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Diseño de un CNC de aluminio: la bancada

Como ya he dicho en la anterior entrada, de cara a tener un diseño sencillo de ejecutar, he decidido utilizar perfilería de aluminio, concretamente de 45×45, ya que disponía de los herrajes de esta medida, tiene los canales de 8mm, y las guías se pueden atornillar perfectamente en ellos. Como se verá, estos perfiles dan una versatilidad muy grande a cualquier diseño que se necesite, ademas de robustez. La base de la estructura de la bancada no tiene porque se complicada. Basta con hacer un rectángulo con las medidas según diseño, ponerle patas, y unos refuerzos para darle robustez, y ya tenemos una bancada.
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Sobre esta estructura, se puede atornilllar lo que queramos para anclar las piezas. Yo en concreto voy a poner un tablero de conglomerado con melamina, al cual le voy a practicar unos canales para atornillar unos perfiles de aluminio. Estos perfiles me servirán para anclar las mordazas a lo largo de la longitud de estos, lo cual me resultara mucho mas útil que tener una matriz de agujeros para ir atornillando, tal y como tenia antes. Estos perfiles se pueden encontrar aquí:

Perfil de aluminio para la bancada
Perfil de aluminio para la bancada

El movimiento del eje X, como tambien he adelantado lo voy a hacer con dos motores, por razones de peso y por no tener un par de torsión en todo el puente cuando mecanice cosas en un extremo lateral. Así como en el CNC de madera, utilice husillos trapezoidales, aquí voy a ir a una solución profesional. No voy a invertir un montón de dinero para después, por ahorrarme un poco acabar teniendo holguras. Así que la casa por la ventana. Busque en Ebay y encontré un buen vendedor que me ofreció todos los husillos a buen precio. Se trata de husillos de Ø12mm de bolas recirculantes. Estos husillos dan una precisión muy buena, y ademas me los vendía con los extremos personalizados según mis propios planos.

Los husillos van a tener que transmitir los esfuerzos tanto del movimiento como durante el mecanizado, por lo que tienen que estar buen fijados. Se trata por tanto de elementos bi-apoyados, por los que circula una tuerca con bolas, en un extremo estará apoyado en un rodamiento sencillo, y en el otro fijado sin movimiento axial mediante otros rodamientos. los esfuerzos se transmitirán de forma axial a través del husillo, así que hace falta unos rodamientos que sean buenos transmitiendo este tipo de esfuerzos. Para ello he elegido rodamientos de contacto angular, dos en concreto, colocados simétricamente, formando una “X”:



De esta forma se transmitirán los esfuerzos en las dos direcciones de forma axial. Bloqueándolos con una tuerca, y fijando la pista exterior de los rodamientos en una pieza que ira atornillada a la bancada, tendremos el husillo perfectamente sujeto y fijo a la bancada, y con la posibilidad de girar y transmitir movimiento. A continuación podéis ver el detalle de la sección de un husillo.

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Otro aspecto importante es la posición de las guías donde se moverán los rodamientos lineales. Estas guías se atornillan sobre los canales de los perfiles de la bancada, pero es muy importante que estas estén perfectamente alineadas con la horizontal, para que las dos guías se muevan exactamente igual. Para ello, y utilizando un reloj comparador hay que ir corrigiendo la posición de las guías con respecto al lado superior del perfil hasta que este perfectamente nivelado.

Básicamente, la bancada no es mas complicado que estos componentes que acabo de describir, si bien la complejidad estriba en que el montaje ha de ser realizado con cuidado y respetando las medidas y tolerancias. El buen montaje de todos los elementos es fundamental para que el movimiento del puente sea correcto, suave y preciso. Para ello, varios aspectos a tener en cuenta:

Todas las barras de perfilería, han de estar perfectamente cortadas, y el corte ha de estar escuadrado. De lo contrario cuando se intenten encajar habrán serios problemas de precisión, la bancada no estará plana y luego son todo problemas (comprobado experimentalmente…)

Medir bien cada paso. Nadie se ha muerto por medir mas de la cuenta, es algo que siempre digo. Comprobar que todo esta escuadrado, paralelo, perpendicular, a nivel, plano, etc… de esto depende el buen funcionamiento de todo el CNC

Los canales de la bancada de aglomerado, lo mas practico es hacerlos cuando el CNC este montado y funcionando, ya que irán en paralelo con el movimiento de toda la fresadora.

La bancada va apoyada en cuatro patas a cada esquina, donde conviene poner un taco de goma regulable, para poderlo nivelar en su ubicación final. La cual interesa que sea un sitio firme y robusto, que no se mueva con la vibración del mecanizado.

La posición de los husillos, en el montaje de la bancada, no se van a quedar fijos, pues van a depender de como se mueva el puente. De echo, se deberán atornillar y fijar en la posición una vez se compruebe que el movimiento es suave con los husillos. No hay que forzar los soportes de rodamientos a la posición de diseño, si no a la posición que manden los mismos husillos.
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Y con todo esto tendríamos montada la bancada. El resto mas adelante…

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