Economia circular na robótica: a construção de uma CNC de mesa com materiais de descarte e componentes eletrônicos

Abstract

Este trabalho tem como objetivo desenvolver, analisar e validar um protótipo de máquina CNC de baixo custo, utilizando a arquitetura de hardware aberto, especificamente o firmware GRBL integrado a uma placa Arduino Uno, e o software de controle UGS (Universal Gcode Sender). O estudo contextualiza os fundamentos do controle numérico computadorizado (CNC), traça a evolução histórica das máquinas de comando digital e compara os principais softwares de controle (Mach3, LinuxCNC e GRBL). A metodologia empregada abrange o detalhamento do projeto mecânico e eletrônico, a programação do código G e a calibração precisa dos eixos lineares. Os testes experimentais comprovaram a viabilidade e a robustez da solução, indicando que o sistema GRBL alcançou um excelente desempenho em precisão e repetibilidade, com variação máxima de 0,05 mm nas medições. Desse modo, conclui-se que é plenamente possível implementar uma máquina CNC funcional, de baixo custo e acessível, por meio do uso de componentes de código aberto. Essa abordagem democratiza a tecnologia de usinagem, sendo de grande valia para aplicações educacionais e projetos de automação. Além disso, ao promover a reutilização, a customização e a fabricação local de equipamentos, o projeto contribui para o desenvolvimento sustentável e reforça a responsabilidade socioambiental no campo da tecnologia.

This work aims to develop, analyze, and validate a low-cost CNC machine prototype, utilizing an open-source hardware architecture, specifically the GRBL firmware integrated into an Arduino Uno board, and the UGS (Universal Gcode Sender) control software. The study contextualizes the fundamentals of Computer Numerical Control (CNC), traces the historical evolution of digitally controlled machines, and compares the main control software options (Mach3, LinuxCNC, and GRBL). The methodology employed encompasses the detailed design of the mechanical and electronic system, G-code programming, and the precise calibration of the linear axes. Experimental tests confirmed the feasibility and robustness of the solution, indicating that the GRBL system achieved excellent performance in terms of precision and repeatability, presenting a maximum variation of 0.05mm in the measurements performed. It is concluded that it is entirely possible to implement a functional, low-cost, and accessible CNC machine using open-source components. This approach democratizes machining technology, proving highly valuable for educational applications and automation projects. Furthermore, by promoting the reuse, customization, and local manufacturing of equipment, the project contributes to sustainable development and reinforces socio-environmental responsibility in the field of technology.