µMill – Fresadora micro CNC manual con lectura digital para imprimir en 3D

µMill – Fresadora micro CNC manual con lectura digital es una referencia para solicitar fabricación bajo pedido.

Hace aproximadamente un año, publiqué la microfresadora CNC para PCB Proxxon KT70, una máquina CNC compacta y precisa para fresar PCB y piezas pequeñas. Rápidamente se convirtió en una herramienta valiosa en mi taller. Sin embargo, a menudo me encontré deseando una solución más práctica, algo que permitiera ajustes rápidos u operaciones manuales simples sin necesidad de pasar por todo el flujo de trabajo del CNC.

Eso es lo que me llevó a crear µMill: un microfresador manual híbrido con lectura de posición digital, electrónica compacta y control fácil de usar. 🔧 Características clave Control XY manual con lectura digital Movimiento manual suave y preciso a lo largo de los ejes X e Y, medido mediante codificadores giratorios de alta resolución y mostrado en una pantalla LCD de 128x64. Ambos ejes se pueden poner a cero de forma independiente mediante botones dedicados, perfectos para mediciones relativas y reposicionamiento.

Control y visualización de la velocidad del husillo El potenciómetro montado en la parte superior ajusta la velocidad del husillo y las RPM esperadas se muestran en la pantalla. El husillo se activa mediante un botón verde.

Sistema de parada de emergencia Un botón de seguridad rojo desactiva inmediatamente el motor y pone en cortocircuito los cables del husillo para frenar rápidamente la rotación, lo que ofrece comodidad y tranquilidad. 🛠 Aplicaciones Ediciones y correcciones manuales de PCB Fresado de piezas pequeñas de plástico o aluminio Desbarbado, grabado y limpieza de superficies Plataforma de aprendizaje para trabajar con lecturas digitales (DRO) 💡 Descripción general de la electrónica y el firmware El µMill funciona con un controlador personalizado basado en Arduino, que maneja la entrada del usuario, el control del husillo y el seguimiento de la posición.

El esquema se puede encontrar en la carpeta de documentación. Para tener control GRBL, para operar como CNC solo necesitas un Arduino UNO adicional con el escudo CNC, 3 motores paso a paso y controladores paso a paso. Los codificadores AS5600 requieren imanes para leer la rotación. He añadido archivos de impresión para que sea más fácil colocar los imanes exactamente en el centro de los ejes del motor paso a paso. Use epoxi y déjelo durante la noche.

Componentes: Arduino Nano (o compatible) - microcontrolador principal 2 codificadores magnéticos AS5600 - para detección de posición X e Y Pantalla LCD SPI de 128 × 64 - muestra RPM y posiciones XY en vivo Potenciómetro de 10k: establece la velocidad del husillo y muestra el transistor RPMTIP120 - acciona el husillo con PWM Parada de emergencia roja: desactiva y frena el husillo Habilitación del husillo verde: enciende el husillo a Establecer velocidadBotones de reinicio negros: ponga a cero el eje X o Y individualmenteMotor de husillo de CC: controlado mediante PWMCaracterísticas del firmware:Medición en tiempo real: Los codificadores giratorios de alta resolución proporcionan lecturas de desplazamiento suaves y precisas.

Los datos del codificador se filtran en el software y se actualizan cada 20 ms. Interfaz gráfica: La pantalla LCD muestra: RPMX estimado del husillo y desplazamiento Y (en mm) Logotipo de µMill Control de velocidad: el valor analógico del potenciómetro se asigna a la salida PWM y a una estimación de RPM en vivo en la pantalla. Seguridad de emergencia: el botón de parada rojo corta la energía y frena activamente el motor para una parada rápida y segura.

