ayuda tornillo cnc y otras preguntas

como estan este es mi primer post y he leido varios ya escritos, les cuento estoy interesado en montar una cnc mas o menos de metro y medio por 1 metro.
los tornillos los quiero mandar ha hacer aquí en mi ciudad de rosca cuadrada de 2mm de paso, el problema es que no se que tipo de motores necesitaría para poder cortar aluminio he estado viendo a este vendedor de mercadolibre que trae una serie de motores:

CNC Nema 23 - 34 - 42 motores - $ 120000.00 en MercadoLibre

quisiera que alguien que supiera de la parte mecánica me ayudara por que manejo mas bien lo que es electrónica, lo otro seria que tipo de mototool se utiliza para esto las revoluciones y el torque.

les agradecería su ayuda

otra pregunta hay alguna relación del troque entre el motor y el paso del tornillo?

Los steppers pierden torque considerablemente a medida que aumenta la velocidad, por lo que un paso mayor no viene mal (claro que depende de la velocidad que esperes conseguir). Otro factor a considerar es que "mayor voltaje = mayor velocidad" y "mayor corriente = mayor torque".

Como ejemplo, mi máquina (estructura de MDF/Trupán/Fibrofácil o como sea que le llamen en Colombia) usa casquillos de rodamientos lineales sobre barras de 16mm, cuyo largo es de 100x75x30cm (X-Y-Z), un sistema de transmisión basado en tornillos de 3/8"-16 (aproximadamente 1.6mm de avance por vuelta) de los que uno compra en cualquier ferretería, motores nema23 de 400oz-in en los ejes Z e Y, y de 280 en el eje Z (funcionando en unipolar y no al máximo, así que se asumo que no les estoy sacando todo el torque que podría, pero aún así son muy poderosos) funcionando con micropasos de 1/8 y aproximadamente 42V y 2.5A c/u. Con esta configuración alcanzo casi 100 IPM antes de irme a "stall" (cuando los motores se quedan pegados al pedirles más de lo que pueden dar). Estoy seguro de que si usara tornillos de bolas recirculantes (ballscrews) con un paso de 5mm podría doblar ó incluso triplicar la velocidad sin problemas (quién sabe, en una de esas incluso más), primero porque esos tornillos tienen una eficiencia mucho mayor y segundo porque los motores girarían más lento y por lo tanto tendrían mayor torque. Hay que considerar que a mayor paso del tornillo, menor precisión teórica hay dependiendo de la cantidad de pasos/micropasos, así que tienes que calcular bien eso para ver si calza en las tolerancias que esperas.

Para metales se recomiendan revoluciones bajas; mi herramienta es de 35.000 rpm fijas y he podido cortar aluminio pero bastante lento (avance rápido y capas delgadísimas, así evito calentar demasiado el material) y en vez de tirar astillas tira un verdadero polvo de aluminio. Acabo de encargar ésto: www.SuperPID.com - Super-PID Closed-loop Router Speed Controller (creado por un miembro del foro) con lo cual espero poder usar velocidades cercanas a las 5000 rpm para trabajar aluminio de mejor manera (si buscas hay algunos topics al respecto en el foro, en inglés).

Cualquier duda no dudes en preguntar, no soy experto pero llevo un par de años metido en esto (partió como hobby y lo convertí en un trabajo) y he armado bastantes máquinas como para haber aprendido de varios de mis errores.

¡Saludos!

Cita:

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Iniciado por Walky

Los steppers pierden torque considerablemente a medida que aumenta la velocidad, por lo que un paso mayor no viene mal (claro que depende de la velocidad que esperes conseguir). Otro factor a considerar es que "mayor voltaje = mayor velocidad" y "mayor corriente = mayor torque".

