Montando CNC router 24X17

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Bom pessoal, para lembrar, conforme meu vídeo aí abaixo, eu fiz o unboxing do CNC router 24X17 que eu trouxe da China, curti a maquineta e agora vou documentar a montagem da parte mecânica dessa bagaça. A parte eletrônica será abordada em outro artigo. Vamos nessa?

Introdução – Montando o CNC 24X17:

Na hora que a gente faz o unboxing tudo é uma maravilha, porém partir para a montagem desse quebra cabeças 3D é um desafio considerável e posso assegurar que não é fácil. Além de não ter um manual de montagem oficial, é necessário um conhecimento básico de mecânica fina e montagem de equipamentos. Eu particularmente comecei montando o frame maior e fui juntando as partes, ora olhando em sites e ora meio que na tentativa e erro. Esse post é um conjunto de observações apenas sobre a montagem mecânica do kit em si e não espere uma sequência lógica e à prova de erros. Se você for usar alguma dessas dicas, leia tudo primeiro e depois proceda com a montagem, mas lembre-se que tudo corre por sua conta e risco. Ah! Se você for menor de idade, peça ajuda para um adulto, responsável é claro.

Para quem curte, segue abaixo um prensadão do assunto que postei no YT:

Melhorando a aparência do kit:

Começa que a maioria das peças de alumínio são protegidas por um plástico adesivo. A cola desse plástico é tão boa que só consegui tirar com jateamento de areia. Se você comprar um kit desse e conseguir tirar as manchas sem fazer o jateamento, me explica a mandrakaria que você fez. Seguem as fotos do antes e do depois:

Frame ainda com a proteção plástica.
Frame ainda com a proteção plástica.
Manchas no frame. Não consegui tirar, nem na lixa.
Manchas no frame. Não consegui tirar, nem na lixa.
Muito feio, manchado e sujo. Tosco.
Muito feio, manchado e sujo. Tosco.

Quem manja de esquadria, sabe que cometi um crime aqui: Não pintei as peças de alumínio com tinta própria para alumínio, portanto a tinta vai descascar facilmente e você irá perceber isso nas fotos finais. Deixa aí nos comentários qual é o jeito certo de pintar alumínio. Ah, também pintei de cinza as peças de resina.

Frame pintado. As listas vermelhas é vinil adesivo para fazer banner.
Frame pintado. As listas vermelhas foram feitas com vinil adesivo para fazer banner.

Frame principal e arruelas

Começando pelos parafusos Allen das cantoneiras, saiba que o kit não inclui arruelas para eles. Em outras palavras, se apertar demais a cantoneira, ela corre o risco de quebrar. Logo nas fotos você verá a montagem sendo realizada com arruelas que foram adquiridas à parte. Não corra risco de montar sem arruela pois a cantoneira quebra mesmo.

Montagem da cantoneira. Note a arruela adquirida à parte.
Montagem da cantoneira. Note a arruela adquirida à parte.
Frame principal montado. Tem que ficar plano, alinhado e firme.
Frame principal montado. Tem que ficar plano, alinhado e firme.

Porcas girando e escapando

Foi observado que as porcas de fixação da estrutura de alumínio conseguem girar com muita facilidade. É muito difícil trabalhar com vários parafusos ao mesmo tempo porque sempre tem um que acaba girando e saindo de posição. Depois de muito apanhar acabei colando, com Tek Bond 793, um pequeno pedaço de plástico nas porcas, impedindo que elas virassem e se soltassem dentro do frame. Veja as fotos.

Algumas porcas coladas.
Algumas porcas coladas.
Pés do eixo X e Z com o plástico guia.
Pés do eixo X e Z com o plástico guia.
Detalhe da montagem. Vira agora, porquinha querida!
Detalhe da montagem. Vira agora, porquinha querida!

Mesa de usinagem

Segue abaixo algumas fotos da montagem da mesa de usinagem. São dois blocos de alumínio unidos por dois conectores mais o suporte dos rolamentos lineares

Conexão da mesa
Conexão da mesa
Detalhe da fixação, ainda sem a mutreta do plástico colado.
Detalhe da fixação, ainda sem a mutreta do plástico colado.
Cuidar criteriosamente do alinhamento dos rolamentos lineares.

Cuidar criteriosamente do alinhamento dos rolamentos lineares.

Backlash

Gente, “backlash” (folga), nesse caso aqui, é a folga entre o fuso e a porca do fuso. Esse sistema usa duas porcas, sendo uma flutuante que fica pressionada contra o fuso por aquelas duas molas. Isso serve para tirar a folga do eixo de tal forma que qualquer rotação do motor seja precisamente convertida em movimento da bandeja.

Montar e ajustar o backlash da bandeja de usinagem (eixo Z).
Montar e ajustar o backlash da bandeja de usinagem (eixo Z).

Se apertar muito as molas, o eixo fica pesado e o motor de passo vai travar quando girar. Se soltar muito, fica sem função. Ache um meio termo.