Proyectos realizados con µMill Aquí hay algunos proyectos de PCB diseñados y fresado con esta configuración: Filtro de tope final optoacoplador Primera versión de PCB de control manual (fallida) 💬 Pensamientos finales Espero que este proyecto inspire a otros a construir su propio µMill. Fue un desafío divertido y gratificante, y resultó ser más útil de lo que esperaba, especialmente para tareas manuales rápidas con posicionamiento preciso. Si hay suficiente interés, estaré encantado de mejorar y ampliar aún más el proyecto con la comunidad.

Posibles actualizaciones futuras podrían incluir: Compatibilidad con el eje Z PCB personalizado con todos los componentes Guía detallada de montaje y cableado Repositorio público de GitHub Si tiene algún problema o tiene preguntas sobre la compilación, no dude en contactarnos. Pregunte: haré todo lo posible para ayudarle y explicarle todo con claridad.

Por ahora, comparto el código de firmware directamente debajo. #incluye #incluye #incluye AS5600 as5600; // Objeto para sensor AS5600// Inicializar LCD 128x64 (SPI), girado 270° U8G2_ST7920_128X64_1_HW_SPI u8g2(U8G2_R3, /* CS=*/ 10, /* RST=*/ 9);#define TCA9548A_ADDRESS 0x70 // Dirección I2C del multiplexor #define RESET_X_PIN 3 // Botón para restablecer el eje X #define RESET_Y_PIN 4 // Botón para restablecer el eje Y #define PWM_PIN 5 // Salida PWM (control del motor) #define POT_PIN A0 // Entrada de potenciómetro// Variables de seguimiento de posición float total_mm_x = 0.0; flotador total_mm_y = 0,0; flotar last_angle_x = 0,0; flotar last_angle_y = 0,0; flotador reference_angle_x = 0.0; flotador reference_angle_y = 0,0; int revoluciones_x = 0; int revoluciones_y = 0;// Control de tiempo unsigned long last_sensor_read = 0; sin firmar largo last_display_update = 0; const sin firmar largo SENSOR_INTERVAL = 20; // Intervalo de lectura del sensor (ms) const unsigned long DISPLAY_INTERVAL = 100; // Intervalo de actualización de LCD (ms) // Seleccione un canal en el multiplexor TCA9548A void tcaSelect(uint8_t canal) { if (canal > 7) return; Wire.beginTransmission(TCA9548A_ADDRESS); Wire.write(1 = SENSOR_INTERVAL) { tcaSelect(0); float current_angle_x = as5600.rawAngle() * 0.087890625; float ángulo_relativo_x = ángulo_actual_x - ángulo_referencia_x; float delta_angle_x = relativo_angle_x - last_angle_x; mientras (delta_angle_x > 180.0) { revoluciones_x--; delta_angle_x -= 360,0; } mientras (delta_angle_x < -180.0) { revoluciones_x++; delta_angle_x += 360,0; } total_mm_x = revoluciones_x + (ángulo_relativo_x / 360.0); último_ángulo_x = ángulo_relativo_x; tcaSelect(1); float current_angle_y = as5600.rawAngle() * 0.087890625; float ángulo_relativo_y = ángulo_actual_y - ángulo_referencia_y; float delta_angle_y = ángulo_relativo_y - último_ángulo_y; mientras (delta_angle_y > 180.0) { revoluciones_y--; delta_angle_y -= 360,0; } mientras (delta_angle_y < -180.0) { revoluciones_y++; delta_angle_y += 360,0; } total_mm_y = revoluciones_y + (ángulo_relativo_y / 360.0); último_ángulo_y = ángulo_relativo_y; last_sensor_read = actual nt_time; } // Lee el potenciómetro y calcula el PWM y las RPM esperadas int pot_value = analogRead(POT_PIN); // Valor de 0 a 1023 int pwm_value = map(pot_value, 0, 1023, 0, 255); escritura analógica(PWM_PIN, valor_pwm); // Asigna el valor del potenciómetro a las RPM esperadas (0 a 10 000) unsigned long expected_rpm = map(pot_value, 0, 1023, 0, 10000); // Actualiza la visualización cada 100 ms if (current_time - last_display_update >= DISPLAY_INTERVAL) { u8g2.firstPage(); hacer { char buffer[20]; char value_str[8]; // Muestra las RPM esperadas snprintf(buffer, sizeof(buffer), "RPM: %lu", expected_rpm); u8g2.drawStr(0, 10, búfer); // Muestra el eje X dtostrf(total_mm_x, 6, 2, value_str); snprintf(búfer, tamaño de(búfer), "X:%s mm", value_str); u8g2.drawStr(0, 48, búfer); // Muestra el eje Y dtostrf(total_mm_y, 6, 2, value_str); snprintf(búfer, tamaño de(búfer), "Y:%s mm", value_str); u8g2.drawStr(0, 85, búfer); // título del µMill u8g2.drawStr(36, 125, "\xB5Mill"); } mientras (u8g2.nextPage()); last_display_update = hora_actual; } } 📦BOM: 🛠 Instrucciones de ensamblajeEl proceso de ensamblaje se explica por sí mismo a través de las imágenes y animaciones proporcionadas.

