Difference between revisions of "Open Source Foam Cutter"

Revision as of 16:59, 15 October 2015

Introduzione

La Open Source Foam Cutter (OSFC) è una macchina a controllo numerico per il taglio di materiali espansi simili al polistirolo. Il materiale viene tagliato muovendo un filo caldo tra due cursori, ognuno dei quali è montato su un sistema cartesiano a due assi. Le due meccaniche vengono controllate in maniera indipendente, in modo da consentire il taglio di elementi rastremati.

--vista generale--

La macchina ha una corsa di XxYmm sui piani cartesiani, ed è possibile assemblarla con due diverse lunghezze sull'asse Z: ZZ e ZZZmm. La configurazione estesa si presta al taglio di ali per gli aeromodelli e profili (simili ale cornici), nella versione compatta si lavora meglio su tagli che hanno grandi inclinazioni e / o rastremazioni come le ali dei modelli a delta o le fette degli stampi per i longboard.

-- esempi di tagli--

Costruzione

L'archetto

Durante il taglio, se temperatura e velocità di avanzamento sono adeguati al materiale, il filo non viene a contatto col material ma lo taglia per irraggiamento. Di conseguenza la coppia richiesta per fare avanzare l'utensile è pressochè nulla, l'unica forza considerevole è la tensione del filo e il recupero della dilatazione termica nello stesso. Il filo è sostenuto da un archetto completamente svincolato dal telaio della macchina, e si appoggia su due guide in metallo con delle apposite sedi a V. E' quindi importante che l'archetto sia il più leggero possibile, e dopo svariati tentativi coi materiali più disparati la soluzione attuale consiste in una tensostruttura che si è rivelata molto leggera e molto rigida.

-- foto archetto

il telaio

Il telaio è composto di 2 quadranti che includono tutti i componenti meccanici ed elettronici uniti da 4 longheroni.

il piano di taglio

Il pianon di taglio ha la funzione di portare il materiale all'altezza di lavoro minima della macchina. E' comodo avere delle guide di riferimento in modo da piazzare il materiale alla distanza corretta dalle guide, cosa fondamentale se si eseguono dei tagli rastremati. Volendo è possibile implementare un 5° asse di taglio sotto forma di piano rotante, ma per ora non è previsto per i seguenti motivi:

Il controllo tramite porta parallela supporta al massimo 4 assi e sono già utilizzati

Non abbiamo ancora investigato su come gestire questa configurazione dal punto di vista della generazione del GCode

Azionamenti e controllo

Assi X ed A

Gli assi X ed A sono controllati con 2 cinghie per garantire l'ortogonalità dei piani XY ed AB.

Assi Y e B

Gli assi Y e B vengono azionati tramite una barra filettata da 5mm. Essendo disposti in verticale, non è necessario alcun sistema di recupero del gioco.

Driver e stepper

Tutti gli stepper utilizzati sono Nema 17 da 0.8A. I driver sono esagerati e sono degli XXX. Sono previsti dei finecorsa su tutti gli assi, che vengono utilizzati in fase di inizializzzazione per trovare gli zeri. Durante la fase prototipale abbiamo visto che si riesce a sopravvivere anche senza.

Controllo della macchina e generazione del GCode

La macchina è controllata utilizzando Mach3 via porta parallela e una break out board tipo XXX. Per la generazione del GCode utilizziamo soluzioni diverse a seconda che il taglio sia rastremato o meno:

CamBam per i tagli dritti, poi il GCode viene processato su un foglio di calcolo che duplica i comandi per gli assi X ed Y sugli assi A e B.

Per la realizzazione dei profili alari utilizziamo un software apposito che copre tutto il processo, dallo studio aerodinamico alla generazione del GCode: Profili2 pro

Controllo del filo