CNC parte II - Testando plataforma 1

No post anterior mostrei uma parte da construção do projeto mecânico, até a conclusão da primeira plataforma, cuja imagem ainda não havia sido mostrada. Bem, aí está a imagem.

Sei que nesse momento não parece empolgante, mas até esse ponto já foram transpassados diversos desafios, sendo os alinhamentos o principal deles. E tanto que, antes de seguir em frente, decidi ligar o motor de passo e testar o avanço da guia por toda a plataforma. No video a seguir está a demonstração.

Além do alinhamento vertical (a altura idêntica em todos os cantos da plataforma) o alinhamento do motor com a barra roscada pode ser um grande problema. As barras guia por sua vez devem ter um alinhamento perfeito, tal qual com a parra roscada, tanto em paralelo quanto em altura (vertical), caso contrário em dado momento do avanço um lado receberá mais força do que o outro e isso causará um desalinhamento no conjunto. Mesmo que a diferença seja vertical, o esforço sobreposto ao motor também é algo a se dar nota, portanto, sim, deve-se provar a plataforma antes de seguir adiante com a construção - e preservar o bom ânimo para qualquer correção necessária.

É possível torná-lo mais lento, mas como era para teste, avancei rapidamente 200 passos a 100RPM, ou seja, 1.6 voltas por segundo em média. Reparou que ainda assim parece bastante lento o avanço? Utilizarei o termo "suave". Essa suavidade vem do passo da rosca de nossa barra roscada. Quanto mais rosca, mais longo o caminho que a porca deverá percorrer - é assim a grosso modo. Se você pretende um nível menos sensível da rosca, pode optar por uma barra com passos mais longos (com menos rosca). Se você pretende um avanço mais suave, aí sim é possível. Você pode controlar o avanço e rotação, de forma a poder trabalhar materiais mais duros. Todo o controle será visto na parte eletrônica, onde disponibilizarei uma biblioteca que abstraia um pouco mais o controle do motor de passo.

Na prova de conceito utilizei um Arduino, que seria o mais rápido a conectar nesse momento, mas o projeto final será controlado por PIC.

O segundo grande teste a fazer é o de alinhamento do avanço. Não basta a barra estar se deslocando para frente e para trás, é necessário saber a precisão linear desse deslocamento e para isso prendi uma plataforma transversal provisória à guia e nesse plataforma prendi uma caneta com tinta dourada, suave como uma canetinha, para fazer um traço de uma ponta a outra do eixo, ida e volta.

Na imagem pode-se ver a precisão. Após 5 passadas esse é o resultado, como um micro variação lateral que eu tenho certeza que foi causada pela flexibilidade da fita adesiva, ou seja, está tinindo!

Para mim esse teste foi bastante motivador porque eu tinha lá meus receios. Durante o desenvolvimento do projeto notei vários pontos que poderiam resultar em armadilhas. As vezes alguns desenhos de peças vão além da simples necessidade; por exemplo o suporte do motor de passo foi uma peça que deu bastante flexibilidade permitindo variação para mais ou para menos. Já o esquadro das plataformas não podem estar desalinhados nem os suportes guias podem ter folgas. É quase um castelo de baralho.

Repare que nos suportes das barras guia eu prendi um carro com 2 rolamentos rentes à plataforma (porém não a toca até que haja peso sobre o carro). Esse recurso eu utilizei para evitar que algo pese sobre as barras guia, por menor que seja esse peso. O desenho pretendido ficou um pouco mais bonito que o finalizado, mas não estava com paciência para furar as pontas redondas ao centro, como sugere o desenho que fiz.

Se você chegar até esse ponto sem maiores problemas, então já pode arregaçar as mangas para subir as colunas para o carro do próximo eixo. Agora a sensibilidade ao alinhamento aumenta bastante, porque as colunas deverão ter alinhamento X,Y e Z, ou seja: paralelismo, alturas idênticas e ângulos zerados em relação à plataforma. Claro, algumas técnicas serão necessárias para conseguir esse conjunto de tarefas, e não dá para contar com sorte nesse momento, portanto é mais fácil dividir a tarefas em partes - literalmente falando.

Como é mais fácil fazer um alinhamento por vez, então a melhor opção é transformar o segundo conjunto de guias em uma peça a ser acoplada às colunas. Garantindo o alinhamento das guias, bastará posteriormente alinhá-la vertical e horizontalmente com as colunas. Para tal, uma segunda peça foi desenhada, com o propósito de facilitar a montagem e reduzir a chance de erros. Mas deixe-me primeiro discorrer sobre esse conjunto de guias.

Como pode ser visto no desenho, há um vazado na madeira por onde uma pequena porcentagem do rolamento da barra roscada deverá se sobressair. Isso é basicamente perfumaria, claro que a madeira poderia ser tanto mais larga, porém assim o quis fazer, pela diversão de desenhá-lo assim e pela graciosidade na montagem. Isso poderá ter alguma utilidade ou é simplesmente futilidade? - Eu responderia que sim, pode ser útil para gerar um ponto de contato limitante para o avanço do carro da plataforma 1 por exemplo. Mas tudo isso será visto na parte eletrônica, atenha-se à diversão dessa construção por agora.

Fazer a peça do desenho anterior foi tão simples quanto desenhá-la. Utilizei a broca de 22mm e ainda assim o encaixe ficou satisfatório (não tão justo, porém nem frouxo).

O formato da peça é para que seja possivel movê-la como em um trilho. Desse modo o alinhamento ficará perfeito na horizontal. Não é necessário nenhum ornamento especial para essa peça; uma vez alinhada, ela será presa definitivamente. O conjunto de guias ficará bem estreito, sendo que essas guias são para deslocar o carro de um lado a outro da plataforma. Outra coisa que não se nota nesse momento, é o comprimento das guias. Elas são um tanto mais largas do que a plataforma base, justamente para haver espaço para o carro se posicionar o mais próximo da borda, maximizando a utilização da área disponível.

O primeiro teste da montagem, para ver os alinhamentos das guias; está ótimo! É muito importante deixar absolutamente alinhados os furos das duas peças para facilitar ao máximo a finalização da montagem. E sim, isso quer dizer que há tolerancia a pequenos desvios, mas a peça está sendo feita justamente para suprir quaisquer deficiências de alinhamento das montagens anteriores, portanto, siga a dica: faça uma furação perfeita.

A parte seguinte será os carros das guias. Como as guias estão bastante próximas, as bases não se encaixariam devido à proximidade. Esse problema foi resolvido desbastando a madeira de modo a criar encaixes para as peças, mas daí ao funcionamento do próximo carro será mostrado no próximo post. Por enquanto é isso, espero que estejam tendo paciência para acompanhar a evolução.
Aguardem os próximos posts, estamos próximos da parte lógica!

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Próximo post a caminho!