Como ejemplo, mi máquina (estructura de MDF/Trupán/Fibrofácil o como sea que le llamen en Colombia) usa casquillos de rodamientos lineales sobre barras de 16mm, cuyo largo es de 100x75x30cm (X-Y-Z), un sistema de transmisión basado en tornillos de 3/8"-16 (aproximadamente 1.6mm de avance por vuelta) de los que uno compra en cualquier ferretería, motores nema23 de 400oz-in en los ejes Z e Y, y de 280 en el eje Z (funcionando en unipolar y no al máximo, así que se asumo que no les estoy sacando todo el torque que podría, pero aún así son muy poderosos) funcionando con micropasos de 1/8 y aproximadamente 42V y 2.5A c/u. Con esta configuración alcanzo casi 100 IPM antes de irme a "stall" (cuando los motores se quedan pegados al pedirles más de lo que pueden dar). Estoy seguro de que si usara tornillos de bolas recirculantes (ballscrews) con un paso de 5mm podría doblar ó incluso triplicar la velocidad sin problemas (quién sabe, en una de esas incluso más), primero porque esos tornillos tienen una eficiencia mucho mayor y segundo porque los motores girarían más lento y por lo tanto tendrían mayor torque. Hay que considerar que a mayor paso del tornillo, menor precisión teórica hay dependiendo de la cantidad de pasos/micropasos, así que tienes que calcular bien eso para ver si calza en las tolerancias que esperas.

Para metales se recomiendan revoluciones bajas; mi herramienta es de 35.000 rpm fijas y he podido cortar aluminio pero bastante lento (avance rápido y capas delgadísimas, así evito calentar demasiado el material) y en vez de tirar astillas tira un verdadero polvo de aluminio. Acabo de encargar ésto: www.SuperPID.com - Super-PID Closed-loop Router Speed Controller (creado por un miembro del foro) con lo cual espero poder usar velocidades cercanas a las 5000 rpm para trabajar aluminio de mejor manera (si buscas hay algunos topics al respecto en el foro, en inglés).

Cualquier duda no dudes en preguntar, no soy experto pero llevo un par de años metido en esto (partió como hobby y lo convertí en un trabajo) y he armado bastantes máquinas como para haber aprendido de varios de mis errores.

¡Saludos!

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a ver si te entendí osa que a mayor paso de tornillo sube la velocidad y sube el torque pero baja la exactitud? segun me acuerdo en los engranajes la velocidad es inversa a el torque esto es lo que me confunde, entendí mal o!?

gracias por la ayuda me vienen bien esos conocimientos por que quiero hacer algo bien hecho yo hice una ya pequeña pero la arme con unos rieles de gavetas u no son del todo confiables tienen mucho movimiento, la interfaz y los drivers lo hice yo son para un máximo de 2amp l297 y l298 y por el resto funciona bien también utilice un tornillo de esos que venden en ferreterías de 1,5mm de paso.

ahora quiero hacer una maquina un poco mas grande mas o menos con las medidas que colocas tu arriba y quiero utilizar este motor "Cnc Colombia Motor Paso A Paso Híbrido Uni/bipolar 425oz In" respecto a la fresadora por lo que veo tocaria hacer un control de velocidad pwm o algo asi para poder trabajar tanto en madera como aluminio aunque he visto una maquina marca makita de 2 1/4 que parece tener control de velocidad

mira [ame=http://www.amazon.com/Makita-RF1101-4-Horsepower-Variable-Router/dp/B00004YN3N]Amazon.com: Makita RF1101 2-1/4-Horsepower Variable Speed Router: Home Improvement[/ame]

Quietest (81dB) and Lowest Vibration Router in its Class
Electronic speed control maintains constant speed under load
Variable speed (8,000 - 24,000 RPM)
Rugged aluminum motor housing with small 3-1/4" diameter for easy handling
Soft start feature for smooth start-ups
Durable flat top design for stability when changing bits
Sub-base accepts industry standard template guides for convenience
Powerful 11 AMP motor
Industrial cam-lock for fast and easy depth adjustment and removal of motor
All ball bearing construction for long tool life
Bits are installed/removed with two identical size wrenches
Large calibrated depth control ring for easy depth adjustment
Accepts 1/2" and 1/4" shank bits

no se como la ves que recomendación me puedes dar?

Me explico: los motores de paso tienen un número fijo de pasos por vuelta; lo más seguro es que el que vayas a usar sea de 200 pasos por vuelta en modo "full-step", así que tomaré ese valor para este ejemplo.

