Introduction: Máquina CNC (CNC Machine
Una máquina CNC funciona por control numérico computarizado, y con ayuda de tres programas, es capaz de realizar cualquier tarea (como cortar, tallar o crear circuitos, en cualquier material) que se le mande desde un computador.
Esta maquina CNC es adaptable a cualquier sistema de puntas que se le quiera poner, en nuestro caso utilizamos un mototool y lapiceros.
Lo que vas a necesitar:
1 Arduino Uno
1 Escudo Cnc
3 Controladores DVR8825
1 Tabla MDF 43x36 cm
2 Tabla MDF 8,5x43 cm
2 Tablas MDF 41,5x3,5 cm
2 Tabla MDF 27x3,5 cm
1 Tabla MDF 36x5,5 cm
1 Tabla MDF 36x8,5 cm
1 Tabla MDF 36x13 cm
2 Tablas MDF 10x50 cm
1 Tabla tiple 43x36 cm
4 Tablas MDF 3,5x2,5 cm
2 Tablas MDF 10x25 cm
1 Tabla MDF 10x5,5 cm
2 Tablas MDF 10x3 cm
2 Tablas MDF 12,5x2,5 cm
2 Tablas MDF 2,5x2,5 cm
1 Placa de metal 5,5x4 cm
1 Fuente de poder Pc
3 Motor NEMA 17 paso a paso bipolar
2 Rieles 25x 3,5 cm
2 Rieles 40x4 cm
2 Rieles 35x4.5 cm
3 Varillas de 4 hilos
3 Tuercas para tornillo de 4 hilos
1 Ventilador
2 Complejos turísticos suaves
2 Hembras con la M6
2 Hembrillas o cáncamos N10
4 Tornillos con tuerca
12 Puentes macho hembra
Clavos
Tornillos 6x1 pulg
Tornillos 8x1- ¼ pulg
Opcional:
1 Mototool
Presupuesto con Mototool:
US $218,92
COP $640.700
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A CNC machine works by computer numerical control, and with the help of three programs, is able to perform any task (such as cutting, carving or creating circuits, in any material) that is sent from a computer.
This CNC machine is adaptable to any system of tips that you want to put, in our case we use a mototool and pens.
What you're going to need:
1
Arduino Uno
1 Cnc Shield
3 DVR8825 Controllers
1 MDF Table 43x36 cm
2 MDF Table 8,5x43 cm
2 MDF Table 41,5x3,5 cm
2 MDF Table 27x3,5 cm
1 MDF Table 36x5,5 cm
1 MDF Table 36x8,5 cm
1 MDF Table 36x13 cm
2 MDF Table 10x50 cm
1 tiple Table 43x36 cm
4 MDF Table 3,5x2,5 cm
2 MDF Table 10x25 cm
1 MDF Table 10x5,5 cm
2 MDF Table 10x3 cm
2 MDF Table12,5x2,5 cm
2 MDF 2,5x2,5 cm
1 Metal plate 5,5x4 cm
1 Power Source Pc
3 NEMA 17 Bipolar Stepper Motor
2 Rails 25x 3.5 cm
2 Rails 40x4 cm
2 Rails 35x4.5 cm
3 4-wire rods
3 Screw nuts, 4-wire
1 Fan
2 Soft Resorts
2 Females with the M6
2 Sockets or eyebolts N10
4 Screws with nut
12 female male bridges
Nails
Screws 6x1 in.