Sin embargo, se incluyen notas importantes y explicaciones adicionales para aclarar los pasos más críticos. Durante la construcción, practiqué exportando animaciones GIF desde SolidWorks y reuniendo instrucciones de trabajo simples. Espero que esto aclare todo lo posible.

Consejo: si algo no parece claro o te falta un paso específico, ¡no dudes en revisar las imágenes etiquetadas o comunicarte con nosotros! 🧩 Inicio del ensamblaje Comience insertando los rodamientos en sus asientos, luego agregue las tuercas y apriete todo con tornillos M3; finalmente, prepare el soporte del motor y fíjelo usando dos tornillos y tuercas M5, al final fije la tuerca T8 (vea el GIF a continuación): Ensamble el eje Z fijando el soporte del motor al carro, agregando tuercas y pernos en T, luego instale el tornillo de avance y las varillas lineales: asegúrese de usar un collar de eje para aliviar la tensión en los cojinetes del motor* Ensamble todos los componentes individuales juntos (vea el GIF a continuación) y no olvide agregar las dos tuercas en T adicionales como se muestra en la imagen de advertencia.

Ensamble el soporte del tope final del eje Z e instálelo de inmediato, pero no lo apriete completamente para poder ajustarlo más tarde; apriételo firmemente solo después de configurar el punto de activación en relación con el soporte del eje (hay espacio limitado, pero funciona). Añade también el soporte superior Z. Nuevamente, no olvide agregar el collar del eje en el extremo superior del tornillo de avance.

Ensamble el panel posterior, que es más fácil de imprimir en 3D con un 100% de relleno, y luego taladre agujeros para cada fuente de alimentación; esta parte aún es un trabajo en progreso. Monte el sensor AS5600 y su soporte en el motor paso a paso e inserte todas las tuercas en T requeridas al mismo tiempo (NECESITA 8, no 6, lo siento :)) Instale la caja electrónica y fije los paneles laterales. Ensamble el soporte del eje X: puede usar tuercas M3 y pernos M3x30 mm para una mayor resistencia (en lugar de M3x20).

Use insertos térmicos para esta pieza: simplemente inserte el soporte del eje X en las ranuras de la mesa Proxxon, apriete el acoplador del motor en el tornillo de avance de la mesa; esto completa el ensamblaje mecánico para la operación CNC: Para la funcionalidad de lectura manual, se necesita una pequeña modificación: reemplace los dos tornillos M5 (7 mm de largo) con tornillos M5 de 15 mm de longitud: Ensamble la carcasa para Arduino y todos los componentes electrónicos asociados, y móntelo en la posición designada: ¡Esto completa el ensamblaje!

Revisamos el archivo, la cantidad, el material, el acabado y el envío antes de autorizar la producción. La imagen y la información técnica corresponden a la referencia de origen y no representan un pedido fabricado por Fábrica 3D.