Suporte: Auto nivelamento de metais

Como implementar o reconhecimento de nível em metariais condutores

O problema

  • Profundidade irregular de gravação em toda superfície do material
  • Placas de circuito impresso com cavidades imprecisas
  • Quebra de fresas por conta de imprecisão na profundidade

    SOLUÇÃO
    Toda máquina CNC apresenta irregularidades em sua base de corte, mesmo aquelas que usam superfície externa. Além disso, o próprio material a ser usinado apresenta irregularidades em sua superfície, e isso impede que o corte ou gravação seja feito de modo uniforme.
    Para corrigir este problema, usa-se o auto nivelamento, que é o reconhecimento das imperfeições na altura sobre a superfície do material.

    Sua PIPO2024 aceita auto nivelamento com o uso de diversos softwares, mas neste tutorial usaremos o "CANDLE GrblControl" na versão 0.8.3, que está disponível neste link.
    Basta baixar o arquivo ZIP para seu computador, descompactar e clicar no arquivo "grblControl.exe" para iniciar o programa.

    Entenda

    Se você entender o principio do auto nivelamento, será bem mais fácil coloca-lo em prática nas suas usinagens.

    Quando você gera o g-code de algum trabalho, ali estão reunidas todas as características do trabalho, como a velocidade de corte, profundidade de cada passada, espessura total do material, etc. No entanto, o g-code é feito pensando-se em um material 100% plano.
    Quando se inicia uma usinagem, você informa para o software sender (GRBL Controll, UGS, Candle, etc.) onde fica os pontos zero dos eixos X, Y e Z. Neste momento, a PIPO2024 acredita que todo o material terá a mesma altura do que aquela definida no ponto zero. Se durante a usinagem a fresa encontrar uma área mais alta ou mais baixa do que aquela definida no ponto zero, a CNC não irá perceber este desnível e o resultado será um corte muito profundo ou a fresa nem irá tocar sobre o material.

    Para solucionar este problema, o que o auto nivelamento faz é sondar toda a superfície do material onde será feita a usinagem, anotar todas as alturas e inserir estas alturas no g-code que você criou.

    Deste modo, quando a fresa passar sobre um desnível, o eixo Z irá subir ou descer para compensar esta diferença, e você terá um resultado 100% satisfatório.

    Dispositivos para sondagem

    Para este tutorial usaremos o cabo com garras jacaré do Kit de Auto Nivelamento de sua PIPO 2024.



    basta conectar o plugue no jaque que se encontra na parte posterior da sua CNC, e prender as garras desta maneira:

  • Uma garra presa na fresa
  • Uma garra presa no material

    A idéia é que as garras fechem contato entre si. Como tanto a fresa quanto o material são condutores, quando a fresa tocar no material será fechado contato entre as garras.

    Loteamento

    O reconhecimento dos desníveis do materiais são feitos dividindo toda a superfície em "lotes". Ou seja, iremos dividir a superfície do materias em "quadrados", e o procedimento é feito automaticamente pela PIPO 2024 em uma sequência semelhante a desta imagem.



  • A fresa faz toques seguidos sobre a superfície do material, fechando um tabuleiro de xadrez, e obtendo por fim um mapa de alturas (heightmap) como o desta imagem.



    Com este mapa a PIPO 2024 passa a conhecer os desnível do material, e o eixo Z irá subir ou descer em cada uma das áreas para manter a profundidade do trabalho sempre uniforme.

    Auto Nivelamento na Prática

    Agora que você já compreende como funciona o auto nivelamento e já baixo ou Candle GrblControl, então chegou a hora de começar na prática.



    Nota: No manual de sua Pipo 2024 e em diversos artigos do suporte se recomenda o uso do "GRBL Controller", mas quando houver uso do auto nivelamento, o sender recomendado é o "Candle GrblControl".


    Com o GrblControl aberto, verifique se ele se conectou à sua Pipo 2024. O aviso o "Idle" deve estar visivel como se vê abaixo.



    Se a mensagem for "Not Connected", clique em Service > Settings e no campo "Port:" selecione a porta correta.

    Com o GrblControl devidamente conectado, o primeiro procedimento é abrir o g-code do trabalho.
    Para isto, clique File > Open e selecione o arquivo g-code

    Dica: Mude o campo "G-Code Files (..." para "All Files", para que os arquivos tipo ".gcode" fiquem visíveis


    Ao ser aberto, o g-code é exibido deste modo na tela principal.



