Diseño de un CDN de aluminio: cómo se hizo

Después de recibir algunos correos preguntándome por el proceso de construcción del CNC de aluminio, voy a colgar en esta entrada algunas de las fotos que hice mientras montaba el CNC, como complemento a la ultima entrada que publique. Así se podrá ver de forma real como he ido montando todo, cual es la secuencia de ensamblajes, y como ha ido quedando. Sobretodo pienso que resultara útil para aquellos que compren los planos de este CNC (puedes conseguirlos en este enlace: Planos O3Ozono 2.0). Básicamente, el “como se hizo” de esta maquina.

Voy a intentar no repetir conceptos o argumentos que ya haya comentado en anteriores entradas, mas que para introducir nuevas explicaciones.

El comienzo de la construcción, bajo mi punto de vista, comienza una vez tengo todos los componentes agrupados dentro de mi taller: Los perfiles de aluminio, las piezas de aluminio cortado por agua y debidamente mecanizados, la tornillería, los motores (Canibalizados del cnc de MDF), las guías y rodamientos lineales, los husillos y tuercas, rodamientos, finales de carrera, cableado, cadena portacables, y demás piezas personalizadas.

Todas las piezas preparadas para el montaje

Y por donde empezamos? Lógicamente por la bancada. Los perfiles se montan formando el cuadrilátero, y eso si, teniendo la previsión de meter por las ranuras las tuercas que vamos a necesitar antes de empezar a apretar tornillos. De echo, apretar tornillos es prácticamente lo ultimo que se hace. se planifica, se hace un apriete muy suave, y se intenta posicionar asegurando los paralelismos y las perpendicularidades. Cumplir con las medidas según plano entre los perfiles y sobretodo y mas importante, que este todo perfectamente plano. Para ello, lo mejor es realizar el montaje en una superficie lo mas plana posible.

Premontaje de la bancada

Conforme se vaya haciendo el montaje, estas tolerancias dimensionales se pueden comprobar con una cinta métrica y una escuadra relativamente grande. Una comprobación final que se puede hacer para asegurar que la estructura es perfectamente rectangular es medir las dos diagonales, y comprobar que miden lo mismo, o por lo menos hay un error de menos de 2mm (en una longitud aproximada de 1500mm). Las patas, no es estrictamente necesario que estén perfectamente montadas, ya que después los pies con rotula van a absorber el posible error.

Una vez tenemos todo esto comprobado y la estructura esta “perfecta” o dentro de los mejores limites que seamos capaces de alcanzar, ya se pueden ir apretando todos los tornillos uno a uno sin que se nos pase ninguno. Durante el funcionamiento del CNC, debido a las vibraciones, es muy facil que un tornillo medio flojo acabe soltándose, lo que puede significar un problema serio.

Bancada acabada y fijada

Ahora toca montar las guías sobre los perfiles de aluminio de la bancada. ¿Que hay que tener en cuenta en este paso? Básicamente alinear perfectamente las guías en el plano vertical. Para ello, y como tenemos que montar los rodamientos sobre las guías antes de montarlas, podemos utilizar los mismos para montar un reloj comparador. Con este compararemos el movimiento del rodamiento sobre la guía con la superficie del perfil de la bancada. Así veremos si la guía esta efectivamente nivelada con respecto a la bancada. De la misma forma, sera aun mas importante asegurar mediante el mismo sistema si las dos guías (izquierda y derecha) están perfectamente paralelas. De no estarlo, habrá que corregirlo aflojando estratégicamente la bancada y ajustando las distancias.

Montaje de los Husillos

Los husillos son el siguiente paso. Pero teniendo en cuenta que las columnas de perfil de aluminio tienen que ir ya montadas sobre los husillos, ademas de las vigas que unen ambas columnas, tanto las superiores como la inferior, junto con las tuercas de bolas. Los extremos de los husillos, con los rodamientos y los soportes tambien hay que montarlos. No se fijarán todavía. Con todo el pre montaje realizado, incluyendo las columnas atornillada a los rodamientos lineales, podemos proceder a comprobar la correcta alineación de los husillos. Para ello primero con una columna y segundo con la otra se hace el recorrido de toda la longitud. Veremos que seguramente se quede forzado en algún punto, sobretodo en los extremos, para lo cual habrá que ajustar la posición tanto de los extremos y soportes de los husillos, como de la posición de la tuerca sobre la columna.

Con los dos husillos debidamente montados y regulados, podríamos decir que ya tenemos el puente correctamente montado. No obstante, para continuar con el montaje, se recomendaría desatornillar una de las tuercas, ya que nos vendrá bien mover el puente varias veces, y es mejor hacerlo manualmente solo con uno de los husillos. Manualmente es imposible girar los dos husillos sin retorcer todo el puente.

Montaje del eje Y

El montaje del eje Y se realiza exactamente igual que con el eje X. Es decir, alinear perfectamente las vigas, y montar las guías. Usar el reloj comparador es otra vez fundamental para asegurar que las dos guía están perfectamente alineadas y paralelas. En cuanto montemos el soporte del eje Z, veremos si esta forzado en algún lado y podremos corregirlo aflojando las vigas o ajustando las tolerancias. Evidentemente el husillo hay que montarlo en el orden correcto, si no queremos tener que desmontar los ajustes que hemos hecho solo porque no hemos tenido en cuenta que iba primero.

Refuerzo del Puente

Una vez estamos seguros de que el eje Y funciona correctamente, no se atora en ningún lado y corre toda la longitud sin trabas, podremos montar los refuerzos. Simplemente son estas planchas de acero en forma de cercha que darán mas rigidez al puente evitando cualquier deformación.

Montaje del Eje Z

El Eje Z, exactamente como antes, procederemos de la misma forma. Paralelismo de las guías, reloj comparador, montaje del husillo, etc… Hasta que funcione todo perfectamente. Como ya habré comentado, el sistema de soportes de husillo, tuercas, etc.. son comunes a los tres ejes, de forma que no tendremos problemas a la hora de montarlos, ya que son todos iguales. Salvo pequeñas diferencias, las piezas son todas iguales.

Eje Z

Y como antes, regular el movimiento y apretar todos los tornillos una vez comprobemos que todo el movimiento es suave y sin atascos. Así podremos proceder a montar el resto de sistemas, mas sencillos.

Montaje del resto de elementos del CNC

Entre muchos otros sistemas, hay que seguir montando….

Soportes de cadenas portacables

Cadenas Portacables

Soportes de motores PAP

Motores PAP con los acoples de ejes

Sensores de final de carrera

Actuadores de finales de carrera

Cableado de motores

Cableado de finales de carrera

Conectores

Placa soporte de conectores

Interruptor Mandrino

Mandrino

Cableado de Mandrino

Bancada

Protectores de bancada

etc…
Una vez finalizadas todas estas tareas (y algunas mas) podríamos decir que tenemos el CNC terminado. Evidentemente siempre hay mas faena, ya que montar esto es muy laborioso, pero vale la pena hacer estos trabajos meticulosamente y bien echos, ya que por normal general, si dejamos las cosas improvisadas y a medio hacer, normalmente se convierten en permanentes. Y ya que estamos metidos en faena, lo mejor es invertir un poco mas de tiempo y hacer las cosas bien.