Cómo hacer un CNC con Arduino

¿Estás entusiasmado por construir tu propia máquina CNC con Arduino? Esta guía completa te explicará todo lo que necesitas saber sobre cómo crear una máquina CNC con Arduino. Tanto si eres un aficionado como si eres un aspirante a fabricante, vamos a sumergirnos en este emocionante proyecto que combina el poder de Arduino con la tecnología CNC.

Comprender los conceptos básicos de Arduino CNC

Arduino CNC combina la versatilidad de los microcontroladores Arduino con la tecnología de control numérico por computadora (CNC). La placa Arduino actúa como el cerebro de su máquina CNC, interpretando comandos de código G y controlando los motores paso a paso que mueven los ejes de su máquina. Esta combinación asequible ha revolucionado la fabricación casera, poniéndola al alcance de aficionados y pequeños talleres.

Componentes clave:

• Placa Arduino (normalmente Arduino Uno o Mega)
• Escudo CNC
• Controladores de motores paso a paso
• Motores paso a paso
• Fuente de alimentación
• Bastidor y componentes mecánicos

Componentes de hardware esenciales

Selección de placa Arduino

El Arduino Mega suele preferirse para proyectos CNC debido a sus:

• Más pines de E/S
• Mayor capacidad de memoria
• Mejor potencia de procesamiento
• Mayor estabilidad para operaciones CNC

Motores paso a paso y controladores

Elegir los motores paso a paso adecuados es crucial para el rendimiento de su máquina CNC. Para la mayoría de los proyectos de bricolaje, los motores paso a paso NEMA 17 o NEMA 23 funcionan bien. Estos deben combinarse con controladores adecuados, generalmente A4988 o DRV8825.

Un husillo de calidad como el Husillo refrigerado por aire ER16 de 2,2 kW Puede mejorar significativamente las capacidades de su máquina CNC.

Requisitos de suministro de energía

Las necesidades de suministro de energía dependen de los requisitos de los motores paso a paso y del husillo. A continuación, se muestra un cálculo básico:

• Calcular el consumo total de amperios de los motores paso a paso
• Añadir margen de seguridad (20%)
• Tenga en cuenta los requisitos de potencia del husillo

Consejo profesional: Elija siempre una fuente de alimentación con cierto margen por encima de sus necesidades calculadas para garantizar un funcionamiento estable.

Construcción del marco mecánico

El bastidor es la base de su máquina CNC. Considere estas opciones:

1. Extrusiones de aluminio (perfil 20×20 o 20×40)
2. Construcción de estructura de acero
3. Marco de madera (opción económica)

Sistema de movimiento lineal

Elegir entre:

• Carriles lineales
• Sistema de biela y cojinete
• Ruedas con ranuras en V

Configuración y cableado de electrónica

Configuración de IDE de Arduino

1. Descargar e instalar Arduino IDE
2. Instalar el firmware GRBL
3. Configurar parámetros GRBL

Para proyectos más exigentes, considere el Husillo refrigerado por aire cuadrado ER11 de 1,5 KW con brida Para un corte preciso.

Configuración del software

Configuración GRBL

Parámetros GRBL importantes para configurar:

$100 = X pasos/mm $101 = Y pasos/mm $102 = Z pasos/mm $110 = Velocidad máxima de X $111 = Velocidad máxima de Y $112 = Velocidad máxima de Z

Selección e instalación del husillo

El husillo es fundamental para el rendimiento del corte. Para máquinas de nivel básico, considere comenzar con el Husillo refrigerado por aire ER11 de 800 WEsto proporciona un buen equilibrio de potencia y precisión para principiantes.

Pruebas y calibración

Pasos para la calibración del eje:

1. Inicio todos los ejes
2. Medir el movimiento real
3. Ajustar pasos/mm
4. Repetir hasta que quede exacto

Consideraciones de seguridad

Implemente siempre estas medidas de seguridad:

• Botón de parada de emergencia
• Interruptores de límite
• Conexión a tierra adecuada
• Sistema de recolección de polvo

Mantenimiento y solución de problemas

El mantenimiento regular incluye:

• Comprobación de la tensión de la correa
• Lubricación de carriles lineales
• Inspección de conexiones eléctricas
• Limpieza de escombros

Funciones avanzadas y actualizaciones

Considere estas actualizaciones:

• Sonda de nivelación automática
• Sensor de longitud de herramienta
• Mesa de vacío
• Sistema de refrigeración

Opciones de software de control

Opciones de software populares:

1. Transmisor universal de código G
2. bCNC
3. Vela
4. EstlCAM

Ideas y aplicaciones de proyectos

Comience con estos proyectos aptos para principiantes:

• Señales simples
• Arte 2D
• Perforación de PCB
• Pequeños proyectos de carpintería

Problemas comunes y soluciones

Asunto	Posible causa	Solución
Pasos perdidos	Corriente incorrecta	Ajustar la corriente del controlador
Cortes preliminares	Velocidad demasiado alta	Reducir la velocidad de alimentación
Calado del motor	Potencia insuficiente	Comprobar la fuente de alimentación
Poca precisión	Cinturones sueltos	Ajuste de tensión

Preguntas frecuentes

1. ¿Qué tamaño de placa Arduino necesito para una máquina CNC?

Si bien un Arduino Uno puede funcionar para proyectos básicos, se recomienda un Arduino Mega por sus características adicionales y estabilidad en aplicaciones CNC.

2. ¿Cuánta fuente de alimentación necesito para mi Arduino CNC?

Calcule los requisitos de potencia total de sus motores paso a paso y husillo, luego agregue 20% para un margen de seguridad. La mayoría de las máquinas de bricolaje necesitan fuentes de alimentación de 12 a 24 V con una potencia nominal de 10 a 30 A.

3. ¿Puedo utilizar Arduino CNC para cortar metal?

Sí, pero necesitarás un marco robusto, motores paso a paso potentes y un husillo adecuado como el Husillos refrigerados por aire ER20 de 3,5 kW Para cortar metales.

4. ¿Cuál es el mejor firmware para Arduino CNC?

GRBL es el firmware más popular y con mayor soporte para máquinas CNC basadas en Arduino. Es de código abierto y cuenta con una gran comunidad.

5. ¿Qué precisión puede tener una máquina CNC Arduino?

Con una configuración y calibración adecuadas, las máquinas CNC Arduino pueden lograr precisiones de 0,1 mm o mejores, dependiendo de la calidad de los componentes mecánicos.

Conclusión

Construir una máquina CNC Arduino es un proyecto apasionante que combina electrónica, mecánica y programación. Si bien requiere una planificación cuidadosa y atención a los detalles, el resultado final es una herramienta versátil para su taller. Recuerde comenzar con componentes de calidad, especialmente el motor del husillo, ya que esto afecta significativamente las capacidades de su máquina. Ya sea que esté creando piezas artísticas o piezas funcionales, una máquina CNC Arduino abre infinitas posibilidades para la fabricación casera.

Recuerde priorizar la seguridad, tómese su tiempo con la calibración y no dude en actualizar los componentes a medida que sus habilidades y necesidades aumenten. Con el mantenimiento y el cuidado adecuados, su máquina CNC Arduino será una herramienta valiosa durante muchos años.