Máquina CNC Tripla – Upgrade Premium com Motor Brushless
Componentes Necessários
- 1x Arduino UNO
- 4x Drivers de motor de passo A4988 (placa SparkFun)
- 4x Motores de passo NEMA 17 (OpenBuilds)
- 1x CNC Shield (para Arduino UNO)
- 1x Fonte chaveada 12V/29A (OpenBuilds)
- 1x Fuso trapezoidal métrico 8mm (OpenBuilds)
- Peças impressas em 3D (arquivo
cnc_stl_uEcDxyRzHu.rar)
Ferramentas Necessárias
- Impressora 3D
- Ferro de solda
Sobre o Projeto
Esta é uma versão aprimorada de uma CNC Tripla caseira anterior. A grande novidade é o uso de um motor brushless (motor de drone) como spindle (fresa), substituindo o motor DC convencional ou Dremel. A máquina realiza três funções trocando apenas o cabeçote (plug-in impresso em 3D):
- Fresagem/Gravação com motor brushless como roteador.
- Corte e gravação a laser (módulo laser acoplado).
- Plotter (desenho com caneta).
O design é modular, sem fios ou peças desnecessárias. O vídeo do projeto mostra a montagem passo a passo.
Firmware (GRBL Personalizado)
O código fornecido é um firmware GRBL compilado (hex) para o Arduino UNO, já configurado para esta máquina. Não é um sketch Arduino padrão; deve ser gravado via avrdude ou XLoader. O fonte GRBL original foi modificado para suportar os 4 eixos (X, Y, Z, A) e o controle do motor brushless via PWM.
Como Gravar o Firmware
- Baixe o arquivo
.hex(o bloco longo de linhas:10000000...no projeto original). - Use XLoader (Windows) ou
avrdude -p atmega328p -c arduino -P COMx -b 115200 -U flash:w:firmware.hex:i. - Após gravar, o Arduino funciona como controlador CNC padrão GRBL 0.9j.
Configuração GRBL Principais ($$)
$0=10 (step pulse, usec)
$1=25 (step idle delay, msec)
$2=0 (step port invert mask)
$3=0 (dir port invert mask)
$4=0 (step enable invert, bool)
$5=0 (limit pins invert, bool)
$6=0 (probe pin invert, bool)
$10=3 (status report mask)
$11=0.010 (junction deviation, mm)
$12=0.002 (arc tolerance, mm)
$13=0 (report inches, bool)
$20=0 (soft limits, bool)
$21=0 (hard limits, bool)
$22=0 (homing cycle, bool)
$23=0 (homing dir invert mask)
$24=25.000 (homing feed, mm/min)
$25=500.000 (homing seek, mm/min)
$26=250 (homing debounce, msec)
$27=1.000 (homing pull-off, mm)
$30=1000 (max spindle speed, RPM)
$31=0 (min spindle speed, RPM)
$32=1 (laser mode, bool)
$100=80.000 (x, step/mm)
$101=80.000 (y, step/mm)
$102=800.000 (z, step/mm)
$103=80.000 (a, step/mm)
$110=5000.000 (x max rate, mm/min)
$111=5000.000 (y max rate, mm/min)
$112=500.000 (z max rate, mm/min)
$113=5000.000 (a max rate, mm/min)
$120=100.000 (x accel, mm/sec^2)
$121=100.000 (y accel, mm/sec^2)
$122=100.000 (z accel, mm/sec^2)
$123=100.000 (a accel, mm/sec^2)
$130=200.000 (x max travel, mm)
$131=200.000 (y max travel, mm)
$132=50.000 (z max travel, mm)
$133=360.000 (a max travel, mm)
Nota: Ajuste $100-$103 (passos/mm) conforme sua mecânica (polia, fuso, microstepping). O eixo A controla o motor brushless (velocidade via PWM no pino D11 do CNC Shield).
Arquivos Adicionais
- STL para impressão 3D:
cnc_stl_uEcDxyRzHu.rar(contém suportes do motor brushless, adaptadores de laser, suporte de caneta, etc.). - Esquemático de ligação: imagem do esquemático (consulte o projeto original).
Dicas de Montagem e Uso
- Use microstepping 1/16 nos drivers A4988 (padrão do CNC Shield v3).
- O motor brushless requer um ESC (controlador de velocidade) compatível; ligue o sinal PWM do pino D11 (Spindle PWM) ao ESC.
- Para laser, use um módulo laser de 5.5W+ com driver TTL conectado ao mesmo pino D11 (configure
$32=1para modo laser). - O plotter usa servo ou solenoide no pino D12 (Spindle Enable) para levantar/abaixar a caneta.
- Sempre teste sem ferramenta (air cut) antes de usinar.
- Use software de controle CNC como Universal Gcode Sender (UGS), Candle ou bCNC.
Segurança
- Motores brushless giram em altíssima RPM (>20.000); use óculos de proteção e fixe bem a peça.
- Laser: use óculos específicos para o comprimento de onda; nunca olhe direto.
- Mantenha a área ventilada (fumaça de usinagem/corte a laser).
- Desligue a fonte 12V antes de mexer na fiação.
Processo de manufatura
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