Seguimos hablando de las CNCBasic Series, en esta ocasión, vamos a ver un poquito el eje Z. Ya habréis visto alguna foto por Twitter de alguna versión preliminar a la que os muestro hoy, pero vamos, los cambios han sido completar el diseño.
Hace ya unos cuantos días de la entrada de presentación, y no he traído prácticamente novedades sobre este proyecto y no me gusta. Voy a tratar de aumentar el flujo de info, aunque sea en bloques de menos contenido, y así no hay tantas pausas, espero poder lograrlo. He de decir, que pese a la pausa, el diseño ha ido evolucionando y esta casi acabado, a la semana que viene habrá mas datos y en un par de semanas, mas novedades como por ejemplo el BoM. Vamos a centrarnos en materia.
Hoy os quiero hablar un poco del eje Z, que como veis es un diseño muy sencillo y compuesto de unas cuantas partes, rollo LEGO, que lo hace mas barato y fácil de fabricar. Punto clave en este proyecto, donde buscamos mínimos costes y facilidad en la fabricación, pues es una maquina enfocada a aquella gente que se inicia en este mundo pero con un mínimo de calidad. Por tanto, la sencillez es un punto importante par no tener que adquirir herramientas extra.
El diseño de este eje Z os resultara bastante familiar… si habéis dado una vueltecilla por la pagina, habréis visto la CNCDesktop500, así que sí, el diseño es el mismo. Esta nueva máquina va a heredar el diseño que tengo actualmente funcionando en mi actual CNC. Inicialmente quería darle una vuelta y traer un nuevo diseño de eje Z, pero he visto que rompo los objetivos de costes y viabilidad para ser fabricado por alguien sin medios, así que lo he tenido que posponer y pasará a la Model B (que si no estáis al día, el proto ya tiene destinatario ^^ ).
Otro de los motivos de usar este diseño, es porque también es algo mas ligero en peso, y esto también nos va a venir bien para el puente. Va a permitir, poder ampliar el eje X unos cm mas sin comprometer la rigidez del chasis. Es un buen punto para aquellos que queráis sacarle un poquito mas.
Elementos
En el bloque de imágenes que hay un poquito mas abajo, podéis ver las vistas del diseño de este eje Z. Esta completo a falta de añadir los agujeros para acoplarlo al chasis. Luego os podre una captura con el spindle Makita RT0700C añadido al 3d.
El diseño esta compuesto por los elementos más básicos que pueden formar esta parte de una máquina CNC. Se ha elegido montar un motor Nema17 con husillo SFU1204 de 200mm integrado, lo cual (pese a un ligero incremento de coste) facilita el ensamblaje de esta parte, ya que tenemos todo en una sola pieza. No nos tenemos que preocupar por los soportes del husillo y el acople.
Este eje Z esta formado por 3 pletinas de aluminio. La base, donde van todos los elementos que forman este eje y la cual también nos permite unir toda la estructura al chasis. Esta pletina será de 6mm de espesor. El motivo por el cual no es de 10mm, es por tratar de reducir el peso. Se puede montar una de 10mm de espesor pero inicialmente no es necesario. Esto se ha tenido en cuenta de cara a que la posición de trabajo del soporte del spindle quede siempre lo mas cerca posible o incluso en su punto optimo, que no es otro que los patines del Z queden a la altura del perfil del puente. De esta forma, se reduce el posible efecto palanca y es otro motivo por el que nos permite tener una pletina en 6mm y no en 10mm, menos peso y menos coste.
La segunda pletina, esta ya si que es de 10mm, es la que soporta el anclaje del spindle. La Makita tiene un diámetro en su cuerto de 65mm, asi que su soporte, es de este diámetro. Esta segunda pletina va colocada sobre los 4 patines propios del eje Z, y mas adelante veremos una ligera modificación en esta pieza, para poder bajar un poquito mas el motor. En esta pieza también va anclado el housing de la tuerca de bolas para el husillo integrado en el motor. Como la pieza del soporte de la Makita, no la tengo fisicamente aun, y en las medidas facilitadas por el vendedor no vienen marcados los agujeros para anclarla, tengo pendientes de hacer dos agujeros mas. Este detalle se quedara pendiente hasta tener el material en la mano, para ver si hay que hacer alguna corrección en el diseño.
