Diy arduino bāzes CNC plotera mašīna

CNC mašīnas ir datorizētas skaitliskās vadības mašīnas, kuras tiek izmantotas, lai kaut ko uzzīmētu vai izstrādātu jebkuru mehānisku daļu saskaņā ar to vadības programmā ievadīto projektēšanas programmu. Vadības bloks var būt vai nu dators, vai mikrokontrolleris. CNC mašīnām ir stepper un servo motori, lai zīmētu dizainu atbilstoši barošanas programmai.

Izpētījis CNC mašīnas, es nolēmu uzbūvēt pats savu CNC mašīnu, izmantojot vietēji pieejamos materiālus. Pasaulē ir tik daudz CNC mašīnu, no kurām dažas ir ļoti tehniskas un sarežģītas, lai tās pareizi izgatavotu vai pat darbinātu. Šī iemesla dēļ es nolēmu izgatavot vienkāršu CNC ploteru mašīnu, kuras pamatā ir Arduino un kura ir visvienkāršākā. Jūs varat to izmantot arī kā Arduino CNC zīmēšanas mašīnu ar nelielām izmaiņām.

Šī DIY Arduino CNC mašīna var uzzīmēt lielāko daļu pamata formu, tekstu un pat karikatūras. Tā darbība ir līdzīga tam, kā raksta cilvēka roka. Tas ir ātrāks un precīzāks salīdzinājumā ar veidu, kā cilvēks var rakstīt vai zīmēt. Šīs apmācības beigās skatiet demonstrācijas video.

Arduino CNC mašīnas uzbūvēšana:

Lai darbotos CNC zīmēšanas mašīna, nepieciešamas 3 asis (x ass, y ass un z ass. X ass un y ass darbojas vienoti, lai izveidotu 2D attēlu uz parasta papīra. Šie x un y ass ir novietotas 90 grādus viena no otras tā, lai jebkuru punktu uz līdzenas virsmas definētu ar noteiktu vērtību x un y. Z asi izmanto, paceljot un nolaižot pildspalvu uz parastā papīra.

Atkarībā no zīmējamā attēla dators ģenerēs atbilstošās koordinātes un caur USB portu nosūtīs tās mikrokontrollerim. Mikrokontrolleris interpretē šīs koordinātas un pēc tam kontrolē motoru pozīcijas, lai izveidotu attēlu. Šeit mēs izmantojām Arduino kā mikrokontrolleru, lai izveidotu šo CNC mašīnu. Trīs asu kustības nodrošina soļu motori, kurus kontrolēs Arduino dēlis. Jūs varat pārbaudīt, kā saskarni ar soļiem ar Arduino, ja jums tas ir jauns.

Tātad sāksim soli pa solim veidot savu Arduino CNC ierīci.

Ko tev vajag:

Piezīme: Mans dizains ir diezgan atšķirīgs aparatūras ziņā pēc izmēra un izmantotajiem materiāliem. Es nevarēju atrast vecus DVD diskus, tāpēc es izvēlējos printera daļas. Neatkarīgi no tā, kuru izmantojat, pārliecinieties, vai tam ir pakāpju motors.

Aparatūras prasība:

1. Alumīnija loksne (710mm x 710mm)
2. Vecais HP / Epson printeris. Varat izmantot vecos datora DVD diskus
3. Skrūves un uzgriežņi
4. Perspex stikls
5. Arduino UNO
6. L293D motora vadītāja vairogs vai Arduino CNC vairogs
7. Mini servomotors
8. Pildspalva

A

Rīki:

1. Skrūvgriezis
2. Urbt
3. Griešanas rīks (zāģis)
4. Līme
5. Sola ierīce

Programmatūras:

Lai efektīvi darbotos ar šo mašīnu, tiek izmantotas šādas programmatūras. Apmeklējiet dažādas vietnes un lejupielādējiet tās.

1. Arduino IDE versija 1.6.6 vai jaunākas versijas šeit
2. Tiek apstrādāta IDE versija 3.1.1 vai jaunāka versija
3. Inkscape versija 0.48.5. Lejupielādējiet to šeit.
4. Grbl kontrolieris (pēc izvēles)

CNC plotera iekārtas pamats:

Šīs ierīces galvenā daļa ir pamatne, kas atbalsta visas galvenās mašīnas daļas kopā, lai mašīna būtu stingra un arī pārnēsājama. Šajā konstrukcijā pamatnes izgatavošanai izmantosim alumīniju, jo tā ir viegla, viegli saliekama un sagriežama, kā arī dod labu spīdīgu izskatu, jo tā nerūsē.

Dizainu un izmēriem manas bāzes ir parādīts zemāk:

Piezīme: visi izmēri ir milimetros.

