Construcción general.

Introducción.

La transformación a CNC de un torno de pequeñas dimensiones, como el Optimum 180x300 Vario es siempre difícil.

El trabajo a realizar se divide, claramente, en dos partes:

• Construcción de una caja controladora CNC, que gobierne la máquina.
• Instalación de los motores paso a paso que accionan los ejes X, Z de la máquina.

Para la construcción de la controladora existe en el mercado una gran oferta de módulos de control, que podemos interconectar a nuestra elección, para construir el sistema de control que mejor se adapte a nuestras necesidades.

Para anclar los motores al torno, y para accionar los ejes, es necesario disponer de un gran número de piezas que habrá que fabricar específicamente para cada caso. En máquinas más grandes, los fabricantes ofrecen kits de adaptación a CNC, pero en los tornos más pequeños, no nos queda más solución que fabricarlas nosotros mismos.

En este artículo voy a describir cómo yo llevé a cabo esta transformación, aunque seguro que habrá otras formas de hacerla iguales o mejores que ésta.

Construcción de la controladora.

La principal característica de esta adaptación es el uso de una placa aceleradora hardware en la caja controladora, que además permite el uso de la conexión USB. Gracias a ello, he podido aprovechar mi pequeño netbook de 9" para tareas de CNC.

Como se aprecia en las fotografías, en la construcción de la caja controladora utilicé dos fuentes de alimentación independientes, una es la de alimentación de Potencia, de 24 Voltios, y la otra es la de alimentación de Mando, de 5 Voltios. Esto asegura un mayor aislamiento entre ambas zonas, lo que mantiene el circuito de mando limpio de ruido eléctrico procedente de los motores paso a paso y de la conmutación de los componentes de potencia.

Las fuentes conmutadas empleadas son de gran calidad, de la forma TracoPower, ya que las fuentes conmutadas chinas que habitualmente se ven a precios irrisorios son de una calidad ínfima, e introducen una gran cantidad de ruido eléctrico en la red general, que llega a interferir en los sistemas de mando de cualquier otro aparato conectado cerca.

La caja contenedora es de la firma Vero Technologies. La seleccioné por su excepcional calidad: facilidad de mecanizado de sus paneles, la facilidad de montaje, de, etc. El mecanizado de los paneles de aluminio (paneles frontal y posterior) lo realicé con mi fresadora CNC, aunque se podría haber hecho artesanalmente, invirtiendo, eso sí, algo más de tiempo.

Estructura de soporte para el motor paso a paso, correspondiente al Eje Z.

Ha sido necesario fabricar un soporte reforzado para anclar el motor paso a paso. Se ha utilizado una reducción 1:1 para mantener una transmisión de pequeño tamaño, y el motor seleccionado es de la marca Optimum, de 2,2 Nm. Este motor tiene una fuerza enorme, y nunca he tenido problemas de pérdida de pasos, a la hora de mecanizar.

También se ha tenido que fabricar un acoplamiento entre el eje de avance X y el sistema de poleas. La pieza, fabricada en acero-plata, se ancla al eje Z de la máquina mediante 4 tornillos prisionero de tipo allen. En el otro extremos tiene un eje adecuado a la polea que vamos a montar. Ambas se fijan mediante un tornillo-priosnero.

A la hora de pintar el conjunto, quería que el color a aplicar se pareciera lo más posible al color original de la máquina, un gris medio típico de las máquinas que hay en los talleres. Para conseguirlo, llevé una pieza original a un taller de pinturas, donde escanearon el color, y me fabricaron un bote de pintura con el color y la tonalidad exacta. Pinté las piezas con una pistola y un compresor y el resultado fue muy bueno, quedando la pintura perfectamente lisa.

Accionamiento del Eje X.

Montar el motor del carro transversal (eje X) ha sido especialmente trabajoso, ya que el espacio disponible es muy pequeño.

Para que el motor paso a paso cupiera debajo de la máquina, y así no tener que hacer grandes modificaciones en el torno, tuve que comprar uno de longitud acortada, bastante más caro.

Para la transmisión se utilizó material profesional, adquirido en una tienda especializada, en Reino Unido.

En las fotos vemos que el eje X ha sido alargado con una pieza de acero-plata. Sobre este eje se montó una pequeña polea, que es accionada por el motor paso a paso mediante una correa de transmisión dentada, y otra polea montada sobre el eje del motor.

Como apoyo del eje alargado, he utilizado un rodamiento acorazado, ya que este tipo de rodamientos protege sus bolas interiores de la viruta generada durante el mecanizado.

Las piezas de soporte y la cobertura se han fabricado a partir de dos bloques de resina de poliuretano, que fresé con mi fresadora CNC. Este es un material de gran calidad, al ser mecanizado deja unas superficies muy lisas, que prácticamente no necesitan ser lijadas.

Finalmente, Pinté las piezas con una pistola y un compresor, a la vez que las piezas para el eje Z.

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