Comment fabriquer une CNC Arduino

Vous avez hâte de construire votre propre machine CNC à l'aide d'Arduino ? Ce guide complet vous expliquera tout ce que vous devez savoir sur la création d'une machine CNC Arduino DIY. Que vous soyez un amateur ou un créateur en herbe, plongeons dans ce projet passionnant qui combine la puissance d'Arduino avec la technologie CNC.

Table des matières

Comprendre les bases de l'Arduino CNC

L'Arduino CNC associe la polyvalence des microcontrôleurs Arduino à la technologie de commande numérique par ordinateur (CNC). La carte Arduino agit comme le cerveau de votre machine CNC, interprétant les commandes G-code et contrôlant les moteurs pas à pas qui déplacent les axes de votre machine. Cette combinaison abordable a révolutionné la fabrication artisanale, la rendant accessible aux amateurs et aux petits ateliers.

Composants clés :

Carte Arduino (généralement Arduino Uno ou Mega)
Bouclier CNC
Pilotes de moteurs pas à pas
Moteurs pas à pas
Alimentation électrique
Châssis et composants mécaniques

Composants matériels essentiels

Sélection de cartes Arduino

L'Arduino Mega est souvent préféré pour les projets CNC en raison de :

Plus de broches d'E/S
Capacité de mémoire plus grande
Meilleure puissance de traitement
Stabilité améliorée pour les opérations CNC

Moteurs pas à pas et pilotes

Le choix des bons moteurs pas à pas est crucial pour les performances de votre machine CNC. Pour la plupart des projets de bricolage, les moteurs pas à pas NEMA 17 ou NEMA 23 fonctionnent bien. Ceux-ci doivent être associés à des pilotes appropriés, généralement A4988 ou DRV8825.

Une broche de qualité comme la Broche refroidie par air ER16 de 2,2 kW peut améliorer considérablement les capacités de votre machine CNC.

Exigences en matière d'alimentation électrique

Vos besoins en alimentation électrique dépendent de vos moteurs pas à pas et des exigences de votre broche. Voici un calcul de base :

Calculer l'ampérage total des moteurs pas à pas
Ajouter une marge de sécurité (20%)
Tenir compte des besoins en énergie de la broche

Conseil de pro : Choisissez toujours une alimentation avec une marge de manœuvre supérieure à vos besoins calculés pour garantir un fonctionnement stable.

Construction du cadre mécanique

Le cadre est la base de votre machine CNC. Envisagez ces options :

Profilés en aluminium (profilés 20×20 ou 20×40)
Construction à ossature d'acier
Cadre en bois (option économique)

Système de mouvement linéaire

Choisissez entre :

Rails linéaires
Système de tige et de roulement
Roues à rainures en V

Installation et câblage électronique

Configuration de l'IDE Arduino

Téléchargez et installez Arduino IDE
Installer le micrologiciel GRBL
Configurer les paramètres GRBL

Pour des projets plus exigeants, pensez au Broche carrée refroidie par air ER11 de 1,5 kW avec bride pour une coupe précise.

Configuration du logiciel

Paramètres GRBL

Paramètres GRBL importants à configurer :

$100 = X pas/mm $101 = Y pas/mm $102 = Z pas/mm $110 = X vitesse max $111 = Y vitesse max $112 = Z vitesse max

Sélection et installation de la broche

La broche est essentielle pour les performances de coupe. Pour les machines d'entrée de gamme, envisagez de commencer par la Broche refroidie par air ER11 800 WCela offre un bon équilibre entre puissance et précision pour les débutants.

Test et étalonnage

Étapes d'étalonnage des axes :

Accueil tous les axes
Mesurer le mouvement réel
Ajuster les pas/mm
Répétez jusqu'à ce que ce soit précis

Considérations de sécurité

Mettez toujours en œuvre ces mesures de sécurité :

Bouton d'arrêt d'urgence
Interrupteurs de fin de course
Mise à la terre appropriée
Système de collecte de poussière

Maintenance et dépannage

L'entretien régulier comprend :

Vérification de la tension de la courroie
Lubrification des rails linéaires
Inspection des connexions électriques
Nettoyage des débris

Fonctionnalités avancées et mises à niveau

Tenez compte de ces améliorations :

Sonde de mise à niveau automatique
Capteur de longueur d'outil
Table à vide
Système de refroidissement

Options du logiciel de contrôle

Choix de logiciels populaires :

Émetteur de code G universel
bCNC
Bougie
EstlCAM

Idées de projets et applications

Commencez par ces projets adaptés aux débutants :

Des signes simples
Art 2D
Perçage PCB
Petits projets de menuiserie

Problèmes courants et solutions

Problème	Cause possible	Solution
Étapes manquées	Courant incorrect	Ajuster le courant du pilote
Coupes grossières	Vitesse trop élevée	Réduire le taux d'alimentation
Calage du moteur	Puissance insuffisante	Vérifier l'alimentation électrique
Faible précision	Ceintures lâches	Réglage de la tension

FAQ

1. De quelle taille de carte Arduino ai-je besoin pour une machine CNC ?

Alors qu'un Arduino Uno peut fonctionner pour des projets de base, un Arduino Mega est recommandé pour ses fonctionnalités supplémentaires et sa stabilité dans les applications CNC.

2. De quelle quantité d'alimentation ai-je besoin pour mon Arduino CNC ?

Calculez la puissance totale requise par vos moteurs pas à pas et votre broche, puis ajoutez 20% pour la marge de sécurité. La plupart des machines DIY nécessitent des alimentations 12-24 V évaluées à 10-30 A.

3. Puis-je utiliser l'Arduino CNC pour la découpe de métal ?

Oui, mais vous aurez besoin d'un cadre robuste, de moteurs pas à pas puissants et d'une broche adaptée comme la Broches refroidies par air ER20 de 3,5 kW pour la coupe du métal.

4. Quel est le meilleur firmware pour Arduino CNC ?

GRBL est le firmware le plus populaire et le mieux pris en charge pour les machines CNC basées sur Arduino. Il est open source et dispose d'une large communauté.

5. Quelle peut être la précision d'une machine CNC Arduino ?

Avec une configuration et un étalonnage appropriés, les machines CNC Arduino peuvent atteindre des précisions de 0,1 mm ou mieux, selon la qualité des composants mécaniques.

Conclusion

Construire une machine CNC Arduino est un projet passionnant qui combine l'électronique, la mécanique et la programmation. Bien qu'il nécessite une planification minutieuse et une attention aux détails, le résultat final est un outil polyvalent pour votre atelier. N'oubliez pas de commencer avec des composants de qualité, en particulier le moteur de broche, car cela a un impact significatif sur les capacités de votre machine. Que vous créiez des pièces artistiques ou des pièces fonctionnelles, une machine CNC Arduino ouvre des possibilités infinies pour la fabrication DIY.

N'oubliez pas de privilégier la sécurité, de prendre votre temps pour l'étalonnage et n'hésitez pas à mettre à niveau les composants à mesure que vos compétences et vos besoins évoluent. Avec un entretien et des soins appropriés, votre machine CNC Arduino sera un outil précieux pour les années à venir.