Si usas un tornillo con paso de 1.5mm, cada 200 pasos avanzarás 1.5mm. O sea, el movimiento mínimo del cual tienes control es de 1.5/200=0.0075mm

Si usas un tornillo con paso de 5mm, cada 200 pasos avanzarás 5mm. O sea, el movimiento mínimo del cual tienes control es de 5/200=0.025mm

Como puedes ver, el tornillo de 5mm sacrifica resolución, pero ésta no deja de ser bastante buena.

Si tu controladora soporta half-step, quarter-step o microstepping puedes aumentar la cantidad de pasos a 400, 800, etc (no es raro ver controladoras que soporten 1/8 y 1/16 de paso), con lo que puedes aumentar la resolución; ojo, que el microstepping no es absolutamente preciso en la posición (pero de todas formas más que las resoluciones de half-step, etc). Una gran ventaja del microstepping es que ayuda a que los motores avancen más "suaves", la desventaja es que en algunos casos puede que la cantidad de pulsos de step por segundo que requieras sea más que la que pueda dar tu pc. Hay que recordar que las condiciones ideales para que dicha precisión sea realmente aplicada depende de muchos factores extras incuyendo rigidez/juego de la estructura y del sistema de avance, juego del tornillo (backlash), precisión del eje de la fresadora (puedes buscar más info sobre esto bajos los términos de "runout" o "TIR").

Ahora bien, volviendo a la comparación de los dos tornillos de distinto paso, aclaremos que para este ejemplo ambos giran a la misma velocidad pero uno avanza más que otro; esto implica que, para que ambos hicieran avanzarar un eje la misma distancia lineal, el de 5mm debería girar menos. Ahora bien, si nos ponemos en el caso de que ambos tornillos hagan avanzar linealmente la misma cantidad en el mismo tiempo, podemos asumir que el de 5mm giró más lento. Recordemos que a los motores de paso les gusta ir lento en lo que respecta a torque, por lo que en el ejemplo anterior la ventaja la tendría el tornillo de 5mm (asumiendo que no te complique la diferencia de resolución). De todas formas no olvidemos que girar el tornillo de 5mm requerirá más esfuerzo de parte del motor debido al ángulo del hilo, pero aún así creo que la ventaja la tendría el de mayor paso, más aún si usas tornillos de bolas recirculantes, que casi no presentan fricción (en YouTube ví un video de una persona que toma uno de éstos verticalmente desde la tuerca y el tornillo gira hacia abajo simplemente por la fuerza de gravedad).

Los motores que mencionas están bien siempre que la controladora los aproveche (¿Nema23 cierto?). El bueno que sean híbridos ya que si cambias la controladora de unipolar a bipolar (o viceversa) puedes mantener los mismos motores).


Makita es una excelente marca, y en mi caso me he dado cuenta de que afortunadamente tiene muy bajo runout (desconcentricidad del eje), por lo cual al menos en mi caso resultó excelente para trabajos de precisión (no con el mismo modelo que dices, el cual debe ser aún mejor ya que es de una gama más alta).

El SuperPID seguramente será más efectivo a bajas velocidades que cualquier sistema de control de velocidad que venga incorporado en una fresadora (tengo entendido que por lo general usan triacs), aunque viendo la potencia de la fresadora que muestras (¡Aproximadamente 1.67KW!) puede que a baja velocidad alcance a tener torque suficiente para lo que quieres. Ojo si llegas a decidirte por el SuperPID, porque no soporta tanta potencia (no podrías usarlo con esa Makita).

Para el sistema de movimiento y tornillos te recomiendo éste vendedor:
eBay My World - linearmotionbearings2008

En mi caso los envíos han tardado entre 30 y 45 días (he comprado 3 veces y los tiempos han sido siempre en ese rango, aunque por suerte jamás me ha tocado pagar aduana por estos rieles), aunque si estás dispuesto a pagar más para que lleguen antes le puedes pedir que envíe por DHL. Los tornillos que vende no los he encargado por costo, pero pienso usarlos en mis futuras máquinas y según he leído son de buena calidad (puedes buscar info sobre ellos en el foro en inglés, a veces se refieren al vendedor como "LMB2008" o simplemente como "Chai"). Para la máquina que piensas hacer te recomendaría guías lineales de al menos 20mm de diámetro, aunque si el costo es un problema con 16mm seguramente te baste (como en mi caso). Dentro de la relación precio-calidad es de lo mejor que hay en Ebay.

