트리플 CNC 머신 - 프리미엄 업그레이드 빌드 (브러시리스 모터 탑재)
부품 및 소모품
| 아두이노 우노 (Arduino UNO) |
× |
1 |
| A4988 스테퍼 모터 드라이버 보드 (SparkFun) |
× |
4 |
| NEMA 17 스테퍼 모터 (OpenBuilds) |
× |
4 |
| CNC 쉴드 |
× |
1 |
| 12V/29A 파워 서플라이 (OpenBuilds) |
× |
1 |
| 8mm 메트릭 ACME 리드 스크류 (OpenBuilds) |
× |
1 |
필수 도구 및 장비
- 3D 프린터 (커스텀 파츠 출력용)
- 납땜 인두
프로젝트 소개
메이커 여러분, 안녕하세요! 몇 주간의 휴식 후 새로운 프로젝트로 돌아왔습니다. 이번에는 심플한 홈메이드 트리플 CNC 머신을 만들어보겠습니다.
이전에도 비슷한 프로젝트를 진행한 적 있습니다: 이전 버전 보기
하지만 이번에는 기계를 대폭 업그레이드했습니다. 놀라운 서프라이즈가 있습니다. 지금까지 유튜브나 여러 플랫폼에서는 스핀들 모터나 드레멜(Dremel)을 메인 스핀들로 사용했습니다. 하지만 이번 프로젝트에서는 "브러시리스 모터" 또는 "드론 모터"를 스핀들로 사용했습니다. 네, 잘못 보신 게 아닙니다.
3-in-1 기능
이 심플한 홈메이드 트리플 CNC 머신은 교체 가능한 툴헤드로 3가지 작업을 수행할 수 있습니다:
- 브러시리스 모터를 라우터로 사용한 각인/조각
- 레이저 커팅 및 드로잉
- 펜 플로터로 드로잉
우리가 설계한 플러그인 방식의 새로운 3D 프린팅 파츠 덕분에 CNC 사용이 매우 간단해졌습니다. 영상 설명란에 공유된 파츠를 3D 프린터로 출력하고 필요한 자재만 준비하면 됩니다. 설계는 매우 심플합니다. 불필요한 자재도, 불필요한 배선도 없습니다.
영상에서는 CNC 머신 제작 과정을 가장 세밀한 단계까지 보여드립니다. 단계별로 따라오시면 됩니다.
코드 (그블 GRBL 펌웨어)
이 프로젝트는 아두이노 우노에 GRBL v0.9h 펌웨어를 플래싱하여 사용합니다. GRBL은 G-코드 인터프리터로, CNC 머신 제어의 표준 펌웨어입니다.
GRBL 펌웨어 플래싱 방법
- Arduino IDE에서 Tools → Board → Arduino UNO 선택
- Tools → Programmer → AVRISP mkII (또는 사용 중인 프로그래머) 선택
- GRBL 소스 코드 다운로드: https://github.com/gnea/grbl
grbl.ino 파일을 열고 업로드
- 또는 XLoader 같은 툴로 컴파일된
.hex 파일 직접 플래싱 가능
GRBL 설정 주요 파라미터 ($$ 명령으로 확인)
$0=10 (step pulse, usec)
$1=25 (step idle delay, msec)
$2=0 (step port invert mask)
$3=0 (dir port invert mask)
$4=0 (step enable invert, bool)
$5=0 (limit pins invert, bool)
$6=0 (probe pin invert, bool)
$10=3 (status report mask)
$11=0.010 (junction deviation, mm)
$12=0.002 (arc tolerance, mm)
$13=0 (report inches, bool)
$20=0 (soft limits, bool)
$21=0 (hard limits, bool)
$22=0 (homing cycle, bool)
$23=0 (homing dir invert mask)
$24=25.000 (homing feed, mm/min)
$25=500.000 (homing seek, mm/min)
$26=250 (homing debounce, msec)
$27=1.000 (homing pull-off, mm)
$100=800.000 (x, step/mm)
$101=800.000 (y, step/mm)
$102=800.000 (z, step/mm)
$110=5000.000 (x max rate, mm/min)
$111=5000.000 (y max rate, mm/min)
$112=5000.000 (z max rate, mm/min)
$120=10.000 (x accel, mm/sec^2)
$121=10.000 (y accel, mm/sec^2)
$122=10.000 (z accel, mm/sec^2)
$130=200.000 (x max travel, mm)
$131=200.000 (y max travel, mm)
$132=200.000 (z max travel, mm)
참고: 위 값은 예시입니다. 실제 기계의 스텝/모터/리드스크류 사양에 맞게 $100~$102, $130~$132 등을 캘리브레이션해야 합니다.
GRBL 컨트롤러 소프트웨어 추천
- Universal Gcode Sender (UGS): 크로스플랫폼, 가장 대중적
- Candle: 가볍고 직관적인 GUI
- bCNC: 고급 기능 풍부 (Python 기반)
- LaserWeb / LightBurn: 레이저 모드 사용 시 추천
3D 프린팅 파츠 (STL 파일)
cnc_stl_uEcDxyRzHu.rar - 압축 파일에 모든 커스텀 파츠 STL 포함
- 브러시리스 모터 마운트
- 레이저 모듈 마운트
- 펜 홀더 (플로터용)
- 툴헤드 퀵 체인지 시스템 파츠
- 엔드스톱 마운트
- 케이블 체인/드래그 체인 브래킷
회로도

전기 배선 요약
- 아두이노 우노 + CNC 쉴드: 스테퍼 드라이버 4개 장착 (X, Y, Z, A/예비)
- A4988 드라이버: VREF 조절로 모터 전류 설정 (예: NEMA 17 1.5A → VREF ≈ 0.75V)
- 브러시리스 모터 (스핀들): 별도 ESC(전자변속기) 필요, PWM으로 속도 제어 (GRBL $30/$31 설정)
- 레이저 모듈: PWM 제어 (GRBL 레이저 모드 $32=1 활성화 시 M3/M4로 제어)
- 리미트 스위치: 각 축별 최소 1개 (홈킹용), NO/NC 타입에 따라 $5 설정
- 12V/29A 파워 서플라이: 스테퍼 모터 4개 + 브러시리스 ESC + 레이저 전원 공급
브러시리스 모터 스핀들 사용 시 주의사항
- ESC 캘리브레이션 필수: 최대/최소 스로틀 지점 학습 후 사용
- GRBL 레이저/스핀들 PWM 주파수: 기본 5kHz, ESC 사양에 맞게 조정 가능
- 회전 방향: 모터-ESC 선 2개 교체로 반전 가능
- 냉각: 장시간 사용 시 모터 및 ESC 발열 대비 팬 추가 권장
- 안전: 브러시리스 모터는 고속 회전(수만 RPM)하므로 비트 체결 상태, 보호 커버, 보안경 착용 필수
툴헤드 교체 워크플로우
- 현재 툴헤드 분리 (퀵 릴리스 레버 또는 나사 2개)
- 새 툴헤드 장착 (자석 또는 핀 정렬 방식)
- Z축 영점 재설정 (프로브 또는 수동 페이퍼 방식)
- 해당 모드에 맞는 GRBL 설정 적용 (레이저 모드 ON/OFF 등)
- 작업 시작