Screws 8x1- ¼ in
Optional:
1 Mototool
Budget with mototool:
US $218.92
COP $640,700
Step 1: Instalar Arduino Y GRBL
ARDUINO:
1. Acceder a la página de arduino (www.arduino.cc).
2. Click en la ventana de “software”.
3. Desplazar hacia abaja hasta encontrar la sección “Previous Releases”.
4. Click en: “Previous version of the current release”.
5. Desplazar hacia abajo hasta encontrar “Arduino 1.6.x, 1.5.x BETA”.
6. Click en el instalador de la versión “1.6.7”.
7. Click en “JUST DOWNLOAD”.
8. Ejecutar el Archivo descargado.
9. Aceptar términos y condiciones.
10. Click en “next”.
11. Click en “install”, si le piden permisos extra dar Click nuevamente en “instalar”.
12. Por ultimo dar Click en “close”.
GRBL (LIBRERÍA PARA ARDUINO)
1. Acceder a la página (https://github.com/Protoneer/GRBL-Arduino-Library).
2. Desplazar hacia abajo hasta encontrar “How to install it”.
3. Click en “https://github.com/Protoneer/GRBL-Arduino-Library/archive/master.zip”
4. Abrir “ARDUINO” (instalado previamente)
5. Click en “programa”, “incluir librería” y “añadir librería zip”
6. Elegir el .rar “GRBL-Arduino-library-master” y Click en “abrir”
7. Click en “archivo”, “ejemplos”, “GRBL-Arduino-library-master” y “GRBLtoArduino”
8. Recuerde tener conectado y verificar el puerto de su arduino y activarlo desde el menú “Herramientas”, y “puerto”.
9. Por ultimo subimos el archivo creado y esperamos a que cargue la barra verde.
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ARDUINO:
1. Access the arduino page (www.arduino.cc).
2. Click on the window "software".
3. Scroll down to the "Previous Publications" section.
4. Click on "Previous version of the current version".
5. Scroll down until you find "Arduino 1.6.x, 1.5.x BETA".
6. Click on the "1.6.7" version installer.
7. Click on “JUST DOWNLOAD”.
8. Run the downloaded file.
9. Accept terms and conditions.
10. Click on "next".
11. Click on "install", if you are asked for extra permissions Click on "install" again.
12. Finally click on "close".
GRBL (LIBRARY FOR ARDUINO)
1. Go to the page (https://github.com/Protoneer/GRBL-Arduino-Library)
2. Scroll down until you find "How to install it".
3. Click on "https://github.com/Protoneer/GRBL-Arduino-Library/archive/master.zip"
4. Open "ARDUINO" (previously installed)
5. Click on "program", "include library" and "add zip library"
6. Choose the .rar "GRBL-Arduino-library-master" and Click on "open"
7. Click on "file", "examples", "GRBL-Arduino-library-master" and "GRBLtoArduino".
8. Remember to have connected and check the port on your arduino and activate it from "Tools" and "port" menu.
9. Finally we upload the created file and wait for it to load the green bar.
Step 2: INKSCAPE
INSKAPE
1. Acceder a la página de inskape (https://inkscape.org/es/descargas/).
2. Seleccionar el sistema de su dispositivo (Linux, Windows, o mac-os).
3. Descargar el “intaller (exe)” para la versión 32 o 64 bits según su pc.
4. Ejecutar el archivo descargado.
5. Seleccione el idioma de su preferencia.
6. Click en “siguiente”
7. Acepte términos y condiciones dando Click en “siguiente”
8. Escoger el tipo de instalación deseada y dar Click en “siguiente”.
9. Click en “instalar”
10. Click en “terminar”
VECTORIZAR UNA IMAGEN (INSKAPE)
1. Abrir inskape y click en “archivo” e “importar”
2. Click en la imagen a vectorizar y click en “abrir”
3. Seleccione la imagen importada, click en “trayecto” y “vectorizar mapa de bits”
4. Seleccione la opción “corte de luminosidad” y configure el umbral hasta que la imagen pueda apreciarse adecuadamente en el mondo “vista en directo”, por ultimo click en “aceptar” y “cerrar”.
5. Elimina la imagen original y selecciona el bosquejo de color negro, click en “trayecto”, “objeto trayecto”, nuevamente “trayecto” y “desvió dinámico”
6. Nuevamente seleccione la imagen, click en “extensiones”, “Gcodetools” y “puntos de orientación”.
7. Una vez dentro solo de click en “aceptar” y observe como el programa marca el punto de inicio y el punto final, click en “cerrar”.
