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Nuno Santos

Máquina CNC a partir de drives de CD/DVD

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Nuno Santos

Boas,

Vou refazer um projecto que fiz em tempos de uma CNC a partir de motores de CDROM/DVDROM para quem se queira iniciar neste mundo.

É um projecto muito barato que pode servir para dar alguns conhecimentos no mundo destas maquinas.

Vou postando aqui a medida que for avançado os detalhes do processo.

Lista de material necessario para o projecto :

- Arduino UNO ou MEGA

- 3 easydrivers v4.4 ou outro driver para controlar os motores de passo de 2 fases (o driver tem de ter como input para o motor STEP e DIR)

- 2 drives de CDROM/DVDROM de desktops (as de portatil que eu abrir tinham motores DC)

- 1 drive de diskettes ou uma terceira drive de CROM/DVDROM (neste projecto que vou usar vai ser uma drive de diskettes mas é facil adaptar para outra qualquer)

- Fios de jumper ou outro fio para soldar nos motores.

- Multimetro para medir continuidade

Vou deixar o Arduino e as easydrivers para o fim pois requerem algumas configurações.

Fica aqui uma foto do easydriver que estou a usar

20140910_011441.jpg?dl=0

O Objectivo é criar algo deste tipo :

https://www.youtube.com/embed/-J4HZjoR2IA?feature=oembed

Passo 1 :

Abrir duas drives de CD/DVD e retirar a "cama" onde esta o laser, não vou colocar o detalhe de como la chegar pois é bastante straight forward, a unica coisa necessaria é uma chave de parafusos.

De qualquer forma se tiverem alguma duvida de como lá chegar digam que eu tentarei ajudar.

O que queremos obter é o que está na imagem abaixo, e dependendo da drive esta estrutura pode ser diferente mas muito similar.

20140909_220218.jpg?dl=0

De seguida temos de ver dos 4 pinos do motor quais deles tem "continuidade", ou seja, pegar num multimetro e ir tocando nos pinos e ver que pares dão o efeito sonoro de continuidade.O objectivo final é ter dois pares de dois fios que vao ser as duas fase

20140910_005225.jpg?dl=0

Depois de identificadas as duas fases, soldei 1 pares de fios jumper (preto e vermelho) a cada fase. Cuidado para nao fazer curto circuito de uma fase para a outra pois pode queimar a driver e o motor sobreaquecer. Coloquei fios de jumper por uma facilidade para depois conectar a driver (no meu caso easydriver).

20140910_010722.jpg?dl=0

Amanha coloco mais fotos dos proximos passos.

Editado por Rui Carlos
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Nuno Santos

Sou novo no forum vi seu artigo e preciso desses passos para o projeto , peço sua ajuda . Lúcio.

Boa noite Lucio, a que passos se refere?

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Nuno Santos

Boa noite,

Continuando onde deixei ontem:

O proximo passo é fazer um suporte para que a "mesa" onde vamos colocar o papel posso ficar.

Como tinha uns pedaços de esferovite decidi usa-los para fazer essa parte. Porque esferovite? porque estava a mão, porque quero fazer o projecto com material que é comum, é uma forma de não gastar nenhum dinheiro e é uma um "amortecedor" natural para alem de ser leve (os motores de passo não tem assim tanto torque) pois quanto mais leve for a estrutura, mais rapido o motor se movimenta.

Cortei 3 pedaços com aproximadamente as mesmas dimensões e colei com cola quente (antes lixei um pouco o esferovite para agarrar melhor a cola)

20140910_203017.jpg?dl=0

20140910_204658.jpg?dl=0

Chegando a este resultado

20140910_205321.jpg?dl=0

Chegou a parte de fazer a "mesa" propriamente dita. Andei a procura e encontrei um pedaço de contraplacado (um quadrado com 60mm) e decidi usar isso mesmo.

20140910_214023.jpg?dl=0

Mas antes de colar esse bloco ao esferovite, arranjei 2 pedaços de aluminio com 0,5mm de espessura da tampa de um cdrom slim (que cortei) e vou usar para fazer uma "mola" para prender o papel.

20140910_214414.jpg?dl=0

O aspecto final é este, atençao!! deixar pelo menos 50 a 55mm entre os furos (a amplitude de movimento dos motores é de cerca de 40mm)

20140910_220818.jpg?dl=0

20140910_220828.jpg?dl=0

Hoje infelizmente não tive tempo para fazer mais, mas amanha ca estaremos para avançar mais um pouco, amanha ja devo colocar um video com o teste de movimento do eixo que está feito.

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Nuno Santos

Boa noite,

Aqui vai mais uns passos que consegui fazer hoje.

Tinha uma pequena placa de contraplacado que usei como base para poder "suspender" o eixo do X.

Decidi suspender para poder com porcas de cada lado do parafuso nivelar a base (não que seja absolutamente necessário, mas ajuda ;)

Resultado da base

20140911_190835.jpg?dl=0

20140911_190853.jpg?dl=0

De seguida coloquei o eixo do Y por "cima" tentando fazer um angulo de 90º sobre a o eixo do X, marquei o local para a furação e coloquei o eixo do Y e nivelei.

