CNC casero y partes mecánicas

El cnc casero y sus conjuntos mecánicos

Hoy en día tenemos muchas facilidades para poder construir nuestro propio cnc casero. De hecho existen infinidad de artículos en internet que hablan de cómo construir una máquina de control numérico. Entre esa infinidad está este.

Además, tenemos una inmensa cantidad de piezas a nuestro alcance gracias a páginas como Amazon, Aliexpress, etc..

En esta entrada nos vamos a centrar más en la parte mecánica de estas máquinas caseras. Ya en su día dedicamos una entrada para la instalación eléctrica del control, y ahora, con esta entrada, completamos la parte mecánica.

Empezamos hablando de la bancada XY de este cnc casero.

Bancada XY

En la captura de abajo se muestra el conjunto de la bancada XY. Es la parte de la máquina que soporta la mordaza de sujeción y realiza el movimiento del eje Y.

En este conjunto hay bastantes elementos mecánicos. Algunos de ellos son: varillas roscadas, barras calibradas cromadas , casquillos lineales a bolas, perfiles de aluminio, conjunto anti-gap, elementos de sujeción, acoplamientos, etc..

Veremos cada uno de ellos, estudiaremos su función y donde podemos conseguirlos.

Sujecion de mordaza del CNC casero

En esta parte de nuestra máquina podemos ver la bancada donde sujetaremos nuestra pieza a mecanizar. Normalmente, en esta bancada se instala una mordaza de sujeción, aunque algunas veces se sujeta directamente la pieza a la bancada. La mordaza va sujeta a la bancada mediante unas guías de ranura en T. En esas guías se introducen las tuercas en T que encajan perfectamente en los alojamientos de las guías. Voy a ver si poniendo algunas imágenes queda más claro.

Normalmente, para un cnc casero como el nuestro, con un par de tornillos de M8 (con sus respectivas tuercas en T) tendremos más que suficiente para sujetar nuestra mordaza a la bancada.

El tipo de mordaza a utilizar puede ser uno sencillo y a la vez ligero. Yo he encontrado una que es bastante simple pero cumple de sobras con su cometido. Sobre todo, hay que tener en cuenta que el agarre debe ser acorde al tipo de trabajo que vamos a realizar. En este caso se trata de trabajos caseros de bricolaje. Es evidente que no utilizaremos una mordaza hidráulica, ya que no será necesario. La que os propongo es una buena elección si la utilizamos tan solo para hacer trabajos donde no se requiera soportar grandes esfuerzos ni vibraciones muy fuertes.

Sistema de guiado del eje Y del cnc casero

Esta parte de la máquina está provista de dos varillas calibradas de Ø10 mm por las que se deslizan cuatro bloques lineales (2 por cada varilla). Estos bloques son los encargados de suavizar el movimiento del eje Y.

Voy a poner una vista desde la parte de abajo de la máquina para que se pueda ver el mecanismo. Además de estos cuatro bloques deslizantes, hay una placa base que va solidaria al movimiento Y.

Esta placa está atornillada por los cuatro bloques. De esta forma se consigue un paquete bastante compacto. Los bloques lineales que yo he contemplado son los SCS10UU. Además de este tipo de bloques existen otros igualmente válidos.

Como comentaba en el párrafo anterior, junto con los bloques deslizantes y las varillas calibradas hay una placa base con unas dimensiones de 260 x 150 x 10 mm. En el apartado descargas se puede bajar gratuitamente el 3D de todas las piezas que estamos viendo.

Por último indicar que en este conjunto nos encontramos también con el bloque que lleva la tuerca con el sistema antigap. Es el que está representado de color verde en la captura de arriba.

Transmisión del movimiento en el eje Y

La parte que permite el movimento en Y del cnc casero es la que os muestro a continuación en esta sección de abajo.

Comentando un poco la captura del conjunto, se puede ver que el motor realiza el giro y lo transmite al husillo roscado gracias al acoplamiento que une el eje del motor con el husillo. Los bloques deslizantes son cojinetes lineales que hacen que el movimiento en el eje «Y» sea muy fino y suave a lo largo de las varillas calibradas de diámetro 10 mm. El bloque central, que está pintado de color verde, es el encargado de realizar todo el movimiento de la bancada. Dentro de ese bloque está la tuerca antigap (evita el juego axial que pueda haber debido a la holgura existente entre la rosca de la tuerca y la rosca del husillo). Por último, nos encontramos con un cojinete en el otro extremo del conjunto. Su misión es la de centrar y evitar el posible pandeo del husillo cuando el motor está en marcha.

Como aclaración os tengo que decir que la rosca no es métrica, sino que es trapezoidal. Este perfil de rosca es más resistente y es ideal para transmitir o transformar movimientos. La rosca métrica se utiliza más como una rosca de unión.

El sistema es mejorable, pero poco a poco se puede ir optimizando el diseño. Tal como está va a trabajar bien si el tipo de mecanizado que se haga no es de grandes pasadas, avances muy rápidos o materiales excesivamente duros. Como siempre, el sentido común por delante.

A continuación pongo el mismo conjunto, en 2D. Os lo muestro así porque a mí personalmente me va mejor estudiar un conjunto en el 2D. Creo que se ven con más claridad los detalles del mecanismo y se diferencian mejor las piezas.

Conjunto XZ del cnc casero

Esta parte de la máquina permite el movimiento del eje X y del Z.

Puente X del cnc casero

Está compuesto de dos varillas cromadas, dos placas que sujetan las varillas y el motor y una placa posterior que da más robustez al mecanismo. Voy a poner la captura y así nos situamos mejor.

Se puede ver que básicamente se utiliza el mismo sistema que utilizamos en la bancada XY. Esta vez, la tuerca con el sistema antigap está dentro del cuerpo que realiza el movimiento del eje Z.

Voy a hacer un corte por el centro del husillo que mueve el carro X y así se verán algunos detalles más.

Los rodamientos lineales de bolas hacen la misma función que los bloques deslizantes de la bancada XY. En este caso, los rodamientos lineales van ajustados al cuerpo que sirve a la vez de soporte del eje Z.

Conjunto Z

Haré el corte del eje Z y así comprobaremos también que elementos mecánicos hay en el conjunto. No difiere mucho del resto, pero creo que vale la pena mostrar su montaje.

Bueno, con esto creo que tenemos una ligera idea de las diferentes partes de una sencilla máquina de control numérico.

Como comentaba al principio del artículo, puedes también echar un vistazo a la entrada del montaje electrónico de un cnc casero. Es bastante completo y explica con gran detalle cómo realizar toda la estructura electrónica para poder conseguir una máquina funcional de control numérico.

Este puede ser el diseño básico de una máquina de control numérico construida por nosotros mismos. A partir de aquí, hay muchas partes mejorables, nuevas prestaciones, mejoras en la solidez de la máquina, etc..

Dónde descargar las piezas del cnc casero
Estos archivos 3D los puedes descargar en este enlace. Concretamente en el apartado ARCHIVOS 3D PARA CNC CASERO.