Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Revisão de ferramentas: Kit de fresas CNC Shapeoko

Minha obsessão por máquinas CNC começou há alguns anos com meu primeiro escudo Arduino - o Adafruit Motor Shield. Depois de montar o kit, meu primeiro projeto de solda real, fiquei impressionado com a facilidade e precisão com que os motores de passo podiam ser controlados. Com um pouco de tempo livre em mãos, passei uma semana pesquisando partes diferentes para montar um motor de eixo único e um sistema de controle aleatórios. Assistir minha plataforma rastejando de um lado para o outro ao longo de uma haste com nós era absurdamente satisfatório e eu sabia que a construção de uma máquina CNC completa estava no meu futuro.

O tempo livre rapidamente sucumbiu ao trabalho e deixou minhas aspirações CNC em combustão lenta. Durante a navegação noturna, eu vasculhava o Instructables e MAKE para projetos de CNC, arquivando pedaços de informação. Minha intenção original era construir uma máquina do meu próprio projeto a partir do zero, mas logo percebi que as complexidades estavam além das minhas habilidades na época.

Comecei a pesquisar kits CNC e me inspirei no projeto Shapeoko Kickstarter de Edward Ford. Apesar de estar relutante em investir na versão inicial de madeira, fiquei muito animado em ver a Shapeoko evoluir para uma máquina de metal e alumínio substancial com a ajuda da Makerslide, outro projeto do Kickstarter.

Algum tempo depois me deparei com a Shapeoko e imediatamente fiz uma encomenda de um Kit Mecânico, a máquina barebones sem eletrônica. Eu passei o próximo mês comprando vários componentes, alguns dos quais eu já tinha, e lendo o extenso fórum de usuários e wiki sobre Shapeoko antes de receber meu kit.

Na chegada, minha primeira impressão foi de embalagem profissional e sacos de peças meticulosamente rotulados. Em anexo estava uma carta de agradecimento de Edward e uma lista de materiais bem organizada. Fiquei muito satisfeito em saber que as peças eram de alta qualidade, especialmente considerando o baixo preço.

Alguns dias depois, armado com o wiki de construção Shapeoko no meu laptop e apenas sete ferramentas, iniciei a construção. As instruções abrangentes, fotos, vídeos e fórum de usuários tornaram o processo surpreendentemente fácil.

As peças iam juntas muito suavemente - as etapas mais complexas eram usar uma ferramenta rotativa para moer a tinta nos orifícios das placas de metal e bater no Makerslide. Eu tenho que dizer, eu estava um pouco desconfiado de tocar as peças à mão, mas o vídeo instrutivo no wiki inspirou confiança e meus 14 buracos foram perfeitos.

Havia algumas seções nas instruções que eram um pouco incertas, principalmente a descrição do anexo do cinto X e Y. No entanto, o fórum ativo da Shapeoko oferecia uma variedade de soluções, desde zip ties até suportes personalizados em “L”. Eu optei por criar uma solução de montagem, reconhecidamente não tão elegante quanto os suportes “L”, mas definitivamente muito funcional.

Para minha construção inicial de componentes eletrônicos, decidi montar componentes simples e temporários em um pedaço de madeira. Eu usei cabos de radioamador reciclados e os conectei com conectores de liberação rápida aos motores de passo. Meu objetivo era fazer as coisas funcionarem e, eventualmente, usar o Shakeoko para construir um gabinete apropriado para abrigar os componentes eletrônicos.

O Shapeoko é controlado via Grbl, um controlador de fresagem CNC de código aberto que roda em um Arduino. Depois de fazer o download, é muito fácil enviar o arquivo hexadecimal do Grbl por meio do IDE do Arduino. Depois de piscar, o seu Arduino é agora um controlador Grbl pronto para interpretar o GCode e conduzir sua máquina. Os 3 eixos do grblShield da Synthetos simplificam a conexão dos motores de passo e da fonte de alimentação de 24 volts. Os novos grblShields estão disponíveis com um Z Axis Mod específico especificamente para o Shapeoko - Grbl e o grblShield fornece parâmetros para definir uma taxa de alimentação para os motores X, Y e Z, mas são projetados para máquinas com configurações constantes em todos os eixos. Shapeoko usa uma combinação de correias para os eixos X e Y e haste roscada para o eixo Z. A modificação requer o corte de um traço no grblShield e a soldagem de um jumper no solo para permitir uma taxa diferente para o eixo Z. A documentação torna o processo de 10 minutos bastante fácil para quem já tem a placa, como eu.

