CNC de grandes dimensiones pero bajo coste

CNC de grandes dimensiones pero bajo coste

Vamos a ver si podemos plantear unas bases para hacer una CNC de grandes dimensiones pero bajo coste. Usando lo mínimo necesario pero sin descuidar la maquina.

Iba a hacer un hilo en Twitter sobre unos tips relacionados a como plantear un diseño de CNC de grandes dimensiones pero bajo coste y, como podía quedar algo un poco largo para esa plataforma, pues lo meto en una entrada para el blog.

No voy a hacer un diseño, pero si plantear unas pautas, luego cada uno que se quede con las que le interesa. Vamos por ello, a ver si os resulta útil.

Nos ponemos en situación; Una persona necesita montarse un router CNC DIY, reduciendo al mínimo el coste inicial. Que podemos hacer? Sin entrar en números, pero prestad atención a la idea.

Planteamiento de la CNC lowcost

Como planteamos un chasis ultra lowcost, sin hacer un churro. Primero de todo, sentarse frente a un papel en blanco y estudiar cual va a ser el 90% de vuestra necesidad.

Por ejemplo, una persona necesita trabajar con piezas de madera que difícilmente van a ser mayores de 20mm de espesor. Además, va a usar tableros comerciales de 120 x 60 cm, un tablerito tamaño normal.

Ya tenemos definida un área útil e nuestra CNC, y también tenemos definido un material a trabajar. Por tanto, vamos a plantear las dimensiones máximas de nuestra CNC, las dimensiones interiores, no las de área total que ocupa la maquina.

Mesa de trabajo para router CNC DIY lowcost

Tenemos que respetar el mínimo de 120 cm x 60. Por tanto, vamos a replantear nuestra necesidad dando 10cm de margen, asi que nos colocamos en 130 x 70cm de área útil. Luego en la practica, la base de trabajo es un poquito mas grande, porque hay que sumar el ancho del carro para el eje Z. Que adelantando este parámetro, y como vamos ajustados de presupuesto, montaremos una Makita RT700C, y estos Z suelen ocupar unos 15-17cm de ancho.

Así que nuestro puente, va a necesitar mínimo ser de casi 90cm. No es nada despreciable esta medida, y habrá que buscar un perfil acorde. Una solución factible es ir a un perfil 45180 pesado, que encaja bastante bien para este tipo de maquinas. O montar un par de 9090 o 60120. Pero ha de quedar robusto. Como solo vamos a trabajar madera, no va a ser critico utilizar perfiles mas grandes. Si fuéramos a trabajar aluminio, si que el mínimo sería 45180.

Para el caso de la medida del eje Y, sería el largo de la maquina, al menos tendremos que añadir 20-30cm mas, que es lo que suele ocupar el puente.

Un buen tablero mdf de 20mm nos dará una mesa/mártir bueno como punto de partida. Luego haremos una matriz de agujeros para meterle los tornillos con rosca interior.

Planteamiento del chasis del router CNC DIY lowcost

En esta CNC de grandes dimensiones pero bajo coste, podemos plantear un esquema como el siguiente.

Vamos a cubrir la necesidad básica que tenemos, y no vamos a pensar en nada mas, es decir, no vamos a pensar que el día de mañana igual queremos meter un cuarto eje. Por poner un ejemplo, que nos rompería muchos esquemas. Cubrimos la necesidad del 90% de nuestro trabajo, y ese 10% restante, tendremos que pensar en otra maquina a futuro o externalizar.

En un planteamiento de muy bajo coste, vamos a prescindir de la mayor parte del perfil necesario, asi que nuestra maquina necesitara una buena mesa, sobre la que ira atornillada.

Tendremos 2 perfiles laterales de unos 4590, que podemos encontrar en Motedis, y sobre estos colocaremos en su cara superior, una guía, que puede ser MGN15, aunque mi recomendación va a ser HGH15, o si es posible HGH20 (sobre todo si vamos a trabajar material aluminio). Estos materiales los podéis encontrar en la sección de material para CNC del blog. 

