Vi presento qui il risultato di tali fatice, spero di non annoiare eccessivamente
Mi rendo conto che la macchina in questione è un po' "atipica", ma un po' per orgoglio personale, un po' per ignoranza ho voluto fare di testa mia senza andare a copiare macchine altrui (non che ci sia nulla di male, metto le mani avanti!). E' sbagliando che si impara!
L'obiettivo primario era di imparare a "capire" i sistemi di controllo e automazione di base, programmazione, gestione dell'elettronica da parte di un PC, etc. Insomma, una "nave scuola". L'obiettivo secondario era arrivare ad avere una macchinetta che mi permettesse di realizzare i pezzi per migliorarla di volta in volta, in modo da trovarsi alla fine con una macchina abbastanza flessibile e durevole da realizzare parti meccaniche di vario genere e in vari materiali (fino alle leghe leggere, mi basta e avanza) per scopi hobbistici.
Essendo studente i soldi sono pochi, quindi ho cercato di limitare il più possibile l'esborso costruendomi da me praticamente tutto, esclusi i motori passo passo, cuscinetti, l'elettromandrino e parte dell'elettronica. Avevo disponibili solo un trapano a colonna cinese da € 49.99 con la cinghia sfibrata e giochi assiali imbarazzanti, una mola da banco, un seghetto a mano per metalli, e una smerigliatrice angolare. Solo alla fine ho comprato una saldatrice. Non avendo istruzione "formale" (ho fatto uno scientifico) ho dovuto procedere un po' ad intuito e basandomi sull'esperienza di piccoli lavoretti passati.
Struttura
Il progetto è basato sulla considerazione che tutti i pezzi devono essere lavorabili con gli utensili che avevo a disposizione, i fissaggi sono, nella stragrande maggioranza dei casi, accoppiamenti vite dado, o vite-filettatura. Ho saldato (pure malamente) solo degli angolari di rinforzo per i montanti del ponte fisso. Avendo la necessità di avere una macchina stabile e pesante ho deciso di utilizzare l'acciaio per la struttura portante, e per le parti "di precisione" ho usato l'alluminio, nella cui lavorazione mi trovo più a mio agio.
Sistemi di traslazione
Non avendo la possibilità di andare a comprare guide, cuscinetti lineari, supporti e quant'altro, ho cercato di rimanere sulla semplicità . I carrelli si muovono su barre (sospese ahimè) in C40 rettificate D20mm, grazie a viti M10. Le viti sono state la lavorazione più impegnativa, visto che non avendo un tornio ho dovuto usare la mola (si lo so, non commento oltre); il risultato è stato apprezzabile comunque. Le madreviti sono patetici dadi M10 annegati in un supporto in nylon/colla a caldo/saldati su una piastrina imbullonata (sì, sono tutte diverse, volevo fare dei test). Sorprendentemente i giochi sono accettabili, non ho strumenti precisissimi (solo un modesto calibro centesimale elettronico) per valutarli ma penso siano nell'ordine del decimo di mm, a spanne.
Elettronica e controllo, hardware e software
Qui la scelta forse è stata più frutto della mia voglia di imparare che di mere considerazioni economiche. Ho deciso di non avvalermi di nulla di pronto (beh quasi) per la parte software, e di schedine Open per l'hardware.
Soluzione: Arduino UNO + Easy Big Driver
Il sistema di controllo è "sparso" tra il PC (scritto in MATLAB) e l'Arduino (in simil C). Probabilmente non sarà mai finito, ma già ora permette il disegno di lavorazioni (con un ultra semplice CAD), generazione delle pathways, code di lavorazione, controllo manuale, tweak delle rampe di accelerazione, velocità , oltre alle funzioni hard-coded nell'Arduino di interpolazione lineare, circolare ed elicoidale. (Solo ora mi rendo conto che ho fatto davvero un sacco di roba cribbio
). Purtroppo non posso importare disegni da CAD esterni per ora... non mi dilungo oltre comunque.L'alimentazione è affidata ad un vecchio ATX che avevo in giro, ed è probabilmenta la prima cosa che cambierò, 12V sono pochi.
Motori di traslazione
La scelta era qui obbligata, visto che gli Easy Big Driver gestiscono al massimo 2.0A di corrente. Ho dovuto quindi accontentarmi di dei motori cinesi molto economici da 1.5A per fase, con coppia nominale di 0.4Nm. Vengono mossi in chopper con 1/16 di passo. Spendendo poco più avrei potuto mettere le mani su 1Nm con la stessa corrente/fase, ma un po' le finanze, un po' l'insicurezza se il tutto avrebbe funzionato mi ha consigliato di volare basso. A posteriori probabilmente sarebbe stato saggio spendere quei 30-40 euro in più.
Comunque per il momento sono sufficienti. Devo fare delle prove in full/half step per vedere se riesco a incrementare gli avanzamenti.
Elettromandrino
Ho dovuto usare ciò che ho in casa, cioè un vecchio Dremel. Per adesso l'ho fissato in maniera abbastanza "casual" alla macchina; volevo avere una conferma, in tempi brevi, se il tutto andasse nella direzione giusta. I risultati sono per ora soddisfacenti.
Ho speso, in tutto, circa 250 euro, escluso il Dremel.
Colgo l'occasione per chiedere consiglio... Il Dremel è vecchiotto e ho paura di distruggerlo definitivamente, specialmente sull'alluminio. Ho letto, letteralmente, una miriade di discussioni su elettromandrini, ma onestamente ho le idee molto poco chiare. Il dubbio riguarda le velocità di avanzamento, che nella mia sono nell'ordine di 200mm/min (e vabbè). Ho paura che con un Kress dovrei correre molto di più per star dietro ai giri (stessa situazione del Dremel in realtà , ma quello è "temporaneo"). Che poi in realtà è previsto un aggiornamento dei motori e dell'elettronica di controllo di basso livello (i driver) e delle viti, quindi dovrei arrivare a velocità maggiori.
Secondo la vostra esperienza, a occhio, una macchina del genere, strutturalmente, reggerebbe un Kress 1050? Che avanzamenti dovrei andare a ricercare? O mi conviene ridisegnare tutta la macchina?
Vi allego un paio di disegni del progetto (è incompleto perchè alla fine molte cose, come i supporti per i motori, il supporto per l'elettromandrino, li ho fatti "sul campo" o quasi), e vi rimando a un video che ho fatto! Si vede pure una parte dell'interfaccia di controllo.
http://www.youtube.com/watch?v=_GrrFNnW ... ture=feedu
Purtroppo ad oggi non ho foto delle fasi di realizzazione (quando inizio mi faccio prendere dalla smania e non mi ricordo mai), e le foto della macchina finita (in realtà non è ancora finita, sarebbe da irrobustire in alcune parti) le farò a breve quando trovo un attimo, se interessano.
Stefano