8. Seleccione nuevamente la imagen, click en “extensiones”, “Gcodetools” y “biblioteca de herramientas”.
9. Una vez dentro escoges el material que usara la maquina en este caso “cilindro”, click en “aplicar”, recuerde que puede mover libre-mente el recuadro verde con la herramienta “seleccionar” y no olvide cambiar los parámetros “diameter” de 10 a 3.2 que es lo común-mente recomendado, al igual que el parámetro “feed” que es dependiente a la velocidad de sus motores, en nuestro caso 100 con la herramienta “crear objeto de texto”.
10. Seleccione nuevamente la imagen, click en “extensiones”, “Gcodetools” y “trayecto a Gcode”.
11. Una vez dentro nos pasamos a la casilla “preferencias” donde ajustaremos en nombre del “archivo” y también el “directorio” donde será almacenado, como paso fundamental tenemos que regresar a la casilla “Trayecto a Gcode” para poder “aplicar” sin ningún error.
12. Recuerde regresar a la casilla “trayecto a Gcode” para poder dar click en “aplicar”, de esta manera no obtendrá errores y su archivo será guardado en el directorio objetivo.
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INSKAPE
1. Access the Inkscape page (https://inkscape.org/en/download/).
2 Select the system of your device (Linux, Windows, or Mac-os).
3. Download the "installer (exe)" for version 32 or 64 bits according to your pc.
4. Run the downloaded file.
5. Select the language of your choice.
6. Click on "next"
7. Accept terms and conditions by clicking on "next".
8. Choose the desired type of installation and click on "next".
9. Click on “Install”
10. Click on “Finish”
VECTORIZE AN IMAGE (INSKAPE)
1. Open Inskape and click on “file” e “import”
2. Click on the image to vectorize and click on "open"
3. Select the imported image, Click on "path" and "vectorize bitmap"
4. Select the "brightness cut" option and set the threshold until the image can be properly displayed in the "live view" field, then click "accept" and "close".
5. Delete the original image and select the black sketch, Click on "path", "path object", again "path" and "dynamic deviation".
6. Again select the image, click on "extensions", "Gcodetools" and "orientation points".
7. Once inside just click on "accept" and watch as the program marks the starting point and end point, click on "close".
8. Select the image again, Click on "extensions", "Gcodetools" and "tool library".
9. Once inside you choose the material that will use the machine, in this case "cylinder", Click on "apply". Remember that you can freely move the green box with the "select" tool and do not forget to change the "diameter" parameters from 10 to 3.2 which is commonly recommended, as is the "feed" parameter that is dependent on the Speed of your engines, in our case 100 with the tool "create text object".
10. Select the image again, click on "extensions", "Gcodetools" and "path to Gcode".
11. Once inside, we go to the "preferences" box where we will set the name of the "file" and also the "directory" where it will be stored, as a fundamental step we have to return to the "Path to Gcode" box in order to "apply" without no mistake.
12. Remember to return to the "path to Gcode" box in order to click "apply", this way you will not get errors and your file will be saved in the target directory.
Step 3: Universal G Code Sender
Universal G Code Sender
NOTA: Recuerde tener instalada la versión más actualizada de java.
1. Acceder a la página (https://github.com/winder/Universal-G-Code-Sender).
2. Desplazar hacia abajo hasta encontrar “Downloads” y “Stable builds”
3. Dar Click en “1.0.8”
4. Abrimos el archivo .rar descargado y transferimos los documentos a una carpeta con el nombre de elección.
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Universal G Code Sender
NOTE: Remember to have the latest version of java installed.
