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MACCHINA INCISIONE CIRCUITI STAMPATI - FRESATRICE

 

Ho deciso di intraprendere la costruzione di una macchina in grado di scontornare le piste dello stampato, questa volta però ho capito che per fare qualcosa di serio dovevo spendere qualche soldo in più quindi  mi sono messo alla ricerca di materiali per costruzione di automazione industriale ed ho trovato una ditta della mia zona che commercializza e lavora trafilati in alluminio componibili della Minitec.

Disegnato uno schizzo al cad, utile a ricavare qualche misura ho ordinato i pezzi necessari a costruire il telaio ed i pattini di scorrimento, mi sono procurato i motori ai soliti mercatini, ho acquistato le viti con madrevite in bronzo alla ferramente (non sono molto precise ma con qualche accortezza lo sono diventate), ho acquistato i cuscinetti utili alla rotazione delle viti, e mi sono procurato degli steli da 22mm ricavati da vecchie stampanti Oki.

A questo punto con l’utensile del tornio ben affilato e qualche chilo di alluminio ho iniziato a costruire tutti i supporti delle bronzine ed ho modificato le madreviti per poterle inserire nel foro del profilato.

A proposito di madreviti, per togliere il gioco ne ho messe 2 per ogni pattino, una fissa, e l’altra dall’altro lato in modo tale che ruotandola posso eliminare il gioco ed una volta bloccata si riesce ad ottenere una precisione accettabile.

 

Sopra si vede una prima foto fatta nel mio laboratorio, ancora la macchina non era terminata manca il piano di lavoro, altri elementi di rinforzo della struttura e tutti i cablaggi.

Sotto, la macchina come si presenta adesso

Nella foto sopra si nota la costruzione di un pattino, la logica è sempre la stessa, le boccole di scorrimento a loro volta supportate da boccole di alluminio incastrate sui fori del profilato, la madrevite in bronzo che successivamente ho fissato con due viti da 8 filettando i fori laterali, il cuscinetto reggispinta sul foro centrale del supporto e altre boccole in alluminio che tengono centrati gli alberi di scorrimento.Il supporto a sua volta è fissato con 4 viti da 6 mm al profilato che costituisce la struttura tramite gli appositi dadi incastonati nell'apposita scanalatura.

Anche l'asse Z è costruito con 2 fette da 20mm per supporto, le due fiancate di alluminio spesso 4mm  le tengono unite al pattino dell'asse X. Le viti da 8mm che vediamo di testa filettano direttamente su dei fori già presenti nel profilato mentre le altre da 6mm utilizzano i dadi in dotazione al profilato che si incastrano nell'apposita scanalatura.

Faccio presente che quando si acquista il profilato, il fornitore provvede a tagliarlo a misura e a squadro con tutte le accortezze necessarie. 

 Nella foto a sx si possono  notare le boccole, gli steli delle stampanti Oki e gli anelli in alluminio utili a fissare le boccole nei fori del profilato, si nota inoltre la madrevite regolabile con il grano di bloccaggio, sull’altro lato il grano che blocca l’altra madrevite.

A dx la foto del piccolo tornio che ha lavorato diverse ore in questi ultimi tempi, fortunatamente  il tornitore è mio padre in quanto io mi occupo solo di rompere gli utensili!!!. 

L’interfaccia elettronica è costituita da 6 fotoaccoppiatori utili a proteggere la porta parallela del pc, mentre il comando dei motori è affidato a 3 kit di Nuova Elettronica (LX1420) che utilizzano l’integrato l297 accoppiato con il driver l298.

I segnali che escono dalla porta parallela del pc sono:

Clock asse x

Direzione asse x

Clock asse y

Direzione asse y

Clock asse z

Direzione asse z

Di seguito lo schema a blocchi del sistema di comando:

Nello schema sotto rappresento l'interfaccia a 2 canali per la parallela ed i relativi collegamenti all'azionamento, ovviamente ne occorono 3 uguali:

Questo inoltre è lo schema della scheda di pilotaggio per un motore:

Descrizioni più dettagliate si trovano nella sezione progetti/circuiti vari  del sito.

Ultimo ma  non meno importante è lo schema dell'alimentatore che genera il 5Vdc per la logica di controllo e il 24Vdc per la sezione di pilotaggio di potenza dei motori, inoltre si preoccupa di alimentare le 2 ventole di raffreddamento.

I segnali di comando sono optoisolati da delle schede che ho realizzato saldandole direttamente a 90° ai terminale dello stampato del driver, come si vede nella foto a sx sotto, mentre nella foto a dx si nota un azionamento (LX1420) dotato della generosa aletta di raffreddamento, si vede in alto la ventola da computer.

Se guardatela foto a Sx noterete che lo stampato rende visibili le piste anche dal lato componenti, questo perchè ho utilizzato la macchina per inciderlo, quando ancora l'elettronica era assemblata in modo volante su millefori.

Asportando il materiale con la fresa lo spessore della vetronite diminuisce rendendola più trasparente.

Non ho costruito i driver da solo in quanto mi portava via tempo ed alla fine il risparmio non era eccessivo in quanto il costo più importante  è quello degli integrati.

Da notare sotto la foto di tutta l'elettronica che comanda la macchina.

Anche se li ho previsti, non sono necessari sensori di zero in quanto il software permette di lavorare liberamente prendendo come zero qualunque punto del piano.

Il software non l’ho sviluppato io, dal momento che sono autodidatta in programmazione visual-basic e di microcontrollori, mi sono affidato a Cncplayer, un software in fase di sviluppo scaricabile dal sito www.cncplayer.de, l’autore è molto disponibile per chiarimenti ed accetta volentieri critiche e suggerimenti da parte di chi vuole collaborare, ogni volta che aggiorna il suo programma lo mette a disposizione di tutti, forse non ancora per molto tempo!!

In alcune parti ancora non è funzionante ma svolge egregiamente il lavoro di incisione sia da file hpgl, dxf e gerber.

Io personalmente lo utilizzo con il file hpgl con estensione .plt.

Sotto si vede la foto di uno stampato ottenuto con la macchina, l’utensile più adatto è il bulino, una specie di punta conica con una sfaccettatura laterale.

Guardando la foto qui sotto si nota una lieve sprecisione sui pin dell’integrato ma era dovuta al gioco delle madreviti che non avevo ancora regolato. L'utensile migliore per questo tipo di lavorazioni è il bulino, una specie di punta conica con il lato sfaccettato come si può vedere in figura. 

 Per ottenere incisioni ben definite è importante che il bulino sia ben affilato nel tagliente mentre una buona velocità di taglio è compresa tra i 6000 e 9000 giri/m. 

Sotto mostro alcuni particolari costruttivi, da notare il giunto elastico utile a compensare disassamenti tra l’albero del motore e le viti di scorrimento.

Per qualunque chiarimento scrivetemi pure, non ci sono segreti!