CNCs, saiba como funcionam.


Texto: Victor Trucco

Já bastante tempo eu almejava uma fresadora CNC, provavelmente desde a época que eu fazia manutenção em meus pinballs e tinha que reconstruir peças de plástico. Na época eu fazia a impressão em jato de tinta e depois xerox colorida, colando por trás de um acrílico transparente e depois com muito cuidado ia cortando com a Dremmel. Um erro no corte, era fatal e tinha que começar o processo todo novamente. Claro, isso é só um pequeno exemplo das inúmeras coisas que uma máquina controlada por computador pode fazer, mas dá pra ter a noção exata de quão poderosa essa ferramenta pode ser. 


Bem, máquina montada, configurada e testada. E agora? Agora entra a parte dificil e ao mesmo tempo divertida. É necessário aprender a usar os programas! Falando rapidamente, basicamente o trabalho precisa ser dividido em 4 partes. 


1) Desenho num software de vetorização 

As opções mais conhecidas seriam certamente Adobe Ilustrator, Corel Draw ou mesmo Autocad, mas alternativas freeware podem ser usadas, como o Inkscape por exemplo. 



Mais sobre  Inkscape 

Basicamente o que é necessário aqui é "desenhar" o que o CNC precisa fazer. Digamos que eu precise recortar a janela para um display numa caixa e os furos dos botões. Primeiro faria um retangulo na medida EXATA da caixa, outro retangulo com a medida EXATA da janela, na EXATA posição que eu quero em relação à caixa. Cantos arredondados nessa janela? Ok, só incluir. Furos redondos de 1 cm para os botões? Ok também, a máquina dá um jeito. ;) 

Uma vez desenhado, basta exportar num dos formatos que o software de CAM (Computer Aided Manufacturing) consiga ler. Um formato que parece ser unanimidade é o DXF do Autocad. Testei alguns CAMs e todos importaram o DXF sem qualquer problema ou variação de tamanho. 


2) O software CAM (Computer Aided Manufacturing) 


Temos então o desenho pronto, mas como ele deve ser "usinado"? (termo que se usa para a peça sendo trabalhada pela fresadora) 
Ai que entra o CAM. Nele iremos definir as medidas das ponteiras usadas para o corte e furação, os caminhos do corte, posição e profundidade. Assim como existem vários softwares que podem ser usados para vetorizar, existem muito softwares de CAM. Um dos mais completos é o ArtCAM, mas eu me dei melhor com o SheetCAM, justamente por não ter uma centena de opções que eu ainda não sei usar. Pode ser que num futuro eu passe a usar outro, mas por enquanto o SheetCAM está atendendo bem. 


Falando sobre o CAM em si, é necessário um pequeno cadastro das suas ferramentas de corte. Por exemplo, eu cadastrei uma fresa de 1.5 mm e outra de 3 mm e a partir disso posso importar o DXF preparado no passo anterior. Com os vetores na tela eu posso agrupá-los em camadas que receberão o mesmo tratamento de corte. Com a nossa suposta abertura de janelas numa caixa do passo anterior, eu poderia marcar e agru par todos os vetores desenhados, com exceção do primeiro retangulo que seria a guia do tamanho da caixa. Todos os outros eu poderia colocar numa camada chamada "JANELAS". A seguir seria necessário escolher o que fazer e como fazer: Com a camada JANELAS selecionada, eu digo que quero um CORTE, com a ferramenta de 3 mm e, muito importante, esse corte é INTERNO (porque é uma janela, certo?). Inclusive aqui está uma das grande pegadinhas da coisa, que eu não tinha entendido como era até ver o funcionamento do CAM. Eu tanto poderia querer um circulo de exatamente 3 cm, tipo uma ficha de poquer, quanto uma janela circular de 3 cm. A manha da coisa é essa porque eu digo se o corte vai ser INTERNO ou EXTERNO. Inclusive uma coisa muito interessante é que, dependendo da modalidade de corte escolhida, a fresadora faz o movimento horário ou anti-horário. Isso influencia o lado que a "rebarba" do material fica. Um dos meus muitos testes foi cortar alguns circulos de justamente 3 cm, alguns por dentro, outros por fora. Os que foram por dentro ficavam uma janela perfeita de 3 cm, enquanto o disco interior ficava com o resto do plástico já meio derretido por causa da velocidade e atrito da fresa, enquanto que os que eu cortava por fora, resultavam num disco perfeito de 3 cm, enquanto a janela recebia o material deteriorado. 