1. Go to the page (https://github.com/winder/Universal-G-Code-Sender).
2. Scroll down until you find "Downloads" and "Stable builds"
3. Click on "1.0.8"
4. Open the downloaded .rar file and transfer the documents to a folder with the name of choice.
Step 4: Armar La Caja Del Eje Y / Assemble Box for Y Axis
Cortamos la madera con las siguientes medidas, lijamos y procedemos con pegamento y clavos para pegar las partes. Usamos los dos rieles de 50 centímetros para unir las partes 4, 15 y 3, 14. La base del cajón debe deslizarse con facilidad, si es necesario se deben aceitar los rieles. Para la tapa de la mesa necesitamos cuatro piezas para que encaje en la base.
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Cut the wood with the following measures, sand and proceed with glue and nails to glue the parts. We use the two 50-centimeter rails to join the 4, 15 and 3, 14 parts. The drawer base should slide easily. If necessary, oil the rails. For the top of the table we need four pieces to fit the base.
Step 5: Armar Ejes X Y Z / Assemble X and Z Axis
Eje X
Necesitamos destornillador, tornillos de una pulgada y colbón de
madera para pegar las partes. Y utilizamos el taladro para hacer los orificios en la madera dejando el espacio para la instalación eléctrica.
Eje Z
Usaremos las piezas 15 Y 16 para adherirlas a los rieles del eje X, después pegamos las otras partes del eje Z en su respectivo orden (guiarse por los colores de la imagen wood for x - wood for z).
Para unir el eje X con el eje Y, necesitamos
tornillos con cabeza, uniendo madera 14 con madera 3 y madera 12 con madera 4.
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X axis
We need a screwdriver, one-inch screws and wooden buckle to glue the parts together. And we use the drill to make the holes in the wood leaving the space for the electrical installation.
Z axis
We will use parts 15 and 16 to attach them to the rails of the X axis, then paste the other parts of the Z axis in their respective order (guided by the colors of the wood for x - wood for z image).
To join the X axis to the Y axis, we need screws with head, joining wood 14 with wood 3 and wood 12 with wood 4.
Step 6: Colocar Tornillos Y Motores / Install Screws and Motors
Necesitamos tres motores nema paso a paso, tres tornillos de cuatro hilos (De 50cm para el eje Y, 30 cm para eje X, y 20cm para el eje Z, tres acoples, y tres baleros de rodamiento.
Herramientas: Necesitamos destornillador, llave hexagonal (para ajustar los acoples y los baleros), taladro, tornillos de estría en acero, de media pulgada, sin punta (para los motores), tornillos de estría en acero con punta de media pulgada o más.
Los motores van ajustados en la madera, de allí van unidos los acoples, introducidos en las piezas 2, 14 y 22; después van los tornillos de cuatro hilos y finalmente los baleros de rodamiento.
Para el movimiento de los ejes necesitamos las piezas 22 y 23 con una tuerca en el centro cada una para el desplazamiento del tornillo y la lámina de metal (24), al igual utilizando otra tuerca. Estas tres piezas serán atravesadas por los tornillos de cuatro hilos.
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We need three nema motors step by step, three four-wire screws (50cm for the Y axis, 30cm for the X axis, and 20cm for the Z axis, three couplings, and three bearing bearings.
Tools: We need screwdriver, hexagonal wrench (for adjusting couplings and bearings), drill, steel half-inch, untwisted (for engines), steel half-inch or larger.
The motors are fitted in the wood, from there are attached the couplings, inserted in the pieces 2, 14 and 22; Then go the four-wire screws and finally the bearing bearings.
For the movement of the axes we need the parts 22 and 23 with a nut in the center each for the displacement of the screw and the metal sheet (24), as well as using another nut. These three pieces will be crossed by the four-wire screws.
Step 7: Poner Los Resortes Al Eje Z / Fit the Springs to the Z Axis
Este tipo de motor paso a paso tendrá que cargar un mototool y además el peso de la madera del eje Z, por eso es necesario ayudar al motor con resortes de tensión.
