Fresa CNC Caseira Aplicada ao Aermodelismo

Por Alex Borges Vieira

borges@dcc.ufmg.br

 

O aeromodelismo é uma prática muito interessante. Na maioria das vezes um aeromodelista acumula hobbys e vira um aficionado por tudo ao redor do esporte. Em sua maior parte, os aeromodelistas também viram construtores, muitas vezes por necessidade de consertar seus próprios aviões ou mesmo para criar novas máquinas voadoras.

A idéia de automatizar processos de construção é interessante principalmente por dois pontos de vista: economizar tempo de montagem e aumentar a precisão das peças fabricadas.

Assim, algumas máquinas foram projetadas para auxiliar o aeromodelista a desenvolver seus projetos. Na sua grande maioria, estas máquinas são versões controladas por computadores para realizar ações antes feitas com as mãos do construtor.

A máquina mais conhecida dos aermodelistas são os chapeadores de asa CNC (o mais conhecido é o homônimo CeNeCe). Estas máquinas são capazes de fazer cortes em isopor, chapeando a asa do aeromodelo com extrema precisão. Claro que isto vai depender da máquina e como ela foi construído, mas com certeza estas máquinas produzem uma asa com maior perfeição que as cortadas com moldes colados ao isopor e arame quente arrastado pelas mãos.

Claro que, eu como aeromodelista principiante (assim como construtor inexperiente que sou) fiquei deslumbrado com a possibilidade de fazer as asas de meus aviões de maneira mais rápida, precisa e principalmente, automatizada.

Porém um outro tipo de máquina me chamou a atenção. Até mais que a própria CeNeCe pelo simples motivo da máquina ser muito flexível. Claro que vou terminhar minha CeNeCe (no momento estou acabando a parte eletrônica e tenho a mecânica completa já). A máquina trata-se de uma fresa, que no meu caso usarei para cortar as nervuras de uma asa e partes da fuselagem.

Este artigo tem como objetivo dar uma visão geral da máquina e de seus componentes. Assim, sem a necessidade de conhecimento técnicos, podemos ver e começar a aventurar em um novo tipo de brinquedo. Deixo para um próximo artigo o detalhe geral da construção da minha máquina.

Dados da Máquina

A máquina destina-se principalmente a cortar nervuras de asas de aeromodelos. As demais partes de fuselagem e outros componentes do aeromodelo também podem ser feitos com a Fresa.

A idéia básica é fazer com que uma ferramenta de corte possa se movimentar por um plano. Neste plano estará fixo o material a ser cortado, por exemplo chapas de balsa.

No caso da minha máquina, ela possui liberdade em três eixos. Dois eixos são para cobrir o plano onde ficará o material e um terceiro para subir e descer a ferramenta de corte.

Ferramenta de Corte: para ferramenta de corte pode-se usar uma micro retífica tipo Dremel, com fresa de 2 entradas de 1 mm.   Se você tiver dinheiro pode comprar um laser de 3mil dólares lá ...

Área de Corte (plano XY): uma máquina pequena não possibilitará cortes de peças da fuselagem como laterais. Recomendo uma área de pelo menos 40cm X 40 cm. Como estas máquinas podem ser feitas com corrediças telescópicas, fica fácil faze-las com medidas próximas a 70cm X 40 cm por exemplo.

Motores de passo: os motores de passo são em parte o coração da fresa. Pode se usar motores retirados de impressora matricial de 132 colunas (os mais fortes). Quanto maior a quantidade de passos do motor, maior será a precisão da máquina. Para transformar o movimento pode-se usar barras rosqueadas comuns, por exemplo uma M8 (8mm).

Possíveis trabalhos

O principal tipo de trabalho desejado é transformar as plantas feitas em AutoCad por exemplo em peças na balsa. A seguir é mostrado um exemplo deste tipo de funcionalidade. 

 

Acima encontra-se o desenho das nervuras a serem feitas http://www.rcmodels.net/cnc/hobby/cnc.html.

