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  • Igor Kondrasovas

Controlador CNC de baixo custo


Muitas máquinas de corte utilizam o software MACH3 para o comando CNC. A proposta original do MACH3 é transformar um PC convencional em um controlador CNC.

Afinal de contas, um PC possui uma capacidade enorme de processamento e pode fazer o trabalho necessário com um baixo custo.

Porém um computador convencional não tem a eletrônica adequada para fazer diretamente o controle dos eixos e motores (motores de passo ou servos) e também não possui as entradas e saídas (inputs e outputs) com características elétricas corretas para ligarmos os sensores e os atuadores que os equipamentos de corte possuem.

No universo do Mach3, este problema foi resolvido com os dispositivos chamados de plugins . Eles fazem esta ligação entre o computador e a eletrônica de maior potência.

Observe na figura a seguir, que o computador equipado com o software Mach 3 se comunica com o universos exterior através de uma placa controladora de eixos (plugin) para adequar os sinais que são recebidos das chaves de comando, sensores bem como o controle dos motores, spindle e outros atuadores.

Todos os componentes são bastante populares e podem ser encontrados amplamente no mercado, como as lojas online.

Soluções Alternativas

Mas esta não é a única solução para termos um controlador CNC de baixo custo. Este artigo é o primeiro de uma série que mostra algumas alternativas que podem ser utilizadas para além do Mach3.

Em um artigo do site instructables, um projeto de controlador CNC baseado em Raspberry Pi é utilizado. A motivação para o projeto é justamente o fato do Mach3 depender originalmente de uma porta paralela para se comunicar com o mundo exterior. Portas paralelas (LPT) já são muito difíceis de ser encontrada nos computadores atuais.

Mesmo que os plugins para Mach 3 já suportem outras portas de comunicação, como o USB ou mesmo Ethernet, depender de um PC no ambiente agressivo de um fábrica não é a coisa mais robusta que se pode ter. Neste projeto, toda a eletrônica esta embutida e protegida nesta caixa plástica industrial, preparada manualmente.

Uma placa Raspberry Pi 3 com Linux é utilizada para executar o Grbl Controller, programa que é responsável por simplesmente enviar os comandos da máquina (código G) para um controlador CNC. No caso deste projeto, um Arduino com o software Grbl.

Neste caso, no lugar de um típico Arduino, foi utilizado uma placa compatível com o Raspberry Pi 3 (também conhecido como hat) que contém um Arduino sobre ela e que pode executar os comandos recebidos do controlador Grbl. Este Arduino especial, chamado AlaMode se conecta ao Raspberry Pi via o conector GPIO.

A grande jogada do AlaMode é que ele faz a conversão elétrica do sinal entre as duas placas, simplificando muito o projeto eletrônico.

Como o AlaMode possui um chip Arduino, ele roda o software Grbl através do ambiente de desenvolvimento Arduino.

Esta é uma solução totalmente autônoma, pois utiliza um Raspberry Pi para rodar a interface com o utilizador, carregar os desenhos das peças enquanto o Arduino faz o trabalho de se comunicar com os motores e sinais. Não há necessidade de se ter um PC conectado ao lado da máquina.

Veja mais detalhes no artigo original para ver fotos e detalhes de construção do projeto.

Detalhes de Montagem

É preciso lembrar que no artigo original o autor destaca os detalhes que muitas vezes são ignorados por quem quer fazer o seu próprio projeto de automação.

A fonte de alimentação necessária para suportar o comando de todos os motores, a alimentação das placas e demais componentes existe uma fonte de energia potente e estável. Este não é um detalhe e deve ser dada especial atenção a escolha da fonte.

Os conectores para o mundo exterior também devem ser escolhidos de acordo com o tipo de ambiente onde o equipamento será utilizado, mas de forma geral deve ser muito mais robustos do que os padrões na informática. Procure por componentes industriais. O investimento valerá a pena e as manutenções serão reduzidas.

Todo equipamento eletrônico está sujeito a falhas, por isso é importante estar atento as normas de segurança e projetar as coisas pensando em que haverá manutenção ou reposição de peças com o tempo.

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