Pēc visas saliekšanas un griešanas es varēju izveidot ļoti stingru pamatni, kā parādīts zemāk:

X, Y un Z asu montāža:

Lai izgatavotu x un y asis, tiek izmantotas divas printera paliktņi. Katrā no šīm daļām ir pakāpju motors un jostas piedziņas mehānisms, ko parasti izmanto, lai pārvietotu kasetni turp un atpakaļ.

Z asij uz y ass, izmantojot līmi, piestiprina mini servomotoru. Šo servomotoru izmanto, lai pildspalvu pārvietotu uz augšu un uz leju. Būtu jākonstruē labs atbalsta mehānisms, kas ļaus brīvi pārvietoties pildspalvveida pilnšļircē.

Zīmēšanas platforma CNC mašīnai:

Šīs mašīnas milzīgā izmēra dēļ ierīce var zīmēt uz A5 formāta papīra. Tāpēc mēs no Perspex stikla izgriezīsim A5 (148mmx210mm) izmēra platformu un pēc tam pielīmēsim to uz x ass kustīgās daļas, izmantojot līmi.

CNC mašīnu elektroinstalācija un shēma:

Ievietojiet L293D motora vadītāja vairogu uz Arduino UNO dēļa. Šis vairogs var darbināt divus stepper motorus vienlaikus un divus servomotorus. Pievienojiet divus soļu motorus, kā parādīts zemāk. Zemējuma savienojums jāatstāj nepieslēgts, jo motori ir bipoplāra tipa. Tas darbosies kā mūsu Arduino CNC kontrolieris mūsu Plotter mašīnai.

Pievienojiet mini servo motoru arī servo1. Pievienojiet 7,5 V - 9 V barošanas avotu motora vadītāja vairoga strāvas pieslēgvietai. Iekārta tagad ir gatava testēšanai.

Arduino CNC mašīnu kods un testēšana:

Vispirms mums jāpārbauda soļu motori un jāpārbauda, ​​vai tie ir pareizi savienoti.

Tā kā mēs izmantojam L293D motora draivera vairogu, mums šeit jālejupielādē AFmotor Library. Pēc tam pievienojiet to mapei Arduino IDE bibliotēka. Pārdēvējiet to par AFMotor . Ja bija atvērts Arduino IDE, aizveriet to un atveriet to vēlreiz un noklikšķiniet uz faila -> piemēri -> Adafruit Motor Shield Library -> stepper . Pārliecinieties, ka rīkos esat izvēlējies pareizo portu un dēli, un pēc tam augšupielādējiet kodu Arduino dēlī. Dažas kustības jāievēro ar soļu motoru.

Lai pārbaudītu otro motoru, nākamajā rindā nomainiet motora portu no 2 uz 1 un pēc tam vēlreiz augšupielādējiet kodu.

#include // Pievienojiet soļu motoru ar 48 pakāpieniem uz apgriezienu skaitu (7,5 grādi) // pie motora porta Nr. 2 (M3 un M4) AF_Stepper motors (48, 2);

Arduino kods CNC mašīnai:

Kad soļu motori reaģē atbilstoši, kopējiet Arduino kodu CNC mašīnai no zemāk esošās sadaļas Kods un augšupielādējiet to Arduino dēlī. Jūs varat lejupielādēt kodu no šīs saites.

Arduino CNC koda lejupielāde

G-kods CNC mašīnai:

G - CODE ir valoda, kurā mēs sakām datorizētām mašīnām (CNC) kaut ko darīt. Tas būtībā ir fails, kas satur X, Y un Z koordinātas.

Piemēram:

G17 G20 G90 G94 G54 G0 Z0,25X-0,5 Y0. Z0.1 G01 Z0. F5. G02 X0. Y0.5 I0.5 J0. F2.5 X0.5 Y0. I0. J-0,5 X0. Y-0,5 I-0,5 J0. X-0,5 Y0. I0. J0.5 G01 Z0.1 F5. G00 X0. Y0. Z0.25

G-koda uzrakstīšana tikai vienkāršam kvadrātam var būt patiesi sarežģīta, taču, par laimi, mums ir programmatūra, kas var mums palīdzēt ģenerēt G-kodu. Šo programmatūru sauc par “ Inkscape ”, lejupielādējiet to šeit.

Jūs varat ģenerēt savu G-kodu, izmantojot Inkscape, kuru mēs esam paskaidrojuši nākamajā sadaļā, bet jūs varat izmantot viegli pieejamus G-kodus internetā.

Pirms es jums parādīšu, kā ģenerēt G kodus, izmantojot Inkscape, var apspriest, kā šos G kodus nosūtīt uz Arduino. Programmatūru, kas ļaus mums nosūtīt G-kodus uz Arduino, sauc par Apstrāde.