Neste passo, a máquina já está terminando a última das peças. Observe que as nervuras estão vazadas e há a possibilidade de minimizar as perdas de material.

 

As peças acabadas estão sendo usadas para formar a nova asa.

 

O avião completo, com asa e outras peças da fuselagem feitas automaticamente, mas... ainda falta a decoração ...

 

Este recorte em vinil foi feito na máquina, porém, a ferramenta de corte é outra...

 

A asa ficou bem decorada não ?!

Como é percebido, a máquina é bem flexível e possibilita diversos tipos de trabalhos, como os mostrados abaixo.

Entalhe de uma foto em madeira. Utilizado software ImageToGcode

JP - http://groups.yahoo.com/group/plotter_CRESsoft/

Criação de placas de circuito impresso.

http://www.luberth.com/cstep/

Gravação em placas de metal. http://www.luberth.com/cstep/

Programa Controlador da Máquina

 

Para controlar a máquina, é necessário que se use um programa específico no computador que vai mandar os comandos para a placa que controla os motores de passo da fresa. Existem diversos programas para este fim, a grande maioria opera máquinas com a interface (placa) controladora que estou usando, “Phase Drive”. 

O programa que estou usando para controlar a máquina é o TurboCNC. Este programa é muito leve, possibilitando seu uso em computadores já obsoletos como os antigos PC 486. Atualmente estou utilizando um Pentium 166 para acionar a máquina.

O TurboCNC interpreta a linguagem G (G-code). Esta linguagem descreve as ações que a máquina deve tomar, por exemplo, andar em uma direção, suspender a dremel, etc.

O TurboCNC pode ser encontrado neste endereço http://www.dakeng.com/turbo.html

Programas Auxiliares

Não é necessário ser um expert em G-code para tirar proveito da fresa. Na realidade, a maioria dos trabalhos são feitos em ferramentas Cad e transformadas para a linguagem G. Alguns dos programas que tenho testado e usado para gerar G-code são listados abaixo: 

Interface de comunicação 

A interface de comunicação é uma plaquinha que recebe os comandos do computador (programa de controle, como o TurboCNC) e atua nos motores de passo da máquina para que a esta realize o movimento desejado. Esta placa geralmente é ligada na saída de impressora do computador. Existem várias controladoras a venda e vários esquemas de como se montar a sua na Internet.

Atualmente estou usando a inteface por fases (Phase Drive). Esta interface utiliza diretamente bit a bit da porta paralela para enviar comandos aos motores de passo (cada motor requer 4 bits de controle no modo direto). Por esta interface ainda é possível colocar sensores de fim e início de curso dos eixos.

Um esquema simples desta interface pode ser visualizado abaixo. (obrigado Jorge )

Neste endereço existe também um esquema simples de uma interface baseada em transistor TIP.

http://www.dcc.ufmg.br/~borges/web/www.luberth.com/plotter/tip120pcb.htm

 A interface que uso foi crianda pelo Antonio Depadua da IoRbotics (http://www.iorobotics.com/).

Outra interface de fácil acesso é a produzida por Sérgio Costa (http://www.symphony.com.br/).

Ilustração - Interface Symphony

Fotos de Máquinas

Symphony

IoRobtics

http://groups.yahoo.com/group/turbocnc/

http://groups.yahoo.com/group/turbocnc/

Lista http://groups.yahoo.com/group/turbocnc/

JP http://groups.yahoo.com/group/plotter_CRESsoft/

 

   

“Referências”

http://www.luberth.com/cstep/

http://www.rcmodels.net/cnc/hobby/cnc.html

http://symphony.com.br/fresa/ ou http://symphony.com.br/fresa2/

http://groups.yahoo.com/group/turbocnc/

http://groups.yahoo.com/group/plotter_CRESsoft/

http://www.dakeng.com/turbocnc.html

http://www.imagetogcode.com/