Precisão da router CNC: o que são os 0,1 mm da ficha e de onde eles vêm

O número que está em toda ficha

Abra a ficha de qualquer router CNC da Etools e você vai achar a mesma linha: precisão de 0,1 mm. Está na Start Full, na Start ATC 10, na Linha Max, na New Pro 12 e na New Pro 16. Máquinas de preço e velocidade diferentes, com o mesmo número.

O número diz quanto a ferramenta pode se afastar do ponto que o programa mandou. Um décimo de milímetro é mais ou menos a espessura de uma folha de papel sulfite. Só que esse número não nasce no comando nem no software: ele é segurado pela mecânica. Se a guia tem folga, se a cremalheira bate, se a estrutura vibra, o comando manda a ferramenta para o lugar certo e ela chega em outro.

Por isso a pergunta útil não é "qual a precisão?", e sim "quem sustenta essa precisão quando a máquina acelera, freia e corta MDF o turno inteiro?". É o que este artigo responde, peça por peça.

O que 0,1 mm muda no móvel

Na marcenaria, ninguém mede peça com micrômetro. O erro aparece de outro jeito: na montagem.

• A cavilha que não entra, ou entra frouxa. O furo de cavilha de uma lateral tem que bater com o furo da prateleira. Se cada furo pode cair alguns décimos fora do lugar, os dois erros se somam e a cavilha entra torta, empurra a peça ou exige martelo. Com o furo dentro de 0,1 mm, a cavilha entra na mão.
• A caixa fora de esquadro. Uma lateral 0,5 mm mais comprida que a outra já deixa o módulo empenado: a porta fecha encostando de um lado e com fresta do outro. O esquadro do armário começa no comprimento das peças.
• A porta desalinhada. Numa cozinha com seis portas lado a lado, a fresta entre elas é o que o cliente vê. Se cada porta varia alguns décimos, a fresta varia junto, e o regulador da dobradiça vira ferramenta de conserto.
• O caneco da dobradiça. O furo de 35 mm tem posição e profundidade. Fora da posição, a porta não alinha com a caixa; fundo demais, ele aparece na face.

A conta que importa é a da soma. Um móvel tem dezenas de peças e centenas de furos. Erros pequenos em cada um viram erro grande na montagem, e é na montagem que a hora de serviço some.

Guias lineares: o trilho que segura o pórtico no lugar

A guia linear é o trilho de aço retificado por onde o pórtico e o cabeçote correm, com patins de esferas que abraçam o trilho. Ela não empurra nada: o trabalho dela é não deixar o cabeçote sair da linha. Quando a fresa força de lado num corte de MDF de 18 mm, é a guia que segura o cabeçote para ele não balançar.

Nas linhas Start Full, Start ATC 10 e Max, as guias são Hiwin de 25 mm nos três eixos. Nas linhas New Pro 12 e New Pro 16 o eixo Y sobe para 30 mm, com 25 mm no X e no Z. O motivo é a velocidade: as New Pro se deslocam a 90 m/min, e quanto mais rápido o pórtico acelera e freia, mais força a guia recebe na troca de direção. Trilho mais largo, patim maior, menos flexão nessa hora.

A guia é também a peça que mais sofre com falta de graxa. Patim que trabalha seco gasta a pista e passa a ter folga, e folga na guia é o cabeçote balançando dentro do erro que a ficha prometia não ter. É por isso que todas as routers deste artigo têm lubrificação automática: a máquina se lubrifica sozinha, no intervalo programado, sem depender de alguém lembrar.

Cremalheira helicoidal: como o pórtico anda sem tranco

A guia segura; quem empurra o pórtico nos eixos X e Y é a cremalheira: uma barra dentada fixa na estrutura, com um pinhão acoplado ao motor que gira e "anda" sobre ela.

Na cremalheira reta, o dente entra no pinhão de uma vez, e a força passa de um dente para o outro com um pequeno solavanco. Na helicoidal, o dente é inclinado: sempre há mais de um dente engrenado ao mesmo tempo, e a força passa de um para o outro sem tranco. Na peça, a diferença aparece no canto que fecha na medida e no corte que começa e termina igual, da primeira à última peça da chapa.

Entre o motor e o pinhão fica o redutor planetário, que multiplica o torque e deixa o movimento mais suave. Na Start Full, na Start ATC 10 e na Max, o redutor é Shimpo. Nas New Pro 12 e New Pro 16, a ficha traz o mesmo conjunto de cremalheira helicoidal com redutor planetário, que é o que deixa o pórtico acelerar e frear a 90 m/min sem sacudir a peça.

Quem dá a ordem para tudo isso são os servo motores Leadshine: 750 W na Start Full e na Start ATC 10, 1500 W na Max e nas New Pro. O servo sabe onde está a cada instante e corrige sozinho se a fresa forçar. O motor de passo não sabe: quando perde a posição, você só descobre com a peça errada na mão.

Fuso de esferas: a profundidade do furo

No eixo Z, que sobe e desce a ferramenta, a cremalheira dá lugar ao fuso de esferas: um eixo roscado com uma castanha cheia de esferas, que transforma o giro do motor em subida e descida. Na Start Full, na Start ATC 10 e na Max, é um fuso TBI 2510.