Backlash para adolescentes:

  • Imagine aquele dia frio dusinferno e Joãozinho tomando banho naquele chuverinho cheirando fita isolante queimada, com a mãe na bota reclamando da conta de luz.
  • Se Joãozinho tentar fechar o registro do chuveiro mais um tiquinho, a água do chuveiro acaba fervendo.
  • Se Joãozinho abrir o registro um tiquinho, só um tiquinho: nada acontece e a água continua queimando o lombo do adolescente.
  • Joãozinho abre mais um pouquinho aquele registro. Só um um fio de cabelo. As peças do registro agora entendem o recado e se movem. Sorrateiramente, como se as comportas de Itaipú fossem abertas descontroladamente, o chuveiro vai de +48ºC a -20ºC sem escalas. Até aquele confortável vaporzinho útil na saída do banho desaparece. Só fica o frio glacial e o futum da fita isolante queimada, momento transcendental que é revelado à Joãozinho que mamãe está esmurrando a porta.
  • Essa folga que tem em todo registro de chuveiro pode ser chamada de backlash. Dizem que engenheiros sádicos projetistas de registros as criam de propósito pra sacanear a vida dos adolescentes.

Isso é backlash. entendeu? Seguem outras fotos relacionadas:

Controle do backlash do eixo X
Controle do backlash do eixo horizontal X

Acesso ao parafuso de ajuste do backlash do eixo horizontal X
Acesso ao parafuso de ajuste do backlash do eixo horizontal X
Controle do backlash do eixo Z.
Controle do backlash do eixo vertical Y.
Vista dos parafusos de ajuste do backlash do eixo vertical (Y).
Vista dos parafusos de ajuste do backlash do eixo vertical (Y).

Mancais e acoplamentos:

Outra coisa são os rolamentos dos mancais. Tive que desmontar tantas vezes o conjunto que acabo recomendando o seguinte: Monte tudo primeiro e por último aperte os parafusos de fixação do fuso, conforme foto abaixo:

Montagem do mancal da mesa de usinagem, eixo Y.
Montagem do mancal da mesa de usinagem, eixo Y.
Monte tudo e deixe para apertar os parafusos dos mancais por último.
Monte tudo e deixe para apertar os parafusos dos mancais por último.
Mancal e knob do eixo horizontal Z.
Detalhe do mancal e knob do eixo horizontal Z.

Conforme figura abaixo, na montagem do motor de passo, os mancais possuem um lado maior e um menor. Faça a conexão com o fuso e assegure que tudo se mova com o menor atrito possível, alinhado e sem forçar nada. Em tempo: a qualquer momento se for necessário utilizar um martelo ou uma serra, saiba que algo deu errado, muito errado. Pare o que estiver fazendo e peça ajuda.

Detalhe do acoplamento do motor de passo.
Detalhe do acoplamento do motor de passo.

Vista panorâmica da parte mecânica:

A seguir vem uma série de fotos da vista panorâmica das partes montadas. Serve como referência sobre a disposição dos componentes em geral. Já na primeira foto, devo lembrar que é para colocar na bandeja de usinagem as barras lisas maiores que tem 37cm, caso contrário nada irá dar certo. Em outras palavras: O kit vem com barras lisas de dois tamanhos. 3 barras lisas no tamanho de 36cm e 2 barras lisas no tamanho de 37cm.

Note que as barras lisas da bandeja de usinagem são maiores, com 37cm.
Note que as barras lisas da bandeja de usinagem são maiores, com 37cm.

Presta atenção na posição das duas placas que seguram o fuso horizontal (eixo X). Cada uma dessas placas podem ser montadas em 4 posições diferentes. São 16 combinações possíveis e só uma vai dar certo.

Vista da lateral direita
Vista da lateral direita.
Vista traseira
Terminando o “walkaround”

Na foto abaixo dá para perceber como é a montagem da mesa de usinagem. Tem que usar a barra guia (barra lisa) maior, de 37 cm.

Ops, faltou mostrar a parte de baixo.
Ops, faltou mostrar a parte de baixo.

A cabeça de usinagem na foto abaixo é impressa em 3D. Eu não gosto e parece ser frágil. Se pudesse eu trocaria, mas é o que tem pra hoje. Caso alguém faça uma de alumínio, me avisa que quero uma. Se você prestar atenção irá ver que não coloquei parafusos em alguns lugares, normalmente parafusos de fixação dos rolamentos lineares. Isso foi intencional, pois preferi colar os rolamentos a colocar mais um parafuso numa estrutura relativamente frágil.

Detalhe 1 do conjunto do motor do spindle.
Detalhe 1 do conjunto do motor do spindle.

Na figura abaixo, note que eu estou posicionando o motor de tal forma que haja espaço de entrada do ar de refrigeração do motor. Vai que saporra impressa em 3D resolve derreter com o calor do motorzinho!

Detalhe 2 do conjunto do motor do spindle.
Detalhe 2 do conjunto do motor do spindle.

Olhando o motor de baixo para cima, dá para ver o fuso do eixo vertical finalizado com um rolamento de chapa (trilho de trem) e um colar de retenção. Dá para ver também os furos dos parafusos que servem para fixar os rolamentos lineares (não usei parafusos porque preferi colar esses rolamentos com Tek Bond 793).

Detalhe 3 do motor. Note a fixação do fuso. Foi um rolamento e um anel de retenção.

Montagem eletrônica: … continua …

Até agora eu mostrei apenas a parte da montagem mecânica do kit em si. No próximo artigo vou focar na montagem da parte elétrica e eletrônica do kit. Estou separando as partes porque o kit original, por exemplo, coloca a placa lógica em uma posição sujeita a impactos, não prevê claramente como faz para ligar uma cabeça laser, não fala dos limitadores de movimento bem como não oferece uma interface genérica para acionamento de dispositivos externos. Em outras palavras, a montagem mecânica do kit está pronta e agora vou partir para a customização.

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