Fresado CNC mejorado

Continuando con mi clon de robot DARwIn-OP, estoy cortando las piezas de los hombros.

Después de cortar la mayoría de las piezas del robot, estoy llegando a un mejor setup para cortes en mi fresadora CNC Sherline.

Primero empecé sujetando las planchas de aluminio sobre pequeñas placas de madera MDF, cortando con fresas de 3mm, una broca centro y varias brocas (1,6mm, 2,0mm, 2,05mm, 2,5mm y 2,6mm), después pasé a usar una fresa de 2.5mm para mejor acabado en los rebajes. Siguiendo el Manual de Fabricación de DARwIn-OP puse puntos de unión en los cortes finales de las piezas para que no se suelten. Después reemplacé el uso de una placa MDF de base por una de aluminio. Después probé fresar todo con sólo una fresa de 1.5mm, pero no me gustó el acabado y la calidad de los hoyos.

Ahora creo que tengo un mejor setup:

      • Siguiendo el setup de un amigo, reemplacé mi placa matriz de aluminio con una placa de MDF del mismo tamaño y sujeción.
      • Sujeto las planchas de aluminio con varios tornillos de 2.5mm x 10mm al rededor de la pieza a cortar. Para eso hago hoyos de 2mm x 9mm al MDF. Después de varios cortes, la placa de MDF puede ser reemplazada por otra.
      • Volví a usar una fresa de 2.5mm (o 2mm según la parte a cortar, aunque el manual de fabricación recomienda una fresa de 3mm, algunos diseños requieren cortes de radio 1mm).
      • Volví a usar brocas de 1,6mm, 2,0mm, 2,05mm, 2,5mm y 2,6mm. Pero como uso ‘fresa brocas’ de carburo, ya no estoy usando la broca centro para marcar las perforaciones. (Después de varias pruebas no noté corrimiento en los hoyos).

        Drill
        Broca
      • Ya no estoy dejando puntos de unión en los cortes finales. Ahora atornillo la pieza al MDF antes del corte final usando varios de los hoyos originales de la pieza.
      • Para espacios grandes que deban ser vaciados dentro de una pieza, freso completamente el espacio para que no se desprendan pedazos de aluminio que puedan romper la fresa. Si el espacio es muy grande, entonces también lo atornillo para fresar menos.
      • También reemplacé el cabezal de mi fresadora Sherline con un modelo ER-16 (también de Sherline). Esto permite cambios de herramientas más fáciles y hay pinzas de sujeción (o collets) disponibles como las Techniks con muy buena precisión lo que es importante para mantener fresas pequeñas bien centradas.
      • Actualicé mi fresadora a 10k RPM (con un set de Sherline).
      • Con la fresa de 2.5mm estoy cortando a 5k RPM, 200mm/s de avance y 0.4 de profundidad de corte. Con la fresa de 2mm cambio la profundidad de corte a 0.25mm.
      • No uso lubricante, solamente un soplador de aire para mantener limpia el área de corte (ver foto).

La siguiente foto muestra el setup durante el último corte final:

Cutting DARwIn-OP shoulders
Cortando los hombros del robot DARwIn-OP

Los  archivos gcode más viejos que escribí no siguen estas reglas, pero no es difícil actualizarlos.

Cuerpo del robot DARwIn-OP

Mi clon de DARwIn-OP ya está tomando forma. Ya monté la sección del abdomen.

DARwIn-OP de los pies a los hombros.
DARwIn-OP de los pies a los hombros.

Las piezas del pecho donde va instalado el computador son bastante grandes y mi fresadora no tenía el rango necesario en el eje Y para fresarla de una sola vez. Por suerte un amigo que conocí vía este blog me ayudó con el corte, él tiene una fresadora Sherline que modificó y automatizó con mucho más rango en el eje Y, además es dealer de Sherline en Chile y trabaja en esto, tiene su propio blog con varios proyectos bien interesantes en metaltronics.wordpress.com.

Fresado en Sherline modificado
Fresado en Sherline modificado.

Para estos cortes, probamos usar sólo una fresa de 1.5mm para todo el fresado, incluyendo perforaciones (1.6mm las más pequeñas). Para futuros cortes voy a utilizar fresas más grandes, de 2mm o 2.5mm como en los cortes anteriores, la fresa de 1.5mm requiere una profundidad de pasada muy baja (usamos 0.2mm) y son más frágiles.

Como no voy a usar la electrónica original del DARwIn-OP (Fit-PC + controlador CM-730), las piezas del pecho las modifiqué para montar un computador Odroid-XU3, en particular para el acceso a puertos traseros y los puntos de fijación.

Partes del pecho con Odroid-XU3 y servos de hombros y cuello.
Partes del pecho con Odroid-XU3 (y USB2AX montado) y servos de hombros y cuello.

El Odroid-XU3 cabe sin problemas, para montar el USB2AX (interfaz a los servos) tuve que ajustar el conector TTL a posición vertical.

En la parte posterior, expuse el puerto Ethernet, 4 puertos USB 2.0 y espacio para un micro-HDMI (vía un extensor de 15cm). Probablemente termine dejando sólo 2 puertos USB expuestos, desoldando un conector para contar con más puertos USB internamente.

Puertos del Odroid-XU3 expuestos
Puertos del Odroid-XU3 expuestos.

La pieza superior del pecho fue modificada para fijar el 10-DOF con el acelerómetro y giroscopio, centrando el chip del acelerómetro en la misma posición en la iría si hubiera usado el controlador original CM-730. Además dejé 2 líneas de perforaciones con hilo de 2.5mm para montar otros componentes de ser necesario.

10DOF montado
10-DOF montado.

Debido al cambio de la electrónica que estoy haciendo, es necesario utilizar un hub TTL Dynamixel de 6 bocas para distribuir la comunicación y energía a los servos, en la parte posterior hay justo espacio para montarlo.

Hub dynamixel de 6 puertos
Hub dynamixel de 6 puertos.

Piezas de Montaje de Piernas de DARwIn-OP

Fresé las piezas PR13_B_SPACER_PELV que son las piezas de montaje que van sobre las piernas.

DARwIn-OP Mounting Brackets
Piezas de Montaje de Piernas

Estas piezas de montaje son necesarias para unir las piernas con la sección del pecho donde va el computador central. Actualmente estoy rediseñando las piezas del pecho para acomodar un computador Odroid-XU3, el cambio principal es en la posición de puertos USB y Ethernet expuestos al exterior.

Los archivos de corte de las piezas de montaje están en SourceForge aquí. En el archivo  README están las lista de archivos gcode necesarios.

Para las futuras partes voy a tratar de cambiar la estrategia de fresado. En vez de usar varias brocas y fresas, voy a tratar de usar solo una fresa de 1.5mm para todos los cortes, y así evitar cambio de herramientas.

Cubiertas de DARwIn-OP

Recién recibí las cubiertas de plástico para mi clon de robot DARwIn-OP. Los imprimí en naranjo en un servicio de impresión 3D SLS.

Los modelos 3D de las cubiertas están publicados en este archivo ZIP en el repositorio original SourceForge de  DARwIn-OP.

Probé el ensamblado de la pierna izquierda y se ve muy bien comparado con la pierna derecha desnuda.

Cubierta de Pierna de DARwIn-OP
Cubierta de Pierna