O fuso decide o que o Z faz bem: profundidade. O caneco de dobradiça que não pode furar a face, o rebaixo de fundo de gaveta, o canal na medida da chapa de 6 mm, o puxador cava. Tudo isso é o Z parando na altura certa. Fuso de esferas tem atrito baixo e pouca folga, e por isso o Z para onde o programa mandou, sem "afundar" um pouco a mais quando a ferramenta entra no material.

A outra metade da profundidade é a medida da ferramenta. Uma fresa nova pode ter alguns milímetros a mais ou a menos que a anterior; se o comando não souber disso, o fuso posiciona certo e o furo sai errado. Nas máquinas com troca automática, o probe mede o comprimento de cada ferramenta e guarda no comando, e é isso que mantém a profundidade igual quando o programa troca de fresa.

O peso da estrutura: aço de 8 e 25 mm

A última peça é a menos lembrada: a estrutura. Todas as routers da Etools são de aço de 8 e 25 mm, usinado em portal CNC. Na Start Full 2030, são 1800 kg; na Start Full 2050, 2200 kg; na Start ATC 10, na Max e na New Pro 12, 2000 kg.

Peso, aqui, é função. Cada vez que o pórtico acelera ou freia, a reação vai para a estrutura. Numa máquina leve, essa reação vira tremor, e o tremor aparece na borda da peça como ondulação ou degrau. Numa estrutura pesada e rígida, a mesma força não move nada. É o que a Etools mostra no vídeo da base New Pro: um copo d'água e uma moeda em pé sobre a máquina, com o pórtico se deslocando a 90 m/min. A moeda não cai e a água não derrama.

A usinagem da estrutura conta tanto quanto o peso: guia montada sobre uma base que não é plana já nasce torta, porque o trilho só fica reto se apoiado numa superfície reta. Daí a estrutura usinada em portal CNC, e não só soldada.

O que tira o 0,1 mm no dia a dia

A máquina sai da fábrica dentro do número. O que acontece depois depende da rotina da marcenaria. Os problemas de manutenção em detalhe estão no artigo sobre o que mais dá problema em uma router CNC, e o custo dessa rotina no de quanto custa manter uma router CNC. Aqui, o que importa é ligar cada causa à peça que ela afeta:

Dois itens desta tabela não são da máquina, e são os que mais enganam. O primeiro é a fixação: se a peça anda 0,3 mm na mesa durante o corte, a máquina foi precisa e a peça saiu errada mesmo assim. O artigo sobre a peça que sai voando da mesa de vácuo trata disso. O segundo é a fresa: uma fresa cega desvia, empurra o material e deixa a medida para trás. O operador mede a peça, vê erro e culpa a máquina, quando a ferramenta é que precisa sair. O guia de fresas para router CNC na marcenaria mostra como reconhecer a fresa no fim da vida.

Como conferir a precisão na sua bancada

Você não precisa de instrumento de laboratório para saber se a máquina está dentro do número. Três testes simples, com trena de qualidade e paquímetro, já mostram muito:

1. O quadrado e as diagonais. Corte um quadrado grande, do tamanho que a mesa permitir, e meça as duas diagonais. Se elas batem, a máquina está no esquadro. Se diferem, X e Y não estão a 90 graus entre si, ou um lado do pórtico está atrasado em relação ao outro.
2. O mesmo furo em pontos diferentes da mesa. Programe furos de cavilha num canto, no meio e no outro canto da mesa, com a mesma distância entre eles. Meça. Se a distância varia de um lado para o outro, há folga ou desgaste em algum trecho da guia ou da cremalheira.
3. A profundidade com ferramentas diferentes. Fure o caneco de 35 mm com uma broca, faça um rebaixo com outra fresa, e meça as duas profundidades contra o programa. Se uma delas erra, o comprimento daquela ferramenta está mal cadastrado.

Faça esses testes quando a máquina chegar e guarde as medidas. Repita de tempos em tempos. Comparar com a medida da própria máquina, em vez de comparar com a ficha, é o que mostra quando alguma coisa começou a mudar.

Qual máquina Etools entra aqui

O 0,1 mm é o mesmo em toda a linha de chapa da Etools. O que muda é a velocidade em que ele precisa ser mantido, e por isso a mecânica cresce junto.

Na Linha Start Full e na Start ATC 10, são guias Hiwin de 25 mm nos três eixos, cremalheira helicoidal com redutor planetário Shimpo no X e no Y, fuso TBI 2510 no Z e servo motores Leadshine de 750 W, com 1800 a 2300 kg de estrutura. A Linha Max mantém guias, cremalheira e fuso, mas dobra a potência dos servos para 1500 W e chega a 60 m/min de deslocamento, sobre 2000 kg de aço.

Nas linhas New Pro 12 e New Pro 16, o deslocamento sobe para 90 m/min, e o eixo Y ganha guias de 30 mm para segurar a aceleração e a frenagem nesse ritmo, com cremalheira helicoidal e redutor planetário. Se a sua dúvida é entre as duas, o artigo New Pro 16 ou New Pro 12 compara o que muda entre elas. Para os termos de mecânica, o glossário explica folga, castanha, patim e o resto do vocabulário.