Construa Sua Própria Máquina CNC Universal – Guia DIY Completo

Componentes e Materiais

Motor de Passo NEMA 17 (DFRobot)	3
Microinterruptor para Home (DFRobot)	3
Acoplador 5-8mm (DFRobot)	1
Polias e Correia Dentada	1
Rolamentos 8-16mm	10
Rodas V-slot	3
Extrusão Alumínio 2020 500mm	1
Arduino UNO	1
Shield CNC GRBL	1
Driver DRV8825 para Motores de Passo (Theremino)	3

Ferramentas Necessárias

• Impressora 3D (genérica)
• Ferro de solda (genérico)

Aplicativos e Serviços Online

• Autodesk Fusion 360
• Arduino IDE
• Firmware GRBL
• Inkscape

Sobre o Projeto

Objetivo

Como maker sério, tenho várias máquinas CNC, incluindo duas impressoras 3D e uma fresadora CNC. Mas e se eu quiser outra coisa, como gravadora a laser ou máquina de fresar PCB? Então me propus a fazer exatamente isso: construir uma máquina CNC barata que possa ter vários acessórios diferentes, tudo controlado através de uma interface simples de G-code.

Demonstração

(Vídeo de demonstração não incluído no texto original)

Design

Comecei pensando em uma máquina de rodas livres que pudesse ter percurso Y infinito, mas provou ser muito incômoda e imprecisa.

Optei por usar trilhos V-slot com rodas. Então fui ao Fusion 360 e projetei várias peças, incluindo todo o eixo X e Z.

Fazer a Mesa e Eixo Y

A mesa (eixo Y) consiste em dois trilhos V-slot de 500mm ou 800mm dispostos em paralelo. Quatro peças plásticas seguram duas rodas cada, permitindo fácil deslocamento da mesa ao longo dos trilhos. Também passei uma correia dentada pelo eixo Y sob a mesa, para que quando o motor de passo do Y gira, a correia move a mesa.

Fazer o Eixo X

O eixo X consiste em um único trilho que segura uma peça impressa em 3D com quatro rodas. A correia dentada encaixa nas laterais da peça plástica que a puxa em qualquer direção.

Fazer o Eixo Z

O eixo Z baseia-se em um sistema de polias, de modo que quando o motor de passo gira, o bloco Z pode ser puxado ou baixado.

Eletrônica

A eletrônica é bastante direta. Há um Arduino Uno para a lógica, três DRV8825 para drivers de motor de passo, um shield CNC GRBL para Arduino, e três fim de curso para homing. Simplesmente pluguei os drivers de passo e ajustei os potenciômetros de limite de corrente para combinar com a fonte 12V 6A. Soldei os fim de curso no shield, com COM indo para GND e NA (Normalmente Aberto) indo para os pinos correspondentes. Note que o pino de limite do eixo Z não é mais D11, mas D12.

Software

Flashei o firmware GRBL no Uno usando o sketch de exemplo e a Arduino IDE. Baixei o Universal G-Code Sender aqui: https://github.com/winder/Universal-G-Code-Sender. Ele permite enviar comandos e arquivos G-code facilmente para máquinas CNC.

Uso

Para testar, comecei calibrando a máquina. Por padrão, há 200 passos/mm, mas isso varia. Simplesmente mova a máquina 5mm, multiplique 5 por 200, divida pelo deslocamento real, e altere a configuração. Se levou 161 passos para mover 1mm no eixo X, defina $100=161.000. Use Fusion 360 ou Inkscape para projetar e gerar trajetórias de ferramenta para cortar, gravar ou desenhar o que quiser.

Peças Banggood.com:

• Seringa Plástica Descartável Estéril 100ML
• Perfil de Alumínio T-Slot 2020 800mm
• Roda de Polia Grande POM 5 Peças TEVO
• Eixo Flexível Alumínio 4 Peças 5mm x 8mm
• Rodas WPL WPLB-1 4PCS
• Kits Arduino SCM & DIY

Código

Firmware GRBL: https://github.com/gnea/grbl

Peças Personalizadas e Gabinetes

Repositório Thingiverse: Arquivo CAD no thingiverse.com

Esquemáticos