La trasformazione di una fresatrice manuale in una macchina a controllo numerico (CNC) o la sostituzione dei suoi componenti vitali, come i motori e le viti, è un processo che richiede attenta pianificazione e conoscenza tecnica. Questa guida esplora le considerazioni chiave, le sfide e le soluzioni per un retrofit di successo, basandosi su esperienze pratiche e consigli esperti.
La Scelta e il Dimensionamento dei Motori per la Fresatrice CNC
Per un upgrade significativo, la scelta dei motori è cruciale. Sono stati considerati motori per assi X, Y, Z Nema 42 - 16 Nm - 6,4A. Per quanto riguarda i motori, francamente, dall'alto della mia ignoranza, quello che ti hanno consigliato sembra parecchio esagerato. Con i Nema 34 alimentati a 110VDC e i lardoni sotto, in rapido andavano a 3500 e avevano molta coppia.
Un motore Nema 42 da 8A, se non erro, ha 12 Nm di coppia. A tutt'oggi lo uso per l'asse Z moltiplicato X2, che, come ti dicevo, è un bancale mobile e tra bancale e tavola siamo sui 200kg. Come prova, siamo saliti in 2 persone con un totale di 110kg sulla tavola e ci ha sollevato come niente. Con dei Nema 34 closed o open loop, ci stai dentro. Un motore passo-passo non alimentato è libero di ruotare; per cui, se avessi il CNC spento e vuoi usarla con i volantini, puoi farlo.
Motori ad Anello Aperto o Chiuso?
Ci si chiede spesso se si possano usare motori ad anello aperto e far leggere la posizione agli encoder lineari per rilevare il punto preciso della tavola, saltando così il gioco della vite trapezia. Parlando di motori ad anello chiuso, quindi con encoder che legge la rotazione dell'asse per stabilire la posizione esatta, questa è una delle soluzioni per migliorare la precisione. Il cannotto del mandrino ha poca corsa (60 mm) e presenta difficoltà per usarlo come asse Z.
Viti Trapezoidali vs. Viti a Ricircolo di Sfere: Precisione e Performance
La sostituzione delle viti trapezoidali con viti a ricircolo di sfere è uno degli upgrade più significativi per migliorare la precisione di una fresatrice CNC. Con viti trapezie e chiocciola si ha un gioco e un errore di posizionamento nell'inversione di moto. Un sistema CNC con righe o encoder è un sistema pensato per correggere gli errori di posizionamento.
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Cosa succede con viti e chiocciola che hanno gioco? Il sistema cercherebbe di correggere gli errori ma non ci riuscirebbe mai e quindi il sistema a close loop non potrebbe funzionare. È da sapere che le viti a ricircolo hanno un rendimento di circa il 90% contro un rendimento del 25% di viti trapezie e chiocciola in bronzo (valori approssimativi).
Cosa vuol dire questo? Che una vite a ricircolo esercita una forza assiale circa il 60% maggiore di una corrispondente vite trapezia con stesso diametro e stesso passo. Questo significa che, se si vuole montare viti a ricircolo, si possono montare viti di diametro minore di quella trapezia e usare motori con meno coppia.
Confronto tra Viti Trapezoidali e a Ricircolo di Sfere
| Caratteristica | Viti Trapezoidali (con chiocciola in bronzo) | Viti a Ricircolo di Sfere |
|---|---|---|
| Rendimento approssimativo | 25% | 90% |
| Forza assiale (a parità di diametro e passo) | Riferimento | Circa 60% maggiore |
| Gioco e errore di posizionamento | Presente nell'inversione di moto | Minimizzato |
| Attrito | Elevato | Quasi nullo |
Ho fatto il tuo stesso retrofit ma su una Saimp TVA0 che come peso/tavola e corse siamo lì. Le mie originali trapezie erano per gli assi X e Y da 28 mm e asse Z a bancale mobile da 32 mm, sostituite con delle 25 e una 30, tutte passo 5, e la macchina lavora bene. Il costo non è cosa da poco per acquistare le tre viti, tenendo buono il diametro attuale 40 mm, occorrono circa 380/400 euro; poi occorreranno le flange con i cuscinetti, circa 100/150 euro l'una.
Avete idea di tutto quello che serve per sostituire le viti con nuove a ricircolo di sfere? Da quello che ho visto su altre macchine, per la trasformazione a CNC e il montaggio di viti a ricircolo, occorre spesso fare delle lavorazioni meccaniche sulla fresatrice, fresature per alloggiare la chiocciola, fresature e forature per fissare i supporti vite. Ho visto fare queste operazioni su trapani fresa; essendo di dimensioni ridotte le varie parti possono essere lavorate su una fresatrice tradizionale, nel tuo caso diventa tutto complicato.
