Como hacer una fresadora CNC casera de 3 ejes paso a paso

Hola, en este artículo y en los sucesivos, vamos a dedicarnos a la construcción de una fresadora CNC casera, es decir, una máquina controlada por ordenador que es capaz de moldear, gravar, tallar y fresar todo tipo de materiales de la forma y tamaño que deseemos. ¿qué significa esto?, pues esto, es ver realizado el sueño de todo aficionado al DIY!!!, ya que puedes crear todas las piezas que necesites para tus proyectos con un solo click de ratón. Al igual que puedes hacer tus propias placas PCB o tallar maravillosas esculturas 3D.

Todo es posible con una CNC!!!

Mirad un pequeño ejemplo de un trabajillo que hice el otro día con mi CNC.

Ahora que sabemos cuales son las posibilidades de esta maravillosa máquina, empezemos a construirla!!!

1. Primer paso – Materiales

Necesitaremos muchos materiales para la realización de este proyecto. Desde electrónica hasta piezas mecánicas y motores. Ahora voy a nombrar los necesarios para hacer la estructura:

  • Madera o metal para la estructura

  • 3 motores paso a paso de al menos 1.5 g/cm (esto es la fuerza del motor) dependiendo el tamaño de la CNC

  • 1 herramienta rotativa

  • Varillas roscadas

  • Tornillos y tuercas

  • Herramientas 

Motor_paso¿Qué son motores paso a paso?

El motor paso a paso es un dispositivo que convierte una serie  de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares, lo que significa, que es capaz de avanzar una serie de grados (pasos) dependiendo de la orden que se le de. El motor paso a paso es un motor altamente preciso ya que su eje gira de 1.8º en 1.8º lo que quiere decir que para hacer 360º debe dar 200 pasos. Esto les confiere una precisión increíble, la cual transferida a la CNC proveerá de una gran capacidad para hacer piezas muy pequeñas y delicadas, aunque también se pueden hacer piezas grandes.

Chips A4988A4988

Los A4988 de Pololu son unos drivers electrónicos que se usan para controlar motores paso a paso, permiten decidir la dirección de giro y velocidad de estos. Los motores, irán conectados a Arduino, que imagino, ya sabéis perfectamente que es, si no, en Ikkaro podéis encontrar información sobre esta placa. No es necesario que sepamos mucho más sobre estos chips, pero si queréis profundizar podéis informaros de todo en la web del fabricante, y este otro enlace podéis descargar el datasheet del A4988.

 

Costes

Bueno como supongo que es una pregunta que todos os estareis haciendo aquí dejo la lista de los precios.

  • 3 Chips A4988 – 45 € (15 € cada uno)
  • Arduino UNO – 26 € ( ahora el Leonardo sale por 20 € )
  • 3 Motores paso a paso – 36 € los 3 por ebay
  • 1 PCB – 5 €
  • Madera DM – 30 €
  • Fresadora – 50 € ( la mía es de marca pero las hay por 20 € )
  • Varillas roscadas y tuercas – 0.50 €
  • Fuente ATX – 20 € / 50 € ( yo la saque de un ordenador viejo )

Total – 200 € aprox.


2. Segundo paso – Montaje

Bueno, ahora llega el momento de la verdad, la construcción de la máquina. Os dejo este video explicativo en el que se enseña de forma general cuales son los rasgos más importantes a la hora de construir vuestra CNC y como tenéis que hacerlo para que funcione correctamente. Además debajo del vídeo tenéis una explicación de los pasos más importantes a la hora de montar y cortar las piezas para la estructura, aunque recomendaría ver el video para que veáis la forma y disposición de las piezas.

Una vez informados, vamos a detallar algunos pasos:

En primer lugar, vamos a cortar las tablas que formarán el cajón principal de la máquina dentro del cual se colocará la electrónica y sobre este, la fresadora trabajará los materiales.

Las medidas de este cajón son totalmente personalizables y cada uno de vosotros podéis elegir las medidas de la base, dependiendo del tamaño de las piezas que queréis moldear. Tened en cuenta que lo que mida el cajón será el área máxima sobre la cual, la máquina podrá trabajar. Todas las medidas de la máquina son personalizables y podéis usar este tutorial como guía pero el tamaño de vuestra CNC es cosa vuestra.

Una vez hemos construido la base de la máquina, vamos a hacerle unos “raíles” (se aprecian en la foto superior) para que el cabezal principal pueda rodar hacia delante y hacia atrás. Estas guías son simplemente dos listones de madera que van pegados los dos lados opuestos del cajón. Al final debería quedar algo parecido a esto:

Sobre las guías que acabamos de colocar rodará la sección principal de la máquina, la cual se moverá en el sentido del eje X, y sobre esta se encontrará el cabezal que se mueve en sentido del eje Y y Z. Pero esto lo veremos un poco más abajo.

Ahora con dos tablones de madera construimos una especie de estructura en forma de portería, como se muestra en la imagen, pero teniendo en cuenta que sobre la tabla que va en horizontal hay que hacer unas ranuras para que corran las ruedas del cabezal principal. Esta es la imagen de la estructura:

Por debajo, la estructura del cabezal, lleva un listón que une las dos paredes para mayor estabilidad y que permite, que la varilla roscada pase por él para moverlo. (No os asustéis por el cableado, que ya lo explicaré en el próximo artículo y veréis que fácil).