Nota: Si fuera maquina para aluminio, este perfil 4590 podría ser mejor pasarlo a 8080 o 9090. Mas base, se puede fijar mejor, y quedara mas robusto.

Hemos planteado un chasis de CNC con lo mínimo. Un puente de perfil, y 2 perfiles laterales sobre los cuales apoyara y deslizara el puente. Eso si, imprescindible que vayan enganchados a la mesa, que será quien aporte rigidez y evite que se nos vaya la maquina de paseo. Si alguien no lo ve claro, sería algo similar a la CNCBasic Series Model A

Nuestro puente será movido por un par de husillos a bolas SFU1605, que por medidas es el que corresponde, y un par de motores Nema23. Sin olvidar que todo tiene que ir con sus soportes BK/BF

Altura del puente o altura útil del eje Z

Siguiente punto, altura útil deje eje Z. Y aquí la gente se vuelve loca. Tenemos un requisito de que vamos a trabajar materiales de 20mm de espesor como mucho. Por tanto, nuestra altura útil de eje Z, va a ser el espesor + un añadido de 6cm. Que nos deja un eje Z de 8cm. Mas que de sobra para esa aplicación que necesitamos. 

Meteros en la cabeza, vamos a hacer un router CNC DIY lo mas económico posible, y NO necesitamos un eje Z que tenga 30cm de recorrido. Esta práctica es contraproducente, ya os lo digo.

Este requisito nos va a plantear la altura a la que tiene que estar el puente. Tendremos que calcular que tenemos 90mm de altura de los 2 perfiles laterales, pero hemos añadido un mártir de 20mm, con lo que se tiene que restar. Peeero, hay que contar que las guías y sus patines van a subir unos cm mas. Así que el perfil del puente puede apoyar directamente (o casi, no habrá que suplementar) sobre los patines. La pieza de aluminio para facilitar el acople no tendrá mucho espesor. En resumen, no sera necesario hacer unas cartelas muy grandes. 

Si que añadiremos unas mini cartelas para que todo el perfil quede bien sujeto, y estas a su vez, irán acopladas a la pieza de aluminio de los patines, esto nos daría un mejor resultado.

El eje Z de la CNC lowcost

Lo mejor es que se base un diseño  como el eje Z de la CNCBasic Series Model A, que es muy sencillo y contempla una serie de puntos.

Diseño mínimo sin descuidar que el eje Z no nos quede débil.

Recordar, no necesitamos un eje Z kilométrico. Las cosas a su justa medida.

Resto de elementos necesarios

Lo que nos queda ya es colocación de husillos y diseñar las pletinas necesarias para soportar todos los elementos que componen la maquina como motores, husillos, etc. 

Respecto a la electrónica, podéis usar una que este basada en GRBL, con lo que el ahorro será sustancial, pero en cuanto a drivers, montar unos DM556 o el DM542.

El material de las pletinas, como solo vamos a trabajar madera, puede ser de mdf 20mm, aunque mi consejo es que tiréis directamente a hacerlas en aluminio. Espesores para las pletinas del eje Z de 12-15mm y las demás, 10-15mm. Nunca menos de 10mm.

Terminando...

Hemos visto en esta guía de diseño de CNC de grandes dimensiones pero bajo coste como se ha de plantear una maquina, gastando lo mínimo, pero sin hacer un chasis malo, que tratándose de trabajar madera, puede ser bastante competente.

Obviamente esto es lo mínimo, y se ha planteado respecto a las necesidades, sin tener en cuenta el futuro. A partir de aquí se pueden plantear infinitas modificaciones, pero ya será necesario incrementar el presupuesto.

Espero que os haya servido de ayuda, son nociones muy básicas y bajo unos requisitos concretos. No olvidéis pensar que vais a trabajar y que vais a necesitar, antes de lanzaros a diseñar algo.

Nos vemos en la siguiente. Saludos,

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