Utilizaremos dos resortes de más o menos 5 centímetros de largo, y cuatro tornillos con rosca de python. Un par de tornillos van en las piezas 19 y 20, y los dos restantes en las dos esquinas de la pieza 22. Finalmente se pone un extremo del resorte en la cabeza del tornillo de rosca python, y el otro extremo en los otros tornillos.
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This type of stepper motor will have to load a mototool and also the weight of the wood of the Z axis, so it is necessary to help the motor with tension springs.
We will use two springs of more or less 5 centimeters in length, and four screws with thread of python. A pair of screws are in the pieces 19 and 20, and the remaining two in the two corners of the piece 22. Finally, one end of the spring is placed on the head of the python screw, and the other end on the other screws.
Step 8: INSTALACIÓN ELECTRICA / ELECTRICAL INSTALLATION
IMPORTANTE: Antes de cualquier cosa es necesario calibrar
los drivers que van conectados al Shield y al Arduino.
Los drivers, controlan la cantidad de energía que necesitan los motores para funcionar correctamente. No calibrarlos bien puede causar daños futuros en los motores paso a paso.
Existen dos tipos de drivers para CNC uno de ellos es DRV8825 y los A4988. Para la calibración de los drivers se utilizan las siguientes fórmulas:
A4988
IMAX=VREF8⋅RCS
DRV8825
Current Limit = VREF × 2
Para más información sobre este tema, puedes visitar las siguientes páginas:
A4988 https://www.pololu.com/product/2132
DRV8825 https://www.pololu.com/product/1182
Después, debes usar un tester y destornillador de estrella pequeño, para poder calibrar los drivers, al mover el tornillo, los voltios aumentan o descienden y por último, debes poner los drivers con los mismos voltios que se encontraron en las fórmulas anteriores.
Materiales utilizados: Necesitaremos cables jumpers (hembra –macho y macho -macho), cable de energía, tres ventiladores pequeños de 12 voltios, fuente de 12 voltios, arduino UNO, shield CNC, 3 drivers, tornillos de acero (De diferentes tamaños, media pulgada, una pulgada, 1 centímetro)
Herramientas: Destornilladores, taladro.
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IMPORTANT: Before anything else it is necessary to calibrate the drivers that are connected to the Shield and Arduino.
The drivers control the amount of power the motors need to function properly. Failure to calibrate them may cause future damage to the stepper motors.
There are two types of CNC drivers, one of which is DRV8825 and A4988. For the calibration of the drivers the following formulas are used:
A4988
IMAX = VREF8⋅RCS
DRV8825
Current Limit = VREF × 2
For more information on this topic, you can visit the following pages:
A4988 https://www.pololu.com/product/2132
DRV8825 https://www.pololu.com/product/1182
Then, you must use a small star tester and screwdriver, so you can calibrate the drivers, when you move the screw, the volts increase or decrease and finally, you have to put the drivers with the same volts that were found in the previous formulas.
Used materials: We will need jumpers cables (female-male and male-male), power cable, three small 12-volt fans, 12-volt power supply, UNO arduino, CNC shield, 3 drivers, steel screws (of different sizes, half an inch, one Inch, 1 centimeter)
Tools: Screwdrivers, drill.
Step 9: Energía / Energy
Utilizaremos una fuente de 12 voltios, se puede utilizar una fuente regulada de computador, que viene con un ventilador interno. Si usamos esta fuente hay que quitarle el protector metálico, dejando solo la parte interna y soltando todos los cables, exceptuando un par, uno amarillo de (positivo-energía) y otro negro (negativo).
Cortar la pieza de la caja Y, para que se pueda adecuar la fuente dentro del cajón.
Incrustar fuente dentro del caja Y, y atornillar.
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We will use a 12 volt source, you can use a regulated computer source, which comes with an internal fan. If we use this source, we must remove the metal protector, leaving only the inner part and releasing all the cables, except one pair, one yellow (positive-energy) and one black (negative).
Cut the piece from box Y, so that the source can fit into the drawer.