    Localize do lado direito o scroll com os comandos, e deslize até encontrar o campo _JOG. Com ele iremos mover os eixos da PIPO 2024.



    Leve os eixos X e Y até o ponto zero do trabalho, e mantenha o eixo Z uns 2mm acima da superficie do material.



    Nota: O controle do GrblControl parece ser "invertido", pois as setas indicam o movimento da fresa sobre o material. Observe cada movimento na tela do GRBLControl para se habituar.


    Após atingir o ponto zero do trabalho, clique nos botões ZeroXY e ZeroZ, para informar à CNC que ela está no ponto Zero.


    Em seguida, devemos localizar o ponto zero real do eixo Z.
    Neste momento, verifique se as garras estão devidamente presas na fresa e no material, e clique no botão Z-Probe.



    Ao clicar, o eixo Z fará dois movimentos:
    1. Irá descer, tocar no material e subir
    2. Voltará a descer, mais lentamente, tocar no material e parar.

    Agora estamos no ponto zero real, e você deve informar isto para a CNC, clicando novamente nos botões ZeroXY e ZeroZ



    Localize no scroll lateral o campo _Heightmap, e clique no botão Create.



    Toda a tela irá mudar, e entramos no modo de Edição.
    Nesta tela estão todos os comando necessários para o autonivelamento, que estão listados abaixo:


    1. Tela Principal.
      Nela está o desenho da peça, as dimensões totais do trabalho, etc.
      • O traço alaranjado representa a fresa. Se ela não estiver no ponto zero, clique novamente nos botões ZeroXY e ZeroZ.
      • O quadro vermelho mostra a área que será mapeada pelo auto nivelamento. Se o quadro não estiver perfeitamente ao redor da peça, clique no botão "Auto", que fica no canto inferior da tela.
      • Você pode mudar o ângulo de visão clicando sobre a tela e arrastando para a posição desejada.

    2. Tabela de alturas.
      As células da tabela representam cada lote do mapeamento.
      Antes do mapeamento, todos os campos são preebchidos com "nan", e são preenchidos com os valores encontrados em cada lote sondado.

    3. Ajustes (Heightmap Settings).
      Aqui estão as principais configurações do mapeamento.
      • Border: Você pode mudar a área de mapeamento com estes campos:
        • X: Desloca a área no sentido do eixo X
        • Y: Desloca a área no sentido do eixo Y
        • W: Muda a largura da área
        • H: Muda o comprimento da área
        Dica: O botão AUTO seleciona a área de sondagem automaticamente.

      • Probre grid: Você define o loteamento nestes campos.
        • X: Quantos toques (provas) serão dados em cada passada no eixo X
        • Y: Quantos toques (provas) serão dados em cada passada no eixo Y
        • Zt: Quantos mm a fresa deve subir entre uma prova e outra.
        • Zb: Profundidade máxima abaixo de zero que a fresa pode descer em uma prova.
        Dicas: Quanto mais pontos X e Y, mais precisa é a sondagem.

        Se a fresa tocar no material durante uma prova e outra, aumente o valor de Zt. Se a fresa não alcançar algum ponto de prova, diminua o valor de Zb (aumente negativamente).

      Após definir os valores, clique em Probe e acompanhe o processo de sondagem, que irá ocorrer conforme a imagem abaixo:



      Ao fim do mapeamento, a tela exibirá o gráfico do nivelamento e a tabela de alturas estará preenchida com os valores de cada lote,



      Dica: Neste momento você pode salvar o mapa de alturas se desejar para uso futuro. Basta clicar em File > Save.

      Agora que temos o auto nivelamento pronto, é momento de produzir a peça. Clique sobre o botão Home, para que a fresa volte para o ponto 0,0.



      E, quando ela estiver de volta ao ponto de origem, repita o Z-probe descrito anteriormente, para voltar a fresa ao ponto zero do eixo Z.




      E, volte a informar a CNC que ela está no ponto zero de todos os eixos:



      Volte ao Scroll, no campo _Heightmap clique em "Edit Mode" para sair do modo de edição e marque a caixa "Use heightmap".


      Agora, basta clicar no botão "Send" e aguardar a usinagem.

      Dica: Você pode salvar um novo g-code da peça, já com o auto nivelamento embutido nele, para usinar a peça em outro software ou pelo controle off-line. Basta clicar em File>Save Transformed As...