Si quieres algo aún mejor, puedes buscar guías lineales (esos que parecen como rieles) Hiwin, THK (mejor aún) o similares, aunque el costo aumenta.

Te dejo un topic en donde he ido mostrando mi historia con las cnc desde que descubrí este mundo (a estas alturas mis primeras máquinas me llegan a dar verguenza, pero por algo se empieza), para que veas que con dedicación se puede avanzar mucho en este asunto, y de paso le eches una mirada a los rieles que te mencioné (hay fotos de una máquina grande con rieles de 16mm, y de una pequeña que vendí con rieles de 12mm).

Ah, y no te recomiendo que uses tornillos comunes y corrientes de 3/8" en una máquina tan grande, ya que latiguean mucho. Funcionan (yo estoy obligado a seguir usándolos en mi máquina ya que mis tuercas anti-backlash son de esa medida, pero espero con ansias poder actualizar a ballscrews), pero el latigueo es bastante con un tornillo de 1 metro de largo a no ser que esté muy derecho, y aún así supongo que es posible que con el tiempo se termine doblando un poco producto de su propio peso.

¡Uff! Acabo de ver la hora y he estado una hora redactando este mensaje jajaja, espero te sea de utilidad y haber solucionado varias de tus dudas :D


¡Saludos!

Nuevamente vengo con otra pregunta, he visto que algunas maquinas tienen en el eje del puente un tornillo de cada lado y utilizan 4 motores, quisiera saber por que?. en la maquina que hice yo (la de prueba pequeña) tiene un pequeño movimiento de bamboleo en el eje que mueve el eje al que esta sujeto el puente del cnc no se si es por eso que algunos colocan los dos tornillos uno de cada lado.

Personalmente se me ocurren varias ventajas:


- Minimizar el bamboleo. De todas formas el bamboleo depende mucho del sistema lineal que se ocupe y de la forma en que está montado (por ejemplo la distancia entre los bloques); con buenos rieles de precisión y un buen diseño no debiese ser un problema.

- Aumento de torque al usar dos motores en vez de uno, especial para puentes muy pesados.

- Permite ubicar los tornillos más arriba para minimizar el efecto "palanca" y no forzar tanto las guías lineales (o algún otro sistema de movimiento).

- Supongo que en ciertos casos el hecho de tener una tuerca a cada lado puede mejorar un poco la precisión.

- Permite minimizar la altura total de la máquina

- Supongo que sistemas tales como las máquinas de corte por plasma no permiten tener un tornillo al centro (para no dañarlo durante el corte).


Al menos es lo que se me ocurre :p

Hola...puede colocar una foto de la máquina? .... el doble tornillo para mover "Y" es reemplazar el tornillo o "husillo" inferior central y la platina: Es una variante más de diseño por comodidad o por necesidad (ej: recorrido de "Y" muy largos con husillos delgados entonces se minimiza el "latigazo") . Salu2

PD: Veo que ya Walky respondió.

Cita:

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Iniciado por josb86

Nuevamente vengo con otra pregunta, he visto que algunas maquinas tienen en el eje del puente un tornillo de cada lado y utilizan 4 motores, quisiera saber por que?. en la maquina que hice yo (la de prueba pequeña) tiene un pequeño movimiento de bamboleo en el eje que mueve el eje al que esta sujeto el puente del cnc no se si es por eso que algunos colocan los dos tornillos uno de cada lado.

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Buenas tardes! estoy proyectando una CNC con motores de 20km/cm, y las barras lisas de 12" con chumaceras lineales largas; ¿les parece poco grosor la de las varillas pretendiendo hacer la máquina con una medida de 1.20m x 1.0m.? además pienso usar tornillos trapezoidales de 4 hilos en 8mm ya que no encuentro mayor diámetro en esas medidas que pretendo usar; ¿hay problemas con díametro de 8mm en esas longitudes?

Saludos!