20140911_193057.jpg?dl=0

No "Topo" do eixo Y

20140911_194305.jpg?dl=0

Na "Base" do eixo Y

20140911_194321.jpg?dl=0

E transversalmente

20140911_194503.jpg?dl=0

Este alinhamento não necessita de estar 100% perfeito, basta estar minimamente...

Agora que ja temos dois eixos prontos, está na hora de testar.

Para testar basta ligar o Arduino, a driver e um motor da seguinte forma, nas fases do motor não tem importancia qual é a A e a B, basta ligar lado a lado os fios da mesma fase, o que pode acontecer é ter de inverter para o eixo se mexer na forma pertendida, no limite, conseguimos inverter por software sem necessidade de trocar nenhum fio.

595x669xExample1_bb.png.pagespeed.ic.1X5b_pWnZK.png?dl=0

Convem alimentar o motor de uma fonte externa, uma pilha de 9V é suficiente para testar um motor. Para o projecto completo devem arranjar um transformador de 15 a 18V de 1.5A ou mais. No meu caso estou a usar uma fonte regulavel.

Agora vamos escrever umas linhas de codigo no Arduino para testar se o Motor está a funcionar.

void setup() {				
 pinMode(8, OUTPUT);	
 pinMode(9, OUTPUT);
 digitalWrite(8, LOW);
 digitalWrite(9, LOW);
}

void loop() {
 digitalWrite(9, HIGH);
 delay(10);		  
 digitalWrite(9, LOW);
 delay(10);		  
}

Não se preocupem pois não vão ter de escrever mais nenhuma linha de codigo, isto é para testar se o motor funciona correctamente, devem colocar o grupo optico a meio (manualmente) pois nao sabem em que direção o motor vai andar, pois se estiver na ponta e tentar andar no sentido "negativo" vai estar a forçar.

De seguida devem fazer upload do sketch para o arduino e ver se funciona.

No meu caso fiz um programa um pouco mais complexo onde o motor anda para tras e para a frente a velocidade maxima possivel.

Movimento do eixo X.

https://www.youtube.com/embed/JgUKop2PIUY?feature=oembed

Movimento do eixo Y.

https://www.youtube.com/embed/1GG_lNuCJro?feature=oembed

Editado por Rui Carlos
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Lúcio Barboza

Os passos me refiro aos tópicos que vem postando , quero fazer este projeto e primeiro preciso entendê-lo por completo , você pode postar até o fim das montagens ? vc acha que outro microcontrolador pode tambem ser usado ? vou escrevendo no decorrer do tempo .

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Nuno Santos

Boas Lucio,

Sim eu vou colocar os passos a medida que vou construindo.

Quanto a outro microcontrolador, muito provavelmente sim, até se podia adaptar este processo a interface paralela do PC.

Que controlador é que tinha em mente? (quem sabe posso dar alguma ajuda)

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Nuno Santos

microcontrolador pic16f628a , e quanto a programação para as coordenadas do desenho ?

O controlador teria que gerir a sinalização para os 4 pinos de cada stepper (esta parte deve ser relativamente simples). O problema em usar um PIC é que para interpretar o GCODE teria de ser construido, ou procurar na NET, se existe alguem que tenha ja construido uma library para o mesmo fim.

Possivel, muito provavelmente é, mas o trabalho que dá pode não compensar.

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Lúcio Barboza

e com o seu projeto , como vc faria para programar todos os pontos de um desenho desconhecido (cad, cam )? , ou já tem o programa feito ?

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Nuno Santos

Boas,

Sim, já existe software para fazer isso, gratuito inclusive.

Esta semana estive fora em trabalho ainda não consegui fazer o restante, mas devo terminar para a semana. O Software que uso e como faço para "imprimir" tambem vai ficar detalhado no post.

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Nuno Santos

Depois de um tempinho ocupado, vamos retomar a construção.

O Objectivo hoje é colocar o 3º eixo a funcionar e mostrar um pequeno teste.

Para tal necessitamos de uma drive de diskettes para servir como eixo do Z, a vantagem da drive de diskettes é que é mais pequena o que torna tudo mais leve e facil de "encaixar".

Desmontamos a drive até obtermos apenas a "carcaça" com o motor.

20141004_094757.jpg?dl=0

Depois com um dremel ou uma outra ferramenta que corte metal retiramos o excesso de metal que nao necessitamos.

20141004_100709.jpg?dl=0

De seguida com um bocado de contraplacado aproximadamente do mesmo tamanho que a parte que sobrou da drive, aparafusar ou colocar a drive a madeira.

20141004_103330_Richtone%28HDR%29.jpg?dl=0

Ficando assim

20141004_112839_Richtone%28HDR%29.jpg?dl=0

20141004_112859_Richtone%28HDR%29.jpg?dl=0

Seguidamente colei com cola quente a parte com o 3º eixo em cima do grupo optico do eixo do Y

20141004_135622_Richtone%28HDR%29.jpg?dl=0

Colando um outro pedaço de madeira na parte frontal onde era a cabeça de leitura da drive para servir de espaçador para colocar o suporte para a caneta.