Notiek IDE apstrāde, lai augšupielādētu G kodu:

Šī platforma palīdzēs mums nosūtīt G kodus uz Arduino dēli. Lai to izdarītu, jums būs jālejupielādē GCTRL.PDE fails.

Lejupielādējiet GCTRL.pde failu no šejienes un atveriet to, izmantojot Processing IDE

Kad esat to atvēris IDE apstrādē, noklikšķiniet uz palaist. Parādās logs ar visām instrukcijām. Nospiediet p uz tastatūras. Sistēma lūgs izvēlēties portu. Tātad izvēlieties portu, kurā ir pievienota jūsu Arduino dēlis. Manā gadījumā tas ir 6. ports.

Tagad nospiediet g un pārlūkojiet mapi, kurā saglabājāt savu G-KODU. Atlasiet pareizo G-CODE un nospiediet enter. Ja viss bija savienots pareizi, jums vajadzētu redzēt, kā ierīce sāk zīmēt uz papīra.

Ja vēlaties pārtraukt procesu, vienkārši nospiediet x, un ierīce pārtrauks visu, ko tā darīja.

Kā izveidot savu G kodu:

Mēs pieminējām, ka Inkscape ir programmatūra, kuru izmantosim, lai izveidotu mūsu G-KODUS. Šajā piemērā mēs izveidosim vienkāršu tekstu (HELLO WORLD), kā parādīts zemāk.

Piezīme : Inkscape nav iebūvēta veida, kā saglabāt failus kā G-CODE . Tādēļ jums jāinstalē papildinājums, kas ļauj eksportēt attēlus uz G-CODE failiem. Lejupielādējiet šo MakerBot Unicorn spraudni šeit ar instalēšanas piezīmēm.

Ja instalēšana bija veiksmīga, atveriet Inkscape, dodieties uz izvēlni Fails un noklikšķiniet uz "Dokumenta rekvizīti". Vispirms mainiet izmērus no px uz mm. Arī samaziniet platumu un augstumu līdz 90 mm. Tagad aizveriet šo logu. Kā zīmēšanas laukums parādās kvadrāts. Šī ir joma, kuru mēs izmantosim, lai rakstītu savu tekstu.

Tagad kreisajā sānjoslā noklikšķiniet uz cilnes Teksta objekta izveide un rediģēšana. Ierakstiet tekstu " HELLO WORLD " un novietojiet to kvadrāta augšējā labajā stūrī, kā parādīts zemāk.

Noklikšķiniet uz teksta un izvēlieties vēlamo fonta stila veidu. Noklikšķiniet uz Lietot un aizvērt.

Tagad noklikšķiniet uz ceļa un atlasiet " objekts ceļam "

Jūsu teksts tagad ir gatavs saglabāt kā G-CODE. Noklikšķiniet uz faila -> saglabāt kā un pēc tam ierakstiet faila nosaukumu kā "sveika pasaule"

Mainiet faila tipu uz "MakerBot Unicon G-Code", kā parādīts zemāk esošajā attēlā. Tas parādīsies tikai tad, ja pievienojumprogrammas instalēšana bija veiksmīga. Visbeidzot noklikšķiniet uz Saglabāt un uznirstošajā logā noklikšķiniet uz Labi.

Jūs esat izveidojis G kodu, un to var uzzīmēt, izmantojot iepriekšējās procedūras.

GRBL kontrolieris:

Kad jums ir izdevies ģenerēt G kodu, izmantojot Inkscape, var būt nepieciešams apskatīt G kodu, lai pārliecinātos, ka tas ir zīmēšanas robežās.

Ar zīmēšanas ierobežojumi ir noteikti Arduino CNC CODE līnijām parādīts zemāk:

Attēlam, kā parādīts iepriekš GRBL kontrolierī, nevajadzētu pārsniegt šos ierobežojumus, kas parādīti CNC Arduino kodā iepriekš. Ja tas pārsniedz šos ierobežojumus, piemēram, uz x ass negatīvo pusi, negatīvās puses daļa netiks attēlota.

Šajā piemērā x un y vērtības svārstās no 0mm līdz 40mm.

Tā kā es izmantoju printera daļas, kuras var uzzīmēt uz lielāka laukuma, es mainu maksimālās vērtības no 40mm līdz 60mm.

Ikreiz, kad ģenerējat G-kodu, izmantojot Inkscape, vispirms varat atvērt šo G-kodu GRBL programmā, lai redzētu, vai tas ir šajās robežās. Ja neatrodaties, jums ir jāmaina attēla izmērs Inkscape, līdz tas ir jūsu robežās.

Tātad šī ir lētākā un vienkāršākā metode, kā uzbūvēt CNC plotera mašīnu, izmantojot arduino uno mājās. Izmēģiniet to un paziņojiet mums komentāros, kā arī pārbaudiet tālāk redzamo videoklipu.