Bem, voltando ao CAM, com todas as camadas separadas e caminhos definidos, falta apenas mais uma informação, definir o "ponto zero", ou seja, de onde a maquina deverá partir para começar os trabalhos de corte. Com todas as configurações prontas devemos exportar o "código G", que é o contém as informações de posicionamento dos 3 eixos da máquina. 


Para finalizar essa parte, digo que não cheguei a encontrar um software freeware para CAM, mas tanto o ArtCAM como o SheetCAM tem versões demo limitadas pelo número de linhas de "código G" geradas. Como tudo que fiz até agora foi relativamente simples, eles me atenderam nesse quesito. 

Mais sobre o  SheetCAM e sobre o  ArtCAM.

3) O interpretador e controlador dos drivers 


Com o código G gerado pelo CAM, tudo que precisamos agora é de um interpretador pra ele. Existem máquinas profissionais inclusive com o interpretador embutido no hardware, mas no caso dos hobbystas é comum um software rodando no PC convertendo o código G em pulsos para o driver, geralmente ligado pela porta paralela. Um dos programas mais usados seria o Mach3, que também tem uma versão demo limitada por número de linhas do código G que podem ser interpretadas. Uma vez o programa configurado com os parametros dos motores dos 3 eixos ele está apto a controlar propriamente a máquina, bastando alimentá-lo com o programa. O código G gerado pelo CAM pode ser carregado e a maquina "quase" está pronta para uso. Devemos agora posicionar e prender o material a ser usinado na mesa. Sobre a mesa do CNC eu aparafusei uma segunda mesa de MDF que seria a "tábua de sacrifício". Nela eu prendo aparafusando pelas laterias o material a ser usinado, sem nenhuma pena, usando parafusos de rosca soberba, diretamente na madeira. Pra peça destacar perfeito sem ficar presa no resto do material, eu sempre corto com 1 mm extra na altura: exemplo, um acrílico de 6 mm eu mando cortar a 7 mm de altura, o que acaba também pegando na madeira abaixo do material. Logo, de tempos em tempos a tábua de sacrificio vai ficando toda riscada e furada e quase que inutilizável, mas basta uma aplainada com a própria máquina com uma fresa especial percorrendo toda a tábua e retirar 1 ou 2 mm da superfície. Simples, não? 


Com o material devidamente preso à mesa só falta informar onde é o ponto zero (lembram do tópico anterior?). Esse ponto é de onde a broca deverá partir e com isso ela tem como saber em qual parte da mesa está o material. Inclusive o posicionamento, além dos eixos X e Y, também contempla o eixo Z, a altura da broca. O que faço por aqui é posicionar a tupia com as setas do teclado e abaixar a broca até ela apenas tocar o material, dai zero todos os eixos no programa e agora estamos prontos para começar. 

Mais sobre o  Mach3.










4) A usinagem 


Com o material posicionado na mesa e os eixos zerados, é só ligar a tupia esperar a sua obra de arte sair prontinha. :D 
Seria bom se isso fosse simples assim, mas aqui é que entra o verdadeiro problema. Para a usinagem sair perfeita é uma combinação de variáveis que precisam ser atendidas. 

Ferramenta x Tipo de Material x Velocidade da tupia x Velocidade de avanço

É com a combinação dessas quatro variáveis que temos que aprender o pulo do gato. Por exemplo, velocidade da tupia rápida demais derrete o plástico ou queima a madeira, o mesmo acontecendo se a velocidade do avanço (velocidade que a mesa se move) for lenta demais. Já avanços rápidos demais deixam imperfeições na peça ou mesmo podem quebrar a fresa. Já ferramentas existem CENTENAS diferentes, algumas melhores que outras para determinados materiais. Não acredito que exista uma receita mágica que resolva qualquer caso e com algum estudo, muita observação e muitissimo mais experiencias é que se acaba chegando a alguns bons resultados. 







Victor Trucco é um entusiasta e especialista no assunto.



http://www.victortrucco.com/CNC/RouterCNCHobby/RouterCNCHobby.asp



Cald'nazza


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