Frente

20141004_135655_Richtone%28HDR%29.jpg?dl=0

Tras

20141004_135705_Richtone%28HDR%29.jpg?dl=0

O Suporte para a caneta no meu caso é um pedaço de tubo de PVC (electrico) com cerca de 6cm.

Fiz dois buracos na parte de baixo + 2 na parte de cima com 2mm, para colocar um bocado de fio de cobre rigido a servir de mola, para que a caneta nao esteja rigidamente fixa ao mesmo, isto permite que mesmo que a estrutura não esteja completamente direita que a caneta esta sempre em contacto com o papel ou superficie.

Esta parte pode ser um pouco "tricky" entender a partir de uma foto, se necessario depois coloco mais detalhe sobre como preparei o suporte.

20141004_143934_Richtone%28HDR%29.jpg?dl=0

20141004_144001_Richtone%28HDR%29.jpg?dl=0

Depois de feito, aparafusei a estrutura de madeira no eixo do Z.

20141004_144904_Richtone%28HDR%29.jpg?dl=0

20141004_144926_Richtone%28HDR%29.jpg?dl=0

E esta na hora de fazer um teste, este é o resultado.

https://www.youtube.com/embed/SIh9UKCDK7E?feature=oembed

20141004_182530_Richtone%28HDR%29.jpg?dl=0

E a parte "fisica" de cortar e colar e soldar está terminada, amanhã se tiver tempo coloco como preparar o arduino para poder controlar tudo assim como as ligações que são necessarias, seguidamente irei colocar o software que se pode usar, assim como preparar um ficheiro para ser "impresso".

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Nuno Santos

Parte II - SOFTWARE

Chegamos a parte referente as configurações e Software necessario para colocar tudo a funcionar.

Antes de mais, e para quem ainda não o fez, devem fazer download do Software do Arduino e proceder a sua instalação.

http://downloads.arduino.cc/arduino-1.0.6-windows.exe

De seguida, devem fazer download do seguinte ficheiro e coloca-lo numa pasta no vosso disco.

https://github.com/downloads/grbl/grbl/grbl_v0_9a_edge_328p_16mhz_9600_build20121210.hex

Devem fazer tambem o download para a mesma pasta onde colocaram o ficheiro anterior do seguinte software e de seguida descomprimir o ficheiro para a mesma pasta.

http://russemotto.com/xloader/XLoader.zip

De seguida, iniciar a aplicação (XLoader) e no "file" colocar o link para o ficheiro .hex que fizeram download acima.

Na COM Port devem colocar a porta onde o Arduino está (podem encontrar em que COM Port está no System Manager).

arduino_comport.PNG?dl=0

Devem escolher da lista dos "Devices" o arduino que tiverem, no meu caso é o UNO.

XLoader.PNG?dl=0

Para enviar o ficheiro para o arduino, necessitam de ter o dispositivo ligado por USB. Para terminar devem carregar em "upload", o processo leva apenas uns segundos.

A partir deste momento o arduino é uma maquina de interpretar G-Code. Não tem o "SET" todo de comandos, mas tem os mais comuns.

Para conseguirmos enviar os dados que queremos necessitamos de um Software, existem varias opções, mas a que escolhi usar pela sua simplicidade e qualidade é o JCNC

http://www.jtronics.de/component/phocadownload/category/5-software.html?download=65:jcnc-setup

Depois de fazerem o download e a respectiva instalação e para verificar se tudo ficou OK devem lançar a aplicação que devera ter este aspecto.

jcnc.PNG?dl=0

Para testarem se o Arduino está a funcionar como devia podem carregar no botão no canto superior direito que diz "connect" e devem validar que na "combo" do lado esta escolhido "CNC GRBL".

Quando carregam em "Connect" apareçe o seguinte menu

JCNC_Config.PNG?dl=0

Devem escolher a porta COM que corresponde ao vosso arduino e de seguida carregar em OK (Não devem alterar mais nenhum parametro).

Um bom indicativo de que tudo ficou a funcionar é os "zeros" ao lado dos eixos do X,Y e Z ficarem a "0.000" se ficarem a "888" é porque algo não está a funcionar correctamente, se tal acontecer, validem os passos anteriores.

JCNC_Working.PNG?dl=0

Mais logo devo conseguir colocar a Parte III referente a electronica.

Editado por Nuno Santos
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Michel Zanoti

Ola Nuno. Estou fazendo as ligações tudo certo. Porem testando 1 motor do driver de cd, o easydriver e o motor esquenta rapidamente.

Detalhe, o easydriver está ligado com uma fonte de 12V e 1,5A. O easydriver está com o regulador de tensão no máximo e estou usando arduino nano. Você encontrou esse problema? Se sim, como posso solucionar?

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