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Máquina CNC Tripla – Upgrade Premium com Motor Brushless

Componentes Necessários

Ferramentas Necessárias

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):

  1. Fresagem/Gravação com motor brushless como roteador.
  2. Corte e gravação a laser (módulo laser acoplado).
  3. 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

  1. Baixe o arquivo .hex (o bloco longo de linhas :10000000... no projeto original).
  2. Use XLoader (Windows) ou avrdude -p atmega328p -c arduino -P COMx -b 115200 -U flash:w:firmware.hex:i.
  3. 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=1 para 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.

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