Como tercera pletina, la mas pequeña, es sobre la que apoya el motor, y va anclada sobre la de 6mm. Esta en concreto es de 10mm, ya que necesitamos espesor para poder hacer bien los taladros y roscas para tornillos M5, que lleva 4 de ellos. Os dejo una foto aquí abajo. La pieza lleva para pasar los tornillos M3 y anclar el motor Nema. Para poder hacer un ajuste del motor, y absorver las tolerancias de los diferentes elementos que forman el eje Z (pletinas, separadores, guias, etc), se disponen de slots que nos permiten mover el motor unos mm y asi poder hacer un ajuste fino, quedando todo perfectamente alineado. Os muestro también como queda el montaje del Z con el spindle Makita RT0700C.
En algún momento, estos días pasados comente que iba a reducir un poco el tamaño del Z, pero al final no lo he hecho. Le sobran 3cm al eje, pero se quedan ahi, pues nos saldríamos de medidas standar para las guías y husillo de motor, con lo que realmente no íbamos a ganar mucho (o nada si encima el chino lo manda mal).
Con esto ya casi hemos pasado por todos los elementos. En este conjunto o diseño, para poder unir todo nos hace falta usar unas piezas que nos permita alinear correctamente la pletina que soporta el spindle con el husillo y su tuerca. Para ello, necesitamos unos separadores y asi poder ganar ese espesor de material que nos hace falta. Estas piezas, que las podeis apreciar (aunque son del mismo color, perdonar el fallo) entre los patines y la pletina que soporta el spindle. Y otro bloque separador esta colocado justo entre las guías y la pletina de 6mm. Cada uno de estos bloques tiene un espesor de 10mm. La idea inicial era mecanizar estas dos piezas en un mismo bloque, con lo que se “eliminarían” los separadores, pero hacer estas piezas no es fácil, ni barato, así que por eso se ha descartado. Por temas de buscar el menor peso posible, estos separadores serán de Delrin. No obstante, pueden ser de aluminio si queréis o cualquier otro material plástico. Su función no es otra que la de ganar esa altura necesaria para tener todos los elementos alineados.
Las Guías
No he comentado nada de este elemento y es que he decidido dejarlo para el final de esta primera parte. Las guías de este conjunto son MGN12. Que son las guías que mas facilidad hay de encontrar y por tanto mas económicas. El patín que lleva es el modelo largo de esta serie, al igual que en el resto de toda la maquina. Al igual que el husillo, estas guías serán de 200mm de longitud.
Entre cada guía, por la parte de dentro que no se ve, tendremos el husillo con su tuerca de bolas y su housing que nos permite acoplar la tuerca a la pletina segunda, que es la que se mueve y transmite el movimiento propio del eje Z. Este es el elemento que nos marca todo el tema de las alturas y por el cual necesitamos añadir estas piezas a modo de separadores. Guías de otras series, tienen mayor distancia entre la base de la guía y la cara donde va apoyado el elemento que unimos al patín, siendo suficiente esta medida para no necesitar de separadores. Estas guías ya serian mas caras y se nos escapan del objetivo de costes. Este requisito es el que nos marca la linea de hasta que material podemos llegar. Se montan guías en toda la maquina, pero son la gama mas baja dentro de estas. Aun así, mecánicamente tendremos mucha mas precisión que si montamos unas varillas lisas o Vslot, pero no descuidamos el factor de rigidez, pues también son favorables en este aspecto, siempre viendo el conjunto completo de la máquina y su finalidad.
Dejamos esta primera parte aquí, ya sabéis que podéis mandarme vuestras consultas o dejarlas en los comentarios. Si hay algún aspecto que queráis profundizar mas, o no se entienda, hacérmelo saber. A la semana que viene veremos la segunda parte del eje Z y a ver si os puedo traer a final de semana un nuevo articulo sobre el chasis, en su estado actual con todo ensamblado en el 3d. Tengo pendiente hacer una pequeña pagina, como la CNCDesktop500 para recopilar todo lo de la CNCBasicSeries, pero lo dejo para dentro de unas semanas cuando tenga mas contenido.
Si alguien se perdió el capitulo primero de introducción a este nuevo proyecto, podéis llegar a el a través de este enlace.
Nos vemos en el siguiente,
Un saludo,