grafisoft, usar ruedas impresas puede no ser la mejor opción, ya que por muy poco dinero podemos encontrar todo tipo de ruedas en el L&M por ejemplo. Hay que tener en cuenta que la precisión de nuestra máquina será la máxima que nos pueda dar el peor de nuestros componentes, y las ruedas juegan un papel muy importante.

Por otra parte, me interesa que comentes un poco el tema de hacer la máquina desmontable, ya que es algo a lo que yo también le estoy dando vueltas puesto que mi máquina ocupará un volumen importante.

En cuanto al uso de RAMPS, en ese mismo post (pag. 2) el ususario Søren Vedel dice que ha encontrado una solución. Dicha solución pasa por una modificación del firmware original. Para el 4º eje en la RAMPS, yo no voy a usar cama caliente ni otras opciones que se usan en una impresora 3D, por lo que puedo reasignar esas I/O para complementar el 4º eje.

Lo anterior es sobre el papel, y sobre el papel la RAMPS es totalmente viable para este proyecto. Seguramente los usuarios más experimentados en esta placa me tendréis que echar una mano pero no lo veo tan complicado. En cuanto reciba el material que me falta podré aportar mas datos.

En cualquier caso, muchas gracias por compartir tu proyecto, mi consejo es que abras un nuevo hilo en la sección que corresponda y podamos ver los avances del proyecto.

Un saludo.
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#15
Es cierto, anoche estuve leyendo el resto del foro y tienes razón, dicen que con el firm modificado funciona. Error mio el no seguir leyendo.

Mi idea es hacer una cortadora de foam, y la idea es que se pueda desmontar facilmente cuando se lleve tiempo sin usar, sin tornillos, ya que mi idea es que uno de los ejes este atornillado al techo. Ya abriré un hilo nuevo para no ensuciar el tuyo.

Tambien he leido sobre una placa bastante interesante, que seguramente ya habras visto, pero que por precio es una opcion mas a tener en cuenta:

http://thereminostore.com/product/therem...nd-tested/

¿La has visto?

Saludos
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#16
Pues no conozco esa placa. He estado leyendo un poco sobre ella pero no termino de ver realmente como conectarle los motores, drivers, etc. (lo he mirado por encima).

Edito: No había visto la descripción en la home...
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#17
Echale un vistazo a este hilo, por si te sirve de ayuda, esta muy bien explicado todo..

http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=2563600

Yo ya he pedido una porque me viene de lujo, ya que me llega la protoneer v3. La placa sale por 10€ con portes y por ese precio LA TENGO QUE PROBAR SI O SI!!!  Gran sonrisa Gran sonrisa

(09-04-2016, 06:55 AM)grafisoft escribió: Ruedas impresas es muy mala idea, y piezas impresas si la maquina es fresadora, tambien. Hay ciertas partes que son clave para que una maquina sea fiable Triste

Totalmente de acuerdo contigo, gracias por la advertencia, pero creo que lo tengo solucionado. El plástico solo se usa en la ranura del perfil, como guia, lo que toca con el aluminio son rodamientos 625ZZ. En concreto 8 rodamientos por carro.

Perdon por el offtopic vcode. Ya no hablo mas de mis historias en tu hilo.
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#18
Sin problemas, todo es información que le puede ir bien a alguien. 

Sólo añadir (y si te interesa seguimos en otro hilo) que ese placa no sustituye a la RAMPS, sustituye al Arduino y necesita una shield como la RAMPS y similares para mover los motores paso a paso. En la ramps se pondrían los drivers y se conectaría a la theremino que lo controlaría todo. Lo explican con detalle aquí
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#19
Cierto Vcode, es una tarjeta I/O simplemente, todo los calculos los hace el PC. Pero parece buena idea y ademas simple y efectiva.

Por cierto ¿has pensado como vas a implementar el tensado del hilo de corte?
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#20
(09-04-2016, 06:31 PM)daniez escribió: Por cierto ¿has pensado como vas a implementar el tensado del hilo de corte?

Tengo dos opciones en función de si "las torres" se van a mover solidarias, es decir, el mismo movimiento para derecha que para la izquierda, o si por el contrario las torres se van a mover de manera independiente. Esto irá en función de las piezas a cortar.

En mi caso, la mayor parte de los cortes van a ser con las torres solidarias, cortando formas regulares. En este caso, el tensado lo haré mediante muelles. En los extremos del hilo de nicrom pondré unos terminales y los terminales se colocarán en sendos muelles los cuales estarán conectados con los hilos de corriente.

En el caso en que los ejes se tengan que mover de modo totalmente independiente, nos obliga a usar un sistema retráctil del hilo de modo que se vaya recogiendo o estirando sobre la marcha. Para este sistema y a falta de muchas pruebas, tengo pensado usar un flexómetro, concretamente el muelle que hace que el metro se recoja.

La idea es coger el metro, estirarlo hasta que veamos el muelle y bloquear el metro. Retirar el metro y enganchar el hilo de nicrom con un lazo o nudo y quitar el freno. En teoría, el muelle recogerá dentro todo el hilo de nicrom, pero hay que ponerle en uno de los extremos un terminal par luego engancharlo al muelle que tengamos en la otra torre.

Este sistema creo que es sencillo de poner en marcha pero puede tener como inconveniente que el muelle del flexómetro no tenga la suficiente fuerza para dejar el hilo correctamente tensado. En ese caso, habria que buscar un muelle mas fuerte, pero manteniendo en mismo sistema.

No sé si me he explicado, y por supuesto, acepto todo tipo de ideas al respecto.

Seguro que los aficionados al corte de foam por hilo caliente ya lo habréis visto, pero para que no decaigan los ánimos os dejo un video.


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