Step 10: Armar Circuito / Assamble Circuit
Unir los drivers con el shield
Shield cnc: sirve para controlar hasta cuatro motores paso a paso con controladores A4988. El shield para arduino funciona con el firmware GRBL (Convierte los comandos de código G en señales para manejar los motores a pasos en conjunto con una placa arduino).
Necesitamos un driver para cada motor, uno para cada eje (X,Y y Z), estos se colocan sobre el shield.
El arduino en la caja Y
Buscar un espacio adecuado donde no interfiera con los demás cables o el movimiento de los ejes. En nuestro caso colocamos el arduino y el shield con drivers en el cajón de Y en una esquina.
Finalmente atornillar el arduino en su lugar, poner el shield y los drives.
Conectar la fuente al shield
El cable negro de la fuente va conectado a la entrada de energía del shield en el lado negativo y el cable amarillo va conectado en el lado positivo de la entrada.
Colocar jumpers a motores y a shield
Los jumpers hembra-macho sirven de extensión en los motores para llegar al shield y a los drivers, a través de ellos le llega energía a los motores.
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Join the drivers with the shield
Shield cnc: Controls up to four stepper motors with A4988 controllers. The arduino shield works with the GRBL firmware (converts G code commands into signals to handle stepping motors together with an Arduino board).
We need a driver for each engine, one for each axis (X, Y and Z), these are placed on the shield.
The arduino in the box Y
Look for a suitable space where it does not interfere with the other cables or the movement of the axes. In our case we put the arduino and the shield with drivers in the drawer of Y in a corner.
Finally screw the arduino in place, put the shield and the drives.
Connect the source to the shield
The black wire of the power supply is connected to the power input of the shield on the negative side and the yellow wire is connected to the positive side of the input.
Attach jumpers to motors and shield
The female-male jumpers serve as extension in the motors to reach the shield and the drivers, through which the power reaches the motors.
Step 11: Conexión Y Circuito Eléctrico / Connection and Electrical Circuit
Materiales: Un cable de energía y el cable de datos del arduino UNO.
Procedimiento:
(Seguir estos paso con mucho cuidado, de no ser así puede causar daños en la shield o Arduino UNO)
1. Conectar el cable de datos al arduino y al computador, abrir el software de arduino con el firmware de GRBL instalado como una librería.
2. Verificar que todos los jumpers estén bien conectados y verificar que los cables (amarillo y negro) de la fuente estén conectados al shield.
3. Conectar el cable de energía a la fuente y prenderla del botón de encendido.
La fuente regula la energía externa a 12 voltios, voltaje óptimo para los motores y el shield.
4. Con la máquina conectada a la energía se procede a abrir el software universal Gcode en el computador, cargar la librería GRBL en el arduino para empezar todo el procedimiento de ajustes de código en el software.
Soporte para colocar los pinceles, mototool o cualquier herramienta de dibujo, tallado o corte.
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Materials: One power cable and arduino UNO data cable
Process:
(Follow these steps very carefully, otherwise it can cause damage to the shield or Arduino UNO)
1. Connect the data cable to the arduino and the computer, open the arduino software with the GRBL firmware installed as a library.
2. Verify that all jumpers are properly connected and verify that the wires (yellow and black) of the source are connected to the shield.
3. Connect the power cord to the power source and turn it on the power button.
The source regulates external power to 12 volts, optimum voltage for motors and shield.
4. With the machine connected to the power, open the Gcode universal software on the computer, load the GRBL library into the arduino to start the entire procedure of code adjustments in the software.
Base to place the brushes, mototool or any drawing, carving or cutting tool.
Step 12: Soporte Para Mesa Y
Con un taladro se abren varios orificios y se ponen los soportes del tornillo, para después adaptar cualquier material para cortar, tallar o dibujar.
¡PONLA A TRABAJAR¡
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With a drill open several holes and put the screw supports, then adapt any material for cutting, carving or drawing.
¡TURN IT ON!