Però c'è un problema: avendo le viti a ricircolo, l'attrito è quasi nullo, quindi quando facevo lavorazioni manuali l'asse che tenevo fermo ovviamente per il basso attrito si spostava! Immagina cosa ne usciva fuori. Ho abbandonato l'idea di tenere i volantini.
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Retrofit della Fresatrice: Sfide e Soluzioni Pratiche
Per quanto riguarda l'asse Z, conservo la vite originale perché comporta una modifica importante. Una volta motorizzato, sempre con Nema 34, lo bilancerò con contrappeso mediante catene e pignoni (dovrei contenere il gioco lasciando più peso sul bancale). In seguito (quando avrò disponibilità economica), sostituirò il mandrino manuale, asse A, con uno motorizzato e l'asse Z lo userò solo per aumentare la luce di lavoro per pezzi da fresare più alti, almeno questa è la mia intenzione.
Considera che poi i motori Nema 42 sono mastodontici, siamo sui 12kg a motore. Considera anche che poi monto le guide a ricircolo perché i miei lardoni erano straconsumati, quindi fresato tutto e via di guide. Attenzione poi che con i lardoni avrai molto attrito e dovresti lubrificarli spesso.
Il Controller Offline e la Gestione dei Quattro Assi
Il Controller Offline 3 assi DDCSV 2.1 USB è una scelta comune. Non capisco però, come si possano utilizzare il controller e il visualizzatore insieme? Cosa mi sfugge? Secondo voi può funzionare o vado incontro a problemi che non conosco? Ho postato quella a cinque assi perché ci sono quelle. Per un neofita con necessità di lavorare pezzi senza pretese assurde (è pur sempre un retrofit di una vecchia macchina), si vorrebbe imparare ad utilizzare almeno quattro assi. Avete consigli per un controller decente?
Manutenzione Essenziale per la Fresatrice CNC
Una pulizia e una manutenzione regolari della fresa sono il presupposto fondamentale per un funzionamento senza problemi della macchina, per un lavoro pulito e privo di errori e per una maggiore durata. Inoltre, riduce i costi di riparazione e i tempi di fermo macchina e facilita le regolazioni, poiché le parti mobili appiccicose e arrugginite sono difficili da regolare. È necessario prestare particolare attenzione alle parti che devono essere lubrificate e oliate regolarmente. Anche le parti soggette a usura devono essere mantenute e sostituite tempestivamente.
Pulizia dopo l'uso
Il primo passo da compiere è sempre quello di pulire a fondo la fresa dopo l'uso. A tal fine è necessario rimuovere tutti i trucioli grossolani utilizzando un aspirapolvere industriale con una bocchetta di aspirazione stretta, una spazzola o una spazzola manuale. Non si deve usare l'aria compressa per evitare che i trucioli volino in modo incontrollato nell'aria e possano finire nelle guide della fresatrice. Assicurarsi di rimuovere i trucioli dalle guide del piano di lavoro, in modo che le ghiere a T possano essere fissate in modo ottimale al successivo utilizzo della macchina.
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Lubrificazione della fresa
Per la lubrificazione della fresa occorre attenersi alle istruzioni di pulizia e manutenzione relative al modello di macchina, riportate nelle istruzioni per l'uso. Per quanto riguarda la lubrificazione delle guide, ho già verificato il problema: sfrutterò la centralina attuale immettendo olio manualmente con più frequenza. Ho visto che usando olio per cambio automatico (rosso) riesco a spingere a mano gli assi senza le viti montate, accetto suggerimenti!
Controllo del livello dell'olio
Se si utilizza quotidianamente una macchina per il cambio, è necessario effettuare un controllo settimanale del livello dell'olio.
Cura dei mandrini
Per una manutenzione ottimale dei mandrini degli assi X e Y, è meglio utilizzare un grasso spray e spruzzare i mandrini. Quindi, far scorrere il mandrino attraverso il dado del mandrino muovendolo leggermente per distribuire il grasso spray nel modo più uniforme possibile sul mandrino. Si noti che questa fase non è necessaria per i modelli F205-V, F207-V e F307-V, poiché questi modelli sono dotati di una vite a ricircolo di sfere. Il modo migliore per mantenere il mandrino dell'asse Z è utilizzare un grasso multiuso. A tale scopo, applicare un po' di grasso multiuso a un pennello e spennellarlo sul mandrino dell'asse Z attraverso l'apposita apertura.
Lubrificazione della ruota dentata
Per la manutenzione della ruota dentata, rimuovere innanzitutto il coperchio dall'apertura prevista per la ruota dentata.
Intervalli di manutenzione
Per l'uso quotidiano di una fresa valgono i seguenti intervalli di manutenzione.
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