Com a eletrônica e o controlador Grbl juntos, obtive o software recomendado para comunicação com o controlador. Originalmente começando no Mac, optei por usar um laptop PC rodando o Illustrator, o CamBam e o Universal-G-Code-Sender. A combinação de software permite exportar arte vetorial como arquivos DXF, converter em GCode via CamBam e enviar GCode para Grbl do Universal-G-Code-Sender.

O Universal-G-Code-Sender também permite que você envie manualmente o GCode para sua máquina. A excitação da minha construção original de eixo único foi facilmente multiplicada por três quando realizei uma série de testes para entender como o GCode funciona e para calibrar o meu Shapeoko. Ao ver os movimentos suaves de cada eixo, eu sabia que tinha percorrido um longo caminho desde onde comecei. O fórum do usuário facilitou o processo com a grande quantidade de informações, incluindo uma calculadora para ajudar a aperfeiçoar as configurações do Grbl.

Uma vez que tudo parecia funcionar corretamente, eu orgulhosamente executei o GCode "Hello World" fornecido para imprimir o logotipo da Shapeoko no papel com um marcador. Minha primeira tentativa correu bem, mas imprimiu o logotipo ao contrário. Depois de alguns ajustes rápidos no eixo Y, graças à calculadora de configurações, imprimi uma imagem perfeita do logotipo da Shapeoko!

Impressionado com a qualidade e a precisão da saída, rapidamente criei um arquivo DXF no Illustrator com o nome do meu filho recém-nascido, converti-o com CamBam e imprimi-lo com o Shapeoko. Houve excitação em toda a casa quando seu nome, desenhado via CNC, foi pendurado na geladeira.

Uma das grandes coisas sobre o Shapeoko, e o uso do Makerslide, é a compatibilidade com peças encontradas na loja média de hardware. Pegando uma variedade de placas extras de metal, parafusos sextavados M5, porcas e arruelas definitivamente ajudaram enquanto eu construía um suporte de caneta simples para avançar meus testes de papel e caneta.

Com os testes de papel completos, troquei meu porta-caneta por uma ferramenta rotativa barata. Meus cortes iniciais foram um pouco desleixados, mas depois de alguns ajustes na ferramenta Shapeoko e rotativa, a precisão de corte aumentou tremendamente. Demorou algum tempo para ajustar as taxas de alimentação e as configurações de profundidade no CamBam, mas estou orgulhoso de que, alguns dias depois da minha construção, estou cortando pedaços limpos de compensado de 1/4 de polegada com precisão de 1/64 ”.

Embora eu ainda não tenha construído meu gabinete de produtos eletrônicos, comprei o Makerslide adicional para expandir a área de corte da máquina e pesquisei opções de fuso mais resistentes. Acredito que com a combinação certa de fuso e fresas de topo, o Shapeoko terá a capacidade de gravar placas revestidas de cobre para criar PCBs funcionais.Com uma Extrusora de Impressora 3D Universal Open Source a caminho de outro projeto Kickstarter e uma atualização para o controlador Synthetos TinyG 6 axes, prevejo modificar minha Shapeoko para uma variedade de usos.

A capacidade de modificar o design de hardware aberto e a plataforma extensível é o que mais me entusiasmou no Shapeoko. Eu certamente poderia ter comprado uma máquina CNC pronta para uso, ou até mesmo um kit completo, mas queria experimentar o processo de aprendizado de trabalhar com a eletrônica e - com o suporte de um fórum de usuários ativo - ajustar e personalizar a máquina.

Devo dizer que Edward Ford fez um tremendo trabalho criando a Shapeoko e dirigindo uma comunidade muito ativa em torno dela. Acredito que a máquina é uma plataforma ideal para qualquer pessoa interessada em CNC que esteja ansiosa para aprender em primeira mão através de construção e experimentação. Aprendi muito em pouco tempo e ter uma plataforma estável bem projetada para construir tornou o processo acessível e com grande recompensa. Estou ansioso para continuar aprendendo e criando muitos projetos com o meu Shapeoko.

O Shapeoko está disponível como parte de uma pré-venda da Inventables a partir de US $ 225 para o Kit Mecânico.

Ação

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