Suporte para caneta para converter um laser CNC num plotter de caneta/desenho

Este projeto começou por um laser CNC YunLee de 1 m x 1 m, adquirido no eBay, que converti numa máquina de desenho CNC com suporte para caneta, acionada por um servo de tamanho padrão. Aqui estão incluídos os ficheiros STL.

O STL do grampo para caneta foi revisto, passando do estilo original em forma de C para um laço completo, como se pode ver na foto seguinte. O original rachava devido a um aperto excessivo.

A braçadeira desliza sobre as duas hastes de 3/32", fixadas à base, e a secção traseira da braçadeira (suporte) possui buchas de tubo de latão nos ressaltos. O conjunto é puxado para cima por uma haste/fio com um colar de bloqueio (não visível). A mola na haste mais comprida provém de uma caneta esferográfica e é ajustável com outro colar de bloqueio. O retorno da mola é uma questão de tentativa e erro para colocar a caneta na peça de trabalho o mais rapidamente possível, sem a esmagar.

Utilizei buchas de latão porque tinha os tubos à mão, mas penso que funcionaria bem com as hastes a deslizarem no plástico. Seja como for, é necessário algum processo de tentativa e erro para obter um bom encaixe que também deslize livremente. O mecanismo da caneta deve descer pelo seu próprio peso, mas precisa de se manter o mais firme possível, dentro da tolerância, para obter linhas limpas.

A braçadeira da caneta tem uma ranhura que permite um ângulo de até 45°. O parafuso de fixação que tinha à mão era um parafuso 6-32 qualquer, colado com epóxi no botão impresso que está incluído nos ficheiros STL (2 tamanhos). O espaçador STL incluído destina-se a canetas finas, para manter o centro no eixo Y.

Note que, se utilizar pinos/marcadores de diâmetros diferentes no mesmo desenho, terá de utilizar os calços fornecidos para manter a ponta na mesma posição no eixo Y. Imprima alguns tamanhos em forma de «V» (120°), por exemplo, 2 mm e 2,5 mm, com uma aba na parte superior para os manter no lugar até que a braçadeira seja apertada.

Este projeto requer uma versão do GRBL que permita o funcionamento do servo em vez do laser, utilizando um Arduino + placa CNC em vez dos controladores YunLee, que utilizam chips ARM.

Existem algumas opções do GRBL para controlar o movimento da caneta para cima e para baixo. Estou a utilizar esta, que funciona com a extensão Gcodetools do Inkscape:
https://github.com/bdring/Grbl_Pen_Servo

Encontrei-a neste tutorial detalhado do Instructables:
https://www.instructables.com/How-to-Control-a-Servo-Using-GRBL/

Estou a utilizar a versão mais recente do Inkscape, a 1.3.2.

PLA. Utilize um preenchimento de 40% para a braçadeira da caneta, de modo a evitar que esta se deforme sob a pressão do parafuso de aperto manual. Para deslizar livremente, tem de ser suficientemente resistente para que as buchas não fiquem encravadas.