En esta foto vemos un detalle de las ranuras del cabezal, hay dos, una arriba (la que se ve) y otra en la parte inferior, para que el cabezal se sujete mejor:

En esta otra imagen se ve con detalle, donde se encuentran las guías del cajón y como encaja en ellas el cabezal y sus ruedas. Estas, son ruedas de puertas correderas, como menciono en el vídeo. Las podéis encontrar en cualquier ferretería.

Ruedas del cabezal sobre sus guias

Con lo que llevamos hasta ahora la máquina debería haber tomado ya forma. Centrémonos entonces en el cabezal que es donde va la fresadora, la cual sube y baja. Esta es la parte más complicada de todo el proceso y esta pieza debe quedar perfecta para evitar cualquier movimiento o cabeceo de la máquina cuando este funcionando.

Debemos coger tres tablones de madera y unirlos para formar una caja de tres paredes, dentro de la cual se colocará la fresadora. Dicha caja deberá llevar dos tapas, arriba y abajo, la de la parte superior, con un agujero para que el eje del motor pase por ella y la de la parte inferior, con un orificio para que la varilla roscada encaje y no se salga de su eje de rotación. Dentro de esta tabla y en dirección vertical, deben ir tres varillas guías como las de la imagen, para que la pieza central se desplace a lo largo del eje Z, aunque recomiendo dos tablas para sujetar la fresadora por dos partes y que no cabecee, ya que cuando funcione hará presión sobre la punta de la fresadora y esta podría desviarse.

En esta otra imagen se puede ver el cabezal totalmente acabado y con la fresadora insertada.

Una vez que toda la estructura está construida procedemos a colocar los motores paso a paso.

La colocación de los motores debe hacerse con cuidado para evitar el cabeceo de estos. Primero haremos un agujero en cada una de las tablas de una medida adecuada para que pase el eje del motor. Introducimos los ejes en los orificios y conectamos las varillas roscadas a ellos. La conexión de la varilla roscada la dejo a vuestra imaginación, aunque mi sistema fue meter en el eje un taco metálico, de los que se usan para colgar lámparas del techo, estos tienen una entrada roscada y una lisa, pues metéis el eje en la lisa y la varilla en la rosca. Estas piezas las venden en cualquier ferretería. Aquí dejo un detalle de la unión del motor a la varilla:

Las varillas roscadas para el eje X las vamos a cortar de la medida que tenga como profundidad el cajón principal, para el eje Y, las cortamos de la medida entre los dos tablones laterales que sostienen el cabezal y la del eje Z se corta respecto a la altura de vuestro cabezal.

Todo el cableado y la electrónica, así como la programación de Arduino lo explicaré en los próximos artículos. Pincha aquí para ir a la siguiente parte del tutorial.

Nos vemos allí!!!


7 comentarios

  1.   javier dijo

    Hola Nacho…que tal.
    Estoy empezando otra vez a hacer una cnc, pero esta vez con laser. Ya hice una en su dia, pero por falta de
    espacio la desmonte. Los motorres que tengo son iguales (lo mismo me equivoco ya que en una de tus fotos no logro distinguir el modelo) a los de tu montaje. En mi antigua cnc los tenia conectados con unos drivers de Steeca de 4A los cuales tambien los desmonte. Mi pregunta es….te van bien los drivers A4988 de Pololu, ya que estos motores son de 3,9A y los drivers A4988 creo que llegan a 2A.

    Gracias y un saludo.

    1.    Cristian dijo

      Javier, vi tu mensaje sobre el CNC casero publicado en http://www.ikkaro.com/como-hacer-fresadora-cnc-casera-3-ejes/. Favor me puedes dar el modelo del driver Steeca que tu tienes.
      Saludos,

      Cristian

  2.   Juan Guzman dijo

    Muy buen trabajo, gracias por compartirlo, podrias darme una referencia del elemento que se usa para unir el motor a la barilla ?

  3.   Javier dijo

    Hola Cristian……
    El driver de 4A de esteca esta en su página. Mete en Google esteca55 y te saldrá su página. En ella en la sección “proyectos”tiene el driver uní polar de 4A uní polar (tb sirve para bipolares). Tiene todo el proyecto ,incluso las PCB.
    Yo tengo la interfaz de 5 ejes realizada por mi y totalmente operativa…si te interesa hablamos……

  4.   Javier dijo

    Hola, sabés sin cambiando los drivers por unos drv8825 hay que modificar algo del código. Gracias

  5.   Luis Soto T dijo

    Gracias por dar esta información yo quisiera hacer una CNC
    cuantos programas se tienen que instalar para hacer esta CNC y cuales son.

  6.   julian gañan martinez dijo

    Quisiera hacerme una fresadora para tallar madera se como conseguir los materiales lo que no tengo claro son todas las conexiones podrias esplicarmelas o mandarme un correo con todo gracias anticipadamemte.

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