PROJETO DE CONSTRUÇÃO DE UMA ROUTER CNC UTILIZANDO RNR ECOMOTION

Abstract

A crescente busca por melhorias nos processos de fabricação levou ao surgimento das máquinas do tipo CNC, ou comando numérico computadorizado, capazes de realizar a usinagem de peças de maneira mais dinâmica e precisa sem ser limitada a complexidade de geometrias a serem produzidas, reduzindo retrabalho em linhas produtivas e consequentemente o custo de produção. O presente trabalho busca desenvolver uma Router CNC capaz de realizar procedimentos de usinagem em peças de madeira. Foram selecionados os componentes estruturais e avaliados os esforços atuantes na máquina, além do estudo de propostas de melhoria estrutural através de análise de elementos finitos. Os resultados da simulação indicaram que a estrutura é capaz de suportar os esforços atuantes com coeficiente de segurança de 1,31. Entretanto, como proposta de melhoria, foi adicionado uma chapa de aço na parte traseira da máquina, oposto as guias lineares, e realizado novas simulações, nas quais indicaram um coeficiente de segurança de 3,07 caracterizando um aumento de cerca de 234%. Além do projeto e construção da estrutura da máquina, o trabalho visa também a construção de um painel de comandos. Para tal, é realizado a escolha dos elementos que compõem todo o sistema eletrônico de controle da CNC, de modo a desenvolver um painel que possa ser controlado por um operador através de um computador. Ao fim do projeto, chegou-se a um modelo final de painel no qual algumas melhorias foram implementadas, como a utilização de conectores do tipo GX16 para ligação de motores de passo, chaves fim de curso e spindle, permitindo a fácil remoção e conexão dos cabos. Além disso, foi implementado um sistema de controle no qual o usuário é capaz de ter total domínio sobre posição dos eixos da máquina, velocidade e rotação da máquina de corte. Por último, são realizados testes operacionais de usinagem e avaliados os resultados, nos quais percebeu-se a relevante influência de peças em fabricação com impressão 3D, que por sua vez, foram responsáveis por gerar pequenos desalinhamentos nos eixos da máquina, que comprometeram o resultado ainda que de maneira diminuta.

The growing search for improvements in manufacturing processes led to the emergence of CNC machines, or computerized numerical control, capable of performing the machining of parts in a more dynamic and precise way without being limited to the complexity of geometries to be produced, reducing rework in production lines and consequently the production cost. The present work seeks to develop a CNC Router capable of performing machining procedures on wooden parts. The structural components were selected, and the machine's efforts were evaluated, besides the study of proposals for structural improvement through finite element analysis. The simulation results indicated that the structure could support the acting efforts with a safety coefficient of 1.31. However, as a proposed improvement, a steel plate was added at the rear of the machine, opposite the linear guides, and new simulations were performed, which indicated a safety coefficient of 3.07 characterizing an increase of about 234%. Besides the design and construction of the machine structure, the work also aims to build a control panel. To this end, the choice of elements that make up the entire electronic control system of the CNC is made, to develop a panel that can be controlled by an operator through a computer. At the end of the project, a final panel model was reached in which some improvements were implemented, such as the use of GX16 type connectors for connecting stepper motors, limit switches and spindle, allowing easy removal and connection of cables. Besides this, a control system was implemented in which the user can have total control over the position of the machine axes and the speed and rotation of the cutting machine. Finally, operational machining tests are performed, and the results are evaluated, in which the relevant influence of parts in 3D print manufacturing was perceived, which in turn, were responsible for generating small misalignments in the axes of the machine, which compromised the result even though in a small way.